매스팀버 건축물의 비용 및 설계 최적화

이동흡 교수(사진=이동흡 교수)
이동흡 교수(사진=이동흡 교수)

매스팀버 목조건축의 불모지나 다름없던 우리나라에서도 갑진(甲辰)년을 맞아 대규모 목조건축이 푸른 용이 승천을 하듯 힘차게 태동하고 있다. 지상 5층(높이 19.1m)의 영주시 한그린 목조관이 최대 목조건축물이었으나, 조만간 목조 7층 건축물 완공을 눈앞에 두고 있다. 산림복지종합교육센터와 서울대학교의 해동첨단공학연구관의 하이브리드 구조의 고층 목조건축물이 그 주인공이다.

여기에 한국임업진흥원 신청사도 7층 목조건축 설계용역이 진행되고 있다. 한편 2029년 개관 예정인 동대문구 서울시립도서관은 연면적 25,000㎡·야외마당 10,000㎡ 규모의 대규모 목조 하이브리드 공법의 시범 케이스가 될 것으로 전망한다.
 

서울대학교 해동첨단공학연구관의 내부 모습. 	(사진= 경민산업.주)
서울대학교 해동첨단공학연구관의 내부 모습. (사진= 경민산업.주)

그 외에도 대형 목조건축 프로젝트들이 준비 중이어서 우리나라 건축계도 이제 본격적인 고층 대규모 목조건축 시대로 진입하고 있다. 하지만 아직 매스팀버 시스템이 익숙하지 않은 우리에게는 발주처의 설계발주 방식과 설계공모의 적격심사 방식에 문제점1)이 대두되는 등 신경을 곤두세우게 하는 것이 한 두가지가 아니다.

무엇보다 목조 고층 건축물은 단위 비용을 예측하기에 충분한 데이터가 없다. 따라서 매스팀버 시스템의 비용을 추정하는 비용과 수익률을 비교하기 위한 종합적인 접근법이 필요하다. 

최근 WoodWorks는 설계의 최적화 체크리스트를 개발2)하고 매스팀버 건물을 완성할 때 고려해야 할 중요한 항목으로 기획업무(Pre-Design), 계획 설계(Schematic Design, SD) 및 디자인 개발(Design Development)로 도식화부터 설계 개발까지 구분 분류하고 있다. 
일반적으로 설계자들은 매스팀버 건축이 다른 재료로 만들어진 건물보다 건설 일정이 짧다는 점을 간과하고 있다. 노출된 목재 구조의 독특한 심미성은 높은 입주율/임대율, 빠른 입주/임대, 그리고 임차인 회전율이 훨씬 낮으므로 잠재적 가치와 수익으로 시장의 차별성을 제공할 수 있다.3)

산림복지종합교육센터 (사진=경민산업.주)
산림복지종합교육센터 (사진=경민산업.주)

 또 매스팀버 구조 골조의 가격을 철골/콘크리트 골조의 가격과 직접 비교하는 것은 정확한 비교가 되지 않을 수 있다. 매스팀버는 콘크리트 및 강철과 똑같이 고강도 등급으로 설계되지만, 목재이므로 하중은 콘크리트 건축물과 비교할 수 없을 정도로 가볍다.4) 질량이 작으면 지진력에 잘 견딘다. 따라서 질량에 비례한 기초공사를 할 필요가 있다. 이러한 설계의 적용은 지반조성 비용을 절감하고, 조기에 상위 등급 구조를 시작할 수 있어서 비용 절감으로 이어진다.

그러므로 다른 유형의 구조물과 달리, 기획업무에 대한 전체론적이고 혁신적인 접근 방식이 필요하다. 다음 호에서는 계획 설계와 디자인 개발 설계 최적화를 위한 논의를 함께 나누고자 한다. 갑진년 새해에는 고층 목조건축물의 대박을 함께 기대하고 싶다.


1) 염철호. 2013. ‘제안공모방식’을 통한 공공건축 설계자 선정. 건축과 도시공간 Vol.10. 102-105.
2) https://www.woodworks.org/resources/mass-timber-cost-and-design-optimization-checklists/
3) Mass Timber Business Case Studies, WoodWorks, www.woodworks.org/resources/mass-timber-business-case-studies/
4) Wood Handbook, Chapter 4, Mechanical Properties of Wood, https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fplgtr113/ch04.pdf

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