시공 시 가장 많이 쓰이는 조경 인공 재료로는 목재, 석재, 시멘트, 그리고 점토 재료 등이 있습니다. 각 재료마다 고유한 특성이 있으며 이러한 특성이 시공하는 시설물의 목적에 맞게 쓰이도록 해야합니다. 실제로 제가 공사를 진행할 때 가장 많이 사용한 재료는 목재 시설물인데요. 숲 체험원, 공원, 놀이터 등을 조성하는 현장에서 목재 시설물이 무조건적으로 필요했습니다. 이번 글에서는 다양한 재료 중 목재의 특징과 관리에 대해 자세하게 살펴보고자 합니다. 그리고 이러한 특성들에 맞춰 목재를 사용한 다양한 조경 시설물들의 예시와 실제 목재 시설물을 설치한 제 사례에 빗대어서도 알아볼 것입니다.
목재의 특징
목재는 색깔 및 무늬 등 외관이 아름다운 장점이 있습니다. 재질이 부드럽고 촉감이 좋은 편이며 무게가 가벼워서 다른 재료들에 비해 운반하거나 다루기 쉽습니다. 중량에 비하여 강도가 크며, 열, 소리, 전기 등의 전도성이 낮습니다. 생산량이 많고 가격이 비교적 저렴하며 입수가 용이합니다. 하지만 자연소재이기 때문에 내화성이 없고 부패하기 쉬운 특징을 가지고 있습니다. 함수량의 증감에 따라 팽창, 수축하여 변형되기도 쉽고 부위에 따라 재질이 고르지 못합니다. 또한 목재는 잘 구부러지고 옹이가 있으며, 강도가 균일하지 못하고 크기에 제한을 받습니다.
목재의 종류
목재의 종류에는 원목, 제재목, 가공재(합판), 대나무, 그리고 섬유재가 있습니다.
- 원목 : 거친 질감을 가지고 있으나 덜 가공되어 조경에서 가장 많이 쓰이는 목재입니다. 주로 계단 용재, 원로의 디딤판, 화단의 경계목 혹은 작은 울타리에 거의 가공하지 않은 원목이 쓰입니다.
- 제재목 : 원목을 가공한 제품입니다. 두께, 폭 및 형상에 따라 각재와 판재로 구분합니다. 각재는 폭이 두께의 3배 미만인 것으로 구조재로 보통 쓰이며, 판재는 두께가 7.5cm 미만이고 폭이 두께의 4배 이상인 것으로 마무리 재료로 쓰입니다.
- 가공재(합판) : 특수한 목적으로 가공한 목질 재료입니다. 합판은 목재를 얇은 판으로 깎은 단판에 접착제를 바른 다음 나무의 결이 엇갈리게 여러 겹으로 붙여서 만든 판상의 가공재입니다. 합판은 제품이 규격화되어 있어 능률적으로 사용이 가능하며 나뭇결이 아름답고 균일한 크기로 제작이 가능합니다. 수축, 팽창 등에 의한 변형이 거의 없으며 고른 강도를 유지하고 넓은 면적을 이용할 수 있습니다. 무엇보다 내구성과 내습성이 큽니다.
- 대나무 : 외측이 내측보다 우수하며 조경에 사용되는 대나무는 맹종죽, 왕대 등으로 일본식 정원이나 실내 조경재로 많이 쓰입니다. 외관이 아름답고 탄력이 있는 반면에 잘 쪼개지고 썩기 쉬우며 병해충에 약합니다.
- 섬유재 : 볏짚, 새끼줄, 밧줄 등이 조경에 사용됩니다.
목재의 구조
침엽수는 가볍고 목질이 연하며 탄력있고 질기다는 특성이 있습니다. 대체적으로 건축이나 토목 시설의 구조재용으로 많이 쓰입니다. 반면 활엽수는 무늬가 아름답고 단단하며 재질이 치밀합니다. 가구 제작과 실내 장식을 위한 건축 내장용으로 많이 쓰입니다.
목재의 구조는 수심, 목질부, 수피부 등으로 구성되어 있으며 춘재와 추재, 혹은 심재와 변재로 나눕니다. 춘재는 봄과 여름에 자란 부분으로 성장속도가 빠르며, 세포가 크고 세포막이 얇으며, 색이 연하고 유연한 목질부입니다. 추재는 가울과 겨울에 자란 부분입니다. 성장속도가 느리므로 세포가 작고 세포막이 두꺼우며 색이 진하고 단단한 목질부입니다. 심재와 변재의 경우, 심재는 나무줄기를 잘랐을 때 한복판에 짙게 착색된 부분입니다. 생식기능이 줄어든 세포로 이루어져 있으며 성장이 거의 멈춘 부분으로 목질이 단단합니다. 변재는 심재 바깥쪽에 비교적 옅은 색을 가진 부분입니다. 수액의 통로이자 양분의 저장소이며 성장을 계속하는 부분으로 목질이 연한 편에 속합니다.
목재의 건조
목재를 건조하는 목적으로는 갈라짐과 뒤틀림 방지, 변색과 부패 방지, 탄성 및 강도 증가, 가공과 접착 용이, 단열 및 전기 절연 효과 증가가 있습니다. 건조 방법은 자연건조법과 인공건조법이 있는데요. 자연건조법은 공기건조법, 침수법을 주로 사용하며 인공건조법에는 자비법, 증기법, 열기법, 훈연번, 진공법, 그리고 고주파건조법 등이 있습니다.
목재의 방부
목재의 부식 요인은 총 3가지 입니다. 균류의 균사에서 분비되는 각종 효소에 의한 화학적인 변화인 변색과 곰팡이로 부패가 발생합니다. 기온변화나 비바람에 의한 자연적 변화로 풍화가 생기기도 합니다. 흰개미, 하늘소, 왕바구미, 가루나무좀 등이 연한 춘재부를 침색하여 표면만 남기고 내부가 텅 비게 되는 충해로 인해 부식이 일어납니다. 이러한 요인들로 인한 목재의 부식을 막기 위해서는 방부제들을 목재에 처리하여야 합니다.
방부제의 종류로는 수용성 방부제, 유용성 방부제, 유성(상) 방부제가 있습니다. 수용성 방부제는 침투성이 좋고 화기에 안정적이지만 물에 녹으며 철을 부식시킵니다. CCA 방부제, 황산구리 용액, 염화아연 용액, 염화제2수은 용액, 플루오린화나트륨 용액 등이 있습니다. 다음으로 유용성 방부제는 방수성과 침투성이 좋고 값이 싸지만 화기에 약하고 냄새와 색깔이 좋지 않다는 특징을 가지고 있습니다. 해당 방부제로는 펜타클로로페놀, 유기주석 화합물, 나프텐산 금속염 등이 있습니다. 유성 방부제로는 크레오소트유, 콜라트, 목타르 등이 있습니다.
목재의 방부 처리 방법
앞서 살펴본 3가지의 방부제를 처리하는 방법의 종류에는 10가지가 있습니다.
(1) 도장법
도장법은 목질재료를 충분한 시간 동안 건조를 시킨 후 방부제를 도포하는 방법입니다. 방수용 도장제가 필요할 때는 페인트, 니스, 오일스테인 등을 사용하며 3가지의 방부제의 종류에 상관없이 사용할 수 있는 가장 일반적인 방부 처리 방법입니다.
(2) 표면탄화법
표면탄화법은 목재 표면을 일정 깊이로 태워 탄화시키는 방법으로 흡수성이 증가하는 단점이 있습니다.
(3) 침투법
침투법은 상온에서 CCA방부제, 크레오소트유 등에 목재를 담가 방부제를 침투시키는 방법입니다.
(4) 가압주입법
가압주입법은 밀폐된 공간에서 건조된 목질재료에 방부재를 가압하여 주입시키는 방법입니다. 목재의 방부처리법 중 가장 침투 깊이가 깊어 방부효과가 크고 내구성도 양호한 방법입니다.
(5) 입목주입법
입목주입법은 살아 있는 나무의 뿌리 근처 수간에 구멍을 뚫고 수용성 방부제를 주입하여 수액 유동에 따라 나무 전체에 고루 분포되도록 하는 방법입니다.
(6) 낙차식 주입법
낙차식 주입법은 벌채 직후 생목의 원구에 낙차의 압력을 이용하여 방부제의 수용액이 주입되도록 하는 방법입니다. 전주의 방부 처리에 사용되고, 주로 황산구리를 사용하며 1m3 당 15~20kg 정도를 주입합니다.
(7) 확산법
확산법은 생재 및 젖은 목재 표면에 고농도의 수용성 방부제를 발라 목재 속으로 확산시키는 방법입니다. 방부 처리를 한 목재는 건조를 하지 않도록 하며 소경재는 3~4주간, 대경재는 5~8주 정도의 시간이 소요됩니다.
(8) 도포법(살포법)
도포법은 건조재의 표면에 방부제를 바르거나 뿌려서 목재부후균의 침입을 방지하는 가장 간단한 처리방법이나 상당히 큰 효과를 볼 수 있다는 장점이 있습니다.
(9) 침지법
침지법은 방부제 용액에 목질재료를 담가서 처리하는 방법입니다. 보통 상온에서 실시하지만 가온 처리를 할 때도 있습니다.
(10) 개조식 온냉용법
개조식 온냉용법은 90~100도의 고온 방부제 용액에 목재를 넣고 적당시간 가열한 후 5도 이하의 저온 방부제 욕액에 옮겨 목재를 냉각시키는 방법입니다. 주로 유성 방부제를 주입할 때 많이 사용됩니다.
목재 시설물의 예시
조경에서 목재 시설물의 예시로는 의자, 퍼걸러, 탁자, 정자, 조합놀이대, 게시판, 계단, 디딤목, 울타리, 체력단련시설 등이 있습니다. 목재 재료는 금속재, 콘크리트재, 플라스틱재 등의 재료가 따를 수 없는 특성이 있어 널리 이용되고 있습니다. 외부 공간에 설치되는 조경 시설의 시공에 사용되는 원목, 각재, 판재, 합판 등의 가공품은 부패 방지를 위한 방부, 방충처리 및 표면 보호를 위한 조치를 해야합니다.
(1) 의자(벤치)
대표적인 목재 시설물은 의자입니다. 의자의 규격은 체류 시간을 고려하여 설계하는데, 긴 휴식에 이용되는 의자일수록 앉음판의 높이가 낮고 등받이를 길게 설계합니다. 등받이의 각도는 95~110도를 기준으로 하고, 휴식 시간이 길어질수록 각도를 크게 합니다. 앉음판의 높이는 34~46cm, 폭은 38~45cm를 기준으로 물이 고이지 않도록 설계하고, 어린이를 위한 의자는 낮게 하는 것이 좋습니다.
의자를 배치할 때에는 여름철에는 그늘이 지고 겨울철에는 햇빛이 들도록 주변 수목과의 관계를 고려해야합니다. 긴 휴식이 필요한 곳에는 등의자를, 짧은 휴식이 필요한 곳에는 평의자를 설치하고 공공 공간에는 되도록 고정식을, 정원 등 관리가 쉬운 곳에는 이동식을 배치합니다. 장애인을 위한 의자를 배치할 경우 측면에 120X120cm, 전면에 180X180cm의 휠체어 공간을 확보합니다. 이러한 벤치의 재료는 이용자가 사계절동안 가장 편하게 사용할 수 있는 목재입니다.
(2) 퍼걸러(그늘 시렁)
목재 시설물 중 하나인 퍼걸러는 일반적으로 높이에 비해 길이가 길도록 설계하고, 공간 규모와 이용자의 시각적 반응을 고려하여 결정하되 균형감과 안정감이 있도록 합니다. 퍼걸러의 높이는 팔 뻗은 높이나 신장 등을 고려하여 결정하고, 220~260cm를 기준으로 하되 그늘 시렁의 면적이 넓거나 조형 상의 이유로 높이를 키울 경우에는 300cm까지 가능합니다.
여름에는 그늘을 제공하고 겨울에는 햇빛이 잘 들도록 대지의 조건, 방위, 태양의 고도를 고려하여 배치합니다. 비교적 긴 휴식에 이용되므로 휴지통이나 음수대 등의 편익 시설물을 함께 배치합니다. 조형성이 뛰어난 퍼걸러는 시각적으로 넓게 조망할 수 있는 곳이나 통경선이 끝나는 곳에 초점 요소로서 배치할 수 있습니다.
(3) 데크 시설물
마지막으로 목재 시설물에 해당하는 데크 시설물의 종류에는 전망대, 보행 데크, 계단, 고공 데크, 수변 무대 등의 데크 시설이 있습니다. 사용 용도에 따라 여러 형태로 설치, 시공되며 일반적으로 보행 데크를 가장 많이 설치합니다.
이러한 데크 시설물의 주요 재료는 목재입니다. 외부 공간에 설치되는 원목, 각재, 판재, 합판 등의 목질 재료 가공품은 부패 방지를 위한 방부, 방충 처리 및 표면 보호를 위한 조치를 해야합니다. 천연 재료 이외의 합성 목질 재료도 부패에 대한 내성을 가지고 있어 수변 도는 해안가에서도 많이 사용됩니다. 합성 목재는 재활용이 가능한 환경 친화적 소재로 연속적인 압출 가공 및 특수 표면 처리 공정을 거쳐 제조됩니다.
데크 시설물을 설치할 때는 외부 환경에 의하여 부패 현상이 발생될 것을 고려하여 설치 지역의 특성을 파악해야 합니다. 설치 지역의 특성에 따라 부패 및 부식에 의한 시설물의 내구성과 안전성에 차이가 나기 때문입니다. 데크는 이용자의 통행 및 동선의 유도 기능을 하는 시설물이기에 구조적 안정성 역시 검토해야할 필요가 있습니다. 천연 목재 시설물인 데크는 옥외 환경에 의하여 수축과 팽창을 하게 되고, 허용 함수율에 의하여 부패 요인이 발생하여 초기 설치 시의 강도를 유지하기가 어렵습니다. 데크의 하부 구조가 목질 재료일 경우에는 데크 시설의 내구성이 짧아지기 때문에 철재 데크에 비해서 수시로 점검하고 보수해야합니다. 보행 데크의 경우 이용자 수가 많을 경우 휨 강도의 약함으로 위험이 발생할 수 있기 때문에 장선과 멍에의 보강 작업으로 강도를 유지해야 합니다.
목재 시설물의 실제 설치 사례
체육 공원을 조성하는 공사를 진행하게 되었습니다. 체육 시설물들이 주가 되어야 하다보니 쉴 수 있는 공간에 목재 시설물인 벤치와 퍼걸러를 설치해야 했는데요. 체육 공원 안에 산책로를 따라가다 보면 우거진 숲 같은 곳이 있어 그곳에 목재 시설물인 퍼걸러를 설치했습니다. 내구성을 위해 튼튼한 하드우드 목재를 사용했고 기둥과 상부 구조의 안정성을 높이기 위해 금속 앵커를 추가하여 바람이나 기타 외부 요소에 대한 저항력을 높였습니다. 자연 친화적인 느낌을 강조하기 위해 덩굴 식물을 심었는데 자연과 연결되는 효과를 주었습니다. 특히 제 경험 상 목재 시설물은 언제나 시간이 자나면 변색이나 마모가 발생하였습니다. 이를 사전에 방지하기 위해 오일을 도포하고 방부 처리를 완료하였습니다. 목재가 자연과 조화를 이루면서 따뜻함과 안정감을 시민들에게 제공하는 모습을 보고 뿌듯함을 느낄 수 있었어요.
목재 시설물 외에도 목재는 가구, 장판 등 다양한 곳에 사용됩니다. 목재 재료 특성 상 물에 의해 쉽게 변형되고 부패될 가능성이 크기 때문에 관리법에 대해 철저히 알아둘 필요가 있다고 생각합니다. 특히 목재 가구를 사용하는 사람이 많은 만큼 재료가 훼손되지 않게 청소하는 법, 무거운 물건을 넣어 휨 현상이 있는지 확인하는 법 등에 대해 알아둔다면 생활 속에서 편리할 수 있으며 오래쓸 수 있는 장점이 있다고 생각합니다. 목재 시설물 역시 이용하고 있는 동안 손상이 된 곳이 없는지 유지 관리를 주기적으로 해준다면 모두가 안전하게 쓸 수 있을 것입니다. 따라서 주변에 목재 재료로 이루어진 물품들이나 목재 시설물이 있다면 한 번쯤 관심을 갖고 관리해주면 좋을 것 같습니다.