경량목구조

PART 01 / 경량목구조‥가변성·유연성 뛰어난 경량목구조

많은 예비 건축주들이 합리적인 건축비, 공기의 단축, 쾌적한 실내 환경 등의 이유로 목구조에 관심을 갖고 목조주택을 짓고자 한다. 생태 건축재로서 재생이 가능하고 에너지 소비가 적으며 무독성인 나무로 지은 집이 바로 목조주택이다. 이번 PART 01에서는 경량목구조에 대해 자세히 살펴봤다.

경량목구조(Light frame construction)는 일정한 규격에 인증 받은 가공 목재로 주택을 건축하는 방식으로 국내에서는 일명 투바이포(2×4) 공법으로 불린다. 좁은 간격으로 배치한 규격 치수의 구조부재와 덮개부재를 함께 사용해 벽식구조체를 구성하며 내력벽이 건물의 하중을 버티는 방식이다.

(좌)구조목의 종류 (우)경량목구조 규격용 구조부재

규격재 사이즈는 2×6(투바이식스), 2×8(투바이에잇), 2×10(투바이텐), 2×12(투바이투웰브), 4×4(포바이포), 6×6(식스바이식스) 등이 있고, 일반적으로 2×6(38×140mm)나 2×8 (38×185mm) 구조로 골조를 시공한다. 경량목구조는 추후 구조 변경, 증축 등을 수월하게 진행할 수 있다.

부재 무게가 가벼워 현장에서의 취급이 용이하고 전문가가 아닌 교육을 받은 일반인 숙련자도 직접 시공과 유지 보수 및 관리가 가능하다. 건축 재료나 구조 부재 건물이 실내 화재에 대해 갖는 내구성과 안전성에서 경량목구조의 내장 석고보드는 실제 화재 발생 시 20분에서 2시간의 내화 성능을 갖는다.

중량성이 있는 철근콘크리트조나 조적조는 자재의 무게가 많이 나가는 만큼 인건비도 많이 들고 시공 기간도 길다. 하지만 제재소에서 미리 절단돼 현장에서 부재를 신속하게 조립·설치할 수 있는 경량목구조는 그만큼 공사비용이 적게 든다.

벽식구조체 시공 모습과  구조부재

내진성 우수한 경량목구조

경량목구조는 자재 자체의 탄성과 유연성이 좋아 우수한 내진성을 확보하고 있고 바람이나 지진에 강하다. 구조체 설계 시 방습구조로 설계하고 건축물 외피를 경사처리로 마감할 경우, 눈이나 비가 자연스럽게 건축물 측면으로 흐르며 방수효과는 배가 된다.

이 단계에서 양질의 자재로 기초를 탄탄하게 시공하면 건축물을 오랜 기간 동안 유지할 수 있다. 벽과 천장에 시공하는 철물의 중공(中空)에 유리섬유, 암면 등과 같은 단열재를 충진할 경우 벽 자체가 보온 효과를 가지게 돼 단열 성능이 높아진다. 단열재로 인해 얻는 에너지 효율은 냉난방비 절감효과로 이어진다.

하지만 현장에서 전문가가 자재를 직접 재단하고 컷팅하는 등의 작업이 필요하고, 날씨와 온도 변화로 인해 자재가 수축 및 팽창하며 건축물의 형태 일부가 변형될 수 있다. 벽체 간 간격을 넓게 둘 수 없어 공간 활용성이 낮은 것도 큰 단점이다.

(좌)철물 체결 방법 (우)경량목구조 구조도

 

*경량목구조의 종류

패널 시스템(Core Panel)

패널시스템은 공장에서 벽체를 생산하는 시스템으로 현장에서 조립만 하는 방식이다. 현장 인력을 최소화하고 공기를 줄여 공사비 절감 효과를 얻기 위해 개발된 공법이다. 내부 벽체는 가압판 패널(Stressed Skin Panel)에 합판이나 O.S.B로 양면을 마감한 소규모 내력 패널을 사용한다. 벽체에 작용하는 응력은 스터드가 받지 않고 양면에 설치한 합판이 받는다. 샌드위치 패널(Sandwich Panel)은 가압판 패널과 유사하나 내부 프레임이 목재가 아닌 단열재로 채우고 외부 면에 합판을 부착한 패널이다.

벌룬 구조(Balloon Framing)

외벽을 이루는 샛기둥이 전 층을 연결하고 바닥은 샛기둥 중간이나 적절한 높이에 설치하는 구조이다. 기둥에 외장판을 붙여 조립하는 목구조로 두꺼운 기둥 대신 못을 이용해 목재를 결합하는 방식으로 바뀌기 시작했다. 소단면의 각재들만을 활용해 간격을 좁히고 벽체는 스터드(Stud), 바닥은 장선(Joist), 지붕은 서까래(Rafter)로 구성하는 새로운 구조 방식이 고안됐다. 따라서 기계를 통해 대량 양산된 못으로 목수들이 구조 부재를 다루기 편리해지면서 신속한 조립이 가능해졌다. 이로 인해 2층 바닥은 두개 층의 길이를 갖는 스터드 중간이 끼워진 부재 리본(Ribbon)에 지지되고 지붕 서까래와 천장틀은 스터드 상부의 탑플레이트(Top plates) 위에 지지된다.

플랫폼 구조(Platform Framing)

플랫폼 구조는 미국의 전통적인 목조공법 중 하나로 각 층마다 마루 위에 샛기둥을 설치하는 투바이포(2×4) 공법의 일종이다. 벽체의 스터드가 각 층마다 별도의 구조체로 건축되고 벽체 위에 위층의 바닥을 올린 뒤 그 위에 다시 상부 층 벽체를 시공하는 공법이다. 벌룬 구조에 비해 부재 길이가 짧고 가벼워 작업이 용이하고 벽체는 합판 등을 추가해 프레임 내구성을 높일 수 있다. 또 바닥구조가 상·하층부 벽체 구조 사이에서 방화막 기능을 해, 스터드 간 중공이 연기 통로가 돼 화염을 차단하지 못하는 벌룬 구조와는 큰 차이를 보인다.

*경량목구조 주택 사례

매스와 매스를 절묘하게 조합한 서귀포 주택 ‘의귀하루’

의귀하루’ 주택은 하층 매스에 상층 매스를 끼워 넣은 듯한 모습이 재미난 첫인상을 준다. 건물은 주변 환경에 녹아들고 독특한 형태에 의해 보는 각도에 따라 건물이 떠 보이거나 하나 또는 두 개의 건물로 보이기도 한다. 매스와 매스의 절묘한 결합과 공간 구성이 돋보이는 주택이다.

자연에서의 삶을 꿈꾸던 부부가 팍팍한 서울 생활에 지쳐 제주도로 귀농해 집을 짓기로 했다. 당호는 돌아와 몸을 의지할 곳이란 뜻으로 ‘의귀하루’라고 짓고, 귤 농장을 가꾸며 게스트하우스를 운영하는 새로운 삶을 계획했다.

건축가는 설계에 앞서 크게 세 가지 틀을 세웠다. 첫째, 귤 밭과 잘 어우러지는 건물일 것. 둘째, 게스트하우스와 주인집의 사생활이 독립적일 것. 셋째 주인집과 게스트하우스가 적절한 관계를 유지하는 것이다.

게스트하우스 거실 상부는 2층까지 시원하게 오픈했고 2층은 옥상 테라스와 연계되고,  건축주 부부가 사용하는 주방·거실 공간으로 싱그러운 귤밭 풍경이 들어온다.

대지는 도로보다 낮다. 이런 경우 보통 대지 경계에서 건물을 이격해 배치하지만, 이곳 환경은 건물이 주변과 동떨어진 느낌을 줄 수 있어 옹벽을 건물 일부처럼 보이게 만들어 대지와 연계성을 가지게 했다.

주택은 수평으로 펼쳐 최대한 귤 밭과 소통하고 위압감을 주지 않으며 주변 환경과 잘 어우러지도록 공간을 구성하고, 귤밭을 향해 열려 있으면서 뒤에 마당을 품은 형태로 앉혔다. 넓게 펴진 공간에 커다란 매스를 축이 엇갈리게 얹은 입면은 형태와 명도가 극명하게 구분된다. 흰색 바탕인 매스에 어두운 매스를 얹어 레벨이 낮은 귤 밭쪽에서 보면 마치 공중에 떠 있는 것처럼 보이기도 한다.

공간 나눔에 의해 독특한 형태를 띠는 모습도 재미나다. 언뜻 보면 한 건물 같지만, 자세히 안을 들여다보면 건축주 가족의 주거 공간과 게스트하우스가 사이마당을 두고 분리됐다. 사이마당은 주인집과 게스트하우스 손님이 함께 공유하는 장소로, 소음을 차단하고 프라이버시를 지키면서 적절한 유대감이 흐르도록 돕는다.

게스트하우스에 방문하는 사람들이 사이마당에 이르면 건물 사이로 한가득 펼쳐진 귤 밭이 반긴다. 사이마당은 손님과 주인이 자유롭게 오가며 소통하는 기능과 두 건물의 거리를 적절하게 띄워 편안한 관계를 유지하는 역할을 동시에 한다.

공유 공간으로 사용하는 1층은 남쪽에 넓은 창을 내 귤밭과 제주 풍경을 끌어들였다. 그 위에 얹어 있는 2층은 가족 침실이다. 2층은 사적인 공간이라 축을 살짝 비틀어 색다른 풍경을 담아내면서 자연스럽게 게스트룸에서 주인집으로 향하는 시선이 차단되게 했다.

건축주 주택과 게스트하우스 사이 공간에 데크를 설치해 다양한 외부활동이 가능하도록 했다 .

 https://v.daum.net/v/3J3LK6BWJz 정리 박지현 기자 | 사진 및 자료 전원주택라이프DB 2024. 2. 13. 07:00

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