[논문]분향실험을 통한 백제금동대향로 내부 대류특성 연구

김선영; 황현성

doi:10.12654/jcs.2019.35.5.08

문제 정의

따라서 본고에서는 향연구멍을 추가적으로 확장한 이유를 정확하게 파악하기 위해 분향실험을 진행하기로 하였다. 국보 제287호인 백제금동대향로에 직접 분향실험을 하는 것은 사실상 불가능하기에 이를 대신하여 국립박물관에서 직접 자체적으로 제작하여 보관하고 있는 백제금동대향로 정밀재현품과 부여군 시설관리공단에서 문화관광상품으로 판매하는 시판복제품을 3차원 스캔한 뒤, 두 복제품의 스캔데이터를 부여박물관에서 소장하고 있는 실제 백제금동대향로의 스캔데이터와 비교하여 외형적으로 실제 유물과 가장 유사한 복제품을 확인하여 실험에 사용하고자 하였다.
고화질 촬영 및 향연구멍 실측을 통해 백제금동대향로의 향연구멍은 본래 작은 크기의 향연구멍이었으나, 의도적으로 윗줄 향연구멍 일부와 아랫줄 향연구멍 전체를 확장한 후, 금도금을 하였음을 알게 되었다. 따라서 본고에서는 향연구멍을 추가적으로 확장한 이유를 정확하게 파악하기 위해 분향실험을 진행하기로 하였다. 국보 제287호인 백제금동대향로에 직접 분향실험을 하는 것은 사실상 불가능하기에 이를 대신하여 국립박물관에서 직접 자체적으로 제작하여 보관하고 있는 백제금동대향로 정밀재현품과 부여군 시설관리공단에서 문화관광상품으로 판매하는 시판복제품을 3차원 스캔한 뒤, 두 복제품의 스캔데이터를 부여박물관에서 소장하고 있는 실제 백제금동대향로의 스캔데이터와 비교하여 외형적으로 실제 유물과 가장 유사한 복제품을 확인하여 실험에 사용하고자 하였다.
먼저 고화질 촬영 및 향연구멍의 실측을 통해 향연구멍의 확장이유를 확인한 후, 백제금동대향로 실제유물을 정밀 3차원 스캔한 뒤 스캔한 원본 데이터를 기반으로 백제금동대향로 정밀재현품과 시판복제품을 3차원 스캔하여 전체적인 형태와 세부적인 문양들을 원본데이터와 비교하기로 하겠다. 또한 분향실험을 진행하여 기존 선행연구에서 이루어진 분향실험 결과를 정리하고 백제금동대향로 안의 각각의 향연구멍의 역할들도 조사한 후, 이를 통해 분향시 백제금동대향로 내에서 향의 연기가 어떻게 대류하는 지도 밝혀보고자 한다.
이에 본고에서는 실제유물과 가장 유사하게 제작된 재현품을 제작하여 향연구멍의 확장이유를 밝히고자 한다. 먼저 고화질 촬영 및 향연구멍의 실측을 통해 향연구멍의 확장이유를 확인한 후, 백제금동대향로 실제유물을 정밀 3차원 스캔한 뒤 스캔한 원본 데이터를 기반으로 백제금동대향로 정밀재현품과 시판복제품을 3차원 스캔하여 전체적인 형태와 세부적인 문양들을 원본데이터와 비교하기로 하겠다.

제안 방법

2) 정밀재현품 뚜껑의 봉황 배연공, 윗줄 배연공, 아랫줄 흡기공을 통제하여 각 배연공과 흡기공의 기능과 역할을 실험한다.
실험에 앞서 백제금동대향로 정밀재현품과 시판복제품을 3차원 스캔한 뒤 부여박물관에서 소장하고 있는 실제 백제금동대향로의 스캔데이터와 비교하였다. 두 복제품 모두 실제유물과는 전체적으로 외부형태는 많은 차이가 있었으나, 백제금동대향로 정밀재현품이 스캔데이터 비교결과에서 특히 분향실험에서 중요한 향연구멍의 크기와 내부 형태가 실제유물과 비교적 유사하여 백제금동대향로 정밀재현품을 이용하여 분향실험을 진행하였다.
이에 본고에서는 실제유물과 가장 유사하게 제작된 재현품을 제작하여 향연구멍의 확장이유를 밝히고자 한다. 먼저 고화질 촬영 및 향연구멍의 실측을 통해 향연구멍의 확장이유를 확인한 후, 백제금동대향로 실제유물을 정밀 3차원 스캔한 뒤 스캔한 원본 데이터를 기반으로 백제금동대향로 정밀재현품과 시판복제품을 3차원 스캔하여 전체적인 형태와 세부적인 문양들을 원본데이터와 비교하기로 하겠다. 또한 분향실험을 진행하여 기존 선행연구에서 이루어진 분향실험 결과를 정리하고 백제금동대향로 안의 각각의 향연구멍의 역할들도 조사한 후, 이를 통해 분향시 백제금동대향로 내에서 향의 연기가 어떻게 대류하는 지도 밝혀보고자 한다.
먼저 백제금동대향로의 고화질 촬영을 통해 향연구멍내 도금유무를 파악하였다(Figure 1A). 관찰결과, 본래 크기의 향연구멍(Figure 1B)과 확장 향연구멍(Figure 1C)에서 모두 도금층이 확인되었는데, 이는 제작당시부터 향연구멍의 크기를 추가로 확장한 후 금 도금을 하여 실제 사용하였음을 알게 해주는 중요한 자료이다.
백제금동대향로 내의 연기가 지속적으로 순환하며 불완전 연소할 수 있는 이유는 아랫줄 흡기공의 역할이 큰 것으로 판단할 수 있었기에 아랫줄 흡기공를 포함한 각 배연공과 흡기공의 역할을 확인하기 위해 배연공과 흡기공의 개폐유무에 따른 분향실험을 진행하였다. 분향실험 결과를 정리하면 다음과 같다(Table 2).
백제금동대향로는 배연공과 흡기공의 크기가 현재는 제각각인데, 본래 백제금동대향로의 배연공과 흡기공은 제작당시 작은 크기로 동일하게 구멍을 내었음을 확인하였기에 배연공과 흡기공의 크기를 확장한 이유를 알아내고자 배연공과 흡기공의 크기를 각 각 다르게 하여 연소유무를 파악하는 분향실험을 진행하였다(Table 1).
본고에서는 백제금동대향로의 윗줄 배연공과 아랫줄 흡기공을 추가적으로 거칠게 확장한 후 도금한 것을 고화질 촬영 및 향연구멍의 실측을 통해서 확인할 수 있었는데, 이에 대한 근거를 추론하기 위해 분향실험을 진행하였다. 실험에 앞서 백제금동대향로 정밀재현품과 시판복제품을 3차원 스캔한 뒤 부여박물관에서 소장하고 있는 실제 백제금동대향로의 스캔데이터와 비교하였다.
분향실험은 향의 연소유무를 확인하며 진행하였으며, 향연구멍의 개폐에는 유성점토를 이용하였다. 1시간 이상연소 시 불완전 연소로 간주하였다.
본고에서는 백제금동대향로의 윗줄 배연공과 아랫줄 흡기공을 추가적으로 거칠게 확장한 후 도금한 것을 고화질 촬영 및 향연구멍의 실측을 통해서 확인할 수 있었는데, 이에 대한 근거를 추론하기 위해 분향실험을 진행하였다. 실험에 앞서 백제금동대향로 정밀재현품과 시판복제품을 3차원 스캔한 뒤 부여박물관에서 소장하고 있는 실제 백제금동대향로의 스캔데이터와 비교하였다. 두 복제품 모두 실제유물과는 전체적으로 외부형태는 많은 차이가 있었으나, 백제금동대향로 정밀재현품이 스캔데이터 비교결과에서 특히 분향실험에서 중요한 향연구멍의 크기와 내부 형태가 실제유물과 비교적 유사하여 백제금동대향로 정밀재현품을 이용하여 분향실험을 진행하였다.
시판복제품은 실제유물과 비교하자면 전체적으로 뚜껑 내부형태와 향연구멍의 위치, 외부 모양에서 많은 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 시판복제품은 백제금동대향로와 전체적, 세부적으로 모두 큰 차이가 있다고 할 수 있기에 분향실험은 시판복제품보다 백제금동대향로의 형태와 유사한 백제금동대향로 정밀재현품을 활용하여 분향실험을 진행하게 되었다.
실험의 오차를 줄이기 위해 모두 동일제품의 향을 사용하였다. 향은 국립대전현충원에서 분향 시 실제로 사용하고 있는 향과 재를 구하여 실험을 진행하였으며, 분향방법은 현재 국립대전현충원에서 근무하고 있는 박창배 집례관의 자문을 구하여 백제금동대향로 하단부에 재를 채운 후, 달궈진 숯을 놓고 그 위에 향을 올리는 분향방법으로 진행하였다(Figure 4).

성능/효과

고화질 촬영 및 향연구멍 실측을 통해 백제금동대향로의 향연구멍은 본래 작은 크기의 향연구멍이었으나, 의도적으로 윗줄 향연구멍 일부와 아랫줄 향연구멍 전체를 확장한 후, 금도금을 하였음을 알게 되었다. 따라서 본고에서는 향연구멍을 추가적으로 확장한 이유를 정확하게 파악하기 위해 분향실험을 진행하기로 하였다.
또한 백제금동대향로가 실질적으로 어떻게 향이 나는 지와 관련된 분향실험 역시 일부 진행되었는데, Lee(2006)는 백제금동대향로 모형을 유사하게 제작하여 분향실험을 진행하였다. 그 실험에서는 모든 배연공을 열었을 때 봉황 배연공과 윗줄 배연공으로 대부분의 연기가 배출되고 아랫줄 배연공은 흡입구 역할을 한다고 설명하였으며, 향의 연소와 관련하여 특히 봉황배연구의 구조가 중요하다고 강조하였다. 봉황 배연구를 부착하여 실험한 경우가 부착하지 않았을 때보다 연소시간이 길게 측정되었으며, 몸체 아래쪽으로 공기흡입구가 없음에도 불완전 연소가 가능한 것은 봉황배연구가 연기를 흡입하기 때문이라고 해석하였다.
먼저 배연공과 흡기공의 크기에 따라서는 위⋅아랫줄 배연공과 흡기공을 본래의 크기로 줄였을 때 향로 내부의 연기가 꺼지는 것을 확인할 수 있었으며, 배연공과 흡기공의 크기가 향로의 불완전 연소에 매우 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있었다.
먼저, 육안으로 보았을 때 봉황 배연공은 분향 시 연기가 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 배연공을 닫았을 때는 불완전 연소가 이루어지는데, 이것은 봉황 배연공이 향로의 불완전 연소에는 큰 영향을 끼치지는 않는 것으로 판단된다.
윗줄 배연공을 줄였을 때는 연기의 양은 다소 줄었지만 지속적으로 향로의 불완전 연소가 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공을 줄였을 때는 불이 꺼지는 것을 알 수 있었다. 배연공과 흡기공 개폐에 따라서는 각 각의 배연공과 흡기공 중 봉황 배연공과 윗줄 배연공은 주로 연기를 배출하는 배출구 역할을 한다는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공은 연기가 거의 배출되지 않고 바깥에서 향을 피워 향연구멍 가까이 두었을 때 연기가 향로 내부로 들어가는 것으로 보아 주로 바깥의 공기를 흡수하여 향로 내부에 공기를 공급시켜 향로의 불완전 연소가 이루어 질 수 있도록 하는 흡기구 역할을 하는 것으로 판단된다. 이를 통해 백제금동대향로의 윗줄 배연공은 많은 양의 연기를 원활하게 배출하기 위해 배연공의 일부를 확장한 것으로 추정할 수 있으며, 아랫줄 흡기공은 향로의 공기가 원활하게 흡입될 수 있도록 확장하였다는 것을 확인할 수 있었다.
분향실험 결과, 윗줄과 아랫줄의 크기를 본래 작은 구멍 크기로 줄였을 때 연기가 꺼지는 것으로 보아 배연공과 흡기공의 크기가 향로의 불완전 연소에 큰 영향을 미친 것으로 보인다. 윗줄 배연공과 아랫줄 흡기공의 크기를 줄여 실험한 결과, 윗줄 배연공을 본래 크기로 줄였을 때 연기가 배출되는 양은 감소하였으나 불완전 연소되는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공을 본래 크기로 줄였을 때 숯이 연소가 되지 않음을 확인할 수 있었다.
우선 백제금동대향로 정밀재현품은 전체적으로는 실제유물과는 약간의 차이는 보였으나, 분향실험에 큰 영향을 줄 것으로 판단되는 뚜껑 내부형태와 향연구멍의 위치, 모양은 비교적 실제 유물과 비슷하다는 것을 알 수 있었다. 시판복제품은 실제유물과 비교하자면 전체적으로 뚜껑 내부형태와 향연구멍의 위치, 외부 모양에서 많은 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 시판복제품은 백제금동대향로와 전체적, 세부적으로 모두 큰 차이가 있다고 할 수 있기에 분향실험은 시판복제품보다 백제금동대향로의 형태와 유사한 백제금동대향로 정밀재현품을 활용하여 분향실험을 진행하게 되었다.
백제금동대향로 실제유물 및 정밀재현품, 시판복제품의 3차원 데이터를 비교분석 한 결과는 다음과 같다. 우선 백제금동대향로 정밀재현품은 전체적으로는 실제유물과는 약간의 차이는 보였으나, 분향실험에 큰 영향을 줄 것으로 판단되는 뚜껑 내부형태와 향연구멍의 위치, 모양은 비교적 실제 유물과 비슷하다는 것을 알 수 있었다. 시판복제품은 실제유물과 비교하자면 전체적으로 뚜껑 내부형태와 향연구멍의 위치, 외부 모양에서 많은 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었다.
윗줄 배연공과 아랫줄 흡기공은 분향실험 시 역할이 달랐는데(Figure 5), 윗줄 배연공은 육안으로 보았을 때 분향시 주로 연기가 배출되는 것을 확인할 수 있었으며, 바깥에서 향을 피워 향연구멍 가까이 두었을 때에도 연기가 지속적으로 배출되는 것으로 보아 연소 시 주로 연기를 배출하는 역할을 하는 것으로 판단할 수 있었다(Figure 5A). 아랫줄 흡기공은 연기가 거의 배출되지 않았으며 바깥에서 향을 피워 향연구멍 가까이 두었을 때 지속적으로 연기가 향로 내부로 들어가는 것으로 보아 바깥의 공기를 흡수하여 향로내부에서 불완전 연소가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 흡기구 역할을 하는 것으로 판단된다(Figure 5B).
분향실험 결과, 윗줄과 아랫줄의 크기를 본래 작은 구멍 크기로 줄였을 때 연기가 꺼지는 것으로 보아 배연공과 흡기공의 크기가 향로의 불완전 연소에 큰 영향을 미친 것으로 보인다. 윗줄 배연공과 아랫줄 흡기공의 크기를 줄여 실험한 결과, 윗줄 배연공을 본래 크기로 줄였을 때 연기가 배출되는 양은 감소하였으나 불완전 연소되는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공을 본래 크기로 줄였을 때 숯이 연소가 되지 않음을 확인할 수 있었다. 이를 통해 아랫줄 흡기공이 금동대향로의 불완전 연소에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.
먼저 배연공과 흡기공의 크기에 따라서는 위⋅아랫줄 배연공과 흡기공을 본래의 크기로 줄였을 때 향로 내부의 연기가 꺼지는 것을 확인할 수 있었으며, 배연공과 흡기공의 크기가 향로의 불완전 연소에 매우 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 윗줄 배연공을 줄였을 때는 연기의 양은 다소 줄었지만 지속적으로 향로의 불완전 연소가 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공을 줄였을 때는 불이 꺼지는 것을 알 수 있었다. 배연공과 흡기공 개폐에 따라서는 각 각의 배연공과 흡기공 중 봉황 배연공과 윗줄 배연공은 주로 연기를 배출하는 배출구 역할을 한다는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공은 연기가 거의 배출되지 않고 바깥에서 향을 피워 향연구멍 가까이 두었을 때 연기가 향로 내부로 들어가는 것으로 보아 주로 바깥의 공기를 흡수하여 향로 내부에 공기를 공급시켜 향로의 불완전 연소가 이루어 질 수 있도록 하는 흡기구 역할을 하는 것으로 판단된다.
배연공과 흡기공 개폐에 따라서는 각 각의 배연공과 흡기공 중 봉황 배연공과 윗줄 배연공은 주로 연기를 배출하는 배출구 역할을 한다는 것을 확인할 수 있었으며, 아랫줄 흡기공은 연기가 거의 배출되지 않고 바깥에서 향을 피워 향연구멍 가까이 두었을 때 연기가 향로 내부로 들어가는 것으로 보아 주로 바깥의 공기를 흡수하여 향로 내부에 공기를 공급시켜 향로의 불완전 연소가 이루어 질 수 있도록 하는 흡기구 역할을 하는 것으로 판단된다. 이를 통해 백제금동대향로의 윗줄 배연공은 많은 양의 연기를 원활하게 배출하기 위해 배연공의 일부를 확장한 것으로 추정할 수 있으며, 아랫줄 흡기공은 향로의 공기가 원활하게 흡입될 수 있도록 확장하였다는 것을 확인할 수 있었다.
향로의 상⋅하부 모두 실제유물에 비해 많이 비뚤어져있으며, 특히 분향실험에 영향을 끼칠 것이라 판단되는 향연구멍의 위치와 내⋅외부 모양들도 모두 실제유물과는 많은 차이가 있음을 확인할 수 있었다(Figure 3).

후속연구

Jo(2019)는 백제금동대향로 복제품으로 분향실험을 진행한 결과 “향로 내부에 향을 피우자 연봉 속에서 향연이 피어올라 봉의 가슴에 있는 두 개의 구멍으로만 향연이 올라왔다”고 설명하였다. 이렇듯 백제금동대향로와 관련되어 진행된 분향실험은 대부분 실제유물과 형태적으로 많은 차이가 나는 시판복제품을 바탕으로 진행된 분향실험이라는 점에서 기존 연구의 한계라 할 수 있다.

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