단국대 강태웅 교수의 특별기고
기회를 잡을 준비가 되어있는가?
“때 늦은 목재로의 건축재료 패러다임 전환의 시점에서”
강태웅
단국대학교 공과대학 건축학부 교수
(주)케이스종합건축사사무소 대표
단국대학교 공과대학 건축학부 교수로서 2017년 학내벤처기업으로 (주)케이스종합건축사사무소를 설립, 목조공업화 공법에 관련한 특허를 출원등록하여 기술개발과 적용에 힘쓰고 있다.
우리나라 최대건축학회인 대한건축학회와 전문학회인 한국건축시공학회의 목조건축위원회 위원장으로 목조건축활성화를 위해 노력중이다.
1. 프롤로그
2. 패러다임 전환은 이미 끝났다: 건축에서 제조로
3. 목조건축 탈현장시공의 쟁점
: 품질, 품질, 품질
4. 에필로그
※ 연재의 순서와 내용은 조정될 수 있습니다.
▲ 1995년 삼풍백회점붕괴
1995년 서울 강남고속터미널 근처에 있었던 백화점이 무너졌다. 2023년 인천지역에 공사 중이던 공동주택의 주차장이 붕괴되었다. 두 건물은 같은 구조였고 원인도 비슷했다. 무량판구조였고 두 건물 모두 계획된 철근양보다 적게 시공되었고 세부시공방법도 따르지 않았다. 백화점의 경우 욕심에 의한 무리한 증축도 또 다른 원인이지만 타설된 콘크리트의 강도도 의심을 하고 있다.
▲ 2023년 검단신도시 주차장붕괴
▲ 2022년 광주시 아파트 붕괴
2023년 11월 고양시에 30년 정도 된 공동주택의 주차장 기둥 하나가 완전히 깨져버렸다. 부실한 철근이 드러났고 심지어 기둥 안에서 벽돌도 발견되었다. 30년을 버틴 것이 기적일 정도로 부실한 시공이었다. 2022년 전라남도 대도시에서 시공 중이던 주상복합건물의 상층 바닥이 무너졌다. 상층의 바닥판 타설 작업 도중 발생했는데 콘크리트의 강도 그리고 타설 시 환경조건, 그리고 거푸집의 해체시기 등 복합적인 원인이 있었다. 원인의 대부분은 인재일 것으로 추정한다. 노동집약적 산업은 노동의 질과 양이 떨어질 때 더 이상 존재의 의미가 없다.
(1) 노동집약적 산업의 결과는 인력이 결정:
품질을 위한 전제조건
인류가 쉴 곳을 만들기 시작했을 때부터 건물과 구조물의 생산은 노동집약적 산업이었다. 생산품의 품질과 양은 노동자의 숙련도에 따라 결정되었다. 노동집약적인 방법으로 건축을 급속히 발전시킨 나라는 인류 역사적으로 로마제국이다. 로마제국은 전 유럽을 정복하면서 정복지에 방어용 구축물을 세우고 황제를 위해 개선문을 꼭 만들었다.
사용된 재료는 지구상 어디에나 있는 재료, 흙이다. 흙은 물로 개어서 말리거나 구워서 벽돌을 만들 수 있으며 이 재료를 사용한 시공은 풍부한 인력만 있으면 가능했다. 정복지에는 인력이 남아돌았다. 정복자에게 복종하지 않으면 생존을 담보할 수 없었던 제국주의 시대에 부실시공의 결과는 노동자의 죽음이었다. 로마제국 시대에 건축기술이 발달되고 축적된 것은 다 이유가 있었다.
▲ 중세성당건축
로마제국이 막을 내리고 신의 시대인 중세로 넘어갔다. 여전히 건축은 노동집약적이고 중세는 거대한 성당건축의 시대다. 종교의 힘과 믿음으로 사람은 노동력을 제공했다. 물론 보수를 받긴 했겠지만 벽돌과 흙 그리고 석재로 성당을 세우기에는 제국주의와 같이 저렴하고 풍부한 노동력을 얻기는 힘들었다. 성당 시공은 세우다가 무너지기를 수없이 반복하는 사고의 연속이었다. 많은 노동자들이 사망했고 그들은 성스러운 공사 도중 천국으로 갔다고 믿었다.
무너지고 세우고 무너지고 세우고를 반복하다 경험으로 얻은 시방기술로 성당은 세워졌다. 중세에 정교한 구조계산은 불가했었을 것이다. 성당의 시공품질은 점차 발전했지만 여전히 노동력의 질과 양에 좌지우지되었다.
투입되는 인력과 공정이 어느 산업보다 많은 건축은 그 과정이 표준화되기 힘들었다. 18세기 산업혁명이후에도 건물의 질은 일정치 않았다. 어떻게 측정을 해야 할지 기준도 없었으니 건물이라는 제품에 품질을 표기하기 위한 기준을 부여할 수조차 없었을 것이다. 제품의 일정한 품질을 내기위한 전제조건은 균일한 품질의 1차 재료다. 그리고 그 다음이 일정한 2차 가공이며 구성 및 제작이다. 균일한 품질의 재료가 당시 있을 리 만무했다. 다시 말하면 재료 자체가 공산제품이어야 했다는 거다.
▲ 바이젠호프 지드룽 주택단지 배치도
▲ 바이젠호프 지드룽 주택단지 항공사진
건축에서 이런 인식은 산업혁명이 일어난 후 200년이 지나 나타났다. 독일의 스투트가르트시(Stuttgart)의 바이젠호프(Weissenhof)라는 언덕에 기획설계되고 지어진 인류 최초의 주택전시 참가건축가에게 필수고려사항으로 공지된 기성품자재의 사용이 바로 그것이다. 3년 후 CIAM(근대건축가대회) 첫 대회에서 유럽의 건축가들은 건축의 공업화에 대해 선언한다.
그러나 실제로 건축에 제조의 개념이 실제 시공으로 이어진 시점은 선언으로 부터 몇 십 년이 더 지나서다. 건축이 노동집약적인 가내수공업에서 자본집약적인 제조로 넘어가는 역사적 시점이다.
이제 2023년, 현재의 대한민국으로 와보자.
우리나라는 소위 철근 콘크리트 공화국이다. 그래서 여전히 노동집약적 건축의 나라기도 하다. 철근으로 뼈대를 세우고 틀을 만들어 시멘트, 모래, 골재 그리고 물을 섞어 만든 곤죽을 붓고 굳혀서 만드는 철근콘크리트는 엄밀하게 기성자재가 아니다. 시멘트와 철근은 기성제품일 수 있지만 모래와 골재는 아니다. 더욱이 철근은 시방대로 배근이 잘 되어야 골조로서 기능을 하는데 이 역시 품질은 일정치 않다. 철근배근은 기성품이 아니다. 물의 배합이나 양생온도에 따라 품질이 달라지는 콘크리트는 더더욱 기성품이 아니다. 철근콘크리트는 근본적으로 일정한 품질의 자재는 아니다.
물론 공장에서 제조하는 PC(precast concrete)는 기성제품으로 볼 수 있다. 그나마 현장시공보다는 품질이 일정하다. 공업화공법에 좋은 재료다. 그러나 우리나라에서만은 PC는 주차장이나 물류센터에 사용되는 자재로 인식이 되어버렸다. PC를 적용하여 거주시설을 만드는 그 시점에 국내의 기술자들은 건축을 제조로 인식하지도 못했고 그 결과는 참담했다. 누수와 소음으로 거주하지 못할 정도였다.
시간이 갈수록 시공/제조 인력의 양과 수준이 낮아질 것은 자명하다. 따라서 결과적으로 건물이라는 제품의 품질이 떨어질 것은 논리적 귀결이다. 떨어진 건물의 품질을 높이려면 좋은 기술 인력을 양성하여 그 수를 늘리고 기술수준을 높여야 한다. 솔직히 이건 현 시점에서 불가능하다. 그렇다면 100년 전 유럽의 건축가들이 주장했듯이 인력에 의존하는 생산을 줄여야 한다. 가능한 제품화된 자재를 사용하고 시방을 표준화하여 고급 기술 인력이 필요없는 시공을 해야 한다. 공업화다. 탈현장시공(이하 O.S.C로 표기)이다.
이 공법의 목적은
일정하고 균일한 품질의 건물의 생산이다.
(2) 목재로 짓는 것은 고급기술이다.
업계 스스로 존중하자.
목재로 건물을 세우기 위해선 세심한 재료 다룸이 필요하다. 나무라는 재료의 물성이 섬세하기 때문이다. 여러 환경변수에 대한 반응이 콘크리트에 비해서 상당히 민감하다.
모든 건물이 마찬가지지만 특히 목재를 사용한 건물은 물과 습기의 자극에 민감하다. 물은 외부로 흐르게 하고 습기는 아예 안으로 들어오지 않게 하는 게 상책이다. 습기의 통제는 물 보다 상대적으로 어려운데 혹시 만에 하나 습기가 골조로 들어왔을 경우 다시 나가거나 마르게 하면 된다. 솔직히 목재를 다루는 방법은 이게 전부다. 이미 꽤 많이 연구된 관련 디테일을 적용하거나 자재의 선택을 잘 하면 디테일도 줄일 수 있다. 특히 O.S.C.의 시대에는 디테일의 수를 가능한 줄임과 동시에 물과 습기에 더욱 신경 써 대응해야 한다.
그런 이유로 나무를 사용하여 세우는 기술은 고급기술이다. 거주성을 중요하게 생각하는 건축적 관점에서 그렇단 말이다. 구조물을 세우는 것이 끝이 아니다. 목조업계 그리고 목조 O.S.C.업계 스스로 싸고 빠르게 지을 수 있다고 경쟁적으로 홍보하지 말자. 싸고 좋은 제품은 상식적으로 없듯이 싸고 빠르게 짓는 건물이 상식적으로 좋을 수가 없다.
O.S.C는 균질하고 일정한 거주품질과 성능의 건물을 어느 정도 예측되는 공기에 지을 수 있다고 홍보해야 한다. 그리고 같은 크기와 평면의 건물을 여러 채 짓는다면 전체 공사비의 절감이 있다고 말해야 한다. 스스로 존중하고 전문분야를 인정하자.
(3) 약은 약사에게 진료는 의사에게
우리의 삼림률은 OECD 국가 중 4위다. 산림면적은 스위스와 영국에 이어 뒤에서 세 번째다. 국토가 작아서 그렇지 비율상으론 산림이 상당히 많은 나라에 들어간다. OECD 국가는 아니지만 유럽에서 목재의 수출을 가장 많이 하고 또 목조건축의 선진국에 들어가는 에스토니아는 겨우 2,400천ha의 산림면적을 가지고 있다. 참고로 우리는 6,222천ha다.
문제는 나무를 사용하겠다는 의지와 전략이 부족한 거다. 산림청이나 산림과학원에 대한 역할을 이야기하고 싶지는 않다. 굳이 언급하지 않아도 이미 발등에 불은 떨어져 있으니까. 온전한 탄소중립을 위해선 수입산 목재를 사용해야 하지만 우리 나무를 사용하지 않을 수 없다. 사용하려고 맘을 먹어도 넘어야 할 산은 많다. 굳이 여기에 나열하지 않아도 알 것이다.
나무를 사용한다는 것에 대한 바른 인식이 필요하다. 벌채와 환경파괴를 같은 개념으로 생각하는 국민들의 인식전환 대 국민적 캠페인이 필요하다. 나무를 사용하려 해도 임도가 부족하다. 자원을 쓰려면 도로가 있어야 한다. 그래야 작업이 가능하다. 부족한 임도의 개설도 큰일이지만 벌채를 한 후 조림에 대한 전략이 수립 돼야 한다. 이건 산림청에 이미 있을 것으로 생각한다. 벌채를 한 후 나무를 가공할 인프라가 필요하다. 거의 없다고 봐도 될 정도다. 있더라도 건축구조자재로 가공이 가능한 곳이 아니다. 이 지점에서 더 이상 나아갈 수가 없다.
인프라도 없지만 우리의 나무로 어떤 건축자재를 만들 것인지 비전과 방향을 모르겠다. 최근에 구조용 파티클보드를 공공기관과 모 기업에서 개발한 것 같은데 구조와 관련된 데이터를 요청한 적이 있지만 얻을 수가 없었다. 목조에서 합판은 가장 중요한 자재다. 국내 나무로 구조용 합판을 만들었다면 환영할만 하지만 신뢰할 수 있는 다양한 실험데이터를 제공해야 하지 않은가. OSB(Oriented strandboard)를 대체하려면 말이다.
▲ plylam
한편 국내 대학 연구진이 개발한 Ply-lam CLT의 사례는 국내 나무로 구조용 목재를 생산할 수 있는 가능성을 보여준다. 국내에서 각종 인증을 받을 수가 없어 일본에서 개발하고 인증을 받은 것은 우리나라의 목재산업의 현실을 보여준다. 목재의 국산화와 새로운 자재의 개발은 나무라는 재료를 연구하고 고심하는 전문가에게 요구하고 요청하자 그리고 맡기자.
우리나라 목조건축은 일제강점기를 거치면서 그 맥이 끊겼다고 생각한다. 우리나라 건축의 역사는 그 시기에 멈춰 있었고 우리의 의지가 아닌 일제의 의도대로 이끌어져 갔다. 건축 역사적으로 우리나라는 건축의 근대시기가 공백이다. 우리의 목조건축도 그 시기 근대성을 수혈 받지도 못 하고 사라졌다. 그래서 우리는 목조하면 팔작지붕의 한옥을 떠올린다. 현대적 목조는 수입업자들에 의해 북미로부터 유입되었고 변변치 않은 교육기관도 없이 인력양성은 허술했을 것이다. 당시 재제소의 업체들이 자연스럽게 목조업에 합류했고 대단면 목조는 시공업체가 아니라 목재업자가 주도할 수밖에 없었을 것 같다.
목조건축에서 발생되는 문제는 대부분 골조가 아니라 외피(Envelop)에서 생긴다. 정밀하고 튼튼한 뼈대가 건축의 기본이긴 하지만 거주 성능을 담당하는 것은 외피다. 벽체란 말이다. 상대적으로 사업규모가 큰 일부 목재생산업체가 목조건축을 수주한 후 대단면 골조를 세우고 나서 건물의 성능을 담당하는 경량목조벽체의 시공은 검증되지도 할 수도 없었던 일부 목조현장인력에게 재하청으로 풀어버렸다. 당연히 하청이니 공시비는 낮아졌을 것이고. 국내 기후를 고려할 능력도 기술도 없는 일부 인력들에 의해 시공된 외피는 거주성을 보장할 수 없었을 것이다.
이젠 선택의 여지없이 우리는 목재를 사용하여 구조를 세우고 건물에 외피를 둘러쳐야 하는 건축행위를 해야 한다. 시대적 상황이 목재의 사용은 필연에 가깝다. 재료는 재료전문가에게, 목재의 생산은 제조업체가 시공은 시공업체가 건축은 건축가가 각자의 전문성을 살려 건물을 세우자. 그리고 O.S.C,에 맞게 목조건축을 연구하고 개발하고 적용해야 한다. 건물의 품질을 이야기하자.
(4) 현직 교수가 목조업계에
깊숙이 들어가서 본 작은 사례하나 :
목조건축의 미래를 생각한다면 이러지 맙시다.
한 3년 전이다.
공모로 설계된 공공건축의 시공을 대기업 건설사가 수주하는 과정을 도와 준 적이 있다. 목조 O.S.C.시공을 염두에 두고 발주되었던 프로젝트다. 그 대기업은 목조에 대한 경험이 아주 없었기 때문에 목조와 공업에 대한 정보를 자문했고 기술적인 자료들뿐만 아니라 목조골조와 벽체를 공업화로 시공했을 경우 예가도 산출해 줬다. 자문 덕이었는지 그 기업은 공사를 수주했다. 여기까진 아름답다. 대기업 건설사가 기술만 있는 작은 벤처기업과 협업으로 수주했고 진정한 I.P.D(통합발주방식)의 좋은 사례로 충분히 가치가 있었으니까.
문제는 그 다음 부터다.
당연히 케이스도 목골조 시공을 위해 시공업체로 대기업의 입찰에 참가했다. 현직 교수로서 시공 저가입찰의 폐해를 알고 있어, 입찰방식은 저가입찰이 아니라 적정가격과 그 적정가격의 근거인 기술적 제안까지 평가의 항목에 넣는 것이 좋겠다고 그 기업에 자문했다. 정당하게 평가하란 의미였다.
케이스는 예가를 산출한 주체로서 예가에서 10%정도를 낮게 책정해서 들어갔고 O.S.C.의 기술적 제안도 제출했다. 결과는 예가의 50%를 낮게 쓴 업체가 수주하는 상황이 발생했다. 그 업체는 목조업계에서는 이름만 대면 누구나 알만큼 역사와 전통이 있는 목조업계의 형님 같은 기업이다.
50%가지고 공사가 된다고? 불가하다.
뭔가 우리 같은 신생기업이 모르는 원가 절감방안이 있는 것이겠지. 원청이든 그 대기업 건설사는 저가업체의 유혹을 떨칠 수 없었다고 주장했지만 닭 쫓던 개 같은 불쾌한 느낌은 지울 수가 없는 사건이다. 50%의 금액에 수주한 형님 같은 그 기업은 좋은 품질로 대규모 목조건물의 공사를 제대로 하고 있겠지? 그것도 O.S.C.공법으로. 그 기업은 지금도 여러 큰 프로젝트의 목골조를 수주하며 큰 형님의 역할을 잘 하고 있다. 목조건축의 품질향상에 기여하시며 후배들의 본이 되시며.
재료는 재료전문가가
목재제조는 제조사가
조립과 시공은 건축시공사가
설계는 건축사가