목조 주택에 대해
유럽은 ‘돌의 문화’라고 불리는 반면 일본은 ‘나무의 문화’라고 불립니다.
세계 유산에 등록된 세계에서 가장 오래된 목조 건축물 ‘호류지(법륭사)’ 는 기둥, 보 등의 주요 구조재에 1000년 이상이 지난 편백이 사용되었습니다.
편백은 치바 공과 대학의 고하라 지로(小原二郎) 교수의 연구에 의하면 휨 강도와 압축 강도가 200년 정도까지는 조금씩 증가하고 그 후부터는 점점 감소하여 1000년이 지난 지금도 창건 당시와 거의 같은 강도를 유지하고 있다고 알려집니다.
호류지는 창건된 지 1300여 년이 지났지만 앞으로도 1000년 이상 현재의 모습을 계속 간직할 것입니다.
나무는 베어져서 건축물로 사용된 후에도 살아 숨 쉬며 그 아름다운 모습을 계속 유지합니다.
목조 주택이 좋다고 느끼는 것은 왜일까요?
우리들은 나이테나 나뭇결을 보면 왠지 마음이 차분해집니다. 이것은 일본의 미의식과 자연관에 의한 것이라고 할 수 있습니다. 왜 우리는 목조 주택에서 쾌적함을 느끼는 것일까요? 그 이유 중 하나는 ‘나뭇결’이라고 합니다.
도쿄 공업 대학의 무샤 도시미츠(武者 利光) 교수의 연구 그룹은 전기 통신 시 발생하는 파장(통신 잡음)의 하나인 ‘ｆ분의 1파장’이 쾌적함과 관계가 있다고 말합니다. 즉, 규칙적인 것과 불규칙한 것이 조화 상태일 때 f분의 1파장이 생기고 그때 사람은 심적 편안함을 느낀다는 것입니다.
이를 우리 주변에서 찾아보면 물건의 촉감, 모양, 미술, 음악에 이르기까지 f분의 1의 파장을 갖는 것이 있는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어 나무의 바른결 무늬, 골풀을 한 올 한 올 엮은 다다미, 굵기가 서로 다른 수타 우동 등 각각이 모두 획일적이지 않고 군데군데 멋이 있는 형상을 하고 있습니다. 이렇게 규칙적인 것과 불규칙적인 것이 조화를 이루고 있는 상태에서 편안함을 느낀다는 것입니다.
플라스틱이나 금속에 나뭇결 무늬가 인쇄되어 있거나 나뭇결이 인쇄된 종이나 필름이 붙여진 것을 자주 봅니다. 이는 나뭇결 모양이 마음에 이러한 효과를 주기 때문입니다.
이렇듯 나뭇결이나 새로운 다다미를 보고 편안함을 느끼는 것은 단순히 감촉 때문만이 아니라 과학적인 이유에 근거합니다.
목재가 갖는 효과
목조 주택은 나뭇결만을 보고 편안함을느끼는 것이 아닙니다.
나무가 갖는 효과에도 아늑함의 비밀이있습니다.
①습도 조절 기능
밀폐된 붙박이장의 이불이나 의류에 습기가 차거나 벽에 딱 달라붙은 옷장에 곰팡이가 핀 경험은 없나요? 이는 결로현상에 의한 것으로 실내 온도가 비정상적으로 높아지거나 실내와 실외의 온도 차가 커졌을 때 발생합니다. 목재에 전혀 ‘결로현상’이 생기지 않는 것은 아니지만 보온성이 좋고 잘 차가워지지 않으며 습기를 흡수하므로 결로가 잘 생기지 않습니다. 만에 하나 생겨도 수분을 흡수하여 결로를 막는 기능을 가지고 있습니다.
주변에 있는 나무를 만져보면 수분이 느껴지지 않지만 사관이라는 조직이 있어 눈에 보이지 않지만 수분을 포함하고 있습니다. 건조 상태의 목재는 중량의 12~15% 정도의 수분을 함유하고 있습니다. 예를 들어 중목구조 주택에는10.5cm×10.5cm×3m 의 각재가 사용되는데 여기에는 맥주 3병분의 수분이 포함되어 있습니다. 그리고 습도가 높아지면 30% 정도까지 공기 중의 습도를 흡수하고 건조해지면 이 수분을 방출합니다.
이렇게 목재는 주위 습도에 따라 공기 중의 수분을 흡수 및 방출하는 습도 조절 기능을 가지고 있습니다. 하지만, 무기질 재료는 이런 작용을 할 수 없기 때문에 결로가 생기는 것입니다.
②단열 기능
목재의 주요 성분은 셀룰로오스 및 리그닌입니다. 리그닌은 간단히 말하면 세포벽을 굳히기 위한 접착제 역할을 합니다. 셀룰로오스란 식물의 세포벽과 식물 섬유의 주성분입니다.
열이 전달되는 기준으로 ‘열전도율’이 있습니다. 열전도율은 열 전달의 용이성을 나타내는 값으로 수치가 클수록 열을 전달하기 쉽다는 것을 의미합니다. 이 열전도율에 따르면 물을 1로 봤을 때 목재는 0.5, 철은 105로 철은 목재에 비해 200배 빨리 열이 전달됩니다. 참고로 콘크리트는 목재의 3~4배 더 빨리 열이 전달됩니다.
바닥 재료의 차이에 따라 다리가 냉기를느끼는 정도에 대해 나고야 대학 환경의학연구소가 실험한 결과는 다음과 같았습니다.
이렇게 목재를 사용한 바닥은 다리의 피
부 온도를 거의 빼앗지 않습니다. 이는 목
재가 뛰어난 보온성과 단열성을 갖추고 있
어 쾌적한 주거환경을 만들어주는 뛰어난
주택 자재라는 것을 의미합니다.
예부터 목욕탕의 스노코나 냄비 손잡이에
목재를 사용한 것은 열을 잘 전달하지 않는
목재의 성질을 살린 생활의 지혜라고 할 수
있습니다.③ 탄력성 기능
목재는 충격을 적당히 흡수하는 재료이므로 아이들의 무릎이나 발목의 부담을 줄입니다.
④ 빛과 소리의 흡수성
인간의 눈은 일상생활에서도 눈부심을 싫어하고 차분한 빛을 좋아합니다. 인간의 눈에는 반사율 50~60%의 빛이 가장 편한 것으로 알려집니다. 주택 등의 천장이나 벽에 목재 혹은 광택이 없는 거칠거칠한 재료를 사용해 직사광선이 눈에 들어오지 않도록 하는 것은 이 때문입니다.
인간에게 가장 적합한 반사율은 편백이나 다다미입니다. 그다음이 삼나무와 창호지입니다.
중목구조 목조주택의 일본식 다다미방에 삼나무나 편백나무의 기둥, 삼나무 천장 판재, 창호지, 다다미를 사용하고 있으므로 빛이 부드럽게 사는 사람의 마음을 편안하게 합니다. 목재는 눈에 나쁜 영향을 주는 자외선을 흡수하는 효과가 가장 큰 소재로 알려집니다.
또한 목재에는 적당한 흡음성과 잔향 효과가 있습니다.
세계적인 바이올리니스트 아이작 스탄의 극찬을 받은 미야자키현립 예술 극장 콘서트홀은 내부에 느티나무 (미야자키 아야지역 나무)를 많이 사용하였습니다. 통칭 「느티나무 홀」이라고 불리며 음향에 최대한의 신경을 썼습니다.
이렇게 소리의 울림에 특히 신경을 써야 하는 곳에 사용할 재료는 목재가 가장 적절합니다.
아래 그래프는 목재의 흡음률을 다른 건축자재와 비교한 것입니다. 사람의 말소리의 중음역에 해당하는 주파수 (500헤르츠)로 조사했습니다. 유리나 콘크리트보다 목재와 다다미의 흡음률이 좋다는 것을 알 수 있습니다.
⑤ 목재의 강도
철과 목재, 어느 쪽이 강하다고 생각하시나요? 같은 굵기의 철과 목재를 잡아당기려면 철이 목재보다 더 강한 힘이 필요합니다.
그러나 같은 무게의 철과 목재를 비교해 보면 목재가 더 강합니다. 또한, 무게당 압축 강도를 비교하면 삼나무 소재는 콘크리트의 5배, 인장 강도에서는 4배 더 강합니다.
지진이 많은 일본에서 가볍고 강한 목재로 주택을 만드는 것은 큰 장점이 있습니다. 같은 진도의 지진에서 건물이 받는 지진력(진동 에너지)은 건물의 중력에 비례하므로 같은 강도의 주택이라면 목조 주택이 지진 피해가 적다고 할 수 있습니다.
과거의 큰 지진 피해 조사 결과를 봐도 반드시 목조 주택이 붕괴되고 철근 콘크리트 주택이나 철골조 주택이 남은 것은 아닙니다.
니가타 지진에서는 목조 주택은 거의 쓰러지지 않았습니다. 관동 대지진이 발생했을 때는 철근 콘크리트 건물의 5%가 쓰러졌지만 목조건축물은 1%밖에 쓰러지지 않았다고 합니다.
1995년 1월 한신, 아와지 대지진에서 목조주택이 대량으로 붕괴되어 목조주택이 지진에 약하다는 소문이 있었지만 무너진 목조주택의 대부분은 1980년의 건축기준법 개정 전에 지어진 주택으로, 개정 후의 건축기준법에 근거하여 지은 것이라면 지진에 대해 중목구조 목조주택이 철근 콘크리트 구조나 2×4 공법 주택보다 약하지 않습니다.