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목조 건축의 주요 자재는 규격 목재(Dimension Lumber)이다. 규격 목재는 집을 에워싸고 내부 공간을 칸으로 막는 구조체의 골조(Shell)가 되며, 그 위에 마감재를 붙인다. 그 밖에도 구조체 공사와 내·외부 마감재로도 사용한다. 이 모든 제품은 특정한 용도와 기준에 맞게 제조되고 있다. 골조 공사에 주로 사용하는 두께 1-1/2∼3-1/2인치(38∼89㎜)인 목재를 ‘규격 목재’, 두께 4∼1/2인치(114㎜) 이상인 목재를 ‘대규격 목재(Timber)’라고 부른다. 그 밖에도 덱킹(Decking), 판재, 마감 목재 등으로 구분한다.
등급 표시
캐나다에서 건축 공사에 사용하는 목재에는 국립목재등급기구의 등급 규정을 적용한 등급 표시 스탬프를 찍는다. 목재의 등급과 그 표시는 캐나다 표준협회(CSA)의 Standard 0141 ‘연질목재(Softwood Lumber)’ 규정에 맞아야 한다. 규격 표시에는 일반적으로 검증 기관의 이름이나 기호(혹은 두 가지 모두), 수종이나 혼용 수종의 명칭, 등급, 생산 당시의 함수율, 제재 공장을 숫자로 나타낸다.
예를 들면 △‘S-GRN’는 대패로 가공했으며, 함수율이 19퍼센트를 초과하고 건조 시 자연적으로 수축할 것을 감안한 규격이다. △‘S-GRN’는 함수율이 19퍼센트 이하이며, 대패 가공 목재라는 표시이다. △‘MC15’는 함수율이 15퍼센트를 초과하지 않음을 표시한 것이다.
목재 등급
목재는 개별적으로 검사하고, 물리적 특성에 따라서 등급을 정한다. 육안 판정 등급과 기계 응력 판정 등급 목재(MSR : Machine Stress Rated)가 캐나다에서 판매되고 있다. MSR 목재는 구조적 특성에 따라서 등급을 표시하고, 일반 목조 건축의 구조재로 사용하는 MSR 목재는 수종을 구분하지 않는다.
캐나다에서는 여러 가지 연질 목재 수종을 함께 벌채하여 제재하며, 등급을 정해서 판매한다. 성질이 비슷하여 함께 사용하는 수종을 모아서 단일 혼합 수종으로 만들고, 통합 명칭으로 판매한다.
Select Structural이 최고 등급이며, 높은 강도와 경도 그리고 외형이 좋아야 하는 곳에 사용한다. No.1 등급 목재에는 약간의 Select Structural 등급 목재를 포함할 수도 있고, 약간 큰 옹이도 허용한다.
시험 결과에 의하면 No.1과 No.2 등급 목재는 강도가 같다. 이 목재들은 일반 목조 건축 공사에서 많이 사용한다. No.3 등급 목재는 외형이 중요하지 않은 곳에 사용한다.
2×4인치(38×89㎜)와 2×6인치(38×140㎜) 목재는 샛기둥 등급(Stud Grade)으로 판매한다. 샛기둥 등급의 목재는 곧고, 강하여 수직 벽 부재로 적합하다. 2×4인치 목재는 Construction, Standard, Utility 그리고 Economy 등급으로 분류한다. Construction과 Standard는 구조재로 사용한다. Construction은 No.3와 비슷한 강도를 가지며, Standard는 No.3보다 강도가 낮다. Utility와 Economy는 구조재로 사용하지 않으며, Economy가 가장 낮은 등급이다.
샛기둥 벽골조, 판자골조 공법(Plank-Frame Construction), 기둥-보(Post & Beams) 공법, 덮개(Sheathing) 및 바탕바닥(Subflooring) 등과 같은 목조 건축의 다양한 용도에 사용하는 목재의 최소 등급이 캐나다의 연방 건축법에 정해져 있다. 육안 판정 등급 목재와 기계 응력 판정 등급 목재를 사용하는 장선과 서까래의 최대 허용지지 간격 표(Span Tables)는 캐나다 목재 위원회(CWC : Canadian Wood Council)에서 구할 수 있다. 이 책자에는 여러 등급의 목재를 사용하는 구조 부재의 최대 간격에 관한 여러 개의 표를 수록하고 있다.
미터법에 의한 연질목재의 규격은 캐나다에서 사용하는 영국식 단위의 목재 규격과 동일하지만, 대패 가공 후의 실제 두께와 폭을 밀리미터(㎜) 단위로 표시하며, 공칭규격(Nominal Size)의 개념을 적용하지 않는다.
공학 목재 제품
규격 목재와 더불어 여러 종류의 공학 목재 제품(EWPs : Engineered Wood Products)을 목조주택 건축에 사용한다. 이 제품들은 규격 목재와 성능이 같거나 더 우수하며, 굵기가 가늘고 빨리 성장하는 수종으로 생산하고, 나무의 소모량이 더 적은 것이 특징이다. 다양한 종류의 공학목재 제품을 소개하면 글루램(Glue-Laminated Timber), 목재 I-장선(I-joist) 및 구조용 합성목재가 있다.
규격 목재와 그 밖의 목재 제품을 접착제나 결속재 혹은 이 두 가지를 함께 사용하여 결합시켜서 공학목재 제품을 제조한다. 가장 흔한 예로는 경사지붕의 합성 트러스(Truss)가 있다. 이 트러스는 평행 현(Chord)과 금속 혹은 목재로 만든 웹(Webs)으로 구성한다. 많이 사용하는 목재 I-장선은 목재로 프랜지(Flanges)를 그리고 합판, 웨이퍼 보드(Wafer board) 혹은 오에스비(OSB)로 웹(Webs)을 만든다.
이 같은 제품들의 긴 지지 간격과 장점을 잘 이용하면 좀 더 자유롭게 설계할 수 있으며, 지붕 구조체로 사용하면 더 높은 단열 효과를 얻을 수 있다.
구조용 집성목재
구조용 집성목재에는 집성 단판 목재(LVL : Laminated Veneer Lumber), 평행 스트랜드 목재(PSL : Parallel Strand Lumber) 등과 같은 제품을 포함하며, 공학목재 제품의 한 종류다.
집성 단판 목재는 얇음 잔판(Veneer)에 방수 접착제를 발라서 열과 압력을 가해서 서로 평행으로 붙인 것이다. 규격과 강도가 다양하며, 원하는 길이로 잘라서 보, 기둥, 끝막이보 (인방)와 I-빔의 프랜지로 사용한다.
평행 스트랜드 목재는 얇은 단판 패널을 좁고 긴 띠(Strips)로 잘라서, 집성 단판 목재와 비슷한 공정을 거쳐서 서로 결합시킨 것이다. 주로 보, 기둥과 끝막이 보로 사용하며, 다양한 폭, 깊이 및 길이를 가진 제품이 있다. 핑거 조인트(Finger-Jointed) 가공 샛기둥은 제재목 샛기둥의 대용으로 사용한다.
판(SHEET) 혹은 패널(PANEL) 제품
규격 목재 외에도, 판이나 패널 형태로 된 목재 제품을 목조건축에 사용한다. 합판, 오에스비(OSB), 웨이퍼보드는, 다른 자재를 부착하는 평평한 바탕을 만들 때 사용할 뿐만 아니라 지붕구조, 벽구조 및 바닥구조를 강화하는 데도 사용한다. 섬유 보드(Fiber board), 파티클 보드(Particle board), 하드 보드(Hard board)는 내·외장 마감재로 널리 쓰인다.
◇합판(Plywood) : 골조(바탕바닥, 지붕 덮개 등으로), 외부마감, 실내마감과 가구에 광범위하게 사용된다. 얇은 층이나 판으로 된 나무를 접착제로 나뭇결이 서로 엇갈리게 붙여서 만든다. 일반적으로 두께는 1/4∼3/4인치(6∼18.5㎜)이다. 규격 목재와 마찬가지로 합판은 용도별로 구분한다. 더글러스 퍼 합판(DFP : Douglas Fir Plywood)과 캐나다 연질목 합판(C.S.P. : Canadian Softwood Plywood)이 가장 보편적인 연질목 합판이다. 덮개용인 모든 합판, 웨이퍼보드, O.S.B.는 외부용 접착제를 사용하여 만든다. 오일을 발라 만들거나, 표면처리 합판은 콘크리트 거푸집에 사용한다.
◇웨이퍼보드(Waferboard) : 합판의 용도와 같이 바탕바닥, 지붕 덮개, 벽 덮개로 사용한다. 웨이퍼보드는 대팻밥(Shaving)과 같이 넓고 얇은 나무 조각을 접착하여 만든다.
◇OSB(Orinented Strand Board) : 외형이 웨이퍼보드와 흡사하지만 이 제품에는 스트랜드를 사용한다. 외피층에는 기계를 사용하여 판재의 길이 한쪽 방향으로 스트랜드를 배열하고, 내부 층에는 스트랜드를 임의 방향이나 직각으로 배열한다. 오에스비는 지붕 덮개 및 벽 덮개, 바탕바닥, 사이딩 및 I-장선의 웹으로 주로 사용한다.
◇섬유보드(Fibreboard) : 나무섬유를 압축하여 접착한 제품이다. 일반 제품과 아스팔트를 주입한 제품이 있다. 아스팔트를 주입한 제품은 주로 벽 덮개로 사용한다.
◇파티클보드(Particleboard) : 선반이나 가구 등의 기판(Underlay) 혹은 내부 마감재로 사용한다. 플라스틱 표면재 혹은 그 밖의 보호 및 치장용 재료를 붙여서, 가구의 문짝을 만드는 데 사용한다. 평면재로 혹은 성형하여 부엌 조리대의 기판으로도 사용한다.
◇하드보드(Hardboard) : 섬유판과 마찬가지로 나무섬유로 만든다. 그러나 밀도가 더 높으며, 단단하고 가구와 부엌 가구 등에 많이 사용된다. 색소를 넣은 하드보드 사이딩은 목재, 비닐 혹은 알루미늄 사이딩의 대체품으로 사용할 수 있다. 무늬를 넣어서 제품으로 만든 큰 패널은 건물의 내·외부에 특수 효과를 내는 데 사용한다.田
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