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메인 영상 – https://www.youtube.com/watch?v=bsQBSVJoV04\u0026t=345s
병원 코르크 – https://architizer.com/blog/inspiration/collections/cork/
코르크 위키 – https://en.wikipedia.org/wiki/Cork_(material)
코르크 열화학적 분해 – https://www.researchgate.net/publication/226812544_The_thermochemical_degradation_of_cork
코르크 방음 – https://www.cancork.com/cork-natural-soundproofing-material-for-floor-and-walls/
코르크 단열성능 – https://www.insulation-info.co.uk/insulation-material/cork-insulation
유리섬유 단열 – http://www.publicdesignjournal.com/files/catalogue_201117.pdf
코르크 화학식 – https://www.corkor.com/blogs/corkor/72696197-what-is-cork
코르크업체 사이트 – http://www.whycork.co.kr/01_sub/01_sub.html
코르트 껍질 논문 – https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2016.00063/full
커피 껍질 기사 – https://www.smh.com.au/business/consumer-affairs/huskee-cup-made-of-discarded-coffee-husk-is-the-latest-coffee-cup-alternative-20170721-gxftka.html
커피 껍질 1 – https://www.dezeen.com/2021/05/14/coffee-houses-construction-affordable-homes-video/
커피 껍질 2 – https://www.youtube.com/watch?v=WdXLG_W9a6I
커피 껍질 3 – https://www.fastcompany.com/90604018/now-your-coffee-habit-can-help-build-houses
커피 껍질 4 – https://www.goodnewsnetwork.org/houses-in-colombia-are-being-made-by-woodpeckers-coffee-husk/
커피 껍질 연구 논문 – https://www.mdpi.com/2076-3417/10/18/6468/htm
바이오폴리머 – http://2016.igem.org/Team:Evry/HP/Gobelets
신문 나무 – https://www.pinterest.co.kr/pin/498421883730037404/
균사체 3d 프린팅 – https://3dprint.com/7279/3d-print-fungus-mycelium/
균사체 3d 프린팅 영상 – https://www.youtube.com/watch?v=W8tpiWSZfm0
조류(藻類, Algae) 바이오 매스 – http://www.renewableenergyfocus.com/view/931/biomass-from-algae/
함부르크 조류 건물 기사 – https://www.nytimes.com/2013/04/25/business/energy-environment/german-building-uses-algae-for-heating-and-cooling.html
조류 건축 난방비 – https://www.ecomena.org/algae-powered-buildings/
해료류의 바이오에너지의 경제적 가치 – https://eiec.kdi.re.kr/publish/naraView.do?cidx=10771
한국지역난방공사 미세조류 – https://www.enewstoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=1446977
미세조류의 영양적 가치 – https://www.youtube.com/watch?v=ig5KcI_11u0
미세조류 재배의 해외사례 – https://www.youtube.com/watch?v=2JguLRn5v38
미세조류 재배의 한국사례 – https://www.youtube.com/watch?v=SHvLNAXFj-A
CCUS 기술 – https://news.kotra.or.kr/user/globalBbs/kotranews/782/globalBbsDataView.do?setIdx=243\u0026dataIdx=187066
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건축 재료 2
5.2 철골구조(강구조)의 재료. 5.2.1 강의 종류 및 특징. • 철재 = 철 + 탄소 + 망간 + 규소 + 인 + 황. – 탄소는 철의 강도를 좌우하는 주요성분. – 건축물의 구조 …
Source: contents.kocw.or.kr
Date Published: 12/11/2021
View: 7131
건축재료학 – 사랑마을
건축재료의 역사는 인류가 주거생활을 하기 시작하던 원시시대의 흙과 나무 등의 자연소재를 사용하면서부터 시작하여 현대에 이르는 오랜 역사를 가지고 …
Source: amazonnn.tistory.com
Date Published: 9/6/2022
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건축재료중 나무의 장점 – 다음블로그
건축재료중 나무의 장점 목재는 시간의 검증을 거쳤습니다. · 경제적 장점 목재로 건축된 건물은 목재의 탁월한 절연성의 혜택을 받습니다. · 성능과 내구성
Source: m.blog.daum.net
Date Published: 10/19/2021
View: 5937
알고 보면 새로운 건축자재 이야기 ① 벽돌 – 한화건설 공식 블로그
점토 벽돌은 천연재료인 흙을 반죽하고 구워 만들기 때문에 유해한 화학물질이 나오지 않는다는 장점이 있습니다. 또한 벽돌 내부 기공층이 있어 단열, …
Source: blog.hwenc.co.kr
Date Published: 2/6/2022
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현대 건축 재료 ‘콘크리트’의 진화 – Sciencetimes
한 조사에 의하면 전 세계 구조물의 80%가 철근콘크리트 구조로 지어진다고 한다. 콘크리트는 저렴하고 간편하면서도 강도 및 내구성이 높다는 장점을 …
Source: www.sciencetimes.co.kr
Date Published: 10/22/2021
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주제에 대한 기사 평가 건축 재료 특징
- Author: 아키뉴런 (Archi Neuron)
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- Date Published: 2021. 9. 25.
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1. 개념 및 정의
1) 건축재료의 정의
건축재료는 건축물을 구성하기 위해 사용되는 모든 천연 및 인공재료의 총칭이다.1)
현대 건축에서의 건축재료는 건축공사에 있어서 기초, 지정, 구조체, 지붕, 외벽, 바닥, 등의 건축물 각부에 사용되어 건축물을 구성하는 재료 및 부속재료를 포함하여 건축재료라고 한다.2) 인류는 안전한 주거생활을 위하여 환경에 적응할 수 있도록 건축을 하기 시작하였다. 초기에는 흙, 나무, 돌 등과 같은 주변의 손쉬운 재료를 이용하였으나 인류의 발전과 더불어 현대에 이르기까지 다양한 재료를 통해 건축기술을 발전시켜왔다. 그러나 무엇보다도 건물을 만드는 재료로서 갖추어야 할 조건으로서 자연재해나 화재 등의 재해로부터 안전해야 할 것과 내구성이 있어 장시간 사용이 가능하고 경제적일 것, 그리고 공급이 용이하고, 가공이나 활용도가 높은 재료라야 건축재료로서 훌륭한 재료가 될 수 있다.
2) 건축재료학
건축재료학(建築材料學, construction materials)은 건축물에 사용되는 다양한 재료들의 물리적 특성과 역학적 성능, 미적 활용도 등을 명확하게 규명하여 합리적이고 안전하게 사용할 수 있는 방법을 체계적으로 연구하는 학문이다. 따라서 건축재료학은 건축에 사용되는 용도에 따라 각종 재료들을 종류별로 구분하고, 각 재료들의 구조나, 조직, 성분 등을 물리적으로 규명할 뿐 아니라, 공학적으로 화학적, 물리적, 역학적 성질의 파악을 통하여 합리적 이용방법을 연구하며, 이를 바탕으로 경제적이고 물성이 우수한 재료를 개발하여, 건축에 합리적으로 이용하는 방법을 연구하는 학문이다. 그러나 재료학이라고 해서 재료 그 자체에만 국한된 것이 아니라, 건물의 사용목적에 부합하기 위하여 사용적인 측면인 인간공학적 측면과 환경적 측면과의 연계성도 중요시되어 연구되고 있다.
2. 역사와 발전단계
건축재료의 역사는 인류가 주거생활을 하기 시작하던 원시시대의 흙과 나무 등의 자연소재를 사용하면서부터 시작하여 현대에 이르는 오랜 역사를 가지고 있으나, 학문으로서의 체계는 근현대에 이르러서야 그 면모를 갖추고 있다. 산업혁명 이후에 재료의 발전은 급속도로 발전하게 되었으며, 재료의 변화에 따른 다양한 건축기법들도 빠르게 발전하게 되었다.
1) 순수재료로서 사용
인류는 처음 주거생활은 토굴이나 동굴 같은 자연지형을 이용하여 생활하였으나 생활반경의 확대로 점차 건축물을 축조하기 시작하였다. 초기 주거현태에서 나타나는 재료의 사용으로는 나무, 흙, 돌 등의 주변에 구하기 쉬운 재료들을 자연 상태 또는, 크기나 모양을 필요에 의해 다듬어 사용하는 정도로서 사용되었다.
2) 합성, 가공재료의 사용
자연 상태로서 재료만을 사용하던 인류는 보다 내구성이 강하고 사용하기 좋은 건축재료를 연구하기 시작하였고 목재와 돌, 흙이 주 건축재료였던 과거와 달리 벽돌, 콘크리트 등의 가공재료가 등장하기 시작하였다.
(1) 벽돌의 발달
흙을 원시적으로 사용하였던 방법 중에서 짚을 넣어 벽돌을 만드는 작업에 대하여 문서로 기록되어 있는 것은 BC 1500년경 이집트의 국고성 비돔과 라암셋을 건축할 때 이스라엘 노예들의 고역으로 흙이기기와 벽돌굽기가 있었다는 기록이 구약성경에 기록되어있다.3) 원시적인 방법으로서의 벽돌제작은 흙을 틀에 넣고 성형하는 초기단계에서부터 발전하여 흙에 짚이나 다른 물질을 첨가함으로서 상대적으로 전단강도에 취약한 부분을 보강하기 시작하였다. 이후 불의 사용으로 흙을 불에 구우면 강도가 높아지는 물리적 성질을 알게 되었고 소성벽돌이라는 멋진 건축재료를 만들게 되었다. 벽돌이 건축재료로서 본격적으로 많이 사용된 시기로는 로마시대로서 벽돌의 재료적 특성상 곡선건축물의 건축에 매우 유용하게 사용함으로서 아치, 볼트 등의 건축기술의 발전을 이끌었으며, 대형 스팬의 구성에 유용하게 사용되었다.
(2) 콘크리트의 발달
로마건축에 있어서 재료학적으로 큰 의미를 주는 것은 벽돌의 발전과 함께 콘크리트의 발전을 말할 수 있다. 그러나 최초의 시멘트 사용은 아프리카에서 시작되었다. 이집트의 피라미드(BC 2700년경)에서 석고와 석회를 섞은 자연 시멘트를 돌을 접합하는 재료로 사용하였다. 로마시대에는 소석회와 화산재를 혼합한 시멘트에 모래, 자갈을 섞어 콘크리트를 만들어 사용하였으며, 접합재로 사용 할 뿐 아니라 점차적으로 벽체와 지붕에 보강재나 구조재로서도 사용하게 되었다.
3) 산업혁명과 건축재료의 발달
근대 산업혁명 이후의 건축재료로서 가장 큰 변화는 철의 다량생산으로 인한 철골의 사용과 철근콘크리트의 발전이라 말할 수 있다.
(1) 철재의 발전
산업혁명은 철의 대량생산과 더불어 제품의 기계화로 인해 철재 제품의 다양화와 규격화가 이루어지게 되었다. 건축기술 또한 발전하여 더욱 다양한 제품들이 요구되었을 뿐 아니라 제조기술의 발전도 견인하였다. 특히 철골재와 철골구조기술의 발전은 근대건축에 커다란 영향을 끼쳤으며, 판유리의 대량생산과 함께 건축에 널리 쓰이게 되었다. 이시기의 작품으로서 런던대박람회에 출품되었던 크리스털 팰리스(Crystal Palace)나 1889년 알렉상드르 구스타프 에펠(Alexandre Gustave Eiffel)의 작품인 파리 에펠탑 과 같은 대형 철재 건축물과 아르누보 양식의 작품들을 대표적인 작품으로 말할 수 있다.
(2) 철근콘크리트의 발전
1811년 프랑스인 비캇(Vicat)가 인공적으로 탄화석회와 점토를 혼합하여 고온 가열한 후 분쇄하여 수경성 결합체를 얻는데 성공하였으며, 1824년 요제프 아스피딘(Josef Aspdin)에 의해 포틀랜드 시멘트를 개발하였는데, 이것이 포틀랜드 시멘트라 불리게 된 것은 포틀랜드 지역에서 생산되는 석재와 색상이 유사하였기 때문이다.4)
콘크리트는 이런 시멘트에 모래, 자갈, 물을 적당히 배합하여 경화시킨 것을 말하며, 1832년 영국의 마크 이점바드 부르넬(Marc Isambard Brunel)경이 아치 구조에 사용하였으며, 1834년 프랑스에서 학교와 교회건축에 사용되었다.
철근콘크리트는 1854년 프랑스인 조지프 루이스 람보트(Joseph Louis Lambot)가 철망으로 보강한 보트를 제작하여 최초로 파리박람회에 출품하였다. 그 후 정원사인 조지프 모이어(Joseph Moier)는 콘크리트 파이프, 수조, 평판, 교량에 대해 특허를 받았다. 미국의 법률가 태디어스 하이야트(Thaddeus Hyatt)는 콘크리트 보와 슬라브의 휨, 수축, 철근의 팽창계수 등을 실험을 통하여 정리하였고, 최초로 미국에서 워드(W. E. Ward)에 의해 철근콘크리트 주택이 건축되었다.5) 압축강도가 높고 성형을 통해서 자유로운 마감성에 대한 매력은 근대 모더니즘 건축가들에겐 큰 유혹이었으며, 거의 모든 건축가들에게 널리 사용되기 시작하였다.
4) 현대의 건축재료
(1) 고성능 자재의 발전
사회의 발전과 함께 건축기술도 눈부시게 발전하고 있다. 미국의 시카고나 뉴욕의 마천루에서만 볼 수 있던 초고층 빌딩이 이제는 미국뿐 아니라 전 세계 모든 지역에서 볼 수 있게 되었다. 이런 초고층 건물의 건축을 가능케 하는 것은 건축자재의 고성능화에서 시작되었다. 150~300fgk/㎠의 일반 콘크리트의 강도보다 훨씬 강도가 높은 1000fgk/㎠ 이상의 초고강도 콘크리트가 개발되고, 철근 또한 인장강도가 매우 높은 고강도 철근이 개발됨으로서 초고층 건축물이 가능하게 되었다. 이런 강도의 차이는 공간을 구성하는 각 부재의 크기를 결정하는데 중요한 요소가 된다. 강도가 적은 재료는 하중을 감당하기 위해서 부재의 크기가 커야하고, 스팬의 간격을 줄여야 하므로 그만큼 공간의 사용 효율성을 떨어지게 되며, 초고층의 경우에는 아래층에 부담되는 하중의 크기 때문에 저층에서 실제 공간 효율성이 없어지게 되기 때문이다.
(2) 화학재료의 발전
현대 건축의 경우 과거와 다른 또 하나의 특징은 화학재료의 사용을 들 수 있다. 고전 건축물에 있어서 돌을 사용할 때에 그것은 구조제 역할을 하였다. 그러나 현대 건축에 있어서 석재는 구조재로서 쓰이는 경우는 별로 없다. 오히려 장식재로서 얇은 판재로서의 사용이 대부분이기 때문인데 이럴 때 일반적으로 콘크리트 구조체에 철재 프레임을 세우고 그 위에 케미컬 본드를 이용하여 접착한 후 실리콘으로 틈새를 충진하게 된다. 이때 사용하는 본드나 실리콘 등은 모두 화학재료로서 과거에는 사용하지 않았던 재료들이다. 이런 화학재료는 건식시공법과 함께 나날이 개발되고 발전하고 있다. 그뿐 아니라 기존 자재에 있어서도 자재의 성능을 높이기 위해 첨가물로서 화학재료를 첨가하는 경향이 높아지고 있다. 콘크리트의 경우에도 필요에 따라 유동화제, 섬유 보강재, 플라스틱 보강재 등의 화학물질이 첨가되기도 한다.
(3) 친환경 자재의 발전
현대 건축의 철근콘크리트와 포장된 토지는 인간을 경제와 생활을 윤택하게 만들었지만 인간의 정서는 메말라 가고 있다. 이에 반항적 시각으로 경제적 건축에서 건강한 건축으로 사고의 전환을 가져왔다. 디자인 측면에서도 친환경적 차원에서 고려가 중요시 되었으며, 자재에서도 친환경제품이 아니면 사람들에게 외면당하게 되었다. 재료의 물리적 강도의 상승과 함께 이제 반드시 요구되는 사항으로서, 안전성과 친환경성이 중요한 화두가 된 것이다. 특히 화학재료의 경우 환경호르몬의 배출여부에 따라 사용이 제한되는데 이는 완성 후 포름알데히드(formaldehyde) 같은 화학물질의 검출여부가 건축물의 품질을 측정하는 하나의 도구가 되었기 때문이다.
3. 접근방법 및 주요 연구영역
1) 접근방법
(1) 물리학적 접근방법
각 재료가 지닌 고유의 성질, 즉 물리적 특성에 기초를 두고 접근하는 방법이다. 재료자체의 성질에 대하여 연구하기 위하여 물리학이나 역학, 수학 등의 기초 학문의 우선 지식이 필요하다.
(2) 건축공학적 접근방법
건축시공을 중심으로 사용목적이나 사용조건에 따른 연구를 바탕으로 접근하는 방법으로서 건축공학적 지식과 함께 디자인에 대한 이해도 필요하다.
2) 연구영역6)
(1) 재료과학적 연구방법
단체 또는 복합적인 재료자체의 성질에 관한 연구방법으로서 각 재료의 성분과 조직 그리고 고유특성 즉, 물리적 특성, 화학적 특성, 역학적 특성, 생물학적 특성을 파악하여 경제적이고 성능이 우수한 재료를 개발하고 건축구법이나 공법에 적용될 수 있는 방법을 연구하는 방법이다.
(2) 재료공학적 연구방법
건축물의 각 부재의 사용요소에 따라 부재의 사용목적이나 사용조건이 달라진다. 재료는 사용목적에 따라 크게 구조재와 마감재로 구분되어진다. 목재나, 석재, 콘크리트, 금속재 등의 구조재는 구조재로서 갖추어야할 인장 및 압축강도, 변형, 비중, 내구성 등의 구조성능을 비롯한 자재특성을, 유리, 점토, 페인트, 아스팔트, 접착제, 플라스틱 같은 마감재는 마감재로서 갖추어야 할 불연성, 화학적 안전성, 감각적 성능 등을 갖추어야 한다.
(3) 재료생산학적 연구방법
재료의 가공 방법이나 시공 등의 생산에 연관된 실용적인 성질의 연구 또한 건축물은 외력, 빛, 열, 온도, 수분 등과 같은 다양한 환경에서 각 재료들은 제각기 다른 변형에 노출될 수 있다. 이런 외부환경과 재료가 자지고 있는 특성과의 관계를 규명하며 안전하고 튼튼하며 경제적 합리성에 근거한 이용방법을 연구함으로서 각 부재가 실용적으로 사용될 수 있도록 연구하는 방법이다.
4. 주요 용어 및 관련 직업군
1) 주요 용어
• 전단강도: 건축재료를 전단시켰을 때 파괴되는 강도를 말한다.
• 소성벽돌: 벽돌을 성형하여 불에 구어 만든 벽돌을 말한다.
• 스팬(span, 경간): 기둥과 기둥사이의 간격을 말한다.
• 크리스털 팰리스(Crystal Palace): 1951년 영국 런던국제박람회 출품작으로 팩스턴(J. Paxton)이 설계한 건축물이다. 유리와 철을 주재료로 한 투명하고, 경쾌한 건물이라 붙여진 이름이다.
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건축재료중 나무의 장점
건축재료중 나무의 장점
목재는 시간의 검증을 거쳤습니다. 수 천년 동안, 세계는 신뢰할 만하고 지속 가능한 건축 재료로서 목재에 의존해왔습니다.
현재 캐나다의 신축 주택의 90%가 목재로 지어집니다. 전 세계의 설계자들과 엔지니어들이 높은 품질, 풍요로운 설계, 그리고 환경적으로 지속 가능한 목재 구조를 생성하기 위해 브리티시 컬럼비아의 목재를 특정하는 일이 늘어나고 있습니다.
사실상, 목재는 커뮤니티 센터, 사무실, 레크리에이션 건물 및 그 외 여러 유형의 구조에 적합한 최고의 환경적 선택입니다. 목재 건물은 에너지가 덜 들고, 환경적 충격이 적습니다.
목재는 자연적이며 풍부하고 재생 가능한 자원입니다. 책임감 있는 삼림 관리 관행은 캐나다의 목재 보급이 지속 가능할 뿐 아니라 증가하도록 담보합니다.
목재 제작 과정에는 낭비가 거의 없으며, 첨단 목재 건축 기술은 목재 구조의 안전성과 신뢰성을 담보합니다.
목재는 건축 재료 이상입니다. 목재는 작업하기에 쉽고, 강하며, 가볍기 때문에, 가구와 담에서 악기, 선박 그리고 상자에 이르는 무수한 제품 제조에 선호되는 재료입니다.
수 세기 동안, 예술가들은 문화적, 사회적 및 종교적 표현을 창조하기 위해 목재를 선택해왔습니다. 공예가들은 주거, 작업 및 집회 공간을 장식하기 위해 목재를 선택해왔습니다. 온화함과 내구성을 활용함으로써, 목재는 계속 전 세계의 커뮤니티들의 삶을 더욱 값지게 합니다.
경제적 장점
목재로 건축된 건물은 목재의 탁월한 절연성의 혜택을 받습니다. 목재 건물은 높은 표준에 맞도록 절연하는 것이 쉽습니다.
목재는 콘크리트나 철강보다 효율적이며, 이는 장기적인 에너지 절감을 뜻 합니다. 새롭고, 혁신적인 기술과 설계로 건물의 냉난방 필요를 최소화 하는 복잡한 목재 구조를 생성하는 것이 가능하기 때문에 설계자들이 목재 건축을 선택합니다.
목재 골조 건축은 표준 규격재를 사용합니다. 이는 경제적 효율성에 보탬이 되고, 건축 비용을 제어하는데 도움이 됩니다.
목재는 에너지와 노동력이 적게 들고, 눈과 추위에 의해 지연되지 않기 때문에, 목재 건축은 대부분의 다른 건축 방식보다 빠르고 비용이 적게 듭니다.
성능과 내구성
목재 제품과 구조는 내구성과 저항성이 있습니다. 첨단 목재 처리와 방부제가 습기와 흰개미로부터 목재를 보호하므로, 거의 세계 전 지역에서 목재 건축이 가능해졌습니다.
건축 기법
목재 건물 건축은 빠르고 효율적입니다. 대부분의 기후에서 연중 어느 때라도 건축할 수 있습니다.
대형의 복잡한 목재 건물을 만들기 위해, 모듈러 또는 사전에 제작된 조립식 목재 건물을 빠르게 세울 수 있습니다.
목재는 석재, 콘크리트 또는 철강 같은 비교할 만한 건축 재료보다 사용하기에 훨씬 쉽고, 가볍습니다. 또한 목재는 운송이 더 쉽고, 건축 현장에 필요한 작업자와 중기계의 수가 적습니다. 목재는 정교한 건축 현장 이동이 필요 없으며, 현장에서 자르고 크기에 맞추기가 쉽습니다.
목재 건축 기술은 배우기가 쉬우므로, 각각 다른 기술 및 경험 수준을 갖춘 다양한 작업자들이 목재 건축을 수행할 수 있습니다.
내화성
통재는 실질적으로 방화 효과가 있습니다. 통재는 화염에 노출되면 보호 숯을 형성합니다. 이 숯은 추가적인 화재 피해로부터 통재를 보호하며, 보통 사후에 간단히 청소될 수 있습니다.
통재는 화재 시 약화되어 빠르게 붕괴되는 철강보다 불에 훨씬 잘 견디고, 많은 면에서 강화 콘크리트와 동등합니다. 목재는 강철보다 열 전달성이 400배 적고, 콘크리트보다는 8.5배 적습니다.
북미의 화재 피해 통계에 의하면, 목재 건조물은 다른 재료로 건축된 것 만큼 안전합니다. 건물 화재로 인한 사망과 부상은 통상적으로 구조 붕괴로 인한 것이 아닙니다. 실제로 화재로 붕괴되는 건물은 적습니다. 연구에 의하면, 화재 건물의 벽 또는 바닥의 붕괴가 화재로 인해 사망하는 직접 원인인 경우는 1%의 1/4 미만입니다.
캐나다의 목재 제품 연구 기구인 Forintek의 과학자들의 실험에 따르면, 화재 안전은 건물을 구성하는 개별 재료의 특성보다는 가옥 전체의 구조적 체계에 달려있습니다. 비록 목재가 화염에 노출되면 점화할 수 있지만, 현대 캐나다 주택의 거의 모든 목재는 방화 석고 보드 뒤에 격리되어 있습니다. 이런 벽 조합은 극도의 내화력이 있습니다.
목조 건축은 비 연소성 건축과 비교할 만한 화재 안전 수준을 제공합니다. 전통적인 목재 골조, 목재 트러스 그리고 I-장선을 사용하는 목조 벽, 바닥 그리고 지붕은 최장 2시간에 이르는 화재 내화 등급을 제공합니다.
화재 안전은 주택 자체의 구조적 구성보다, 거주자가 주택 안에 들여놓는 내용물과 그들의 생활 습관에 훨씬 더 크게 좌우됩니다.
지진 저항력
구조재 구조의 내구성은 예로부터 잘 알려져 있습니다. 구조재 구조는 다른 어떤 건축 형식보다 지진 저항력이 큽니다. 최근에 전 세계에서 발생한 지진들과 목재 구조에 대한 영향에 관한 연구는 현대적 목재 구조가 지진의 충격에 가장 잘 버틴다는 것을 명확히 보여줍니다.
저층 건축에 사용된 경우, 목재는 지진 하중에 대한 안전성과 신뢰성이 다른 어떤 재료보다 높습니다.
목재는 강하면서도 무게가 가볍습니다. 그 결과, 지반의 가속은 목재 건물에 그다지 큰 에너지를 생성하지 않습니다.
목재의 유연성은 경직된 재료가 분리되는 원인이 되는 상이한 운동을 조성하기 보다, 전체 구조가 지진의 충격을 고르게 흡수할 수 있도록 합니다.
적절하게 건축된 전단벽 시스템은 구조적으로 매우 효율적이며, 지진과 강풍으로 인한 횡하중을 견딜 수 있습니다.
목조 건물이 지진 충격에 잘 견딜 수 있도록 하는 요소 중 다수는 또한 허리케인, 사이클론 그리고 태풍에 의한 수평 풍하중을 견디는 능력을 제공합니다.
하중 지지
벽은 직접적인 횡하중으로 인해 지붕과 상부 벽의 무게에서 오는 절곡력과 압축력을 받습니다. 골조 벽과 외부 덮개 사이의 연결 품질은 횡하중 내력에 긴요합니다.
목조 건축에는 바닥, 벽 그리고 지붕 골조, 또 내부 및 외부 덮개를 연결하기 위해 수 많은 연결이 사용됩니다. 횡하중을 받아 하나의 연결점이 과부하를 받으면, 인접한 연결점들이 전단벽 시스템 전체로 하중을 전이할 수 있습니다. 지붕 트러스 시스템은 합판이나 OSB로 덮여져, 수직 하중을 벽 골조로 이전합니다. 그래서 하중이 아래 방향으로 기초까지 전달됩니다.
연구에 따르면, 적절하게 설계된 목조 건물은 횡하중에 잘 버티며, 가장 엄격한 건물 코드 요건도 충족시킵니다.
습기
다른 건축 재료와는 다르게, 목재는 습기를 방출하거나 흡수하는 능력이 있습니다. 목재의 함수율은 항상 대기의 습도와 조화되어, 습도의 자연적 조절과 안정을 이룹니다.
함수율은 목재 자체에 비해 목재 안에 수분이 얼마나 있는지 측정한 것입니다. 목재의 함수율이 19% 미만이면 건조 등급을 받습니다. 내장에 사용되는 목재는 통상적으로 8 내지 14%에서 안정되며, 외장의 경우 12 내지 18%에서 안정됩니다.
적절하게 설계된 목조 구조는 가장 습도가 높은 기후에서도 탁월한 성능을 제공할 수 있습니다.
브리티시 컬럼비아는 어떤 고습 환경에서도 믿을만한 성능을 제공하는 가압처리재 제품과 기술 개발의 세계적 리더입니다.
흰개미
브리티시 컬럼비아는 흰개미가 건축 고려 사항인 국가들에게 목재를 수출하기 때문에, 오랜 연구 기간을 거쳐 흰개미 방지를 위한 가장 효과적이고 환경 친화적인 접근 방법 가운데 몇 가지를 만들어냈습니다.
흰개미가 목재 건축에 있어서 생물학적 문제 소지가 있지만, 목재 처리에 대한 현재의 기술과 연구는 건축 제품으로서 목재에 대한 흰개미의 위험성을 실질적으로 제거했습니다.
유연성과 가변성
목재는 설계 유연성을 허용합니다. 목재 건축에서는 변경이 쉽지만, 콘크리트를 부어 벽을 만들 때에는 변경이 거의 불가능합니다. 비용과 시간을 많이 들여 건축 재료를 현장 밖에서 재 작업 할 필요 없이, 최종 단계에서 변경을 쉽게 수용할 수 있습니다.
목조 건축의 유연성은 통상 관절 및 각과 관련된 비용을 절감합니다. 표준 사각형 구조보다 더 큰 비용을 들이지 않고도 특이한 각을 사용하는 설계 구성이 가능합니다.
목재는 용도가 다양합니다. 주택이나 공공 건물을 짓거나, 많은 부가가치 제품들을 제작하거나, 또는 하나의 예술 작품을 창조하거나, 목재가 단연 뛰어난 재료입니다.
특정 목적에 목재가 적합한 이유가 되는 목재의 특성들은 종종 다른 목적에도 동등하게 적합한 이유가 됩니다. 예를 들면, 목재는 편안한 음향 특성으로 악기에 이상적인 재료가 됩니다. 이 특성은 목재 주택에서 고요하고 편안한 분위기를 제공합니다. 이와는 전혀 다르게, 경질의 재료로 지은 주택의 방에서는 날카로운 음향과 반향이 발생합니다.
예술 및 공예성
수세기 동안 장식용 목재 마감재가 외관을 장식하고, 내부 공간의 구조적 미관을 강화해왔습니다.
많은 문화권에서, 목재를 주택 건축과 정교한 장식에 사용하는 것은 부와 사회적 신분 그리고 주택에 대한 자부심을 나타내는 상징으로 간주됩니다. 이는 지금도 수 세기 전과 마찬가지 입니다.
목재만큼 자연의 아름다움을 드러내고, 온화함을 발산하며, 가치를 더하는 건축 재료는 없습니다. 목재의 다양한 목리, 색상 및 결은 내장 및 외장에서 온화함과 품위를 제공합니다.
목재는 여러 가지 다른 방법으로 사용될 수 있으며, 커다란 예술적 정교함이 가능합니다. 목공예인들은 오랫동안 건축과 장식에서 자신의 기술을 표현하기 위해 목재의 특성들을 선호해왔습니다. 숙련된 설계자와 예술가들은 창조적 표현과 인간 공학적 매력을 달성하기 위해 목재를 사용합니다.
환경적 장점
브리티시 컬럼비아는 지속 가능한 삼림의 세계적 리더로서, 전 세계에 환경적으로 책임을 지는 고 품질의 목재 제품을 제공한다는 명성이 있습니다. 건축 재료로서의 목재는 환경에 미치는 영향이 가장 적습니다. 목재는 100% 재생 가능한 유일한 건축 재료입니다.
콘크리트 1톤을 생산하는데 같은 무게의 목재를 생산하는 것보다 5배의 에너지가 필요합니다. 목재는 알루미늄보다 126배 적은 에너지가 필요하고, 강철 1톤보다 24배 적은 에너지가 필요합니다.
또한 목재 설계는 고형 폐기물 부산물이 가장 적습니다. 콘크리트 설계의 경우, 목재보다 1.96배 높습니다.
목재는 판금보다 23% 낮은 온실 가스 배출을 생성하며, 콘크리트보다는 50% 낮습니다.
목재는 완성 자재를 생산하는 데, 다른 재료 보다 8배 적은 화석 연료 에너지를 소요합니다.
목재는 제조에 필요한 에너지가 적고, 발생하는 훨씬 적은 대기 및 물 공해가 훨씬 적습니다.
환경에서 추출되는 에너지는 건물의 에너지 수요를 충족하기 위해, 저 에너지 조명이나 수동적 환기 시스템을 도입할 때 더욱 적어집니다. 목재는 어떤 기후에서도 대소형 건물에 요구되는 에너지 기준에 맞출 수 있습니다. 일반적으로, 목재로 건축된 건물은 콘크리트나 철강보다 효율적이며, 이는 우리의 환경에 주는 부담이 적어진다는 것을 뜻합니다. 천연 자원 소비, 추출에 소요되는 에너지, 운송, 제조, 지구 온난화 잠재성, 폐기물 발생을 고려할 때, 목재는 깨끗하고, 생태적으로 책임을 지는 재료입니다.
목재의 용도: 건물 유형
목재 건축이 소비자에게 제공하는 혜택
빠른 입주
사전 마감
높은 품질과 안락함
더 넓은 실제 거주 공간
낮은 에너지 비용
장식 및 리모델링의 용이성
내구적이며 오래 가는 훌륭한 투자
목조 주택이 주택 구매자에게 제공하는 것
품질, 안전, 내구성 및 안락함
에너지 효율성
맵시있는 디자인
편안함을 주는 환경
빠른 입주
저렴한 가격
훌륭한 투자
장식 및 리모델링의 용이성
목재 건축이 개발자와 시공자에게 제공하는 혜택 목재를 사용한 건축은…
완공까지 1/2에서 1/3로 기간 단축
현장 인력이 적게 듬
빠른 건축으로, 연간 건축 유닛과 수입 증가
완성된 내장 제공으로, 수입 증가
건축
북미에서 목재는 오랫동안 많은 건물 유형에 선호되는 건축 재료였습니다. 시공자는 주택, 상업 건물, 공공 건물 및 산업 건물 건축에서 목재의 다양한 용도, 내구성, 낮은 환경적 충격과 가격 효과를 인정합니다.
목재를 사용한 건축은 빠르고 효율적입니다. 목재 건물은 대부분의 기후에서 일년 내내 공사가 가능합니다. 이는 목재가 많은 건물 유형에서 매력적인 대안이 되는 이유입니다.
목재 건축은 유연성이 있습니다. 벽을 쉽게 조정할 수 있고, 용도와 수요 변경으로 인한 레노베이션이나 평면 변경을 저렴하게 달성할 수 있습니다.
저층 건축에 사용되는 경우, 목재는 다른 어떤 건축 재료보다 더 큰 지진 하중에 대한 안전과 보호를 제공합니다.
목재는 천연 절연재이며, 다른 건축 재료보다 월등한 단열 성능을 제공합니다. 목재 건물들은 높은 수준까지 절연하기가 쉽기 때문에 에너지 사용이 적습니다. 그리고 설계자들은 새롭고 혁신적인 기술로 건물의 냉난방 수요를 최소화하는 정교한 목재 구조를 조성하는 것이 가능하기 때문에 목재 건축을 선택하고 있습니다.
지금까지는 전통적으로 주택이 목조 건축의 근간을 이루었지만, 많은 국가의 시공자들이 상업 건물, 공공 및 레크리에이션 시설 그리고 산업 건물에 목재를 선호하는 일이 증가하고 있습니다.
주거용 건물
북미 전역의 시공자들은 주거용 건축에 목재를 널리 사용합니다. 목재는 유연성과 쉽게 구할 수 있는 점 그리고 다양한 용도로 인해, 북미의 크고 작은 도시에서 거의 모든 주택 건축에 첫번째 선택이 되고 있습니다.
경제적, 환경적 이유로 인해, 세계의 다른 나라에서도 주거 건물에 목조 건축을 사용 하는 일이 증가하고 있습니다.
단독 주택
북미의 거의 모든 단독 주택이 목재로 지어졌습니다. – 기초 형성과 골조 시스템에서 바닥재와 지붕재, 외부 클래딩 그리고 내장 마감재까지.
내부 바닥재와 마감재, 문선 그리고 장에 목재를 사용하는 것은, 주택의 품질, 심지어 호화의 상징으로 간주됩니다.
예를 들면, 목재 바닥은 미관과 온화함을 더하고, 카펫보다 관리가 쉬우며, 먼지와 진드기를 유인하지 않으므로, 판매 시 장점으로 꼽힙니다.
목재는 또한 계단, 난간, 데크, 울타리와 같은 단독 주택의 외부에 사용될 수도 있습니다. 적절하게 처리된 이런 외부 목재 적용은 수명이 수년에 이르며, 주택에 미려함과 부가적인 시장 가치를 제공합니다.
다가구 주택
타운하우스, 아파트먼트 건물 및 콘도미니엄 주택과 같은 저층 다가구 주택은 흔히 목재로 건축됩니다. 골조, 바닥재, 지붕재 및 계단은 이런 건물에 목재가 흔히 사용되는 곳입니다.
박공, 기둥, 난간, 파고라, 지붕 브라켓과 오닝과 같은 외장 목재 특징의 창조적 사용은 건축의 미감과 시장 가치를 더합니다
상업용 건물
소매점, 식당, 소규모 사무실 건물, 창고 그리고 기타 상업 건물들은 흔히 목조 건축의 혜택을 받습니다.
목재는 기업의 상징과 독특한 소매 환경을 구조적으로 표현할 수 있습니다. 예를 들면, 통재 보의 노출, 목재 창틀, 목재 바닥, 목재 패널 및 장은 종종 식당가, 고급 소매 상가 및 기업을 대표하는 사무용 건물과 같이, 극적이고, 역동적인 상업 공간을 조성합니다.
목재만큼 자연의 아름다움을 잘 드러내어 보이고, 온화함을 발산하며, 가치를 더하는 건축 재료는 없습니다.
공공 및 레크리에이션용 건물
대중이 모이는 공공 건물을 건축하는 데 사용되는 목재는 역동적이며, 극적인 공간을 창조합니다. 목재는 내구성과 저항력이 있어서, 이런 대규모로 사용되는 건물에 적합합니다.
지간이 넓은 레크리에이션 센터, 실내 수영장, 커뮤니티 강당 및 회의실 그리고 대학 캠퍼스 건물들 — 심지어 복도와 체육관을 갖춘 학교들 — 이 미관과 편안함 그리고 장기적 유지에 기여하는, 통재 구조로 건축되는 경우가 늘어나고 있습니다.
대형 지붕과 캐노피가 있는 고속 교통 정류장, 공항 터미널 및 버스 정류장과 같은 많은 신규 공공 교통 프로젝트에서 대형 집성재 보와 배향성 스트랜드 보드 (OSB)와 같은 브리티시 컬럼비아의 공학 목재 제품의 장점이 활용됩니다.
잘 지어진 목재 구조는 허리케인과 지진으로 발생하는 극도의 하중을 잘 견딥니다. 역사적으로, 목재는 이런 환경에서 다른 어떤 건축 재료만큼, 또는 그 이상의 성능을 보여주었으며, 이는 공공 건물에 있어서 중요한 고려 사항입니다.
산업용 건물 및 저장 시설
공장이나 창고와 같은 대형의 복합적인 목재 건물을 조성하기 위해 모듈러 목재 건물이 빠르게 세워질 수 있습니다. 지붕 구조와 같은 건물 시스템이 반복되는 산업 건물들은 특히 이런 종류의 건축에 적합합니다.
최근 브리티시 컬럼비아의 제재와 공학 목재 제품의 발전은 탁월한 구조력을 제공합니다. 이는 공장의 승강 장비와 같이 무거운 하중이 예상되는 곳에 중요한 고려 사항입니다.
브리티시 컬럼비아는 배향성 스트랜드 보드와 평행 스트랜드 각재와 같이 목재 구조가 더 큰 하중도 유지할 수 있도록 하는, 구조적으로 더욱 발전된 건축 재료 여러 가지를 제공합니다.
출처 : [공식]♡귀농사모♡ | 글쓴이 : 里長 원글보기
알고 보면 새로운 건축자재 이야기 ① 벽돌
안녕하세요. 한화건설입니다. 🙂
만약 자신만의 집을 직접 짓는다면 어떠한 집을 원하시나요? 고즈넉한 분위기의 통나무집? 세련된 외관의 노출 콘크리트 주택? 목재ㆍ석재ㆍ철제 등 어떤 건축 재료를 사용하느냐에 따라 머릿속에 떠오른 집의 구조나 분위기가 달라지는 걸 알 수 있으실 텐데요. 이처럼 ‘건축자재’는 건물의 개성과 기능 등 많은 부분을 중요한 요소라 할 수 있습니다.
앞으로 한화건설은 몇차례에 걸쳐 우리 주변에서 흔히 접할 수 있는 건축자재 얽힌 흥미로운 이야기를 소개해드릴 예정인데요. 이번 시간엔 인류 문명이 탄생한 시점부터 오늘날까지 꾸준히 사랑받고 있는 건축자재 ‘벽돌’을 살펴 보겠습니다.
■ 벽돌과 함께 쌓아 올린 인류 문명
▲이라크에 위치한 ‘지구라트’
인류는 아주 오래 전, 세계 4대 문명이 이제 막 싹트기 시작할 무렵부터 벽돌을 사용했습니다. 최초의 벽돌은 나일강이나 티그리스강, 유프라테스강이 범람한 곳에 퇴적된 진흙더미를 손으로 빚어 만들어졌는데요. 그중 현재까지 남아있는 가장 큰 벽돌 구조물 중 하나가 이라크에 위치한 지구라트(Ziggurat)입니다.
‘지구라트’란 고대 메소포타미아의 각지에서 발견되는 건축물로서 신전의 역할을 하던 곳인데요. 이라크의 지구라트(Ziggurat)는 기원전 21세기에 완성되어 기원전 6세기에 복원됐다고 합니다.
▲벽돌과 벽돌 사이 로마 콘크리트를 넣어 건축한 ‘콜로세움’
또다른 문명 발원지인 고대 이집트와 인도 또한, 비슷한 시기에 벽돌을 주요 건축 재료로 사용했으며 이후 그리스ㆍ로마 시대에 이르러선 높은 수준의 벽돌 문화가 꽃피게 됩니다.
▲중국의 ‘만리장성’
수천년의 세월을 지나 현재에 이르기까지, 역사의 찬란한 장면 속에 다양한 벽돌 건축물이 있었습니다. 이렇듯 벽돌은 인류가 발명한 최초의 인공 건축자재이자, 건축 문화의 태동을 대표하는 산물이라 할 수 있습니다.
■ 벽돌은 어떻게 만들어질까?
벽돌의 재료는 크게 흙을 원료로 한 점토벽돌과 시멘트를 원료로 한 시멘트 벽돌로 나눌 수 있습니다. 주변에서 흔히 볼 수 있는 붉은 벽돌이 점토벽돌의 대표적인 예인데요. 불순물을 걸러낸 흙을 1,2000도 이상의 열로 구워내 만들어집니다.
콘크리트 벽돌은 시멘트나 모래, 자갈을 물과 혼합한 후 압축, 성형하여 굳힌 것 입니다. 가격이 저렴하지만, 점토벽돌에 비해 거칠고 투박하기 때문에 건물 내부의 벽에 주로 사용됩니다.
■ 벽돌이 갖는 장점은?
점토 벽돌은 천연재료인 흙을 반죽하고 구워 만들기 때문에 유해한 화학물질이 나오지 않는다는 장점이 있습니다. 또한 벽돌 내부 기공층이 있어 단열, 흡음, 탈취 효과도 있습니다. 매우 높은 강도를 지니고 있어 변형, 오염의 문제가 적다는 것 역시 점토벽돌의 장점입니다.
또한 다양한 디자인, 색상의 제품이 생산되고 있어 건축주의 용도나 취향에 따라 시공이 가능하며, 시공 후에도 유지, 보수가 편리하다는 점도 벽돌이 널리 쓰이는 이유입니다.
■ 대한민국 ‘붉은 벽돌’의 전성기 7090
우리나라는 삼국시대부터 벽돌을 사용했지만 대중적으로 널리 쓰이진 않았습니다. 지형적 특성상 벽돌을 만드는데 필요한 고운 흙을 구하기가 어려웠고, 단단한 화강암 자원이 풍부해 이를 다듬어서 쓰는 것으로도 충분했기 때문입니다.
▲일제강점기 건축된 구 신아일보 별관(등록문화재 제402호)
우리나라 건축 전반에 본격적으로 벽돌이 사용되기 시작한 것은 일제강점기, 근대 건축양식이 들어오면서부터 입니다. 또한 광복 이후 6.25 전쟁으로 폐허가 된 서울을 신속하게 복구하는 과정에서, 벽돌은 간편하고 저렴한 건축 자재로서 각광을 받았습니다.
▲서촌 골목길, Copyright ⓒ 도원영
1970년대엔 대한민국의 산업화가 급속하게 진행되며 수많은 인구가 서울에 유입됐고, 가파른 ‘산동네’에 엄청나게 많은 수의 벽돌 주택이 건축됐습니다. 또한 1980~90년대엔 콘크리트 건물 겉면에 벽돌을 붙여 놓은 형태의 공동주택들이 전국적으로 양산되기도 했습니다.
■ 옛 감성과 신선함의 조화 ‘벽돌의 귀환’
▲창고를 리모델링한 성수동의 카페 ‘대림창고’, Copyright ⓒ 박은영 / 내손안에서울
최근엔, 한동안 잊혀졌던 ‘벽돌’이 매력적인 건축자재로서 다시금 각광받고 있습니다. 판교 전원주택단지의 신축 건물 절반 이상이 벽돌집이란 기사가 나오는 한편, 서울시는 성수동 공장골목 일대를 ‘붉은벽돌 마을’로 지정해 오래된 벽돌건물들을 지역 자산으로 보전하는 사업에 나섰습니다.
▲ 미국과 유럽에서 새로운 주거형태로 주목받는 로프트 아파트, Copyright ⓒ apartmentsilike.wordpress.com
이는 비단 우리나라만의 이야기가 아닌데요. 세계적으로 ‘저탄소’와 ‘녹색성장’이 주요 화두로 떠오르며 자연재료인 흙으로 만드는 ‘벽돌’에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 이에 따라 여러가지 색과 질감을 가진 다양한 벽돌들이 새롭게 개발되고, 벽돌 본연의 아날로그적 감성에 실력 있는 건축가의 세련된 감각이 더해지며 신선한 개성을 지닌 건축물이 세계 곳곳 등장하고 있답니다.
익숙한 듯 끝없는 매력을 뽐내는 벽돌 이야기, 어떻게 읽으셨나요? 오랜 역사성과 트렌디함을 동시에 지닌 건축자재 ‘벽돌’이 앞으로 건축계에 또 어떤 이슈를 불러올지 기대됩니다.
한화건설은 재미있는 건축이야기로 다시 돌아오겠습니다.
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현대 건축 재료 ‘콘크리트’의 진화 – Sciencetimes
유럽의 전통 건축물은 주로 석조로, 동아시아는 목조로 지어졌다. 당시 그 지역에서 구하기 쉬웠던 재료였기 때문이다. 하지만 현대 건축 재료는 전 세계 어디를 가나 거의 동일하다. 바로 콘크리트다.
콘크리트는 집과 건물을 비롯해 도로와 다리 등 사회간접자본에 없어서는 안 될 건축 재료가 되었다. 한 조사에 의하면 전 세계 구조물의 80%가 철근콘크리트 구조로 지어진다고 한다.
콘크리트는 저렴하고 간편하면서도 강도 및 내구성이 높다는 장점을 지닌다. 그러나 콘크리트에도 여러 가지 단점이 존재한다. 대표적인 것이 균열이 생기기 쉽다는 점이다. 아무리 잘 만든다 해도 오랜 시간이 흐르면 콘크리트는 자연적인 균열이 일어나기 때문에 정기적으로 메워줘야 한다.
이 문제를 해결하기 위해 최근 과학자들은 자가 치유 콘크리트를 개발하고 있다. 자가 치유 콘크리트란 말 그대로 고장이 났을 때 스스로 보수하는 콘크리트다. 그런데 살아 있지 않는 무생물이 스스로 치유하기란 불가능하다.
때문에 자가 치유 콘크리트는 박테리아나 곰팡이 같은 미생물을 이용한다. 콘크리트 안에 곰팡이 포자나 혹은 특수 박테리아가 가득 찬 조그만 캡슐을 넣어두는 방식이다. 곰팡이 포자나 특수 박테리아는 오랜 시간 산소나 물이 없어도 콘크리트 안에서 생존할 수 있다.
그러다 균열이 발생해 그 틈으로 물과 산소가 공급되면 곰팡이와 박테리아가 먹이를 먹고 활동하며 시멘트의 주원료인 탄산칼슘 등을 만들어낸다. 이때 만들어지는 탄산염 광물은 규칙적인 결정을 이루어 콘크리트의 갈라진 틈을 메우게 된다.
극한의 환경에서도 살아남는 시아노박테리아
아직 실용화되진 않았지만 미국 연구진은 곰팡이를, 영국 연구진은 박테리아를 이용해 자가 치유 콘크리트 개발 연구를 진행 중이다. 만약 이 기술이 실용화된다면 지금보다 훨씬 강하고 안전한 건축물을 지을 수 있음은 물론 도로 위의 폭탄이라고 불리는 포트홀 사고도 예방할 수 있다.
포장도로의 표면 일부가 부서지거나 내려앉아 생기는 포트홀은 차량이 지나는 도로에 주로 생기므로 사고를 유발할 위험성이 높다. 특히 인도의 경우 포트홀 사고로 숨지는 사람만 해도 매년 1만 3000여 명에 달해 테러 사망자보다 포트홀로 숨지는 사람이 더 많다고 밝힐 정도다.
그런데 최근 새로운 개념의 미생물 함유 콘크리트가 개발돼 주목을 끌고 있다. 미국 콜로라도대학의 재료과학자 윌 스루바르 연구팀이 시아노박테리아를 이용해 끈적한 모래 혼합물을 단단한 벽돌로 변형시킨 것은 물론 복제물을 만드는 데 성공한 것. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘매터(Metter)’ 최신호에 발표됐다.
시아노박테리아는 고온 및 저온, 염분, 습도 등 극한의 환경조건에서도 살아남는 것으로 잘 알려진 미생물이다. 광합성을 하는 이 미생물은 햇빛과 영양분, 이산화탄소를 흡수해 조개껍질 및 시멘트의 성분인 탄산칼슘을 만들어낸다.
연구진은 인공 해수와 기타 영양소를 넣은 수조에서 배양한 시아노박테리아를 30℃의 따뜻한 온도로 가열한 후 그 액체를 젤라틴 및 모래와 결합시켰다. 이 혼합물을 냉각시키면 젤라틴이 강화되기 시작하면서 더 많은 박테리아의 성장을 지원하는 임시 구조물이 생성된다.
기하급수적인 재생 가능해
그러면 시아노박테리아는 이 구조물 전체에 탄산칼슘을 뿌려서 끈적한 상태의 모래를 제자리에 고정시키는 단단한 광물질로 바꾸어 버린다. 이 새로운 건축 재료의 장점은 기하급수적인 재생이 가능하다는 점이다.
즉, 완성된 벽돌을 반으로 쪼개서 시아노박테리아가 들어 있지 않은 젤라틴과 모래에 넣으면 벽돌 속의 박테리아가 성장해 새로운 벽돌을 만드는 것이다. 즉, 벽돌 하나가 2개로, 그것이 다시 4개가 되는 식이다.
이론적으로 그 과정이 영구적으로 진행될 수 있는데, 연구진은 하나의 부모 세대에서 최대 3세대의 자식 세대가 재생성될 수 있음을 확인했다고 밝혔다.
하지만 이 새로운 건축 재료는 아직까지 보완해야 할 점이 많다. 무엇보다 강도가 기존의 벽돌이나 콘크리트처럼 강하지 않다는 점이다. 연구진은 벽돌을 더 강하게 만들기 위해 모래 이외의 재료를 실험할 계획이라고 밝혔다.
만약 이 콘크리트가 실용화된다면 사막에 위치한 군사 시설이나 외계행성의 인류 정착지처럼 자원이 제한된 환경에서도 건축 자재를 반복적으로 복제해 건축물을 마음대로 지을 수 있다.
또한 시아노박테리아 대신 유전자공학으로 만든 박테리아를 사용할 경우 공상과학물에서 등장할 만한 흥미로운 건물을 지을 수도 있다. 예를 들면 대기 중의 독소를 감지하고 색을 변화시키거나 특정 유형의 빛에서 형광을 발하는 박테리아가 바로 그것이다.
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