세미나 요약

2024.09.20

국산목재 이용 확대를 위한「고층목조건축 연구사업단」 ‘사업설명회’ 및 ‘전문가 초청 강연’

세미나 요약

국산목재 이용 확대를 위한

「고층목조건축 연구사업단」

‘사업설명회’ 및 ‘전문가 초청 강연’

지난 7월 10일부터 12일까지 강원도 고성 소노펠리체델피노 리조트 소노캄 지하 1층 루비1 세미나실에서는 산‧학‧ 관‧연 관계자 60여명이 모인 가운데 산림청 R&D 과제와 관련된 행사인 국산목재 이용 확대를 위한 「고층목조건축 연구사업단」 ‘사업설명회’ 및 ‘전문가 초청 강연’이 충남대학교와 (사)우디즘목재이용연구소의 주최로 2박 3일의 프로그램으로 진행되었다.

동행취재 및 세미나요약_월간빌더 김창규

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세미나요약 #1

고층 목조건축 연구사업단(R&D사업) 소개

한국건설기술연구원 최현중 박사

연구단 소개

연구 핵심내용

중‧고층 목구조를 디지털화로 ‘국산재 활용 한국형 목구조물 혁신 기술’ 구현, 소규모 목조 건축물을 중‧고층 현대 건축물로 혁신 전환 사업/산업적 인식개선(목조건축은 현대건축의 일부분)으로 성능설계, 요소기술, 제도개선, 탄소중립을 목표로 한다.

연구단 구성

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각 연구개발 분야별 국내 최고 수준의 전문기관(산‧학‧연 11개 기관)이 참여하는 연구단이다.

세부구성 및 연구목표

총괄(설계), 구조, 부재, 내화, 에너지로 중‧고층 목구조물실증 기반 구축이다.

① 설계

시뮬레이션 기반 중고층 목조 건축물 설계기술 개발 및 산업 확대를 위한 제도 개선 연구

② 구조

중‧고층 목구조물 구조 강화를 위한 연결철물 접합부 구조개발

③ 부재

공학목재 적용 OSC 생산기술 최적화를 통한 중‧ 고층 목구조물 OSC 부재 생산기술 확보

④ 내화

중‧고층 목구조물의 화재안전 확보를 위한 내화설계 및 요소기술 개발

⑤ 에너지

저탄소 에너지 중‧고층 목조 건축물 설계 가이드라인 및 맞춤형 LCA 프로세스 개발

연구개발과제의 추진체계

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연구개발 성과 및 기대효과

목재 산업 활성화 및 2050 탄소중립 목표 실현을 위하여, “과학기술적(국내 목조건축 산업기술 경쟁력 확보)”, “사회적(건설부문 국가 온실가스 절감 목표에 기여)”, “경제적(국내 계획조림 현실화)” 등 다양한 측면에서 본 과제의 핵심성과를 활용한다.

연구 진행 상황

제도 관련 조사 분석(해외)

일본

• 2010년, 「공공건축물 등에서의 목재 이용 촉진에 관한 법률」 수립으로 정부나 지방공공단체를 통한 목재 이용 대처 방안 제시.

• 2010년 수립된 「공공건축물 등에서의 목재 이용 촉진에 관한 법률」을 2021년 「탈산소사회 실현에 이바지하기 위한 건축물 등의 목재 이용 촉진에 관한 법률」로 재개정하여 공공건축물에서의 목재 이용 촉진.

영국

• 1990년, 목조건축의 발전을 위해 목재의 안정성을 인정하고 건축법상 목조건축물의 높이 규제에 대한 항목 삭제.

캐나다

• 건축법상 목조건축물의 최고층 제한을 2015년에는 3층, 2020년에는 6층에서 20층으로 완화.

호주

• 2019년, 서호주 FPC 목재 장려 정책(FPC: Wood Encouragement Policy)으로 인한 스프링클러 시스템 등의 지정 화재 대비 방안을 갖춘 건축물의 경우 최대 8층(25m)의 중층 목조건축물을 건설하도록 규모 제한 완화.

미국

• 전 세계에서 원목 소비량이 가장 많은 나라로서 목조건축물의 고층화 및 상업화 향상에 목적을 두고 전통적인 목재 사용에서 벗어나 새로운 방식의 목재 사용 장려.

• 산림의 지속가능성에서 생산된 장수명(long-lived) 목제재품은 탄소를 저장하고 화석연료 기반 탄소집약재료를 대체함으로써 EU 탄소중립 목표화.

국내 건축구조기준 및 설계기준, 시방서

• 2010년 11월, 건축구조기준의 규모제한 규정 폐지되어 대형 목구조건축물 건축 가능.

• 2022년 10월, 목구조 설계기준 (KDS 41 50) 국내외 목조건업의 여건변화, 국내외 국가 표준과 건설기준 부합화에 따라 정비.

• 「건축물 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙구조기준 등에 관한 규칙」의 목재의 내화성능 확보 중요.

• 건축공사표준시방서 (KCS 41), 목공사 (KCS 41 33) : 중‧고층 목구조물 시공가능한 시방서 내용으로 수정.

실시 기술

• 설비시스템: 중‧고층 목구조물 실시 기술 개발, 중‧고층 목조건축물 설비시스템 최적화 방안 도출.

• 소음, 바닥충격음

• 외피 습기안정성 평가 항목 및 방법론 선정

• 외피 구성과 접합방식에 따른 기밀층 기준 개발

• 국내 목구조 관련 가이드라인 수집 및 분석

BIM 검토 활용 사항

• 설계도면 산출, 수량 기초데이터 산출

각 세부 시뮬레이션 프로그램과 BIM 성능 검증 연계 검토

세미나요약 #2

목재제품 품질관리제도 개선방안

산림청 김기철 서기관

목재제품 품질관리제도

품질관리제도의 필요성

① 국민건강, 원목 등 목재 자체의 유해성은 매우 낮으나, 화학적 가공과정을 거치는 경우 인체에 유해한 성분이 포함된 접착제, 첨가제 등 약품이 사용된다.

② 안전사고예방, 장식용 제품과 달리 구조용으로 사용되는 목재제품일 경우에는 저품질로 인한 건물의 붕괴, 구조물 붕괴 등 대형 사고를 유발할 수 있다.

③ 품질표시=소비자 신뢰확보. 목재제품의 성능 및 품질은 육안으로 확인하기 어려우므로 핵심 내용을 제품이 잘 보이는 곳에 표시하여 품질이 확보된 제품만 유통한다.

④ 국산목재산업 보호‧육성, 국외 수입제품 및 국내 생산제품 모두 검사 후 품질을 표시하도록 하여 목재제품 유통 신뢰도를 높임과 동시에 국내 목재산업의 육성에 기여한다.

규격‧품질관리대상 목재품목 15개

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법령변천‧향후방향

지금까지 법 14회, 시행령 11회, 시행규칙 8회 일부개정(타법개정 제외)되었으며, 2022년~2023년 법 전반에 대한 개정수요 및 체계 재편 등을 검토하였다. 2024년 유연한 품질관리제도 도입을 위한 정책연구 추진 중이다. 2025년에는 법률(안) 개정절차 추진 예정으로 기업‧협단체 주도의 품질관리 체계 정착으로 검사 간소화 및 시장조사 등을 추진할 예정이다.

품질관리 구상

품질표시 제도 정착, 유통량 증가, 인식변화, 산‧학‧연‧관 소통, 법제개편, 목재생산업 증가, 유통질서, 품질관리 15개 제품, 신제품, 소비자보호, KS≒품질표시, 시장모니터링, 유연성, 시장 자율성, 단속‧홍보‧계도

향후 나아가야 할 방향

목재제품, MIX USE, 시장조사, 목재용품, 목조건축(탄소중립+시장확대), 시장자율성(유연성+민간주도)

세미나요약 #3

목재산업 정책방향

산림청 이성진 사무관

Ⅰ. 탄소중립 속 목재

1. 탄소고정 효과

- 국산목재제품(HWP)을 탄소저장고로 인정(’11년 남아공 더반 UNFCCCCOP)

- 탄소저장 반감기 : 제재목(35년) > 합판∙보드류(25년) > 종이(2년)(IPCC 국제지침,’19년)

2. 탄소대체 효과

- 콘크리트, 알루미늄, 강철 대비 탄소배출량↓

- 화석연료로 배출될 탄소를 대체

3. 지속가능한 자원

- 산림자원순환경영: 심고 ⇒ 가꾸고 ⇒ 수확하고 ⇒ 쓰고 ⇒ 다시 심고

- 화석연료는 탄소 순배출(+), 목재는 탄소 저감(-)

- 목조건축 100㎡(30평) 조성 시 40t의 CO2 탄소저감 효과가 있다.

- 생성 과정 중 소비 에너지 비교: 목재 = 콘크리트의 796배, 알루미늄의 264배, 강철의 6.6배이다.

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목조건축의 재조명, 고층화

- 탄소중립 기여 : 목조건축 30평→40t의 CO2 저감 효과.

- 공학목재 : CLT, GLT, 구조용파티클보드(SPB), MPP(구조용합판적층재) 등 개발.

- 세계는 목조건축 고층화 경쟁중이다.

목조건축의 가능성

- 탄소중립 : 전주기 탄소배출 저감.

- 내화성능 : 탄화현상

- 건식, 모듈러공법 : 공기단축(1/2), 인건비절감(1/4)

- 인체 친화성 : 스트레스↓, 아토피, 천식개선 등

- 내진성능 : 낮은 자체 하중(높은비 강도), 재료적 탄성

- 단열성능 : 콘크리트의 7배, 철의 176배

- 내구성 : 평균 내구 연수 50년 이상, 유지보수 시 200년 이상

- 구조적 이점 : 보수, 보강 용이

선진국의 목조건축 활성화 제도

일본

- ‘10년 최초 관련법 제정(공공건축물 등에서의 목재이용 촉진에 관한 법률)

- ‘21년에는 법을 개정(탈탄소사회실현에 이바지하기 위한 건축물 등에서의 목재이용촉진에 관한 법률)하여 민간부문까지 확대.

- 현재 90% 이상 공공건축물.

미국

- 목재혁신법에 근거하여 목조건축 활성화를 위한 연구, 보급지원

- 목조건축 활성화 등 목재이용확대를 위해 $42백만 투자(’23)

- 목조건축물 조성 중, 완료: 767개소, 설계: 910개소(’22.12,Woodworks)

캐나다

- 목재우선법에 따라 국가자금 투입 건물은 목재를 주자재로 사용.

네덜란드

- ‘25년부터 암스테르담 신축 건물 20%를 목재 등 소재로 건설.

뉴질랜드

- 자금 지원 받는 4층 이하 공공건축물의 목조 건축 의무화.

탄소중립 속 산림

- 탄소중립 실현을 위해 산림자원 순환경영과 목재의 적극적인 이용 필요하다.

- 신규 탄소 흡수원 증진(조림)

→ 탄소고정 및 화석연료 대체(목재이용)의‘선순환’

국가 온실가스 감축목표(NDC) 중 산림과 목재

- 2030 감축목표:’18년 대비 ’30년 배출량을 40% 감축: 2억9천만 톤

- 산림은 ’30년 기준 그 중 3천2백만 톤(11%)담당.

→ ‘목재이용확대’와‘신규 흡수원 증진’의 선순환이 필요.

Ⅱ. 국내 산림과 목재산업 현황

세계가 주목하는 50년의 국화녹화 성공, 2022년까지 약 120억 그루의 나무 식재(산림자원량 : 1970년 10㎥/ha → 2020년 165㎥/ha).

그러나 저출산 고령화 숲, 목재수확에 대한 부정적 인식은 풀어야할 과제이다. 우리 숲은 1970~1980년대 대규모 조림이 이루어져, 31~50년생 나무가 76%를 차지하고 있다.

우리나라 연간 목재수확량은 연간 생장량 대비 20% 수준으로 OECD 국가의 ½~⅓ 수준이다.

최근 10년 이상 국내 목재자급률 15~17% 수준으로 83~85%를 수입, 연간 7조 원의 외화가 지출되고 있다.(일본 42%, 미국 71%, 캐나다 100%)

전 세계는 연간 39억㎥ 소비 국내 입목축적(’20: 10.4억㎥)의 약 4배, 우리나라는 연간 2,868만㎥의 목재를 소비하고 있다(펄프, 바이오매스, 보드 및 합판, 제재용 순).

Ⅲ. 목재산업 정책 방향

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1. 목재 산업기반 지원

- 권역별 목재산업 집약화 및 국내 목재생산업체 경쟁력 제고

- 목재산업시설 현대화

- 목재산업단지 조성운영

- 목재제품의 신기술 지정

2. 목재 소비 촉진

- 공공 주도 목조건축 시장 확대로 목재수요 창출 및 고부가가치화

- 목재친화도시

- 국산목재 목조건축 실연사업

- 친환경 목조전망대 조성사업

- 국산재 활용 촉진사업

- 어린이 이용시설 목조화 사업

- 복지시설 실내 환경개선 사업

- 산림청 및 산하 공공기관이 조성하는 건축물의 목조건축화 선언.

- 산림복지종합교육센터 지상7층(27.6m), ~2024, 483억 원

- 한국임업진흥원 신청사 지상 7층 , 2025~, 416억 원

3. 인식 개선 및 진입장벽 완화

- I LOVE WOOD 캠페인

- 목조건축 서비스 자문단

4. 목조건축 활성화 법제도 정비

- ‘탄소중립 실천을 위한 목조건축물 활성화에 관한 법률(안)’제정(산림청–국토부 공동제정)

- 목조건축지원센터 지정, 목조건축에 대한 보조금∙건폐율∙용적률∙조세감면부여, 건축용 목재제품 관리 등.

- ‘목조건축표준품셈’마련

- 표준화된 사업단가, 노무품셈 마련 등으로 목조건축 대중화 및 소비자 보호.

- 공공, 민간분야 목조건축 설계시공 통합 DB 구축 등.

세미나요약 #4

구조용 공학목재에 대한 이해와

국내목조건축 산업동향 및 애로사항

경민산업㈜ 이한식 대표

목재는 수목의 줄기에서 생산되는 생물자원으로 나무 한 그루가 1년에 2만kg 가량의 탄소를 빨아들인다. 목재의 구성 성분 중 50%가 탄소이다.

생물자원인 목재의 자연적 장점

① 경량의 자재

② 소재 자체가 단열 성능이 뛰어나다

③ 시공의 편리성이 좋다

④ 지속적 재생산이 가능한 유일한 천연자원이다.

생물자원인 목재의 자연적 단점

① 규격, 형상의 제한(나무의 성장 크기에 제한)

② 생물체의 공통된 결함 - 썩는다(함유한 수분 영향) - 변형된다(함유한 수분 영향) - 강도가 약하다 등

목재의 결함을 공학적 방법으로 1차 개선

- 건조목(규격과 강도 제한)

목재의 결함을 공학적 방법으로 2차 개선

- 공학목재(규격과 강도 개선)

구조용 공학목재(Engineered Wood Products)

일반 목재 특유의 천연결점을 최대한 제거한 목재이다.

① 뒤틀림, 비틀어짐, 갈라짐, 수축 등이 매우 적음(건조)

② 최대한 균일한 강도유지(등급구분/결점제거)

③ 일반 목재가 가진 사이즈, 길이의 한계를 극복(적층/접합)

④ 고성능의 접착재와 접착 장비가 필요(생산 제한)

구조용 공학목재 특징

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목재를 주재료로 사용한 혁신적 건축 자재, 대형 기둥과 보 및 패널의 형태로 내하중 기둥/보/벽체/바닥 및 지붕 건축에 사용한다. 조습 작용이 탁월하고 크기와 형상에 제한이 없으며, 지진에 강한 건축 재료로 경량이고 재질이 연하여 가공이 쉽고 내화 기능이 있다. BIM설계/OSC공법 적용에 유리하고 HYBRID자재이다.

구조용 공학목재의 종류로는 NLT, DLT, LVL. MPP, LSL, PSL, CLT, GLULAM 등이 있다.

Mass Timber Building 장점

- 친환경소재 사용 : 탄소 고정 저장, 자재생산 시 저탄소 발생, 폐기 시 재사용, 재활용이 가능.

- 고하중 건축자재 사용 : 높은 전단성능(CLT), 높은 압축 성능.

- 공사기간 단축: 건식공법, 공장 정밀가공 현장 단순조립

- 현장 공사 폐기물 감소: 목적과 용도에 맞게 생산

- 내진성능: 경량이고 탄성과 복원력(휨저항)이 강함

- 내화성능: 탄화층이 형성되어 외부의 산소를 차단

- 단열성능: 0.13W/㎡K의 열전도율

Mass Timber Building의 단점

- 제한된 목구조 지식(시공전문가와 협업이 필요)

- 가격 (제작원가/제한된 공급처-물류비용)

- 대중/기관에 대한 신뢰성 낮음 (제한된 정보/교육)

- 설치가 어려움(천연 생물자원/수축)

- 유용성 (제한된 공급처)

- 환경 영향 (대량 사용시)

- 보험 문제 (제한된 데이터)

Mass Timber Building 건축 시 고려사항

- 목구조 건축물의 화재 시 소방 대책과 화재 후 보강 대책?

- 장마 등 장기 우기 시 시공 중인 목구조 건축물의 보호 대책?

국산 구조용 공학목재 및

목구조 건축 산업 전망

국산 목재 사용의 당위성

- 세계 기후 변화 대응에 적극 대처 (2050년 탄소 제로(중립) 목표)

- 산림녹화 성공국 으로서의 자부심과 자존심

- 각국의 자원 무기화에 적극 대처

- 국내 임업인의 소득증대와 국산목재 산업의 활성화

- 국산재와 연관 부재의 국산화 없이는 국내 목재산업의 미래는 없다.

목조건축에서 국산목재활용 현황

목재 구조재의 대부분이 수입제재목이다. 국산 목재는 합판·보드류 중심으로 생산되며, 일반 제재업 등 나머지 업종은 소규모이다. 국산 목재가 부가가치가 높은 건축 구조재로 사용되는 것은 한옥부재를 제외하면 전무한 상태이다.

국산 구조재 보급이 부진한 원인은 목재유통구조가 빈약하고 목재법의 목재등급 등이 비현실적이기 때문이다. 국산원목은 현재 국내 인프라 부족으로 안정적 공급에 애로(원목수급이 제때에 안 됨)점이 있고, 규격화/대량생산된 수입 구조용재와 비교했을 때 국산재는 가격 경쟁에서 매우 불리하다.

국산목재는 단순 대각 및 구조용 공학목재 생산이 그나마 경쟁력이 있다. 그러나 사용가능 물량이 매우 제한적(생산시설도 열악하여 구조용 집성재 와 소량의 CLT만 가능)이고, 국내 LVL 및 MPP 생산시설은 없다.(따라서 저등급 목재를구조용 부재 활용 애로)

국내 구조용 공학목재 및

목구조 건축 산업 애로사항

정부기관 및 학문과 산업의 협업 부족 (이론과 현실의 융합 애로)

현재 목구조 건축분야는 정부기관과 임산공학 학계가 주도하고 있어 산업계 현실과 괴리가 매우 커 산업 활성화 장애가 되고 있다. 건축학계와 산업계(민간기업)의 적극참여를 유도해야 한다.

KS F 3021과 KS F 2081의 시급한 개정 필요

과거에 집착하는 KS F 3021(구조용집성재)과 KS F 2081(구조용집성판).

산업계 배제된 현실을 무시하고 생산에 불리한 제조방법 주장, 권위주의적이고 현실 감각이 없는 KS 제정 주관기관(관/학계 주도).

목조 건축 부품소재산업 육성 필요

국내 목조건축 부품소재 산업이 빈약하다. 목조건축용 부자재들을 표준화하고, 국산 부자재들을 개발하여 대부분 수입하던 것을 대체하여, 국내시장에서 부자재들을 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 환경을 조성해야 한다. 접착제, 접합철물, 단열재, 차음재 등.

성능기반 내화설계 기법 제도화 필요

인정기간이 길고 수종별/부재별/시간별 종류가 너무 세분화 되어 있다. 신기술/신제품 인증 경우 더욱 힘들다. 중대형 목조건축의 활성화를 위해 공사기간 및 공사비 절감효과 필요하다.

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기타 정책 제도 개선

1. 정부지원 편향화 완화

현재 조합, 기관/지자체 설립 단체중심지원

국내 작은 시장에서 민간기업과 과열 경쟁 유도, 민간기업 연구 개발, 투자 및 고용 미흡

→ 기술축적애로, 민간기업 경쟁력 약화

→ 외국기술 의존 심화

2. 공공 목구조건축 계획설계시부터 목구조 시공전문기업 참여

기존 공공 입찰 제도의 모순, 구조안전 확보 및 시공비 절감

3. 현장을 고려한 목재법의 유연한 재검토 및 차별 없는 적용

국산재 활용에 큰 장애, 목재부재의 원가 상승, 수입재에 대한 경쟁력 약화 가속화

4. 유연한 노동 근로 시간제도입

건축시장 수요에 연동된 주문생산 시장 감안

5. 기타 너무 많은 불필요한 직간접규제들 완화

세미나요약 #5

구조용 합판코어 직교집상판(PCCLT)

1시간, 2시간 내화인정

휴인㈜ 최규웅 대표

1. PCCLT의 구성

PCCLT(Plywood Core Cross Laminated Timber)는 약축 방향에 라미나 대신 1등급 구조용 합판을 인입하여 제작하는 방법이다. 국내산 제재목과 합판을 이용하여 제조된 한국형 구조판넬로 CLT와 쓰임과 규격은 동일하지만 내구성이 업그레이드 된 CLT이다.

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