중목구조 팀버프레임이란...

팀버프레임의 정의

팀버프레임 중목구조란 큰 제재목을 사용한 모든 건축을 말합니다.

미국 소방협회 건축규정에 의하면 중목구조 ( Heavy Timber Construction)  팀버프레임 건축이라 함은 건축물의 기둥과 보를 이루는 주요 부재의 단면 사이즈가 8" X 8" ( 200 X 200 MM) 이상의 부재가 사용되는 목구조를  중목구조 또는 팀버프레임이라 정의 합니다.  ( 미국 소방협회 건축규정.  National Fire Protection Association ) 또한  기둥과 보를 이루는 부재들을 결합함에 있어서 철물을 사용하지 않고 장부 맞춤과 나무못 (산지)로 연결하는 짜맞춤 공법으로 결구하는 형식의 건축양식을 말합니다.

[ The National Fire Protection Association (NFPA), defines heavy timber construction as a system having main framing members measuring no less than eight inches by eight inches and with exterior walls that are made of a non-combustible material. ]

미주에서는 팀버프레임을 좁은 의미로 해석하여 서양식 짜맞춤에 의한 목구조로 한정하여 보는 경우도 있습니다. 그렇게 의미를 좁게 한정하는 경우에는 다른 용어로 전통연결 ( Traditional Joinery or Traditional Joinery Timberframe ) 이란 용어를 사용 합니다. 그 이유는 경량목구조 등에서 못이나 철물 등을 이용하여 건축는 반면 중목구조의 결구는 철물을 사용하지 않고 전통 방식인 짜맞춤 공법을 사용하여 주요 골조를 구성하기 때문에 그렇습니다. 

[ WHAT IS TRADITIONAL TIMBER FRAME JOINERY?

Traditional joinery is the classic way to connect timbers in post & beam and timber frame structures. It is an elegant and beautiful style of construction. Mortises and tenons are cut into the beams, which are secured together with hardwood pegs.A joint is the area where two separate timber pieces connect. In timber framing, there are many different types of joints and connections. A frame can be completely constructed using traditional joinery, or a frame can be constructed using joints that are reinforced with steel plates and steel ties that are capable of carrying particularly heavy structural loads. ]

또한 글루램등 중량목재를 사용하기는 하지만 철물을 이용하여 결구하는 구조를 중목구조 포스트엔 빔 공법으로 분류합니다.

통나무건축 (Log House) 역시 중목을 사용하기는 하지만 횡치식으로 연결하며 기둥보 방식이라도 브레이스를 사용하지 않는 점에서 팀버프레임과는 구별되며 팀버프레임이 다양한 내 외장재를 사용하는 데 비하여 통나무집은 통나무가 직접 내 외부에 노출됨으로써 팀버프레임과는 전혀 다른 느낌의 결과물을 만들어 냅니다.  

현대식 팀버프레임은 기능적으로는 단열과 목재 보존등 새로운 건축자재와 신공법을 받아들여 현대 생활 양식에 완벽하게  적응하였으며  팀버프레임의 본래 목적인 구조적인 면에서도 현대식으로 새롭게 해석한 많은 프레임들이 탄생는 등 오늘도 진화를 거듭하고 있습니다.

팀버프레임의 가장 큰 장점은 견고한 내진 구조로 500년을 바라보는 튼튼한 골격이며 아울러 이러한 골조가 고스란히 노출되어 미적으로 별다른 장식없이 아름다운 공간을 만들 수 있습니다.  또한 새로운 단열공법을 적용하여 패시브하우스에 버금 가는 단열성능을 구현하고 있습니다.

 전남 화순 소재 팀버프레임 주택 현장 다량의 창문을 설치하여 밝은 실내를 연출하였다.

 공사중인 중목구조 팀버프레임 주택. 

한옥식 가구 구조를 모티브로 하여 서양식 팀버프레임 중목구조 형태로 재 해석한 팀버프레임.  기둥과 보, 도리 등 주요 부재가 브레이스 ( 가세 )와 나무 못 (Peg)으로  단단히 결합되어 있다. 통상 단면을 이루는 한 세트의 결합 단위를 벤트 ( Bent )라고 한다.

요즘 유행하는 하이브리드 형식의 팀버프레임

주먹장 맞춤 ( Dove Tail Joinery ) 동서양의 짜맞춤 공법에서 두루 사용되는 대표적인 결구법.

조립 중인 프레임. 장부 맞춤 ( Mortice & Tenon Joinery)

 팀버프레임 정자. [ Benson Wood ]

포스트엔 빔 과 로그하우스

로그하우스 통나무 건축은 통상 횡치식 통나무집과 포스트엔 빔 형식의 통나무집으로 나누며 또 횡치식 통나무은 인공적으로 치목하는 기계식 통나무집과 수공예로 목재를 다듬어 축조하는 횡치식 통나무집으로 분류 할 수 있다.

통나무 건축의 장점은 원목 그대로의 자연스러운 질감을 잘 살릴 수 있으며 대량의 목재가 사용되기 때문에 실내에서의 습도조절 능력이 있다. 통상 모든 목조주택이 나무가 숨쉬어 습도 조절 능력이 있다고 하는 선전하지만 실제로 효과를 기대할 수 잇는 것은 대경목이 다량 사용되는 통나무 건축에서는 그 효과를 기대할 수 있다.  

또 통나무건축의 단점은 목재가 건조함에 따라  건축 후에도 수 년에 걸쳐 목재의 수축을 위시하여 변형이 발생하며 그에 따른 리스크를 미리 대비 해야 하는 까다로운 공법적인 면이 있다.  이 외에도 골조로 사용된 목재가 외부에 그대로 노출되기 때문에 일기와 햇빛에 의한 변색과 목재의 열화, 부후 등의 위험이 있으며 이를 방지하기 위한 화학적 물리적 대비가 필요하며 주기적으로 관리를 요한다.

 포스트엔 빔 형태의 로그하우스. 제재하지 않고 통나무를 직접 가공하여 축조함.

횡치식구조의 수공예 통나무주택 [ 풀 스크라이빙&노치. ]

 횡치식구조의 수공예 통나무주택. [ 칭킹 방식 ]

기계식 통나무집

 로그하우스의 내부.

통나무 로그와 팀버를 혼용한 포스트엔 빔 형태의 중목구조. B C J 의 작품

포스트엔 빔 공법과 글루램 공법.

중목구조 건축에서 가장 많이 쓰이는 방식인 엔지니어링 우드 글루램 공법은 목재를 가공 접합하여 인공적으로 대경목을 만든다. 일반적으로  글루램의 결구법은 전통접합이 아닌 철물을 이용하여 결구한다.  목재를 이어붙여 인공적으로 만들기 때문에 접착부위가 눈에 띄여 천연 목재인 팀버보다는 미려하지 못하여 주택용보다는 볼륨이 큰 상업용 건축에 많이 사용된다.

포스트엔 빔 방식의 건축에 사용되는 철물.

대표적  엔지니어링우드인 글루램의 제작은 목재를 건조시킨 접착제를 이용하여  만드는 데 연속적으로 목재를 적층시켜 아주 큰 부재를 인공적으로 만들 수 있다. 접착재의 강도가 목재 자체의 세포 결합 성분인 리그닌의 접착력 보다 뛰어난 접착력을 가지기 때문에 이론적으로 목재의 물성보다 튼튼하며 보통 12미터 정도의 길이가 한정인 팀버에 비하여 긴 부재로 만들 수 있기 때문에 장스판을 요하는 현대적 건축에 많이 사용된다.  목재를 접착하는 방법에 있어서도 곡선으로 만드는 등 여러가지 형태로 만들 수 있다.

최근 글루램 건축에서 눈에 띄는 해체주의 영향.

곡선으로 가공된 글루램 건축

 글루램 부재 , 폴리우레탄 계열 본드를 사용하면 보다 미려한 글루램를 얻을 수 있다. 

장스판의 체육관 건축

글루램 시설물

에필로그

네이버에서 팀버프레임 카페가 처음 만들어지기 이전 2003년 정도 무렵입니다. 당시 독일에서 팀버프레임을 배워 중목구조와 팀버프레임에 대해 국내에 처음으로 소개 하려고 하였는 데  당시는 국내에 중목구조와 팀버프레임은 커녕 경량목구조 마져도 생소했던 시절이었습니다.  그래도 팀버프레임의 이해를 넓히고자 온라인 카페를 다음에서 처음 열고  중목구조와 팀버프레임의 온라인 강의를 실시 하였습니다. 몇 번의 오프라인 세미나도 진행하였습니다. 

유럽의 팀버 프레임 [ German Fachwork ]

그 때에는 중목구조와 팀버프레임에 대한 이해가 전혀 없던 시절이였기 때문에 기초적인 용어조차 생소하여 강의 중 많은 시간을 용어 정리에 시간을 할애 하였었습니다. 그래서 기본적인 용어를 정리해야 할 필요를 느꼈고 이후로 팀버프레임건축입문이라는 책도 저술하여 이제는 나름대로 중목구조와 팀버프레임에 대한 이해가 높아지고 있는 것 같습니다.

미주에서도 경량 목조 시스템이 도입되기 전까지는 특별히 중목구조 팀버프레임 ( Heavy Timber Construction, Timberframe )이란 용어를 따로 사용 하지 않았습니다. 그 때에는 모든 목공일이 Carpentry, Zimmer 라고 하였지만 경량 목조건축 시스템 도입 된 후에 대부분의 목조주택이  경량목조 시스템으로 지어졌고 따라서 그것과 대별되는 중량 목을 사용 하는 형식을 보통 중목구조 팀버프레임이라고 불리우게 되었습니다.

이상 간단하나마 중목구조와 팀버프레임 그리고  포스트엔 빔과 글루램등 중목구조 건축의 여러 형식의 특징과 장점,단점등에 대하여 정리를 해 보았습니다. 이후에도 새로운 자료를 참고하여 업데이트 하겠습니다.

팀버프레임 을 배우고자 하시는 분들은 아래 네이버 카페를  참고해 보세요. 

초기의 팀버프레임과 중목구조에 대한 강의와 자료들이 있습니다.

https://cafe.naver.com/timberframehome