목구조의 굿 메인터넌스

최근 「나무의 복원」「나무의 애용」 이라고도 하여 건축물뿐 아니라 놀이기구, 펜스 등 익스테리어 까지도 목재를 사용하기 시작하였습니다.

그것은

① 목재는 인간 뇌파의 α파를 증가시키는 「초고주파」를 잘 통과시키므로 목조주택은 정신을 안정시키고 쾌적한 심리상태를 유지시킵니다.

② 목재는 자외선을 흡수하므로 눈의 피로를 억제시켜 주는 효과가 있습니다.

③ 목재에서 반사된 음성은 귀에 자극이 없고 정신착란 증의 예방에도 효과가 있습니다.

④ 목재의 나뭇결, 색조, 피부촉감은 심기를 편안하게 합니다.

이와 같은 사실이 밝혀지면서, 목재는 생활에 윤기와 포근함을 주는 재료라고 하는 것을 재인식하게 되었기 때문입니다. 그러나 목재는 뒤틀림이나 썩는 결점이 있어, 목조건물은 철근 콘크리트나 철골의 건물에 비하여 수명이 짧다는 말도 있습니다. 그러나 사용방법이나 손질을 터득하면 목조의 건물도 100년 아니 천 년 이상까지도 오래 사용 가능하다는 예도 있습니다. (실례: 일본, 나라의 범륭사 건축물)

따라서 적절한 사용방식과 손질기술을 아는 것이 매우 중요합니다.
여기에서는 주택과 익스테리어 등의 개개의 경우에 있어서, 목재의 성질에 적합한 메인터넌스의 요점을 설명합니다.
나무는 지구환경을 지켜줄 뿐 아니라 생활에 윤택과 따뜻한 마음을 갖게 하는 귀중한 자원입니다. 나무의 성질을 알고 적절한 사용방식과 손질을 제대로 함으로써 목재를 오랜 기간 잘 사용하기를 바라는 바입니다.

일반적으로 목재의 결함은 「탄다ㆍ썩는다ㆍ틀어진다」라고 합니다.
이중에서 「썩는다ㆍ틀어진다」라는 것은 물과 깊은 관계가 있습니다.

그러므로 목조주택의 유지관리는 물의 관리라고도 할 수 있습니다. 그렇다면 왜 물의 관리가 중요하다는 것인가? 다음 내용이 그 이유입니다.

나무가 썩는 것은 목재 부후균 (腐朽菌)이라 하는 버섯의 일종이 목재의 염분으로 기생하기 때문입니다. 여기서 이 균이 자라는 데는 공기, 적당한 온도, 수분이 필수입니다. 그러나 이중 어느 것 한 조건이 없으면 균은 자라지 않으며, 목재가 썩지 않는 것입니다. 양분인 목재를 이용 못하게 하려면 방부약재로 처리하는 것 외에 현실적으로 대응할 수 있는 것은 물의 배제입니다.

목재가 틀어지거나 갈라지는 것은 수분의 출입으로 내부에 응력(應力)이 발생하기 때문입니다. 그러므로 목재 안의 수분의 이동이 거의 없는 상태로 하면 뒤틀어짐이나 갈라지는 것을 막을 수가 있습니다. 따라서 완전한 건조목재를 사용할 것, 빗물(雨水)이나 결로(結露)등에 목재가 젖지 않게 보존하는 것 등이 중요합니다.

목조주택의 물의 관리에 있어 주의할 점은 다음과 같습니다.
특히 주방이나 욕실의 물기 있는 주변, 결로되기 쉬운 옷장이나 문틀 가녘 또는 벽 속이나 마루 등은 물 영향이 큰 곳입니다.
이 같은 부분 중, 벽 속이나 마루바닥 등에는 물의 관리가 수월하지 않으므로 신축 시에는 내구성이 있는 나무를 사용하거나, 방부처리 재를 사용함으로써, 장기간의 내용(耐用)연수를 확보토록 합니다.
문틀, 옷장 또는 욕실이나 주방 등의 물기주변은 유지관리가 비교적 용이합니다. 결로나 누수가 발견되면 곧바로 전문업자와 상담하고 원인을 제거토록 합니다. 그리고 발수성인 무공해 도료를 도포해서 발수상태를 유지하면 부식이나 변형현상을 상당히 막을 수 있습니다.

부식ㆍ변형 이밖에 일광에 의한 변색이나 흰개미 곤충에 의한 피해 등이 있습니다. 변색은 특히 남향 쪽에 접한 부위가 빠르게 진행하지만 이것은 보호착색 재를 2~3년에 한번씩 도포하면 막을 수 있습니다. 외장 재로 목재를 사용했을 경우는 곰팡이의 피해도 유발하기 때문에 이 처리를 확실하게 해둬야 합니다.
곤충에 의한 피해에는 다음 세가지가 있습니다.
우선 목재가 제재되기 이전에 벌채원목에 산란된 곤충의 알이 주택건축 후 성충이 되어서 나오는 경우입니다. 나무좀 벌레, 나무 벌 등이 이에 해당합니다. 가미 기리식해충 (roundhead borers), 기구이식 해충 (pinhole borers), 기바찌식해충 (horntails) 등이 여기에 해당합니다. 이러한 곤충은 건조 목에는 산란할 수가 없으므로 성충이 주택내부 재에 피해를 줄 염려는 없습니다. 성충이 탈출할 때 뚫은 작은 구멍 만 보수하는 것으로 족합니다.
두 번째는 히라다나무벌레(powder post- beetles)입니다. 나왕이나 참나무 등의 건조한 활엽수재의 변재에 산란을 반복하므로, 한번 이 식충벌레의 피해를 본 경우에는 철저히 구제하지 않으면 피해가 커질 염려가 있습니다.

피해는 톱밥 같은 미세한 목 분이 산처럼 쌓여있거나, 직경 1mm정도의 구멍이 생겨있는 것으로 쉽게 발견할 수 있습니다. 구제는 전문업자에게 맡기는 것이 확실합니다.
마찬가지로 건조 재에 산란하는 건재식 해충(death-watch beetles)이 있으나, 일반주택에서는 거의 피해는 안받습니다.

로그하우스의 보수ㆍ점검의 기본은 일반 목조주택과 별다르지 않으나, 결정적으로 다른 점은 벽이 시간이 경과하면 줄어든다는 것, 따라서 교정(settling)에 대처하지 않으면 안 된다는 것입니다.

로그하우스의 기본재료로 사용되는 통나무나 각재는 표면을 봐서는 건조한 것같이 보여도 내부는 거의 다 생 재에 가깝거나 또는 건조도중에 있음이 보통입니다. 따라서 준공 후에도 건조는 진행하며 공기중의 습도와 균형을 이루는 상태(목재의 평형함수율 - 일반적으로 15%내외)까지 계속합니다. 그것에 따라 목재는 수축해 갑니다.

예를 들면 직경30cm 길이 3.65m의 통나무의 평균함수율이 30%에서 15%로 저하했다고 합시다. 목재의 함수율 1% 해당의 평균수축율은 접선(cross grain-板目) 방향으로 0.3%, 반경(straight grain-柾目)방향이 0.15%, 길이(섬유)방향 0.01%이므로 이 경우 의 통나무 직경의 수축은 30cm x (30%-15%) x 0.15% = 0.675cm 로 됩니다. 즉, 직경은 약 7mm 수축 한 것이 됩니다.
이것이 10단을 쌓아 올린 벽이면 약 7cm 가 줄어 드는 것이 됩니다.
또한 길이방향의 수축은 360cm x (30%-15%) x 0.01% = 0.54cm 입니다. 통나무 직경보다는 적지만 통나무의 가로이음 부분 에서 이와 같은 일에 대응하지 않으면 뜻밖의 틈새가 생겨버립니다.

로그하우스의 벽체는 축 볼트로 조여져 있습니다. 그러나 전술한대로 벽체는 서서히 수축하므로 헐거워진 분만큼 볼트를 더 조여주지 않으면 안됩니다. 조여 맞춤은 다음의 시기를 기준해서 합니다.

제1회째 준공 후 1개월
제2회째 준공 후 3개월
제3회째 준공 후 6개월
제4회째 준공 후 1년
제5회째 준공 후 2년

그 이후는 년1회 하는 것으로 합니다. 볼트를 조일 때에는 너무 세게 조이지 않도록 합니다. 너무 세게 조이면 좌금이 구부러지거나 볼트가 부러지던가 해서 문제가 생깁니다.

개구부 쪽의 건구 부착은 시공단계에서 교정(settling)을 고려한 수축스페이스가 설치되어 있습니다. 이것도 정기적으로 점검하여 충분히 여유가 있게 조정합니다. 이 경우 수축스페이스에 충진되어있는 단열재가 습해져 있으면 새것으로 갈아 줍니다. 점검의 시기로는 볼트의 점검시기에 맞추어서 행합니다.

준공 기에 방부ㆍ방충 효과가 있는 목재보호착색제를 도장했을 경우라도 빗물을 맞는 부분은 수년 후에는 그 효과가 없어집니다. 통상적으로는 3년을 기준으로 재 도장을 합니다. 또한 통나무 재목은 건조 수축함에 따라 표면 활렬이 생깁니다. 건축용 실리콘으로 활렬이 간 부분 안에 충진해 줍니다.

건축물은 용도에 따라 기획, 설계를 거쳐 건축되며, 그 기능을 만족하도록 메인터넌스되면서 이용되고, 최종적으로는 그 역할을 마치고 해체됩니다.
라이프 싸이클 코스트에 대한 NTT Facilities사의 조사자료에 따르면, 메인터넌스에 소요되는 비용은 건축물의 설계부터 해체까지의 라이프 싸이클 비용 전체의 약 70%정도라고 합니다. 그 비율이 커서 매우 놀랐습니다.

또한, 나무재질 계의 건축물을 현 상태보다 내구성을 향상시킴으로써 이산화탄소의 고정화를 길게 하고, 지구온난화 방지에 일조하고자 하는 것도 추진되고 있습니다. 이와 같이 메인터넌스란 중요한 과제라 할 수 있습니다.
대규모 시설은 주택 등과 달리 불특정 다수가 이용하는 공공 건축물이 많고, 그 메인터넌스도 목조 이외의 다른 구조의 대규모 시설과 마찬가지입니다.
설계상의 주의점은 메인터넌스, 청소 등을 용이하게 하기 위해, 상부에 설치되는 조명기구는 이동할 수 있도록 하거나, 창문은 손이 닿도록 배려하거나 하는 것입니다. 또한, 유지작업의 횟수를 줄일 수 있는 설계상의 배려도 필요로 됩니다.

이하, 여름철 동안 텐트 등으로 덮고, 그 이외의 기간에는 텐트를 제거하는 ‘간이 풀’을 예로 들어, 나무재질구조 특유의 설계상의 배려해야 할 점에 대해 약간 코멘트 하겠습니다.
‘간이 풀’은용도상, 여름에 텐트로 덮어두면 실내 기온이 올라가고, 풀 안의 물로부터 수증기가 발생하여 상당히 다습상태가 됩니다. 그리고, 밤이 되어 기온이 내려가면, 결로(結露)되는 상태가 됩니다.
또한, 풀장으로서 사용하지 않을 시기에는 텐트 등을 제거하기 때문에, 프레임은 외기에 노출되게 되어 목재에게는 상당히 가혹한 환경입니다.
이와 같은 가혹한 환경에 노출되는 구조용 집성재 프레임의 부위별로, 그 설계상의 주의점을 서술하겠습니다.

텐트 등으로 덮었을 때에 발생하는 결로수나 비 때문에, 프레임의 다리부분에 물이 고이는 것은 피할 수 없으므로, 사용하는 접합금속물은 '녹'에 대한 배려가 필요합니다. 아연용융도금을 하거나 추가로 그 위에 불소수지도료를 도포하거나 합니다.
또한, 목재의 절단 홈을 통해 물이 침입하기 쉽기 때문에, 특히 꼼꼼히 도장하여 물의 침입에 대비한 성능을 향상시켜 두는 것도 중요합니다.
그리고, 목재와 물이 접하는 시간을 짧게 하기 위해, 다리부분의 금속물의 형상을 이중바닥으로 하거나, 물구배를 마련하거나 하는 것도 유효합니다.

프레임에 변단면을 사용하면, '널결'이 발생하는 경우가 있습니다.
이 '널결' 부분은 선단이 예각이 되며, 접착박리가 일어나기 쉬운 부분임과 동시에, 수분을 흡수하기 좋은 절단 홈 면이 나타나는 부분입니다.
이 부분은 실내 환경이더라도 도장 등의 처리를 하지 않으면, 절단 홈의 벌어질 가능성이 큰 부분이며, 더욱이 외부 환경에서는 도장만의 처리로는 부족하며, '커버보드'라 불리우는 판을 접착제겸용의 못, 나무나사 등을 사용하여 부착시키는 것이 필요합니다.
또한, '커버보드'와 '널결' 부분은 접착제 겸용입니다만, 벌어질 가능성이 있으므로, 물이 침입하지 않도록 실링하는 편이 더 좋습니다.

들보받이 금구도 접합금구와 마찬가지로 물을 머금는 일이 적어지도록, 물 빠짐 처리를 할 필요가 있습니다.

목재를 물, 빛으로부터 보호하기 위해, 도막을 만들거나 방부도료를 도포하거나 하는데, 건물의 입지조건 등의 측면에서 볼 때, 부위별로 그 사양을 달리하는 것도 효과가 있습니다. 예를 들면, 남쪽에 면한 부재는 북쪽 면에 비해 도장 면의 성능이 빨리 저하되기 때문에, 남쪽 면의 부재의 도장회수를 북쪽 면보다 늘리는 등의 처리를 해 두는 것입니다.

■ 목재의 변색ㆍ오염과 방제법

변색ㆍ오염의 종류		발생요인	발생하기 쉬운 수종	예방법	제거법
화학오염	금속오염 (특히 철염)	ㆍ탄닌, 페놀성 성분과 철염과의 반응에 의해 발생한다 ㆍ수분의 존재필요 ㆍ산성쪽일수록 강하다	삼목, 물참나무, 호두나무, 미송	ㆍ재료를 건조시킨다 ㆍ철과의 접촉을 피한다	ㆍ3% 옥살산 도포 ㆍ5% 차아인산 도포
	산오염	ㆍ목재추출성분과 산과의 반응에 의해 발생한다(옥살산, 염산의 케이스가 많다)	너도밤나무, 소나무, 삼목, 미송, 노송나무, 고로쇠나무	ㆍ재료를 건조시킨다 ㆍ산과의 접촉을 피한다 ㆍ 요소수지로 인한 오염 산화비닐재료를 사용한다 ㆍ 옥살산 처리후 물로 충분히 씻는다	ㆍ2∼5% 과산화수소(pH8∼10) 도포 ㆍ1∼10% 아염소산 나트륨(pH5) 도포
	알칼리오염	ㆍ목재추출성분과 알칼리와의 반응에 의해 발생한다 ㆍ알칼리쪽일수록 강하다	너도밤나무, 삼목, 물참나무, 고로쇠나무, 호두나무, 미송	ㆍ목재를 건조시킨다 ㆍ알칼리와의 접촉을 피한다	ㆍ2∼10% 과산화수소(pH7) 도포 ㆍ오염이 적은 경우, 옥살산, 차아인산 도포로도 가능
생물오염	변색균	ㆍ청변균, 갈변균, 녹변균에 의한 침해	가문비나무 변재, 너도밤나무, 물참나무, 라민(Ramin)	ㆍ균의 생육조건(온도, 수분, 산소)을 저해한다	ㆍ3∼10% 차아염소산나트륨 또는 아염소산나트륨에 담근다
생물오염	곰팡이	ㆍ균사 또는 포자자체의 색으로 인해 ㆍ균이 분비하는 산화효소로 인해	물참나무, 낙엽송 외의 대부분의 수종	ㆍ균의 생육조건(온도, 수분, 산소)을 저해한다	ㆍ깍아낸다 ㆍ3∼10% 차아염소산나트륨 또는 아염소산나트륨에 담그거나 도포
기타	빛으로 인한변색	ㆍ자외선과 산소로 인해 목재중에 라디컬이 생겨 착색물질을 생성한다.	분비나무, 낙엽송, Prunus ssiori, 레드시다(Red cedar), 고로쇠나무	ㆍ자외선, 산소를 차단한다 ㆍ변색에 관여하는 구조를 화학적으로 변환시킨다	ㆍ변색오염의 정도에 따라, 2∼10% 과산화수소, 1∼10% 아염소산나트륨에 의한 도포 또는 담금
	산화로 인한 변색	ㆍ공기와의 접촉으로 인한 일반산화	삼목(흑심), 참피나무(오렌지 스테인), 분비나무 변재	ㆍ산소의 활성을 저해한다
	온도, 습도로 인한 변색 목재성분의 유동농축으로 인한 오염	ㆍ열변질, 가수분해로 인해 ㆍ재질내의 수분이동에 따라, 추출물이 유동하여 부분적으로 농축된다.

옥외에서 사용하는 목제품은 직접 태양광선이나 비바람에 노출되므로, 쉽게 자외선으로 인해 퇴색되거나 팽윤수축으로 인해 부재가 결손되거나, 부후균(腐朽菌)이나 해충으로 인해 열화되게 됩니다. 항상 안전하고 쾌적하게 사용하기 위해서는 정기적인 보수, 점검이 필수적입니다.

목제 옥외시설이라고 하더라도 매우 다양한 것들이 있습니다만, 여기에서는 공원이나 정원에 비치하는 비교적 규모가 작은 것을 대상으로 한 메인터넌스에 대해 서술하고자 합니다.

목제 외장제품을 언제까지나 안전하고 쾌적하게 사용하기 위해서는 일상적인 보수점검이 필요합니다. 일반적으로는 3개월이나 6개월 간격으로 정기적으로 점검하는 것이 필요합니다. 눈과 추위에 노출되는 초봄에는 특히 꼼꼼한 점검이 필요합니다. 나무부분이나 금속부분의 도장도 이 시기에 실시합니다. 또한, 외장제품 그 자체나 주변을 항상 청결하게 해 두는 것도 중요하며, 잡초나 주변의 쓰레기도 제거해 둡시다.

나무부분의 부후정도는 반드시 정기적으로 체크하도록 합시다. 목재는 수종(樹種), 방부처리의 방법, 처리약제의 종류, 사용 환경 등에 따라 부후의 진행정도가 크게 다릅니다.
일반적으로 땅과의 경계부분이 가장 썩기 쉽고, 이어 절개부를 형성한 듯한 접합부나, 물이나 흙이 고이기 쉬운 부분도 썩기 쉽다고 할 수 있습니다. 목재가 부후했는지의 여부를 외관적으로 판단하기 어려운 경우에는 다음과 같은 방법으로 간단히 체크해 볼 수 있습니다.

① 드라이버 등을 찔러 본다
잘 들어가지 않음 : 부후하지 않음
잘 들어감 : 부후했음

② 햄머 등으로 가볍게 두드려 본다
마른 소리가 남 : 부후하지 않음
둔탁한 소리가 남 : 부후했음

땅과의 경계부분에 가벼운 부후가 보인다면, 그 부분을 교환하거나 혹은 부목 등으로 보강합니다. 가능한 땅과의 경계 상하 30cm정도의 범위에서 크레오소오트유(creosote oil) 등의 유성 부식제를 충분히 스며들게 하면, 부후를 지연시킬 수 있습니다. 상당히 부후가 진행된 경우에는 새로운 부재로 교환합니다. 언제까지나 방치해 두면 예기치 못한 사고로 연결됩니다. 썩기 쉽다고 예측되는 부재는 미리 교환 가능한 설계로 해 두는 것도 목제 외장에서는 중요한 일입니다.
또한, 땅속에 묻는 방식을 가능한 피하고, 비를 맞더라도 잘 고이지 않는 방식으로 해 두는 것이 중요합니다.

외장용 도료로서는 방부제나 착색제와 혼합된 목재보호착색제가 편리합니다. 이들 목재보호 착색제는 여러 가지 것이 시판되고 있습니다만, 도막을 형성하지 않는 침투성의 것이 일반적이며, 중도장(recoating)이 가능합니다. 3년마다 다시 칠하는 것이 일반적입니다. 흙이나 모래 등으로 인한 오염을 천이나 샌드페이퍼 등으로 제거하고 브러시로 칠합니다. 접합부 등의 숨겨진 부분도 꼼꼼히 도장합니다.

목제 외장에는 접합부분 등에 볼트 등의 금속물이 사용되는 것이 일반적입니다. 이들 금속물 부분에도 금속용 도료를 정기적으로 칠합니다. 이들 금속물류가 녹슨 경우에는 샌드페이퍼나 와이어 브러시로 녹을 벗겨낸 후, 녹방지 도장을 해 둡니다. 부식된 경우에는 새로운 것으로 교환합니다.
볼트 등 접합금속물이 헐거워졌는가도 정기적으로 점검하여 죄어줍니다. 또한, 볼트나 너트의 돌출이 사용상 위험이 없는 지도 체크합니다. 그와 같은 경우에는 짧은 것으로 교체하거나, 볼트의 너무 돌출된 부분을 금속용 톱으로 절단하고 줄로 둥글게 하여 손이 닿더라도 위험하지 않게 해 둡니다.

옥외시설의 보수·점검시에는 언제, 무엇을, 누가, 어떻게 점검하고, 어떠한 처치를 했는지를 기록해 둡니다. 이 일은 불특정 다수가 사용하는 공원시설 등의 공공시설에서는 특히 중요한 것입니다.

참조: 일본ㆍ나무의 메인터넌스 메뉴얼 Good-Wood-Series No.7 - <목질재료수요확대 협의회>
. 북해도 임산 시험장 감수