구조의 계보_연재 7
  • 글쓴이 관리자
  • 작성일 2020-02-07 10:01:46
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공업화 재료로서의 나무

 

지난 회에 연재 했던 것처럼이미 동대사(東大寺대불상은 재건 할 시기에는 창건할 때처럼 큰 나무를 사람의 손으로 만들지 않고작은 재료를 한데 끌어 모아 기둥 등을 만들었고서구에서는 18세기말 무렵부터 얇은 판을 활처럼 굽혀서 적층시킨 목조 ARCH가 창고건축이나 교량 등에서 출현하기 시작했다이런 것들이 현재 우리가 [집성재]라고 부르는 것의 원형이다.

 

1901년 독일인 오토헤르츠는 [접착집성재]로 스위스 특허를 얻었는데이것은 플렌지와 우베을 접착제로 결합시킨 것이다그는 게다가 1907년 두세장의 라미나를 쌓아 접착시킨 [만곡재]의 특허까지 얻었다이것은 단면과 일체로서 모멘트에 대응할 수 있다는 점에서 획기적이었고, 18세기 ARCH 재료로서는 일획을 긋는 것이었다.

집성재는 그 후에 독일스위스로부터 프랑스네덜란드벨기에북구에도 넓게 보급되어, 1920년대에 들어서는 미국으로 전해져 패놀레조루미루수지접착제가 개발되어 현재의 집성재에 이르고 있다이와 같은 재료를 미국에서는 [HEAVY TIMBER]라 부르고 이를 방화를 위해 [작은 지름은 15CM 이상단면적은 300이상]으로 규정하고 있다일본에서는 이것을 [대단면집성재]라 하여 그대로 받아들였다.

 

집성재는 목재가 부러지기 쉽고가볍기 때문에 그 강도를 저하시키는 단점을 없애기 위하여충분히 건조시킨 라미나를 사용한다이는 목재의 부정확성이나 갈라짐등이 발생하지 않게 하고또 자유로운 형태나 장대재-길고 큰 재료-를 만드는 것이 가능케 하고방부나 방화를 위한 약재처리가 용이하다는 특징도 갖고 잇다그리고 더 나아가철과 콘크리트와 같은 부재응력을 얻을 수 있고허용응력도와 안전율에 있어서도 대규모 목조를 구조설계가 가능하게 되었다구조재로서도 콘크리트와 동등이상의 강도를 갖고탄성계수는 그것의 약반분(?), 비중은 1/4이 된다가볍고 부드러우며 강한 [FLEXIBLE 재료]라 할 수 있다.

 

이 [HEAVY TIMBER]에 대해 [LIGHT FRAME]이라는 것이 있는데소위 [2X4공법]이라고 하는 것이 그것이다이것은 작은 단면의 재료를 합쳐서 주택을 만드는 방법으로 그 재료 자체를 늘어놓는 것으로 공업화 재료가 된다인공적인 건조나 BRACKET의 이용기술은 나무의 부스럼(?)을 막고같은 형태의 재료를 빠르고 쉽게 대량생산하는 것을 가능하게 해주었다이처럼 공업화된 목재-ENGINEERING WOOD-는 구조해석의 진보와 새로운 구조시스템의 환경을 받아들여 다양한 공간을 마들 수 있게 되었다.

 

 

 

나무에 의한 새로운 공간

 

집성재에 의한 공간은 山形(야마카타?) 라면가게의 ARCH에서 [ONE WAY 구조]로 시작했다그 후 1920년대 무렵부터 공장체육관등의 큰 SPAN 이 요구되는 건축물이 나타나게 되었고집성재의 품질향상으로 100M 까지 SPAN 이 길어지게 되었다사실 초기의 이러한 목재의 사용의 목적은 군수물자와 관련하여 철의 물량을 줄이기 위한 것이었다이는 철골조를 나무로 만들었던 이유이다하지만집성재의 구조재로서의 가능성은 거시서 멈추지 않았고, [나무가 아니면 불가능한 공간]을 만들어 내었다근대에 이르러 철과 콘크리트의 기술그리고 구조해석의 진보는 평면적 구조를 3차원적인 SYSTEM으로 발전시켰다이것이 SHELL 과 SPACE FRAME의 등장이다.

1960년대 이르러 이 system에 의한 대공간이 화려하게 전개되었다소위, [구조표현주의]라고도 하는데그 특징은 [수학적으로 도출한 기하학적인 형태가 그대로 공간을 만들고 있다]라는 것이다자유로운 형태나 장대재(長大材)를 용이하게 만드는 것이 가능한 집성재로써 만곡재에 의한 다이나믹하고 독특한 공간을 만들어 내었다.

또한 얇은 막(薄肉 얇게 드러내어 새긴 조각콘크리트 SHELL구조나 철골조의 SPACE FRAME이 출현하면서이들의 SYSTEM 은 나무로 만들 수 있게 되어 콘크리트나 철의 공간에서는 볼 수 없었던 가벼움이나 부드러움을 얻을 수 있게 되었다.

1975년 독일의 플라이 오토는 만하임의 다목적홀에서 5cm각의 목재만을 사용하여 그때까지 누구도 본적이 없는 공간을 만들어 내었다그때까지의 SHELL 구조는 HP SHELL 이나 코너이트(?) SHELL 이라고 하는 수학적 개념을 기초로 한 것에 대하여여기서 실현 시킨 형태는 매우 자유로운 형태이고더 나아가 [자연적인 구조체]라 할 수 있다시공할 즈음에 지상에 정방(正方)GRID 에 만들어진 목재는 크레인에 의해 올려진 후 각 접점이 고정되어 LATTICE 재가 들어간 형태가 계속 유지시켜 준다게다가 마감의 막재(瞙材)가 뻗어져 있다시공상으로도 만들어진 올려진 공간에서도나무의 특징인[FLEXIBILITY]가 불가결 한 것으로 이해할 수 있다그리고 그것을 꿰뚫어 볼 수 있었던 것은 플라이 오토라는 엔지니어의 상상력이었다이 작품은 수학적 형태에서 탈피했다고 하는 점에서 구조표현주의라고 하는 일획을 그은 것이었고새로운 구조표현을 예감시키는 것이었다이와 같은 작은 단면의 목재에 의한 구조는 다른 방향즉 철근이나 철골과 조립해서 HYBRID구조라고 하는 형태로 발전하게 되었다.

 

 

DETAIL의 세련

 

목구조를 설계할 때 가장 어렵고중요한 것이 바로 JOINT부이다고건축에 있어서도예를 들어 불고건축에 있는 조물(組物)과 같은 표현이 공간전체를 규정하고 있는 경우가 적지 않다집성재의 시대가 되면서그것은 STEEL PLATE를 사용해서 볼트로 결합시키는 것이 일반적이지만 바로 여기서 모순이 발생된다. JOINT부 에서는 단면의 결손이 생기기 때문에그것을 보조하도록 설계가 되면 목재자체로서는 과잉이 되어버린다. SPAN이 커질수록 그런 경향은 더 커지기 때문에구조를 노출한 대 공간에서 가끔 아름다운 구성을 갖고자 할 때 해서는 안 될 거대한 JOINT부가 결국 건축전체를 망쳐 쓸모없게 만들었던 것이다.

 

1980년대 들어서목구조공간은 수학적 형태를 떠나서 건축설계나 건축가의 감정을 무엇보다도 중시한 형태로 이행되었다그리고 이 무렵에 JOINT부의 설계도 새로운 전개를 보여주기 시작했다그때까지의 JOINT가 PLATE와 볼트를 이용하여 목재 속에 숨겨진 형태로 있던 것에 비해 [리옹의 건축학교]에서 대표되는 것처럼 주조품등을 사용해서 디자인 했던 DETAIL 은 적극적으로 노출시켜 나무의 표현과 함께 공간을 구성하게 되었다.

 

근대이전의 목조를 되돌아보면거기에는 [쌓음]과 [조합]이라고 하는 의식의 접합부가 만들어져 왔다무엇보다도 단면이 가지는 굽힘성을 완전히 전달할 수 있는 것처럼 떼어놓을 수 없다전에 얘기 했던 것처럼 JOINT부의 문제는 목조를 근대의 철골조처럼 생각하며 설계했기 때문에 비롯된 것이다.

이것은 [목조 같은 공간은 무엇일까]라는 질문에 대한 하나의 답이었다그리고 이처럼 JOINT부의 고찰은예를 들어 재래공법에 있어서 仕口(?) 같은 [전통적 목조]와 [ENGINEERING WOOD]의 문제에 있어서 기술의 연결또는 보편성을 상기시키는 것이었다.

 

목구조에서 기대하는 것(목구조에 하는 것)

 

페이존스가 설계한 SON-CROWN-CHAPEL(聖 크라운 성당)은 틀림없이 목조가 아니고서는 세울 수 없었던 건축물 중 하나다부지는 나무가 무성한 산 깊숙이에 있어그 환경을 파괴하지 않고는 건설기재를 사용하는 것은 불가능 했다그런 이유로 좁은 언덕의 작은 길을 통과하여 두 사람이 운반하는 크기 이상의 것은 사용할 수 없다라는 것으로 디자인의 모든 것이 정해졌다거꾸로 생각해본다면근대 이후의 건축이 얼마나 환경을 파괴해왔는가에 대한 사실이 부각된다환경파괴는 문자 그대로 물리적인 의미와 더불어 사회적인 의미도 있다그 건물이 지은 장소의 CONTEXT를 무시하고 경제성이나 기능성만을 우선했기 때문에 인간과 건축과 관계가 희박해져 버렸다.

 

최근 일본의 목조건축을 보면 DOME과 같은 대규모의 것에서부터 작은 학교에 이르기까지 땅이 근원이 되는 재료를 사용하여 그 산업화 할 수 있게 되었던 것이다.(?) 이것은 결과적으로 버네큘러의 시점을 만들었고모더니즘의 폐해에 대한 하나의 답이 되었다.

 

근대 이후의 기술의 진보는 직능(職能)을 산업화하고그렇게 되면서 개인의 존재를 지워 없애버렸다목조기술도 그 예외는 아니었지만나무는 천연재료이기 때문에 아직 목수의 감이나 팔에 의지하는 부분도 적지 않다말하자면 건축은 기술의 집합체이고기술은 산업에 따라서 고정화 되어지는 것이 아닌 어디까지나 개인의 감성과 경험에 의해서 만들어 지는 것이다.

 

이것은 곧 나무의 기술을 얘기하는 것과 같다.

 

그리고현대의 환경과 기술의 관계를 생각하기 위해그것은 중요한 관점(시점)으로 남아 있을 것이다.

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