“친환경 목조 건축”은 지구의 명령 옛말에 ‘집은 다른 사람이 지은 집에서 살고 나룻배는 자기가 만든 것을 타라’는 경구가 있다. 손수 집짓기가 어렵고 고생스럽다는 의미다. 100층이 넘는 마천루 같은 건축물도 서울의 랜드마크가 됐고, 30-40층을 올리는 철골콘크리트 주거 건물은 뚝딱! 하면 만들어진다고 할 정도로 쉽게 완성된다. 건축 시장의 한편에서는 목조·목골 주택의 건축 붐이 꾸준히 일고 있다. 나무가 주는 안락함에 기후위기 시대에 더욱 필요성이 절대적이기 때문이다. 지속 가능한 건축 환경과 관련해 재료 선택이 중요하다. 목재는 자연적이고 재생 가능하며 지속 가능한 건축자재다. 주거용 및 상업용 건물 모두에서 목재 사용을 최대화하면 연간 약 2,100만 톤의 CO2를 대기에서 제거할 수 있다. 이는 도로에서 440만 대의 자동차를 없애는 것과 같다.
국립산림과학원에 따르면 나무는 대기 중 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 내뿜는 과정에서 몸 안에 탄소를 저장해 '탄소 통조림'으로 불리기도 한다. 실제로 목재를 약 36㎡ 사용한 목조주택 1동에서 무려 9톤(t)의 탄소를 저장하는 것으로 나타났다. 목조건축1000㎡를 조성하면 탄소 130t을 저장할 수 있으며, 탄소 대체효과도 270t에 달한다. 나무가 주는 이로운 점 건축에서 목재는 매우 유연하고 가벼우며 동시에 튼튼하다. 또한 조립식에 적합하며 건설 시간을 크게 줄일 수 있다. 잘 설계된 목조 건축물은 완벽하게 화재에 안전하며 법적으로 요구되는 것보다 훨씬 더 지진에 안정적이다.
목재는 '분해 설계'에 적합하며 쉽게 재활용할 수 있다. 나무는 유기 물질로서 숨을 쉬고 편안하고 건강한 실내 기후를 유지할 수 있다. 목조 구조의 환경은 인간에게 긍정적인 심리적, 신체적 영향을 주어 혈압과 맥박을 낮추고 진정 효과를 발휘한다. 과거에 뿌리를 둔 우리는 나무 건축물을 대함으로써 안락함과 아늑한 느낌을 갖는다. 작업환경에서 나무 재질과 인간 스트레스 상관 테스트 방 4개 중 1개에는 1) 나무와 식물이 공존, 2) 나무는 있고 식물이 없는 것, 3) 나무는 있고 식물이 없는 것, 4) 나무와 식물이 모두 없는 것. 나무에 노출된 피험자들은 연구의 모든 기간에서 교감 신경계(투쟁 또는 도피라고도 함) 반응이 더 낮았다. 부교감신경 활성화나 스트레스 회복에 대한 치료 효과는 발견되지 않았다. 연구에 따르면 이 효과의 실질적인 의미는 증거 기반 및 생물 친화성 설계의 일부로 목재를 실내에 적용하여 스트레스 감소를 제공할 수 있다는 것이다. 최근까지 목재 인테리어와 생산성 사이의 연관성은 일화적이었다. 나무가 차이를 만들 수 있다는 연구가 시작되었다. Forest and Wood Products Australia가 자연, 생체친화성 디자인 및 목재를 개선된 신체적, 정신적 웰빙과 연결하는 연구를 의뢰했다. 이 연구는 1,000명의 호주 근로자를 대상으로 조사한 결과 목재의 존재와 직장에서의 직원의 전반적인 만족도, 결근률 감소, 집중력 향상 및 생산성 향상 사이에 상관관계가 있음을 발견했다. 최근 연구에 따르면 천연 목재 표면이 20% 미만인 작업장에서 근무하는 사람들은 최대 30% 덜 만족한다. 목재 비율이 높은 곳에서 일하는 사람들에 비해 생산성도 감소한다는 결과가 나왔다.
가장 높은 건물은 태국 파타야에 있는 105미터 높이의 성전인 진리의 성전이다. 이전 기록 보유자인 포공 사원(Fogong Temple)의 67미터(220피트) 탑은 900년 전에 지어졌다. 현존하지 않지만 역사적으로 세계에서 가장 오래된 목조 건축물은 7세기에 건축된 경주 황룡사 9층 목탑(80m)이다. 하지만 1238년 몽고의 침입으로 파괴됐다. 이보다 앞서 516년에 중국 루오양에 있는 용닝탑(용닝사원)이 세계에서 가장 높은 137-152m로 알려있으나 9층 중 7층에 아마도 흙으로 된코어가 있을 것으로 추정된다. 받침대를 포함해 152.77m에서 155m이다. 그러나 534년 번개/화재로 파괴됐다. 서반구에서 가장 큰 목조빌딩은 1885년 건축된 수리남(surinam)에 있는 베드로와 바울의 바실리카 성당(Cathedral-Basilica of St.Peterand Paul)이다. 사람이 거주하는 최초의 목조건물은 2021년 준공된 프랑스 보르도 소재 ‘Tour Hypérion’이로 높이는 55m이다. 현재 가장 높은 목조 건물 이 건물은 오스트리아 포아를베르그(Vorarlberg)지역 Architekten Hermann Kaufmann으로부터 키가 큰 목재 건축에 대한 컨설팅 서비스를 받았다. 건물을 올리기 전에 2층짜리 8mx12m 모형을 현장에에 제작해 나무와 나무 사이의 연결과 구조의 안정성을 테스트했다. 부지 건설은 2015년 11월에 시작돼 2016년 8월에 마무리되었다.
구조와 정면의 건설은 2016년 6월에 시작됐으며 9명의 작업자가 57일 만에 완료했다. 매주 약 2개 층의 속도로 상승했다. 건설 팀은 조립 절차를 "레고와 같다"고 설명했다. 이 건물은 목조 오스트리아 도른비른(Dornbirn)에 있는 메르츠 클라 파트너 사(Merz Kley Partner ZT GmbH)가 완료한 첫 번째 검토는 목재 구조에 중점을 두었다. 두 번째는 밴쿠버의 Read Jones Christoffersen Consulting Engineers가 수행한 지진 검토였다. 이 프로젝트는 완료하는 데 5,150만 달러가 들었고, LEED Gold 표준을 충족하도록 설계되었다. 53미터 높이의 건물은 15,120제곱미터의 바닥 공간으로 주로 대학원생 및 고학년 학부생을 대상으로 404명의 학생을 수용할 수 있다.
목조 건축이 계획됐거나 승인을 받은 미래의 목조 건축물
이 프로젝트에는 18만 5000입방미터의 목재가 필요하며 이로써 일본의 임업과 목재 수요를 활성화할 계획이다. 나무의 선택은 미학을 제외하고 "도시를 숲으로 바꾸는 것"을 목표로 하는 더 큰 운동의 일부다. 목조 구조물은 무너지면 콘크리트 구조물보다 재건하거나 교체하기가 더 쉽다. 일본은 본토의 3분의 2가 삼림으로 뒤덮여 있어 OECD 국가 중 핀란드 다음으로 나무가 많은 나라다. 일본의 삼나무와 편백나무는 대부분 2차 세계대전 이후에 심었고 이제 성숙기에 접어들었다. 이 마천루는 건축 회사인 니켄 세케이(Nikken Sekkei)에서 설계했으며 개발자 Sumitomo Forestry에서 건설했다. 건설 비용은 56억 달러로 추산된다.
세계 각국에서는 이러한 목재의 장점을 활용해 목재와 관련된 다양한 산업 활성화에 적극적으로 나서고 있다. 미국은 2017년부터 건축자재로 목재를 채택할 시 보조금을 지원하고 있으며, 캐나다는 2009년부터 '목재 우선 법률'을 시행해 공공건축물 신축 시 목재 우선 사용을 의무화했다. 대량 목재 건축은 수년 동안 유럽에서 흔했지만, 2021년 국제 건축 법규가 18층까지 목조 건물의 사용을 승인함에 따라 전 세계적으로 인기가 증가할 것이다. 이에 세계 각국은 목재를 탄소 저장 소재로 인정하고, 2050년까지 국가 온실가스 감축 목표를 달성하기 위한 목재 이용 활성화에 적극 나서고 있다. 프랑스, 캐나다 등 선진국에서는 이미 2009년부터 목재 이용을 탄소중립의 핵심 과제로 삼고 자국의 목재 이용 촉진 제도를 마련해왔다. 일본은 2010년 공공건물에서 목재 이용 촉진에 관한 법률을 제정하고 공공건축물 목재 사용을 의무화했다. 그 결과 목재 자급률이 지난 10년 동안 꾸준히 상승해왔으며 2021년 기준 목재 자급률이 41.8%가 됐다. 2000년(18.9%)에 비해 무려 22.9%나 증가했다고 한다.
2019년 5월, 아센트(Ascent)는 산림청의 목재 혁신 보조금 프로그램을 통해 수여되는 미국 농무부 보조금의 수혜자로 지명되었다. 연방 보조금은 미국 건축 법규를 충족하기 위해 콘크리트 및 강철과 같은 전통적인 건축 자재뿐만 아니라 매스팀버의 성능을 입증하는 데 필요한 테스트를 지원했다. 초기 설계에는 21개의 층이 포함되었지만 업데이트 및 후속 승인으로 2020년 3월에는 총 25개 층이 되었다.
글로벌 리서치기관인 그랜드뷰리서치에 따르면 세계 대량 목재 시장의 가치는 2020년 기준 9억5600만 달러로 추산되며, 2028년까지 연평균 13.6%의 성장률을 보일 것으로 예상된다. 산림청에 따르면 탄소중립이 기후위기를 막을 범국가적 어젠다로 부상하면서 '탄소 통조림'이라 불리는 목재의 활용에 대한 관심이 더욱 커지고 있다. 대표적인 것이 친환경 목조 건축과 산림바이오매스인 목재펠릿이다. 우리나라는 산림률이 63%인데 목재 자급률은 10%대에 그치고 있다. 국내 목재 시장이 42조원 규모인데 국산 목재 사용은 10년 이상 계속 답보 상태다. 실제 한국의 임목축적량(산림의 양)은 경제협력개발기구(OECD) 평균을 상회하는 수준에 이르렀지만 목재 수확 비율은 독일 2.6%, 스위스 2.4%, 오스트리아가 2.0%인 데 비해 한국은 0.5%에 불과해 OECD 29개 국가 중 27위에 그치고 있다. 목재로 사용할 수 있는 나무 30년생 이상(4~6영급)이 72%를 차지하고 있으나, 목재 자급률은 16%로 수입 목재 의존도가 매우 높은 실정이다. 이 때문에 우리나라는 연간 국내 수요의 84%에 해당하는 목재를 6조원어치나 수입하고 있다. 장윤성 국립산림과학원 박사는 "우리나라는 연간 산림 축적 증가량 대비 벌채량 비율이 19% 정도로 70~80%에 달하는 유럽과 비교할 때 목재 이용이 매우 저조한 편"이라며 "목재 자급률 향상을 위해 친환경 벌채를 통한 국산 목재 생산 확대가 필요하다"고 말했다. 한그린 목조관, 국내 최고 목조 건축물 지난 2018년에 준공한 이후 현재는 건축물의 주거성능 평가를 위한 테스트 베드와 영주시 다함께 돌봄센터 같은 생활SOC(사회간접자본)로 활용하고 있다. 이 건축물은 강원도 일대 45∼50년생 낙엽송 109m3을 포함해 총 191m3의 목재를 사용했다. 동일 규모의 다른 구조 건축물보다 약 160톤의 이산화탄소를 저감할 수 있다. 산림청 관계자는 "이는 30년생 소나무숲 1헥타르(ha)가 15년간 흡수하는 이산화탄소량과 맞먹는 양으로 목조 건축물이 신기후체제 대응에 기여할 수 있음을 나타낸다"고 설명했다. 한국은 2020년 목조건축의 높이와 면적 제한이 15년 만에 폐지돼 국내에서도 목재가 건축자재로도 널리 활용될 수 있는 기반이 마련됐다. 이전에는 건축법의 ‘건축물의 구조기준 등에 관한 규칙’에 따라 목조건축물의 높이를 18m 이하(지붕 기준), 연면적을 6000㎡ 이하로 제한했다. 2024년 완공 예정인 산림복지종합교육센터는 7층 규모로 지어진다. 이은형 대한건설정책연구원 연구위원은 25일 한 매체와의 인터뷰에서 “한국은 4계절이 있어 철근콘크리트와 철골구조 건축이 일반화됐다. 화재에 상대적으로 취약한 목조건축의 단점을 기술로 극복하는 것은 현재로선 한계가 있어 보인다. 목조건축이 고층빌딩을 대체할 정도로 확산되긴 어렵겠지만 목조건축이 더 적합한 곳에 활용될 가능성은 풍부하다”고 말했다. 목조건축에 대해 가장 우려하는 부분은 화재안전성이다. 일정 규모 이상의 건물에서는 주요 구조부에 내화(耐火)구조 사용을 의무화하고 있다. 내화구조는 화재안전성 검증을 위해 내화시험을 거쳐야 한다. 구조용 집성재의 안정적인 내화성능이 최근 실험을 통해 확인되면서 내화시험을 생략할 수 있는 내화구조 표준으로 인정됐다. 이로써 내화시험을 포함해 1년 이상 걸리던 내화성능 인정 기간이 1개월 정도로 단축되었고 내화시험에 필요한 시험비용도 대폭 절감할 수 있게 되었다. 또한, 구조용 집성재를 사용해 12층까지 자유롭게 목재로 건축할 수 있게 되었다. 구조용 집성재란 특별한 강도의 등급을 기준으로 해서 선정한 목재를 섬유방향이 평행하게 집성 접착을 하고, 공학적으로 특정 응력을 버틸수 있게 만들어진 제품이다.
친환경 목조 건축은 지구의 명령 지구온난화가 가속화되면서 친환경 건축인 목조건축이 세계적으로 주목받고 있다. 대부분의 현대 건축물은 콘크리트, 철, 알루미늄 같은 에너지 집약적인 재료를 대량으로 사용한다. 이러 반면 목재는 생산과정 중 온실가스 배출이 적을 뿐 아니라, 사용 중에도 탄소를 저장하여 이산화탄소 배출을 저감하는 효과가 있다. 특히 목조건축은 탄소저장고인 목재를 장기간, 대량으로 이용하여 온실가스 배출을 줄이는 가장 좋은 방법이다. 현재 국내 목조건축은 국내 건축면적의 1%에 미치지 못한다. 그마저도 수입 목재를 주로 사용한 소형 목조주택이 대부분이다. 기후변화 협약에서는 자국에서 생산된 목재 이용만을 국가 온실가스 감축분으로 인정하고 있기 때문에 국산 목재를 사용한 목조건축의 확대가 필요한 상황이다. 지구인은 지구를 떠날 수 없다. 기후위기 시대를 극복하고 쾌적한 삶을 물려주기 위해 목조주택을 건축하는 것은 지구인을 살리기 위한 지구의 명령이다. [이미디어= 문광주 기자] [ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지] |
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