[논문]흙건축 공법의 시대적 관점에 따른 조적 및 미장시공 사례분석

이종국; 김철; 김태경; 김덕문

문제 정의

본 연구는 경북 구미지역 흙건축의 조적 및 미장시공 사례를 통해 흙건축 기술의 발전에 관한 기초적인 연구로서 선행연구 분석을 통한 실외마감재료 요구 성능 조건을 도출하고 흙건축의 조적 및 미장에 관한 사례를 조사 및 분석한다.
선행연구에서는 흙재료 자체의 흡수율을 제시하였지만, 이를 위해서는 동일한 조건의 재료를 채취해야 한다. 본 연구에서는 시공시점이 동일한 조건의 흙재료를 채취하기 난해한 관계로 균열의 크기를 측정하여 요구 성능을 판단하도록 한다. 각 사례별 측정된 균열의 크기 중 최대균열크기로 성능 요구조건을 확인하며, 최대균열크기는 현장조사에 의한 실측 및 확인을 통해 측정한다.
이에 본 연구는 전통과 현대라는 시대적 관점에서 흙건축기술의 발전 또는 변화를 사례를 중심으로 살펴보려 한다. 이를 위하여 이론적 고찰을 통해 흙건축을 이해하고 선행연구 분석을 통하여 실외마감재료 요구성능조건을 도출하여, 경북 구미지역 전통건축과 현대 흙건축의 조적 및 미장의 사례분석에 나타난 현상들과 앞서 도출 표 1.
흙건축에 사용되는 흙의 재료적인 연구(차정만, 2003)와 황토미장재의 성능개선을 위한 연구(황혜주, 2005)에서도 내구적 성능에 관련한 특정한 기준을 제시하지 않았다. 이에 본 연구에서는 내구적 성능 파악의 방법으로 사용상에 나타나는 손상부위의 크기(넓이)를 측정하여 요구조건의 충족성을 판단한다. 각 사례별로 현장조사에 의한 실측으로 외관손상을 확인하고 이를 측정한다.
수치적으로는 기준이 제시되었지만 시험방법과 재료의 상태, 조건에 대해서는 제시되지 않았다. 이에 본 연구에서는 사례의 환경에 따른 적합한 시험 방법을 선택하고, 그에 따른 요구 성능 조건을 판단하도록 한다.
이를 위하여 이론적 고찰을 통해 흙건축을 이해하고 선행연구 분석을 통하여 실외마감재료 요구성능조건을 도출하여, 경북 구미지역 전통건축과 현대 흙건축의 조적 및 미장의 사례분석에 나타난 현상들과 앞서 도출 표 1. 흙건축 관련 연구 동향한 요구 성능을 비교분석해 봄으로써 흙건축 기술의 발전가능성을 살펴보도록 한다.
흙건축에서 흙이 건축재료로서 사용되기 위한 실외마감재 요구 성능 조건에 대하여 살펴보았다. 위에서 제시하였던 각 항목의 요구 조건들을 사례로 선정된 건축물을 현장조사하며 실험과 실측, 재료확인을 통해 분석 및 조사한다.

제안 방법

본 연구에서는 시공시점이 동일한 조건의 흙재료를 채취하기 난해한 관계로 균열의 크기를 측정하여 요구 성능을 판단하도록 한다. 각 사례별 측정된 균열의 크기 중 최대균열크기로 성능 요구조건을 확인하며, 최대균열크기는 현장조사에 의한 실측 및 확인을 통해 측정한다.
이에 본 연구에서는 내구적 성능 파악의 방법으로 사용상에 나타나는 손상부위의 크기(넓이)를 측정하여 요구조건의 충족성을 판단한다. 각 사례별로 현장조사에 의한 실측으로 외관손상을 확인하고 이를 측정한다. 측정치 중 최대크기(최대넓이) 로 내구적 성능 요구조건을 확인한다.
강도추정을 위한 비파괴 시험법으로 슈미트해머법, 공진법, 음속법, 복합법, 인발법, 코어채취법등이 있지만, 현재 사용되고 있는 건축물에서 재료의 채취나 변형이 불가능하여 현장에서 간편하게 시험할 수 있고, 재료의 변형과 손상이 없는 슈미트해머법으로 압축강도를 측정하였다. 슈미트해머법은 위 그림 2와같이 타격점을 구성한 후에 각 부분을 25회 타격한다.
둘째, 물리적 성능과 내구적 성능에서는 균열의 크기와 외관손상넓이를 측정하였다. 측정결과 중에 가장 큰 값을 사용하여 요구 조건의 만족여부를 판단하였다.
역학적 성능의 요구 조건은 압축강도 시험을 하였다. 물리적 성능과 내구적 성능은 균열크기와 외관손상부위의 넓이를 실측했다. 측정한 크기 중에 가장 큰 값을 요구조건 판단에 사용하였다.
셋째, 화재성능 요구 조건으로 사례별 구조체 및 구성 재료에서 불연성재 사용 여부를 확인하였다. 전통건축 구조체의 대부분은 목재로 이루어져 있었고, 벽체는 흙을 사용한 심벽공법으로 방화구조 불연성재 조건에 충족했다.
실외마감재 요구 성능을 도출하고 각 항목을 정의하고 그에 관한 기준에 따라 사례에서 흙이 사용된 부분을 실험하고 실측하였다. 주로 외벽에 흙벽돌과 흙미장으로 마감재 역할을 하며 사용되고 있었다.
역학적 성능의 요구 조건은 압축강도 시험을 하였다. 물리적 성능과 내구적 성능은 균열크기와 외관손상부위의 넓이를 실측했다.
흙건축에서 흙이 건축재료로서 사용되기 위한 실외마감재 요구 성능 조건에 대하여 살펴보았다. 위에서 제시하였던 각 항목의 요구 조건들을 사례로 선정된 건축물을 현장조사하며 실험과 실측, 재료확인을 통해 분석 및 조사한다.
이에 본 연구는 전통과 현대라는 시대적 관점에서 흙건축기술의 발전 또는 변화를 사례를 중심으로 살펴보려 한다. 이를 위하여 이론적 고찰을 통해 흙건축을 이해하고 선행연구 분석을 통하여 실외마감재료 요구성능조건을 도출하여, 경북 구미지역 전통건축과 현대 흙건축의 조적 및 미장의 사례분석에 나타난 현상들과 앞서 도출 표 1. 흙건축 관련 연구 동향한 요구 성능을 비교분석해 봄으로써 흙건축 기술의 발전가능성을 살펴보도록 한다.
흙을 건축재료적으로 사용하기 위한 실외마감재 요구 성능은 불연성재의 유무로 판단한다. 이에 먼저 건설교통부에서 정의한 방화구조의 불연재료를 정의하고 그와 관련된 항목에서 사례에 사용된 재료가 불연성재인지를 확인한다. 아래 표 8은 불연재료의 정의와 불연성재의 재료들이다.
주로 외벽에 흙벽돌과 흙미장으로 마감재 역할을 하며 사용되고 있었다. 이에 요구 조건의 조사 범위를 외벽에 기준하고 시험하고 실측하였다.
은 한국건축사를 소개한 문헌(김선문, 1996)을 참고한다. 전통건축 사례는 현재 보존가치를 인정받아 문화재로 지정된 건축물에서 흙이 사용된 부위를 중심으로 조사한다. 현대 흙건축의 사례는 관공서나 지역정보검색을 통한 시공사를 선정하고, 이를 토대로 현재 시공 중에 있거나 완성되어 사용되고 있는 건축물을 중심으로 조사한다.
아래의 표 5는 경상북도 구미지역의 흙건축 사례와 적용공법 개요이다. 전통건축 사례와 현대 흙건축 사례를 각각 선정하고 구분하였으며 각 사례에 적용된 공법을 확인할 수 있었다.
압축강도 이외의 항목에 대한 요구 성능 조사이다. 전통건축 사례와 현대 흙건축 사례를 구분하여 각각 조사하였다. 물리적, 내구적, 화재성능이 이에 포함되며, 각 항목의 요구 성능은 균열과 외관손상, 불연성재 사용 여부로 판단한다.
둘째, 물리적 성능과 내구적 성능에서는 균열의 크기와 외관손상넓이를 측정하였다. 측정결과 중에 가장 큰 값을 사용하여 요구 조건의 만족여부를 판단하였다. 측정결과 전통건축사례에서는 균열과 외관손상이 많이 나타났으며, 측정한 크기와 넓이에 대해서도 비교적 큰 값이 나왔다.
측정한 크기 중에 가장 큰 값을 요구조건 판단에 사용하였다. 화재성능은 전통건축사례의 구조재와 벽체 구성 재료를 확인하였다. 현대 흙건축 사례에서도 구조재와 벽체 구성 재료를 확인하였다.
흙건축 실외마감재 요구 성능조건의 역학적 성능을 판단하는 방법으로 압축강도를 측정하여 판단한다. 이에 관련한 압축강도의 기준은 외장재 벽돌과 흙미장으로 나누어 아래와 같이 제시하였고, 내용은 표 7과 같다.

대상 데이터

또한, 우리나라는 한정된 건축기술, 건축비용의 절약 등의 이유로 전통 건축물에 흙이 사용되었다. 또한 다른 건축에 있어서도 기후 특성에 맞추어서 더위나 추위에 이로운 재료를 사용하였다. 현대사회에 오면서 건축의 재료가 바뀌고 과거에 훌륭한 흙건축 기술이 전해지지 않고 사라질 위기에 처해 있지만 대중의 관심 밖에서 계승되어온 흙건축 기술들은 오히려 현대에 이르러 많은 수요자들에 의하여 흙건축이 서서히 활성화 되고 있다(임상훈, 2003).
경북 구미지역의 경우 전통건축물이 온전히 보존되고 있는 사례가 다수 발견되고 있으며, 경북 구미시 해평면 일선리 지역의 건축물은 같은 시대에 건축된 한옥으로 형태가 잘 보존되어 가치를 인정받아 문화재로 지정되어 있다. 또한 지역적으로 밀집해 있어 전통건축에 면모를 잘 확인할 수 있어 연구사례로 선정하였다. 또한, 현대 흙건축 사례는 경북구미 지역 정보검색과 관공서 자료를 활용하여 건축물의 시공에 직접 참여한 시공사를 접촉하여 사례를 조사하였으며 이때 전통적인 방식을 재연한 한옥은 대상에서 제외하였다.
본 연구에 조사된 사례는 시대적으로 전통과 현대를 구분하고 시대적 구분¹⁾은 한국건축사를 소개한 문헌(김선문, 1996)을 참고한다. 전통건축 사례는 현재 보존가치를 인정받아 문화재로 지정된 건축물에서 흙이 사용된 부위를 중심으로 조사한다.
전통건축 사례는 1910년 이전(주남철, 2002)의 구미지역 건축물을 대상으로 조사하였다. 경북 구미지역의 경우 전통건축물이 온전히 보존되고 있는 사례가 다수 발견되고 있으며, 경북 구미시 해평면 일선리 지역의 건축물은 같은 시대에 건축된 한옥으로 형태가 잘 보존되어 가치를 인정받아 문화재로 지정되어 있다.

데이터처리

사례별 그래프에서 측정 편차가 크거나 작은 데이터는 평균값 합산에 제외 되었다. 사례별 평균값의 합을 통해 총 평균값을 나타내었다.

이론/모형

이에 따른 일부공법들은 세부방식에 따라 몇 가지로 구분되기도 한다. 본 연구에서는 흙건축 공법을 전통과 현대로 구분하고 그에 따른 세부적 공법들을 벽체의 구축방식에 따른 분류법(Hugo, 1996)을 기준으로 연구를 진행하였다.

성능/효과

8㎜ 두께의 균열을 볼 수 있었다. 내구적 성능으로는 박리된 곳의 측정치로 평균두께 0.3㎜, 최대면적 144㎠에서 최소 9㎠까지의 크기를 확인 할 수 있었다. 화재성능으로는 외벽(각 사례의 일부분)에서와 같이 목구조에 외벽 부분이 흙으로 마감이 되어있는 상태임을 확인할 수 있었다.
현대 흙건축 사례에서도 흙의 사용부위가 외벽에 주로 사용되었음을 평면을 통해 확인 할 수 있었다. 물리적 성능으로 균열을 확인한 결과 미세한 헤어크랙을 제외한 0.1㎜의 크랙만 확인 할 수 있었다. 내구적 성능으로는 박리된 곳 역시 0.
물리적 성능인 균열에 대한 측정치로 균열을 선정하여 측정하였을 때 최대 1.2㎜에서 최소 0.8㎜ 두께의 균열을 볼 수 있었다. 내구적 성능으로는 박리된 곳의 측정치로 평균두께 0.
본 연구는 흙건축을 정의하고 시대를 전통과 현대로 나눈 후, 시대의 구분에 따라 흙건축 공법을 벽체 구축방식에 따라 분류하고 전통적인 흙건축 공법과 현대적인 흙건축 공법의 세부방식들을 고찰하였으며 전통적인 공법 은 대부분 수작업에 의한 공법이지만, 현대적 공법은 균일하고 대량 생산이 용이한 것들이 공법으로 발전해 왔음을 알 수 있었다.
첫째, 역학적 성능(압축강도)부분은 전통건축에서 현대 흙건축으로 발전하면서 슈미트해머 결과를 비교했을 때 미장부분에는 그 성능이 4배 이상의 강도를 확인할 수 있었으나 현대 흙건축에서 요구하는 강도인 최소 3.0 N/mm² 에 미치지 못함을 알 수 있었다. 현대 흙건축 사례의 흙미장에서는 요구강도 이상의 측정값을 보여줌으로써 성능 조건을 만족하고 있음을 알 수 있었다.
측정결과 중에 가장 큰 값을 사용하여 요구 조건의 만족여부를 판단하였다. 측정결과 전통건축사례에서는 균열과 외관손상이 많이 나타났으며, 측정한 크기와 넓이에 대해서도 비교적 큰 값이 나왔다. 이와 반대로 현대 흙건축의 균열과 외관손상은 거의 나타나지 않았다.
01㎟으로 육안으로 확인하기 힘들 정도로의 경미한 현상만을 확인 할 수 있었다. 화재성능으로는 외벽(각 사례별 일부분)에서 확인할 수 있듯이 목구조 및 철근콘크리트 구조이고 외벽 마감은 흙을 사용한 미장이 되어있는 상태임을 확인 할 수 있었다. 이와 같은 내용을 표 12와 같이 정리한다.
3㎜, 최대면적 144㎠에서 최소 9㎠까지의 크기를 확인 할 수 있었다. 화재성능으로는 외벽(각 사례의 일부분)에서와 같이 목구조에 외벽 부분이 흙으로 마감이 되어있는 상태임을 확인할 수 있었다. 이와 같은 내용을 표 11과 같이 정리하였다.

후속연구

이러한 결과는 건축물의 시공시점과 사용연수를 감안하지 않은 수치적 결과이다. 그러므로 시공연도를 고려하고 오랜 시간 동안 사용이 가능하도록 내구적, 물리적 성능의 보강에 관한 연구가 필요할 것으로 보인다.
이와 같은 결과들은 재료의 배합비나 혼화제사용에 관한 사항들을 고려하지 않고 나온 일괄 수치적 결과이다. 향후 이에 대한 상세연구는 추후 과제로 남겨둔다.
흙건축 공법의 조적 및 미장시공에 대한 재료의 배합 설계 및 혼화제에 대한 다양하고 구체적인 후속연구는 필수적이며, 이러한 연구가 진행되어 흙건축 공법에 대한 과학적이고 정량적인 기술과 공법이 개발되어 나간다면 흙건축 기술은 우리나라 고유의 현대적이며 널리 보급될 수 있는 친환경 건축공법으로 자리할 수 있을 것이다.
이는 사용자의 환경과 개인적인 성향이나 경제력 등을 판단하여 선택되어지는 사항이다. 흙건축 기술의 발전이 목적인 본 연구의 내용과는 다소 거리가 있으므로 추후 연구과제로 두도록 한다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	가장 잘 알려진 주거병으로는 무엇이 있는가?	실제로 건축 재료를 통한 근본적인 친환경건축에 관심은 현대의 새로운 병으로 인식되어진 주거병으로 고통을 겪고 있는 사람들이 늘어나면서부터 자연스럽게 형성된 관심이었다. 가장 잘 알려진 주거병으로는 새집증후군이 있다. 현재 새집증후군이라는 병은 건축물 또는 실내공간에서 구조재나 마감재에서 발생하는 휘발성 물질이 배출됨으로써 발생한 질병이다.
	새집증후군은 어떤 질병인가?	가장 잘 알려진 주거병으로는 새집증후군이 있다. 현재 새집증후군이라는 병은 건축물 또는 실내공간에서 구조재나 마감재에서 발생하는 휘발성 물질이 배출됨으로써 발생한 질병이다. 과거 우리 조상들은 재료적인 특성상 새집증후군이라는 병이 없었기 때문에 현대인들은 과거로 회귀하려는 현상이 나타나고 있다.
	환경친화건축에 대한 관심과 기술적 요구가 꾸준히 늘어난 이유는 무엇인가?	오늘날 건축 재료의 개선을 통한 근본적 환경친화건축에 대한 관심과 기술적 요구가 꾸준히 늘어나고 있다. 실제로 건축 재료를 통한 근본적인 친환경건축에 관심은 현대의 새로운 병으로 인식되어진 주거병으로 고통을 겪고 있는 사람들이 늘어나면서부터 자연스럽게 형성된 관심이었다. 가장 잘 알려진 주거병으로는 새집증후군이 있다.

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