‘18층 목조건물’ 콘크리트 빌딩숲 나무가 되다 [탄소중립 시대, 나무를 다시 생각한다]

<2회> 목조 건축, 경제·친환경을 세우다

내구성 강화된 공학목재 활용 늘며
단층주택 한계 넘은 고층건물 등장

캐나다 ‘브록 커먼스’
4600평에 300개 객실 400명 입주
엘리베이터·계단 뺀 구조물 나무

친환경 효과와 성장가능성
2432미터톤 탄소배출 절감 효과
1년간 차량 511대 없앤 것과 같아

지난 9월7일 캐나다 브리티시컬럼비아(BC)주 밴쿠버 아일랜드에 있는 솔테어(Saltair) 제재소. 이곳의 공장장 마크 버클리는 들어오는 원목은 버리는 것 없이 자투리까지 모두 활용한다고 강조했다.  

나무 자원을 남김없이 활용할 수 있는 건 제재소 공정의 90%가 자동화돼 있는 덕분이다. 그날 만들어야 할 제품 크기나 수량을 시스템에 입력하면, 스캐너가 나무 하나하나를 최대한 사용하게끔 계산해 최적의 효율로 잘라냈다.

목구조로 만들어진 캐나다 휘슬러 공공 도서관에서 지난 9월8일 사람들이 책을 보고 있다. 

이날 만든 제품은 12피트(약 3.6m), 10피트(약 3m)짜리 각재로 스캔을 거쳐 원목 하나당 각재가 몇 개가 만들어지는지 측정한 뒤 정확히 그 개수만큼 잘라냈다. 이 같은 방식으로 하루에 목재 4500㎥를 생산해 낸다.

이렇게 생산되는 목재는 캐나다에서 다양한 분야에 활용되는데, 특히 건축에 주로 쓰인다. 캐나다 건축은 목재 산업을 지탱하는 힘이라고 할 수 있다.

솔테어 제재소의 경우, 벌채해온 원목 중 30%는 종이나 마스크 등을 만드는 원료로 사용되고, 60%는 건축 등에 사용되는 각재(제재목)로 만들어진다고 했다. 제재 과정에서 생기는 톱밥은 바이오매스 에너지로 활용되기 때문에 폐기물이 나오지 않는다.

목조 건축은 재료를 만드는 시점부터 친환경이 시작된다.

◆지구 살리고 경제적인 매스팀버, 고층 빌딩도 70일 만에 뚝딱

목조 건축은 온실가스 배출 저감 효과가 커 친환경적일 뿐 아니라 건축 기간이 짧고 에너지효율이 좋아 경제적이라는 게 북미 지역의 인식이다. 이 때문에 캐나다를 포함한 북미 지역에서는 주택의 90% 가까이가 목조로 지어진다.

과거에는 주로 저층 주택에 목조가 쓰였지만, 이제는 목재 공학 기술의 발달로 고층 빌딩이나 대형 빙상경기장의 지붕 등도 목구조로 만들어지는 등 ‘매스팀버’(콘크리트와 강철을 대체해 대형 목구조 건물을 만드는 시스템)의 바람이 불고 있다. 목재는 안전하지 않다는 편견이 깨지고 있는 것이다.

캐나다 브리티시컬럼비아대학교의 18층짜리 목조 기숙사인 브록 커먼스 전경. 엘리베이터실과 계단실을 제외한 빌딩 전체가 목구조로 이뤄져 있다.

캐나다의 대표적인 목재 건물은 밴쿠버시 브리티시컬럼비아대학교(UBC)의 기숙사 브록 커먼스다. 브록 커먼스는 18층짜리 목조 건물로 지난해 미국 밀워키에 25층짜리 어센트 타워가 세워지기 전까지만 해도 사람이 살 수 있는 세계에서 가장 높은 목조 건물이었다.

높기만 한 게 아니라 바닥 면적이 1만5120㎡(약 4600평)로 300개 정도의 객실에 400명 이상의 학생이 입주할 수 있는 초대형 건물이다. 지난 9월 방문한 이 건물은 옆면에 있는 엘리베이터 등 일부를 제외하고는 모두 목재로 만들어져 있어 웅장하면서도 따뜻하고 포근한 분위기를 풍겼다.

건물을 고층으로 지을수록 건물의 하중을 견딜 수 있도록 구조재의 강도가 높아야 하는데, 첨단 공학목재인 CLT(구조용 집성판)와 글루램(구조용 집성재)을 사용해 이를 해결했다. CLT는 길게 자른 나무판이 가로와 세로로 교차하게 연이어 붙이는 방식으로, 나무의 단점인 휨이나 뒤틀림이 없고 압력에도 강해 콘크리트나 강철 대신 건물 구조물로 쓸 수 있다.

이 기숙사에서 살고 있는 UBC 산림학과 학생인 박경서(22)씨는 “무섭다는 생각을 해본 적은 없고 목조 건물이라 쾌적해 학생들이 기숙사에 들어오려고 줄 서 있다”며 “건물이 햇빛을 잘 흡수해 겨울에는 히터를 거의 안 틀어도 될 정도로 따뜻하다”고 말했다. 

브록 커먼스는 구조적 문제를 해결하는 동시에, 친환경과 실용성이라는 목재의 장점을 살렸다.

브록 커먼스는 철근·콘크리트 대신 목구조로 만들면서 2432미터톤(1미터톤은 1㎏의 1000배)의 온실가스를 절감했다. 이는 1년 동안 도로에서 자동차 511대를 없앤 것과 같은 효과다.

인력과 시공 기간도 단축됐다. 건물의 구성 요소를 공장에서 미리 생산하여 현장에서 조립만 하는 ‘프리패브리케이션’ 공법을 적용한 덕분에 현장에서 평균 9명의 작업자가 한 주에 두 개 층을 올리며 조립을 시작한 지 70일 만에 건물이 만들어졌다. 

미국 코네티컷주

캐나다와 인접한 미국 역시 나무 건축이 활발하다. 1997년 설립된 미국 코네티컷주 뉴헤이븐의 공립 고등학교인 ‘커먼 그라운드’는 CLT를 기본 구조로 사용한 미국 최초의 건물이다. 225명의 학생을 수용하기 위해 2013년 확장 공사를 시작해 2016년 완공했는데, CLT 공법으로 현장에서 뼈대를 세우는데는 단 4주가 걸렸고, 투입된 인력도 5명에 불과하다. 이 목조 건물이 가두고 있는 탄소량은 자동차 107대의 연간 배출량과 맞먹는다.

지난 7월에는 미국 위스콘신주 밀워키에 CLT 기술을 활용한 25층 높이, 면적 4만5801㎡ 규모의 어센트타워가 완공됐다. 이 건물은 현재 세계에서 가장 높은 주거형 목조 건축물이다. 

캐나다 브리티시컬럼비아주에 위치한 솔트에어 제재소의 스캐너가 원목을 최적의 상태로 자르기 위해 크기를 측정하고 있다. 이 제재소는 공정의 90%가 자동화돼 있다. 

◆목조 건물은 화재·지진에 취약하다는 것도 옛말

한국은 여전히 화재에 취약하다거나 고층으로 지으면 안전하지 않다는 등 목재 건물에 대한 부정적 인식이 지배적이다.

한 건설업계 관계자는 “도심에 목조 건물을 짓겠다고 하면 구청 등에서 ‘불 나면 다 죽는다’며 승인을 안 해주려고 한다”고 말했다. 실제로 국토교통부 통계에 따르면 2016년 이후 목조 건축 착공 동수는 꾸준히 하락하고 있다.

반면 캐나다는 범정부 차원에서 목조 건축을 규제하기보단 혁신할 수 있게 지원해주고 있었다. 일례로 캐나다의 정부 출자 임업 연구기관인 FP이노베이션스는 목재를 건설 현장에 적용할 수 있도록 안전성 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 

캐나다 브리티시컬럼비아주에 위치한 솔트에어 제재소에서 지난 9월7일 직원이 잘린 각재의 상태를 살펴보고 있다. 

브록 커먼스도 시공 전 이곳에서 내화·내진 등 안전과 관련한 실험을 거쳤다.

FP이노베이션스의 도리안 텅 연구원은 “목재가 화재에 취약하다는 편견이 있지만 CLT의 경우 쉽게 타지도 않으며 불이 붙으면 표면만 타고 탄화층이 생기면서 내부 구조를 보호해 오히려 더 안전할 수 있다”고 말했다. FP이노베이션스는 목재의 진동 억제를 위해 층간 소음을 얼마나 흡수할 수 있는지 실험을 진행하고 솔루션을 제공하기도 했다. 

일반 나무는 물에 닿으면 잘 썩는다는 단점이 있어서 외장재로는 잘 쓰지 않았지만, 이 역시 기술을 통해 해결 가능한 부분이다. 

FP이노베이션스의 로드 스털링 박사는 “비를 맞아도 햇볕에 금방 마르게 디자인한다거나, 비에 젖더라도 썩지 않는 북미산 적삼목을 사용하는 방식, 혹은 부식을 방지하는 보존 약제로 처리하는 방식으로 사용 기간을 수십년 이상 높일 수 있다”며 “이는 목재로 만들어진 다리, 교각 등을 통해 이미 충분히 검증됐다”고 말했다.

◆친환경 자재 대세 속 목재산업 트렌드 한눈에

지난 9월22일 캐나다 휘슬러에서 열린 목재 제품 전시회 ‘글로벌 바이어스 미션’(GBM) 행사장. 이날 사람들을 사로잡은 제품은 캐나다의 목제 전문 업체가 만든 ‘환풍이 되는 문’(Ventilated Door)이었다.

이 문은 양면에 기류 통로를 엇갈리게 설계해서 환기가 잘되도록 설계했다. 공기는 잘 통하지만 특수목재로 만들었기 때문에 방 간 소음은 차단할 수 있는 것이 특징이다. 대만에서 온 목재 업체 관계자는 “처음 보는 방식”이라며 “물에 젖어도 뒤틀림이 없는 소재라고 하니 화장실 문으로 설치해도 좋을 것 같다”며 감탄했다.

지난 9월9일 캐나다 휘슬러에서 열린 목재 전람회 GBM을 찾은 목재산업 관계자들이 캐나다 목재 업체들의 제품을 둘러보고 있다.

전 세계 목재 산업을 주도하는 캐나다에서 열리는 GBM은 선진 기술과 신제품을 미리 만나볼 수 있는 세계 최대의 목재 행사로 목재산업의 ‘CES’(라스베이거스에서 열리는 세계 최대 가전 전시회)로도 불린다.

캐나다 임산물무역협회(비시우드)가 주관하는 이 행사는 캐나다는 물론 전 세계의 임업을 선도하는 업체와 목재산업 관계자가 모인다.

이번 행사에서는 특히, 환경 친화적인 방식으로 만들어진 제품이 많은 관심을 받았다. 행사 관계자는 “화학제품 대신 고온 열처리를 통해 부패를 예방하는 탄화목재 등 친환경 기술을 적용한 제품이 목재 산업의 트렌드로 자리 잡아가고 있다”고 소개했다.

지난 9월9일 캐나다 휘슬러에서 열린 목재 전람회 GBM 행사장에 캐나다 목제품들이 전시되어 있다.

한국은 목재 주택량이 많지 않지만, 일부 소재를 목재로 하거나, 고급 주택이나 인테리어에 대한 관심이 늘면서 새로운 수종을 수입하려는 국내 업체도 늘고 있다. 문틀, 도장판 등을 제작하는 인천특수목재의 이병국 부장은 “요즘 나무의 ‘마사결’(직선 무늬)을 살린 문을 설치해달라는 요구 등이 고객에게서 들어온다”며 “한국에 많이 들어오지 않는 침엽수과인 헴록을 써야 하기 때문에 캐나다 업체와 거래를 트려고 이곳을 찾았다”고 말했다.

GBM은 단순히 제품만 홍보하지 않고, 선진 목재 기술을 교육하는 데도 관심을 쏟고 있다. 올해 행사에서는 ‘매스팀버’(콘크리트와 강철을 대체해 대형 목구조 건물을 만드는 시스템) 등 목조 건축에 대한 세미나가 열렸다.

캐나다 휘슬러에서 열린 목재 전람회 GBM에 전시된 환풍문.

국내에 처음 땅콩주택을 도입해 주목받은 건축가인 이현욱 광장건축사사무소 소장도 세미나에 참석했다. 이 소장은 이번이 세 번째 참가다. 이 소장은 “요즘 공업화 목조 주택(조립식 주택)에 관심이 많았고, 한국에서도 수요가 늘 것으로 전망하고 있다”며 “국제적 트렌드를 살피기 위해 캐나다를 찾았다”고 말했다. 그는 또 “탄소 배출 문제도 있고 어쨌든 시장은 친환경 건축물로 가고 목재로 갈 것”이라며 “어디까지 어느 분야까지 적용되느냐의 문제”라고 전망했다.

행사를 주최한 비시우드의 브라이언 호리시 회장은 “이번 행사의 가장 큰 목적은 목재를 어떻게 사용하고 산업에 적용할지 교육하고 보여주는 것”이라고 강조했다. 그 이유를 묻는 질문에는 “산업의 파이를 더 키울 수 있기 때문”이라고 답했다. 목재에 대한 기술 공유가 국제 사회의 목재 사용을 촉진하고, 결국 캐나다 산업의 발전으로 이어질 수 있다는 얘기다.

※ 본 기획물은 정부 광고 수수료로 조성된 언론진흥기금의 지원을 받았습니다.

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나나이모·밴쿠버·휘슬러=글·사진 구현모 기자