건축용 목재의 종류

목재 

우리나라의 경우 현재 콘크리트를 이용한 건축물 및 그 외 기능성 재료들의 등장으로 한때 목재의 사용량이 급감하였으나 생활패턴과 환경의 변화로 인해 목재의 사용성 및 기능을 재인식하게 되었으며, 이에 따라 목재의 사용량은 점진적으로 증가하고 있다. 선사시대부터 순수 목조 건축, 토조, 석조 및 조적조의 뼈대구조로 사용되어 왔으며, 현재는 목조 주택의 주요 구조부재와 내부 마감재, 가설재 등으로 사용패턴이 변화되었지만 목제품의 수요가 증가함에 따라 고기능 · 신소재와 접목된 복합 (hybrid) 목재 등의 등장으로 건축재료로서 목재의 선택 폭이 매우 넓어져 있다.

 

목재를 이용한 건축용 재료 

원목 절단 과정

원하는 방향으로 나무를 쓰러뜨리기 위해 V형의 쐐기 모양으로 목재를 잘라낸다. 추구(back cut)는 V형 쐐기보다 50 mm 이상의 높이에 실시한다. 나무가 흔들리기 시작하면 체인톱의 사용을 멈추고 나무로부터 대피해야 한다.

 

제재목 

자동화된 절단설비로 인해 원목으로부터 수피를 벗겨내고 목부를 일정 규격으로 가공하여 적당한 길이로 잘라 놓은 목재를 제재목이라고 한다. 절단방법에 따라 판재, 규격재, 대단면재 등으로 구별된다.

1) 침엽수 제재목 

원목에서 제재되어 건축용 재료로써 사용이 가능하도록 가공된 목재는 수종에 따라 사용처가 다르며, 기능과 형상에 따라 여러 곳에 사용이 되고 있다. 대부분의 침엽수재는 구조용 재료로써 사용되며, 각재에서 판재까지 다양한 크기 및 형태로 제조된다. 대표적인 침엽수 구조용재의 수종으로는 S.P.F 혼합수종(sprus, pine, fir), 골드만 스프러스, 폰데로사 파인, 레드 파인 등이 사용되며 이들의 공통적인 특징은 수고가 높으며 통직하고 두께가 두꺼워 가공성, 경제성이 다른 수종에 비하여 뛰어나며, 물리 · 역학적으로 다소 안정적인 성질을 보유하고 있기 때문에 많이 사용되고 있다. 하지만 위와 같은 천연 구조용재는 외기 조건의 영향으로 인해 품질결함 발생 확률이 높기 때문에 실외에 사용 시 합판, O.S.B, 방수시트 등으로 마감 처리하는 것이 바람직하다. 외기 환경과 직접적으로 노출이 필요한 목재는 방부처리를 하여 실외 데크(deck) 재료로 많이 사용되며, 방수 · 방염 · 방충처리를 한 구조용재가 사용되고 있다.

2) 활엽수 제재목 

활엽수재는 예로부터 가구용, 장식용으로 사용되고 있으며 미적 감각을 높이기 위한 곳에도 주로 사용되고 있는 수종이다. 색상 및 형태 다양하며 목질이 단단하고 경도가 높아 비교적 높은 값으로 유통되고 있다. 실내건축 마감용으로는 걸레받이, 계단재, 바닥마감재, 몰딩재 등으로 많이 사용되며, 이외에 가구용 및 장식용으로써 다양한 형태로 가공되어 비교적 고가에 판매되고 있다.

 

공학목재(engineered wood)

공학목재는 일반 규격재보다 안정된 품질을 확보하기 위해 제재 판재 소각재, 단판, 칩(chip) 등으로 가공하여 접착제를 사용해 목재의 성질을 개량화하여 구조적인 능력을 증대시킨 제품으로 재생되며, 목재 섬유를 압착, 성형한 섬유판에 이르기까지 다양한 종류의 원료를 재구성하여 접착, 성형한 제품이 출시되고 있다. 이전의 목재가 지니지 못한 성질을 부여함으로써 치수상의 제약이나 재질상의 문제점 때문에 사용을 기피할 수밖에 없었던 목재가 현시점에서는 공업적인 생산을 통하여 철골이나 철근콘크리트 이상의 강도를 낼 수 있는 구조재로서 사용이 가능하게 된 것이다.

1) 합판

공학목재의 시초인 합판(plywood)은 가장 많이 사용되는 공학 패널로써 단판(veneer), 층(ply) 또는 적층용 부재(laminate)라고 불리는 목재의 얇은 판을 이용하여 제조한 판상 재료이다. 목재로부터 깎아 낸 이들 단판의 목리가 서로 직교하도록 접착제로 적층시켜 합판을 제조하기 때문에 인접 단판 사이에 수축과 팽창에 대한 억제력이 작용하게 되어 치수 안정화 효과를 얻을 수 있다.

 

집성목재(glulam)

공칭치수 50 mm 두께 이하의 제재목을 접착하여 만든 제품으로 핑거 조인트(finger Joint) 이음을 함으로써 람스(lams)라고 하는 긴 길이의 소재로 접착제를 사용하여 적층 · 접착시킴으로써 우수한 강도와 내구성을 가지며 미적인 부분을 최대한 살릴 수 있는 공학용 목재이다. 층재는 내수 접착제로 길이 방향으로 접착하며, 일반구조재에 비하여 허용응력과 치수 안정성이 높아 유연성이 좋아 천연목재보다 더 강한 강도를 이용하여 큰 규격의 보나 장선을 제작할 수 있다.

 

단판적층재(L.V.L : laminated beneer lumber) 

구조용 공학목재 중에서 가장 다용도로 사용되는 재료인 L.V.L은 단판을 적층시켜 접착하여 만든 것으로 집성목재(glulam)와 같이 가로로 적층시킨 것과는 반대로 L.V.L은 목리가 같은 방향이며 길이가 평행한 세로로 접착시켜 만들어졌다. 사용 수종은 잣나무, 소나무 또는 포플러나무 등이 사용되며 각기 다른 강도의 등급으로 제작이 가능하다. 함수율은 집성목재와 같은 12%의 함수율 조건으로 만들어져 평형상태로 유지될 수 있으므로 건조수축에 의한 틀어짐, 휨, 치수 변화 등이 발생하지 않아 집성목재와 함께 그 사용량이 점차 늘어나고 있다.

 

I형 장선(I-Joist) 

I형 장선은 철골조에서 흔히 사용되는 I자 모양 형강재의 강성 증대 효과를 얻을 수 있어 크기나 무게에 비해 훨씬 큰 강성을 얻을 수 있으므로 경간이 길어도 큰 하중을 무리 없이 감당할 수 있어 긴 부재(20m까지 생산)로 사용이 가능하며, 자체 중량이 가벼워 현장 사용성 및 시공성도 용이하다. 플랜지(flange) 부분은 LV.L(laminated veneer lumber)로, 웨브 부분은 합판 및 O.S.B로 이루어졌으며 함수율은 12%로서 평형상태를 이루기 때문에 틀어짐이나 휨 등의 변형이 거의 없다.

 

방부목 

방부처리 대상 목재의 용도, 희망하는 사용 연수, 목재 함수율의 높고 낮음, 방부처리 환경, 방부처리 비용, 방부제의 종류 및 농도관리 등 각종 조건을 우선으로 고려하여 가장 적당한 방법을 선택할 수 있다. 방부처리 목재의 사용 용도에 따라 사용 환경의 범주를 H1-H5까지 5등급으로 구분하고 있으며 사용 환경에 적합한 방부제는 KS M 1701(목재방부제)에 규정한 것을 사용하도록 권고하고 있다. 

 

페럴램(P.S.L ; parallel strend lumber), 스트랜드 적층재(L.S.L ; laminated strand lumber) 

페럴램은 단판을 잘라 만든 스트랜드의 밀도를 높이고 서로 접착하여 제품의 길이 방향으로 스트랜드를 배열하여 제조한 복합구조재이다. 스트랜드 적층재는 O.S.B와 유사하게 스팬의 넓고 짧은 스트랜드로 제조된다. L.V.L이나 P.S.L처럼, L.S.L은 강도를 예측할 수 있고 치수 안정성이 높지만, 강도가 그다지 크지 않아 목조 주택의 테두리 장선과 창호의 해더로 사용되기도 한다.