임재용(OCA 설계사무소 소장 번역) - U.S. WOOD NEWS VOL.22
북미식 2×4 목구조 주택이 한신지역 큰지진 이후 그 탁월한 내진성이 실증되어 상당히 빠른 속도로 보급되고 있는 실정이다. 97년도 일본에 건축된 2×4 주택은 약 80,000호로써 일본 전통식 기동보구조식 주택 착공 수 약 600,000호의 13.3%를 점유하고 있고 앞으로도 더욱 확산될 전망이다. 하지만 2×4 주택은 건축구조재와 설계 및 시공 기술이 일본의 전통식 목구조와 근본적으로 다르기 때문에 실제 많은 시행착오를 겪고 잇어, 주택의 품질과 가격상승에 상당한 영향을 끼치고 있다. 다음은 미국업계 및 학계의 전문 기술진이 일본에 건축된 2×4 주택에 대한 현장 답사와 조사를 통하여 자재의 선택, 응용, 설계 및 시공과정 등에서 나타난 잘못된 부분과 문화의 차이점 등을 분석한 내용을 발췌하여 소개한다. 한국에서도 이와 유사한 문제점들이 많이 있으리라 생각되어 본 소개내용이 많은 참고가 되길 바란다.
CINTRAFOR/CTED는 기술 평가를 통해 북미식 2×4 공법의 몇 가지 분야를 더욱 잘 이해 한다면 2×4 목조주택의 질을 높이고 내구성을 증가시키면서 동시에 경제성도 향상시킬 수 있다고 발표했다. 이 분야는 두 가지로 나뉘는데 첫째는 프로젝트 계획 및 관리이고 둘째는 설계 상세 및 공사 공법이다. 프로젝트 계획 및 관리 분야에서는 공정 관리 시스템, 인력의 전문화, 공사 감독 시스템, 건축 설계 개념 등이 문제점으로 나타났다. 이 첫째 분야는 주택 건설 프로젝트의 가격 구조 및 주택의 전반적인 미적 수준에 영향을 미치는 반면 둘째 분야는 일본에 지어진 2×4 목조주택의 내구성 및 자기적 수행 능력에 직접적인 영향을 미친다. 이 두 번째 분야는 일반적으로 2×4 공법의 구성 요소인 기초, 벽과 바닥 프레임, 내부 마감, 외부 마감, 환기 및 단열과 밀접한 관계가 있다. 일본에는 북미식과 ㅎ마께 일본식 2×4 공법이 공존하다. 이 두 공법의 가장 두드러진 차이점은 공사 과정에서 사용되는 기본 벽패널의 크기에 잇다. 북미식에서는 4´×8′ 패널을 쓰는 반면 일본식 2×4 공법에서는 전통적인 다다미에서 온 3′×6′ 패널을 쓰고 있다. 또 다른 차이점들은 목재 스터드 간격(북미: 16″, 일본식:17.8″)과 일본산 재료를 많이 가미해서 사용한다는 점이다. 마지막으로 일본식은 공사 공정 중 보다 많은 목재를 사용하기 때문에 비경제적이다. 이 연구 보고서는 북미식 2×4 공법을 사용하는 프로젝트에만 초점을 맞추었다.
전통적인 기둥보 공법과 북미식 2×4 공법의 차이점은 두 나라의 문화적 차이를 반영한다. 1974년에 처음 소개된 북미식 2×4 주택에 대한 일본인의 관심이 점차 증대하는 것은 1980년대 중반의 거품 경제로 인해 생활수준이 향상된 데 원인이 있고 또한 미국적인 생활 양식에 대한 관심이 증대하는데도 부분적인 이유가 있다. 그러한 거품 경제가 붕괴된 후 비로소 일본의 건축 업계는 일본의 비싼 주택 가격의 대안으로 경제성과 가치를 동시에 제공하는 수입 주택에 눈을 돌리게 되었다. 일본은 상대적으로 짧은 2×4 목조주택의 역사를 가지고 있기 때문에 일본의 건축가들은 북미식 2×4 공법의 건축 상세를 제대로 배울 수 있는 기회가 거의 없었다. 아마도 1980년대 일본의 건축업계는 미국식 또는 미국적 생활 양식에 기초한 2×4 목조주택의 설계 및 시공에 치중했었던 것 같다.
결과적으로 건축 설계와 시공 공법의 연계성이 떨어짐으로ㅆ 주택 내에 디자인의 일관성이 없어지고 2×4 공법의 장점중에 하나인 경제성도 많이 떨어지게 되었다. 또한 일부 일본 건축가나 시공자들은 수입된 건축 자재의 특성과 그 자재의 사용법등을 잘 이해하지 못했다. 이러한 현상은 많은 프로젝트의 미적 수준에 나쁜 영향을 미쳤고 디자인의 기능성에도 악 영향을 미쳤다.
공정관리
아마도 가장 크게 지적된 분야는 북미식 2×4 공법의 공정 관리 정에 대한 이해 부족일 것이다. 일본 도시에서는 대지의 크기가 일반적으로 작다. 결과적으로 자재의 보관이나 준비가 현장의 프랫폼에서 행해져 현장 여건이 협소해지고 목수들의 생산성이 떨어지게 된다. 또한 공사중 이웃 주민들에게 시각적 또는 소음의 피해를 최소화해야 한다는 사회적 인식이 건축 업자로 하여금 복잡하고 비싼 비계와 보호막 시스템을 쓰도록 강요하고 있다. 그러나 이런 비계 시스템은 공사장 내의 인부들의 움직임을 방해하고 공사중에 플랫폼에 접근을 제한시키며 건축 자재의 취급이나 운반을 어렵게 만든다.
어떤 특수한 공정은 다른 공정과의 관계가 전혀 고려되지 않고 시행되었다는 지적도 있다. 잘 짜여지지 않은 공정 계획은 중요한 고정이 적정한 고정 순서대로 이루어지지 않음을 의미하고 전체 공정의 조정이 이루어지지 않아 생산성을 떨어뜨리고 공사비의 상승을 초래한다. 예를 들면 일본에서는 계단을 공사가 거의 끝날 무렵에 설치하게 되는데 이로 인해 인부둘은 공사 중 대부분을 사다리를 이용해서 아래 위 층으로 이동할 수밖에 없게 되고 현장에서 인부들의 이동과 자재의 이동에 큰 지장을 주게 된다. 공사중인 대부분의 현장에서 목재 마루와 내부 몰딩이 바로 설치되고 그 후에 벽 마감 작업을 하는 것이 관찰된다. 이것은 벽 마감 및 내부 몰딩을 보호하기 위해 추가적인 시간과 노력을 하여야 한다는 것을 의미한다. 마지막으로 북미식 2×4 공법으로 지어지는 프로젝트의 재료는 대부분 수입되고 목수들은 종종 그들이 충분히 익숙치않은 공정들을(예를들면 석고 보드 붙이기 및 테이핑, 마루깔기, 몰딩 달기, 문과 창문 달기) 수행하도록 강요받는다 이 문제는 일본 자재로 이러한 일들을 훌륭히 수행하던 숙련공들이 자신들이 익숙지 못한 수입 자재로 일하는 것을 꺼리는 현상으로 나타난다.
앞에서 얘기한 것처럼 일본의 콘크리트 기초는 일반적으로 비싸며 복잡하고 부실 공사의 원인이 되기도 한다. 일반적으로 일본에서 콘크리트 기초를 만드는 공정은 터파기, 잡석 깔기, 기초 콘크리트 치기, 슬래브 콘크리트 치기, 얇은 몰탈 치기, 기초 외벽 미장 몰탈 치기의 6단계를 거쳐 이루어진다. 지적된 한 가지 문제점은 기초벽이 처음부터 마감 지표면까지 쳐지지 않은 다는 점이다. 기초를 마감 지표면까지 끌어올리기 위해서는 거푸집이 나중에 기초벽에 연결되어야 하고 15-30mm 의 얇은 몰탈 캡이 부어져야 된다. 이러한 공정은 얇은 몰탈 층과 콘크리트 기초벽의 접착력을 약화시키고 종종 둘의 분리를 일으키며 몰탈 캡에 크랙이 가기도 한다. 이러한 몰탈 캡의 불안정성은 주택에 구조적인 악영향을 미치고 벽에 크랙을 유발하기도 한다.
또한 기초벽은 일반적으로 그것이 내력벽이든 비 내력벽이든 내부 벽의 하부에 위치한다. 기초 지정들은 비교적 긴 바닥 경간의 하부에 위치하며 조정 가능한지지 기둥들은 기초 지정 위에 위치해 바닥 구조체를 지지하여 바닥의 처짐을 방지하고 보강하는 역할을 한다. 이지지 기둥들은 종종 바닥 조이스트나 기초 지정에 고정되지 않아 지진처럼 수평적 또는 수직 상승하는 힘이 가해지 ㄹ때 집이 무너지는 결과를 초래하기도 한다. 이러한 지지 기둥들은 불필요하고, 비경제적이며 무엇보다도 비효율적이면서도 바닥 시스템의 구조적 완전성을 해친다.
이 평가에서는 또 북미식 2×4 공법의 기술적 디테일을 잘 이해하지 못하고 공사를 하고 있다는 지적도 있었다. 이것은 거의 모든 공사 현장에서 관찰되었다. 대개 이러한 현상은 주택의 구조적 결함을 초래하지는 않지만 공사비의 상승을 초래한다. 경우에 따라서는 공법의 적절치 못한 이해가 주택의 구조적 수행능력에 치명적인 악 영향을 미치기도 한다. 예를 들면 몇몇 프로젝트에서 전단력벽의 외부 피복벽이 기초의 씰 프레이트까지 연결되지 않은 것이다. 적절히 구조 계산되어지고 설치된 타이-다운이 없는 상태에서 전단력벽이 기초까지 연결되지 않은 것은 그 주택이 거의 수평횡력에 저항하지 못한다는 것을 의미하고 집이 기초에서 분리될 수도 있다는 것을 의미한다(특히 지진이 발생했을 때).
과도한 목재의 사용이 벽, 바닥, 천장 및 지붕 등의 목 구조 공사시 자주 발견된다. 예를 들면 전통적 기둥 및 보 공법에서사용되는 4×4 기둥을 모방하기 위해 2×4 스터드를 겹쳐서 사용하는 것과 아래 위층 사이의 소음을 차단하기 위해달음 천장을 설치하는 경우가 그것이다. 이러한 공정 수행들은 사용 재료의 물량을 늘리게 되고 결국 높은 재료비와 인건비를 초래한다. 전단력벽이 아닌 벽에 블록킹이 사용되는 경우가 목격되는데 이는 구조적으로 아무 의미가 없고 미국의 법규도 요구하지 않는 사항이다. 예를 들면 블록킹은 합판이나 석고보드를 못으로 고정시키기 위해 그 끝 뒤에 설치하거나 주방 또는 화장실에 벽부형 캐비넷을 설치 할 때 또는 벽장 내에 선반을 달 때 설치한다. 이 블록킹의 설치는 많은 시간과 노동력을 필요로 하지만 구조적 수행 능력을 증가시키지 못하며 공정을 지연시키면서 공사비를 상승시킨다. 또한 목 구조 공사시 지정된 등급보다 훨씬 높은 등급의 목재들을 사용하여 불필요하게 자재비의 상승을 초래하는 것도 목격되었다. 일본에서 2×4 프로젝트에 관계하고 있는 몇몇 미국 건축업자들은 목구조 공사 과정에서 과다하게 사용된 목재는 결국 자재비의 20%~30%의 상승을 초래한다고 평가했다.
또 하나 관심 사항은 외부 마감 상세로서 이는 외벽의 방풍, 방수 및 방습에 직접적인 영향을 미치는 것이다. 많은 경우에 외부 사이딩과 문 또는 창문이 만나는 부분, 집의 모서리 부분에 많은 틈들이 발견되었다. 또 문과 창문 위에 플래싱은 종종 불충분하거나 아예 없는 곳도 많다. 이러한 문제들은 외벽에 누수 현상을 일으켜 장차 벽, 문, 창문의 부식 및 기능 저하를 초래한다. 2×4 공법의 장점 중에 하나는 높은 에너지 효율성인데 이 점이 여름과 겨울의 온도 및 습도 차이가 극심한 일본 소비자에게 2×4 목조 주택이 호평받는 이유이기도 하다. 평가팀은 단열재 시공에서도 미흡한 부분을 발견했다. 관찰된 사례는 규정 이하의 단열재를 사용한 경우도 있고 경우에 따라서는 벽과 천장에 너무 두꺼운 단열재를 억지로 끼워 넣어 단열 성능을 오히려 떨어뜨리는 사례도 있었다. 또한 벽과 천장은 규정 이하의 단열재가 사용되었다는 점도 지적되었다(대개 R11과 R19의 단열재가 벽과 천장에 사용되었는데 미국 법규에서는 일반적으로 R19와 R30을 사용하도록 되어있다). 또한 평가팀은 많은 주택들의 반자와 다락에 적절한 환기장치가 없고 기능과 관계없는 환기구가 지붕끝에 단지 모양을 위햐서 달려 있다고 보고했다. 지붕 속에 적절한 환기 장치가 설치되지 않으면 자연히 습기가 차게 되고 높은 습도와 온도가 동반되면 지붕 구조 시스템의 기능 저하로 이어지고 자칫 지붕 구조의 붕괴로도 이어질 수 있다.
제안사항
일본의 소비자들은 주택의 질에 대한 높은 기대치를 가지고 있기 때문에 일본에서의 2×4 목조 주택 시장의 장기적 성장 가능성은 어떻게 하면 일본에 지어지는 2×4 목조 주택의 질을 보장하느냐 하는데 다려 있다. 마케팅 관점에서 보면, 일본에서는 저렴한 가격보다는 주택의 질이 훨씬 중요하므로 북미식 2×4 공법 및 기술이 일본 건축업자나 목수들에게 제대로 이전되도록 모든 노력을 경주해야 한다. 북미식 2×4 공법 및 기술이효율적으로 이전되지 못하면 일본의 주택 구입자들에게 2×4 목조 주택은 나쁜 인상으로 남게 될 것이고 일본 주택 시장에서 목조 주택을 더 많이 보급 하려는 미극과 일본의 업계 및 여러 단체들의 노력에 심한 타격을 입힐 것이다.
