CLT (Cross-Laminated Timber) 주택

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CLT 패널 단면

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1시간 15분 내화 테스트 후 CLT 패널

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Dowling주택 전면

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Dowling주택 전면

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주인침실 내부

캐나다 브리티시 컬럼비아주는 품질이 좋은 목재를 건축물에 혁신적으로 사용하는데 있어서 국제적으로도 정평이 나 있다. 초기 원주민이 거주했던 롱하우스 (Longhouse: 원통형 목구조 주거지)에서부터 밴쿠버 동계올림픽 스피드 스케이팅 경기장에 이르기 까지 목조건축은 구조적으로 접근하여 광범위하게 활용되어오고 있다. 다양한 종류의 건축 프로젝트에서 목재가 사용됨으로써 최근 들어 목재 사용이 번성하고 있다. 현재는 유럽에서 개발된 CLT (Cross-Laminated Timber)로 불리는 또 다른 공학목재제품은 실현 가능한 건축재료 옵션이 되었다.

CLT 패널은 자체적으로 내력 강도를 가지고 있고 수직부재(벽)나 수평부재(바닥 및 지붕) 모두에 적용할 수 있는 목재제품이다. CLT로 만들어진 벽, 바닥 및 지붕 구조는 공장에서 제작되기 때문에 현장 건축시간을 훨씬 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. CLT는 이론적으로 10층 높이 건물의 구조 시스템으로 사용될 수 있고, 추가적인 구조 계산을 통해 10층 이상의 건물에도 적용할 수 있어 콘크리트나 스틸의 대체 재료로도 활용될 수 있다.

브리티시 컬럼비아주에서 주요 건축재료로서 CLT가 사용된 최초의 건축 프로젝트 다울링 (Dowling)주택은 연면적 436m², 3층 규모의 주택이다. CLT 공법을 적용한 다울링 주택의 사례를 통해 국내에서도 머지않아 적용 사례가 나오기를 기대해본다.

캐나다 밴쿠버 소재 DGBK 건축사사무소의 건축가 그렉 다울링(Greg Dowling)은 밴쿠버시 서쪽에 자신의 주택을 건축하면서 건축가, 시공업자 그리고 건축주의 1인 3역을 맡았다. 다울링씨는 자신의 집이 가느다랗게 그리고 수평면이 서로 맞물리게 하여 불규칙한 경사지에서도 우아하게 돌출되어 나올 수 있도록 생각하고 있었다. 3층으로 된 주택은 3가지 주요 건축재료: 콘크리트, 스틸, CLT를 포함하고 있다. CLT 패널은 벽, 바닥 및 지붕구조의 주요 구성요소가 되고 있다.

구조적으로 온전한 이 특별한 CLT 바닥 및 지붕 시스템은 장스팬을 가능하게 하여 기둥 없는 넓은 내부 공간을 확보할 수 있도록 한다. 다울링 주택이 가지고 있는 가장 독특한 특징은 2층 거실에서 뻗어 나온 캔틸리버 발코니 공간이다. 이 삼각형의 발코니는 CLT 패널로 제작되었다. 이 발코니를 철근 콘크리트 구조로 만들었을 경우 두께나 무게를 더해야 했을 뿐 더러 추가적으로 지지를 해야 했을 것이며, 이로 인해 다울링주택의 미적인 요소가 감소했을 것이다.

CLT 제작의 정확성으로 인해 패널은 밀리미터 단위로 제단 될 수 있었다. 다울링은 “이 주택은 단 6일만에 기본적인 CLT 골조작업을 마쳤는데, 반면 철근콘크리트조로 이 주택을 완성하려면 몇 개월이 걸렸을 것” 이라고 말하며 CLT 공법에 만족감을 드러냈다. 전등과 콘센트는 공장에서 CLT 패널에 프리컷을 하는 것이 일반적이지만 현장에서도 얼마든지 수정이 가능하다. 추가적으로, 목재 띠장은 전선작업이 필요한 곳에 설치되었고 천장과 벽 표면을 커버하기 위해 석고보드가 적용되었다. 그러나 CLT가 영구적으로 노출되는 곳에는 외관등급이 높은 목재로 만들어진 CLT를 사용하게 된다. CLT 패널의 고정은 못 대신 패널의 두께, 크기에 따라 제작된 스크류를 사용한다.

CLT는 자체적으로 내화성능이 뛰어난 특성을 가지고 있다. 화재가 발생했을 경우 표면이 서서히 숯(Char)으로 변하고 불이 번지지 않도록 최대한 시간을 확보하게 되는데, 이러한 효과는 패널 중심부가 화염으로부터 보호되도록 도와준다.

지진대에서는 구조시스템이 적절한 내진성능을 갖도록 안전하게 설계하는 것이 중요한 고려사항이다. 건축 중에 사용되는 고정철물과 연결 디테일들은 CLT 구조가 내진성능을 갖도록 해준다. 일본에서 진행했던 7층 CLT 구조물에 대한 지진대 테스트의 결과 중대한 구조적 결함이 발견되지 않았던 것은 CLT의 우수한 내진성능을 잘 보여주는 사례다.

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캔틸리버 발코니

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외부노출 바닥패널

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콘센트삽입용 프리컷

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캔틸리버 외부 천장 패널