목재의 내화기능과 결로에 대한 고찰

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최근 주거 내장재의 대부분은 소비자의 욕구충족을 위해 고기능성을 강조하고 있다. 따라서 내부 장식재의 대부분이 가공성이 용이한 석 유화학 제품을 원료로 한 폴리아미드, 폴리우레탄, 멜라닌 수지, 폴리에틸렌, 에폭시수지 등을 사용하고 있다. 화재시 이들의 연소 가스는 소량의 흡입으로도 인체에 치명적인 피해를 줄 수 있는 시안화수소, 에틸렌, 메탄 등의 유해 가스를 발생시키며, 그 피해는 매우 심각하다. 그러나 목재는 연소시 소량의 일산화탄소와 1500mg/g정도의 이산화탄소를 배출할 뿐이며, 인체에 치명적인 유해 가스는 발생하지 않는 다.
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여름철에 냉장고에서 갓 꺼낸 차가운 맥주를 유리컵에 부으면 컵 표면에 작은 물방울이 발생하는데 이를 결로(結露)라고 한다. 다시 말하면 어떤 재료를 두고 그 주위의 공기를 차갑게 하면 주위에 포화수증기가 발생하고, 이것이 재료표면에 물방울이 되는 현상이다.

이러한 현상은 실내와 실외의 온도차에 의해 우리의 주거환경에서도 매일 같이 발생하고 있으며, 그 정도는 온도의 차가 클수록 크다.

주택 내에 있어서 온도가 크게 변동하는 것은 바람직하지 못하며, 적당한 범위를 유지함이 매우 중요하다. 온도가 높은 상태가 계속되면 피부의 생리적인 활동에 악영향을 미쳐 내장에 병을 유발시키며, 코나 인두점막에 염증을 일으킨다. 반대로 습도가 높은 상태로 지속되면 응애류나 곰팡이, 벌레 등이 발생하여 습해의 원인이 된다. 따라서 이러한 현상을 방지하기 위한 주택내장재의 선택은 매우 중요하다.

목질 재료와 결로

주택내의 습기 발생원은 취사, 난방, 목욕 등을 우선적으로 꼽을 수 있다. 난로를 피운 상태에서 취사를 하면 약 1,500g의 수증기가 발생하는데 이는 주택에 있어서 결코 간과할 수 없는 량의 수증기이다. 참고적으로 온도 20℃에서 4평의 방에 상대습도를 10% 상승시키는 수증기 량은 약 50g.

이러한 수증기는 환기에 의해 공기 중으로 빠져나가지만 미쳐 빠져나가지 못한 수증기는 응축되어 벽면이나 천정, 바닥 등에 남게되며, 노점(露点)이하로 온도가 떨어지면 곧바로 결로가 되고, 이로 인해 여러 가지 문제가 발생한다.

결로 현상이 발생하면 그 재료가 유리, 콘크리트, 플라스틱이나 목재일지라도 온도가 20℃이상이 되면 곰팡이가 발생한다. 특히 벽지가 염화비닐시트인 경우는 몇 차례 곰팡이가 발생하게되며 닦아내어도 오염이 지워지지 않는다. 또 냄새가 나는 등 위생상에도 문제가 있으며, 곰팡이의 포자가 날려 기관지 천식이나 피부병 등을 유발할 수 있다.

그러나 목재는 조습 효과를 갖고 있기 때문에 실내에 잘 건조된 목재를 두게되면 목재가 수증기를 흡수하게 되므로 실내의 관계습도를 낮출 수 있으며, 결로 현상을 방지할 수 있다.

<그림 1>은 각종 건축재료로 벽체를 만들었을 때 결로의 생성을 조사한 것이다. 목질보드를 벽체로 하였을 때는 결로가 발생하지 않았으나, 석고보드와 단열재를 벽체로한 것에서는 결로가 발생하였다.

목재와 화재

목재는 불에 약하다고 일반적으로 이야기하며, 실제에 있어서도 얇은 판재의 경우 불에 매우 잘 탄다. 이 때문에 목재를 건축재로 사용할 때는 난연 처리(목재가 불에 타지 않게 하는 화학적인 처리)를 소방법으로 의무화하고 있다.

이는 화재 발생시 사람을 안전하게 대피시키기 위한 기준으로, 불이 나고 3분 이내에 대피할 때까지 불길이 확산되지 않아야 하며, 이후 3분 동안에 화재를 진압하기까지 건축물이 붕괴되지 않음을 기준으로 한다.

그러나 집성재로 축조된 건축물이나 굵은 목재 기둥의 경우 성냥의 축목과는 달리 표면에 불이 붙는 착화온도가 훨씬 높다. 화재가 발생하여도 표면만 탄화되고 목재 내부는 탄화된 부분이 공기의 유통을 차단해 주기 때문에 산소의 부족으로 타지 않게 된다. 오히려 철이나 알루미늄이 열에 연화되기 때문에 400℃에서 5분 이내에 강도의 감소가 40%이하가 되며, 붕괴의 위험이 훨씬 높다고 할 수 있다.

최근 주거 내장재의 대부분은 소비자의 욕구충족을 위해 고기능성을 강조하고 있다. 따라서 내부 장식재의 대부분이 가공성이 용이한 석유화학 제품을 원료로 한 폴리아미드, 폴리우레탄, 멜라닌 수지, 폴리에틸렌, 에폭시수지 등을 사용하고 있다.

화재시 이들의 연소 가스는 소량의 흡입으로도 인체에 치명적인 피해를 줄 수 있는 시안화수소, 에틸렌, 메탄 등의 유해 가스를 발생시키며, 그 피해는 매우 심각하다.

그러나 목재는 연소시 소량의 일산화탄소와 1500mg/g정도의 이산화탄소를 배출할 뿐이며, 인체에 치명적인 유해 가스는 발생하지 않는다.

나무가 지닌 정서적 측면

인간에 있어서 주택은 쉼의 터전이자 생활의 공간이고, 또 아이들이 자라나는 보금자리이기 때문에 쾌적한 공간이 되어야 함은 물론 생활교육의 터전이 되어야 한다. 이러한 주거환경재료는 물성이 생물학적인 평가에 바탕을 두어야 함은 당연한 일이다.

따라서 주거환경재료는 인간의 감성과 관련된 주거환경을 생명 과학적 근거에 의해 입증되어야 한다. 그러므로 건설당국과 교육당국 등은 그동안 잘못 사용되고 있었던 점이 있다면 당연히 올바르게 되도록 뒷받침할 기초자료가 필요한 시점이다.

예를 들어 국민생활과 가장 밀접한 관계를 갖고 있는 관공서의 경우, 대부분이 딱딱하고 삭막함을 느낀다. 이는 업무적인 내용에도 관련이 있지만 건축재료에서 오는 이미지도 무시하지는 못할 것이다. 일반적으로 콘크리트 재료는 차갑고 딱딱한 느낌을 주는데 여기에 방문업무 조차도 행정적이라면 이러한 감정은 더욱 건조할 것이다.

또한 노약자를 상대로 해야하는 장애자시설, 양로원, 병원, 유아원 등에서도 콘크리트가 주는 이미지는 결코 따뜻함과 부드러움은 찾아 볼 수 없을 것이다. 노약자들은 신체적인 조건에서 보행감이 좋아야하고, 넘어져도 다치지 않아야 하며, 신체가 접촉해도 차가움 등을 느끼지 않아야 한다. 이러한 경우 재료의 선택은 적당한 강성과 마찰계수가 필요하며, 방사 난방성에 있어서도 우수한 재료가 되어야 할 것이다.

콘크리트의 학교시설에서 오는 아동심리가 학원폭력사태와 결코 무관하지 않음은 이미 독일, 프랑스, 캐나다, 일본 등에서 밝혀진 바 있고, 새로 건축하는 학교시설은 목재로 바꾸어 가고 있다.

맺음말

재료로서 목재의 우수성은 이미 높게 평가되고 있다. 그러나 이러한 재료적 우수성을 생명공학적 근거로 계량화된 것이 거의 없다. 최근 목재의 우수성이 높게 평가되려고 하는 이때, 이에 대한 기초자료를 인간의 감성과 관련시켜 생명 과학적 근거에서 입증해 둘 필요성이 있다.

특히 우리 주변의 노약자를 대상으로 하는 양로원, 병원, 유아원 등의 시설과 분위기상 딱딱함이 항상 연출되는 관공서의 경우에는 목질환경을 사용하여 친숙감과 따뜻함을 느낄 수 있도록 해야 한다.

교육 당국, 건설 당국 등 관계 기관에 건의하여 이를 통해 건강성이 유지되고 목재산업의 안정된 기반도 확립되어야 한다.田

■ 글 이동흡(산림청 임업연구원 임산공학부 02-961-2575)

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