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내화 집성재료 Fireproofing & Construction


내화 집성재료


정부는 이산화탄소 삭감과 같은 환경대책과 저탄소 사회의 실현 및 교토의정서의 이산화탄소 흡수원으로서의 삼림자원의 이용과 2020년의 목재자급률 50%를 목표한 일본 임업산업의 활성화 등을 목적으로 2010년 10월에 ‘공공건축물에서 목재이용 촉진에 관한 법률’을 시행하였다.

이것은 현재 목조 율이 낮은 향후의 수요를 기대할 수 있는 공공건물을 대상으로 국가가 우선적으로 목재이용 취급으로 주택 등 일반건축물로의 파급효과를 포함하여 목재전체의 수요를 확대하는 것을 목표로 하고 있다.

한편 목조건물은 내화성능이 과제이고, 기존의 목조기술에서는 법률에 의한 적용제한이 있기 때문에 도시 등의 방화가 필요한 지역에서는 목조건물이나 목조건축물의 대규모 건설은 석고보드 등으로 목재를 피복하여야 하기 때문에 내화성능을 가진 새로운 목조기술의 개발이 필요하게 되었다.

이러한 사회정세와 도시에서의 목조내화건축물이나 목조에 의한 대규모 중간높이(4계단 건물 혹은 건물 상부의 4층)의 건축물이 실현가능 하도록 순 목질 내화 집성재료(FR우드: Fire-Resistant Wood)를 개발하였다.

FR우드는,

①일본산 삼나무(cedar)만을 이용한 단일종류로 구성된 목질 내화구조 재료로서 목재의 노출을 극복할 수 있는 구조부재로서 이용이 가능한 기술이다.

②처리하지 않은 하중 지지부문의 주변에 난연 약제를 주입한 난연 처리층을 배치하는 것으로 가연물인 목재에 내화성능을 부여하고 있다.

③약제 주입 전에 인사이징(in sizing) 처리(1mm 정도의 미소한 구멍을 만드는 것)를 하여 약제 주입분포를 균일하게 한다.

④기둥과 대들보에 각각 1시간 이상 내화구조의 정부인정을 취득한다. 이때문에 4계단 건물에서 모두 또는 건물 상부 4층에 적용이 가능하다.

⑤기둥이나 대들보 등의 부재단체 이외에 기둥 대들보 접합부나 기둥과 벽, 대들보와 천정의 취합된 부분에서도 내화성능을 확인하였다.

⑥최소 단면크기는 기둥과 대들보 공통으로 260mm×290mm(하중지지 부문 120mm×120mm)이고, 그 이상의 단면에 대해 설계조건에 따라 자유롭게 설계할 수 있다.

⑦목재만으로 구성되어 있어서 가공이 용이하다.

⑧부재로부터의 포름알데히드 방산양이 적아서 JASF의 기준을 만족하고 있다.

⑨광합성에 의해 공기 중의 이산화탄소를 흡수한 목재를 이용하기 때문에 건축물의 구조부문 내부에 탄소의 고정이 장기간에 이동이 가능하여 이산화탄소 삭감과 저탄소사회의 실현에 기여하는 환경대책기술로, 개발한 'FR우드‘를 Tokyoto Bunkyoku에 2013년 3월에 준공한 ’Otonoha 그린카페‘의 기둥 및 대들보에 적용하였다.

이 건물은 Mejiro 거리에 있고 산장에 인접한 Tokyo 도심에 있으며, 녹지주변인 자연환경이 풍부한 장소에 기획된 음식점이다. 주위의 자연환경에 어울리는 카페이기 때문에 'FR 우드‘를 사용하여 기존의 목조내화 건축물과 석고보드에 피복하지 않은 목조․목질감이 넘치는 공간을 실현하고 있다.

또한 본 건물은 ’내화성능을 가진 목조기술을 이용한 선도성이 높은 건축사업‘으로 평가되어 국가가 2012년도 목조건축기술 선도 사업으로 채택하고 있다.

순 목조 이외에 ‘FR우드’의 적용 안으로서 철근콘크리트 구조(RC구조)와 철근구조(S구조)를 조합시킨 것으로 구조면이나 비용 면에서 이들의 혼합구조가 유망한 것으로 생각되고 있다.

요지는 RC구조나 S구조로서 볼거리가 되는 외부주변이나 아트리움 등에 ‘FR우드’를 적용하여 적재적소의 목재이용에 의해 매력적인 목질공간을 실현할 수 있다.

또한 ‘FR우드’는 1시간 내화구조의 정부인정을 취득하여 4계단으로 전부 또는 건물의 상부 4층에 적용이 가능하여 고층건물의 상부를 목조로 하는 새로운 건축물의 실현이 가능하다.

일본산 삼나무를 이용하여 목조이면서 내화건축물이 실현 가능한 순 목질 내화 집성재료(FR우드)에 대해 서술하였다.

1시간의 내화성능이 요구되는 기둥이나 대들보에 ‘FR우드’를 적용하여 목조․목질감이 넘치는 공간 실현이 가능한 ‘FR우드’ 를 ‘Otonoha 그린카페’에 적용한데 이어 향후에는 목조화, 목질화가 요구되는 공공시설이나 교육시설 등을 중심으로 전개를 진행하고자 한다.


출처 : 西村光太, “耐火集成材”, 「日本機械學會誌(日本)」, 116(1135), 2013, pp.370~371


한국과학기술정보연구원 / 전 문 연 구 위 원 오 창 섭 / (
chspoh@reseat.re.kr)


Source
: KISTI



 

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