국내 목조건축산업은 여전히 소규모주택 중심으로 형성돼 있으며 중고층 목조건축물 활성화는 아직 초기단계다. 그러나 최근 국내에서도 중고층 목조건축물 확대를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한국건설기술연구원(이하 건설연)이 주관하는 ‘중고층 목구조 연구단’은 중고층 목조건축물 실현을 위한 요소기술 개발과 제도개선을 통해 국내목재산업 활성화 기반을 마련하고 있다.

 

최현중 건설연 박사를 만나 연구단의 목표와 연구 진행 상황, 국내목조건축 시장 전망에 대해 들어봤다.

 

■ 연구단의 목표는

 

연구단은 중고층목조건축물 실현을 위한 요소기술을 개발하며 관련제도 개선을 통해 산업활성화를 이루는 것을 목표로 한다. 현재 국내목조건축물 시장은 주로 소규모주택 위주로 형성돼 있으며 중고층건축물에 목재를 적용하기 위한 연구와 제도가 불충분한 상황이다. 이번 연구를 통해 목조건축물시장을 중고층 현대건축물로 전환하며 사회적인식을 개선해 정부의 2050탄소중립 목표달성에 기여하고자 한다.

 

 

■ 연구단 핵심연구 내용은

 

연구단은 건설연을 주관으로 국내 최고 수준의 산·학·연 11개 기관이 협력해 연구를 진행하고 있다. 정부출연금 기준 3년간 약 78억원 규모로 연구비가 구성됐다.

 

연구는 총 5개의 세부과제로 구성돼 있으며 각각 △중고층목구조물 구조강화를 위한 연결철물 접합부 개발 △OSC(Off-Site Construction) 부재생산기술 △내화설계 및 요소기술 △LCA(Life Cycle Assessment) 프로세스 개발 △제로에너지건축물(ZEB) 설계가이드라인 개발 등을 목표로 한다. 이를 통해 BIM 기반 설계기술을 구축하며 중고층 목조건축물 산업확산을 위한 표준화된 기술개발을 추진하고 있다. 특히 맞춤형 LCA프로세스를 구축해 탄소저감 효과를 분석하며 목조건축물의 지속가능성을 구체적으로 제시하고자 한다. 또한 건축외피의 기밀성과 열·습기거동을 평가해 에너지절감형 설계안을 구체화하고 있으며 이를 통해 친환경건축 패러다임을 선도할 계획이다.

 

■ 글로벌시장과 국내시장 차이는

 

국내 목조건축시장은 여전히 소규모건축물 중심으로 운영되고 있다. 공공건축물에서도 일부 적용사례가 있지만 중고층 목조건축물이 보편적으로 도입되지는 않았다. 2016년까지 국내 목구조 착공건수는 증가하는 추세였으나 2017년 이후 하락세로 접어들며 2024년에는 6,138동이 착공되는 데 그쳤다. 이는 건축경기 악화와 함께 목조건축기술에 대한 인식부족과 높은 초기비용 등이 주요요인으로 작용한 것으로 분석된다.

 

해외에서는 풍부한 산림자원을 활용해 중고층 및 초고층 목조건축물을 건설했으며 이를 통해 공학목재, 구조시스템, 접합부연결기술, OSC공법, BIM설계 등 목조건축에서 활용되는 다양한 건축기술을 확보하고 있다. 또한 목재생산 및 가공, 운송 등 목조건축과 관련한 기반산업이 안정적으로 운영되고 있으며 이러한 선순환구조를 통해 가격경쟁력을 확보하고 있는 상황이다. 반면 국내 목조건축시장은 수입목재대비 현저하게 비싼 비용과 불안정한 자재수급 등 산업활성화를 저해하는 요소들을 시급히 해결해야 하는 상황이다.

 

연구단은 BIM기반 설계기술, 산업확대를 위한 제도 및 기준개선, 중고층 목구조물 핵심요소 기술개발, OSC생산 프로세스정립 등 연구수행을 통해 국내 기술수준을 향상시키고 목조건축 산업발전에 기여하고자 한다.

 

■ 이번 연구의 기술적 과제는

 

중고층목조건축물의 활성화를 위해서는 몇 가지 주요 기술적 과제를 해결해야 한다. 우선 구조적안전성 확보가 필수적이다. 연구단은 중고층 목구조물의 접합부 성능을 향상시키기 위해 새로운 연결철물기술을 개발하고 있으며 이를 통해 구조적강도를 확보하고자 한다.

 

또한 화재안전성을 보장하는 내화기술 개발도 중요한 요소다. 연구단은 목구조물의 내화성능을 검증하며 실화재실험을 통해 안전성을 확보하는 연구를 진행하고 있다.

 

이에 더해 국산목재를 활용한 OSC 부재생산 최적화 연구도 수행 중이다. 이를 통해 탄소저감 효과를 극대화하고 국내 목조건축산업 지속가능성을 강화하는 것이 목표다.

 

 

■ 현재까지 성과는

 

연구단은 1단계에서 중고층 목구조물 핵심요소기술을 개발하며 이를 반영한 BIM기반 종합설계안을 도출했다. 또한 저층규모의 테스트베드를 구축해 각 기술에 대한 성능검증과 시공성을 확보하고 있다. 중고층 목구조건축물 활성화를 위한 제도 및 정책연구도 함께 진행했으며 에너지절감을 위한 패시브 및 액티브기술을 적용한 설계안을 개발했다.

 

2단계에서는 1단계 연구성과를 기반으로 실증프로젝트를 추진하고 있다. 연구단은 에너지모니터링시스템을 구축해 각 요소기술의 성능을 종합적으로 검증하고 있으며 탄소 및 에너지절감량을 정량적으로 도출하고 있다.

 

이러한 연구를 바탕으로 중고층목조건축물의 상용화 가능성을 높이고자 한다. 또한 연구단은 지속적으로 국제협력을 추진해 해외 선진기술을 벤치마킹하고 국내 목조건축기술을 글로벌시장에서도 경쟁력 있는 수준으로 끌어올리고자 한다.

 

■ 연구성과 사업화‧상용화계획은

 

연구단은 중고층 목조건축물이 기존 철근콘크리트건축물의 대체재로 활용될 수 있도록 사업화전략을 마련하고 있다. 현재 국내에서는 목조건축기술에 대한 인식이 낮으며 초기비용이 높아 민간시장 도입이 더딘 상황이다.

 

연구단은 이를 해결하기 위해 기술표준화를 추진하고 있으며 이를 통해 중고층 목구조물의 설계 및 시공비용을 절감할 수 있도록 하고 있다. 장기적으로는 공동주택 및 상업용건축물에 목조건축기술 적용이 목표다. 특히 탄소저감 효과를 입증하는 데이터를 기반으로 정책지원을 유도하며 공공부문에서 목조건축 적용을 적극 확대할 방안을 모색하고 있다.

 

■ 마지막으로 하고 싶은 말은

 

산림자원을 보호하고 가꾸는 일은 우리나라뿐만 아니라 전 지구적 관점에서도 매우 중요하다. 아직 시작단계인 중고층 목조건축물산업에서 생산부터 건축까지 선순환구조를 구축하고 이를 통한 가격경쟁력 확보가 시급하다. 이를 달성하기 위해서는 산림, 목재, 건축, 건설 등 각 산업간 협업과 조화가 필요하다.

 

또한 탄소중립과 친환경건축이라는 시대적 요구에 발맞춰 중고층 목조건축물 보급 확대를 위한 정책지원과 연구개발 투자가 지속적으로 이뤄져야 한다. 연구단은 이러한 목표를 실현하기 위해 지속적인 연구개발과 협력을 통해 미래 친환경건축기술의 중심이 되고자 한다.