자연경관을 살리는 친환경 목재옹벽
자연경관을 살리는 친환경 목재옹벽
  • 나무신문
  • 승인 2008.12.08 00:00
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이 동 흡  국립산림과학원 환경소재공학과


<지난호에 이어>

이번에 소개할 목재옹벽은 아직 국내에서 시공된 바 없지만, 일본에서 삼나무 간벌재를 사용하여 원목을 폭과 높이만 맞춘 상태로 4면 제재하여 이용하는 방법을 소개하고자 한다. 4면 제재의 각을 활용하여 결체력을 높인 간이 목재옹벽의 조립방법으로 가설 목재옹벽, 화단, 입체보도 등에 이용할 수 있다. 원주가공을 하지 않기 때문에 가공공정이 간단해지고, 제조수율도 원주목보다 약 20%정도 향상되므로 원자재 가격을 저렴하게 다운시킬 수 있을 것으로 기대한다.

축조방법은 4면 제재를 마름모 형태로 세워서 각이 진 부분이 면을 이루도록 하는 공법이다. 원주목을 사용하였을 때보다 연결되는 부분의 홈파기가 쉽고 V자형의 삼각으로 노치가 파이게 되므로 결체되는 부위가 더욱 긴밀해지고 구조적으로도 더욱 튼튼해지게 된다. 원주목을 이용한 우물정자 쌓기 옹벽과 동일하게 상자모양으로 축조할 수 있으나 이면 옹벽의 두께가 얇아졌기 때문에 안정성을 고려하여 전면과 동일하게 축조하는 것이 안전할 것으로 사료된다.

전면의 횡부재는 노치 파진 중앙부에서 연결이 되게 하고, 상하가 같은 부분에서 끊어지지 않도록 끝단에서 시작할 때 장재와 단재를 교호로 배치하면 동일한 장소에서 끊어지는 부분이 겹쳐지지 않기 때문에 구조안정성이 크게 향상된다. 전면의 공극에 화목 등의 식재가 가능하여 자연환경미화에 이용할 수 있다. 볼트너트나 직결나사못 등을 사용하지 않고 블록쌓기식으로 걸쳐놓은 것이기 때문에 해체가 용이하고 재이용이 가능하므로 가설공사 등에 이용하기도 한다.

자연형 옹벽으로 식생을 유도하려면 옹벽전면 내부에 야자매트를 깔고 흙을 채우면 주변에서 풀씨 등이 날아와 주변 식생과 동일한 환경을 이룰 수 있다. 한편 옹벽의 안정성을 높이기 위하여 파쇄석을 채우는 방법을 채택하기도 한다. 최근 일본 교토에서는 목재수송과정에 있어서 이산화탄소 배출량인 ‘Wood 마일리지 CO2’를 포함하여 교토부내에서 생산된 목재에 대한 목재인증제도를 실시하고, 아울러 인증된 목재의 생산·가공·유통을 담당할 취급 사업체를 모집하기 시작하였다. 취급 사업체는 조경용 원주목으로 가공되는 간벌재 및 그 제품을 취급하는 사업체를 대상으로 하고 있다. 이는 2006년까지 방치된 산림을 정비함에 따라 간벌재의 유효이용을 촉진하는 관점에서 간벌재 제품에 한하여 인증제도를 실시하기로 했기 때문이다.

우리나라도 국무총리실이 중심이 되어 기후변화대책기획단이 발족하였고, 2007년 12월 발리로드맵 채택으로 2020년까지 1990년 대비 25~40%의 온실가스 배출량 감축목표 협상을 2009년까지 진행하도록 되었다. 간벌재의 유효이용은 산림보전, 산림경영의 활성화로 이어지므로 온실가스 배출량 감소를 위한 노력을 간벌재 이용에서부터 시작해야 된다는 것을 명심하고, 이제부터 간벌재 활용촉진 정책을 적극적으로 수행하여야 한다고 생각한다.

지난 100년간, 즉 1906년부터 2005년까지 전 지구의 평균온도는 0.74도 상승하였다고 한다. 지구의 기온변화는 다른 나라의 일로만 느낄지 모르지만, 냉혹한 현실로 우리에게 다가오고 있다. 당장 한반도에서 기후변화의 위기조짐을 보면, 1920년대 이후 겨울이 한 달 정도 단축되었고, 여름과 봄은 20여일 증가하였다. 지난 10년간 매미, 루사 등 초대형 태풍의 집중으로 재해 피해액이 19조원으로 집계되었다. 집중호우도 50년 전보다 13일이나 증가된 36.7일이나 되고, 지난 100년간 한반도 기온은 지구 평균의 2배에 해당하는 1.5도 상승하였다. 또 제주지역의 해수면 상승은 지난 40년간 22㎝로, 지구 평균의 3배나 올라간 놀라운 변화가 있었다.

현재의 산업구조 변화추세가 지속될 경우 2012년의 온실가스 배출량은 7억 CO2톤으로 2005년 대비 18.4%나 증가가 예상되며, 2020년 배출량은 37.7%의 증가가 예상된다고 한다. 산림의 탄소 흡수량은 2010년 3천5백만 CO2톤으로 2005년 대비 5%가 감소될 것으로 예상한다. 늦은 감이 있지만 이제부터라도 탄소흡수원 확충대책을 범정부차원에서 적극적으로 추진하여 1990년대 CO2수준의 유지관리가 필요하다.

이를 위해서 나무를 심고 가꾸는 일이 절대적으로 필요함은 누구나 인식하고 있을 것이다. 사람의 손으로 심고 가꾼 인공림은 적절한 관리가 필요하다. 이산화탄소의 흡수나 국토를 재해로부터 지키기 위해서는 산림의 다양한 기능을 충분히 발휘해 주기를 기대하지 않을 수 없다. 국산재를 이용함으로써, 산림정비에 필요한 자금을 산림으로 환류하여, 「심고→가꾸고→수확하여→잘 이용한다」고 하는 「산림의 순환」을 촉진하여, 국내 산림의 정비를 진행해 나가는 것이 필수불가결하다.

그러나 임업 채산성의 저하 등으로 산림소유자의 산림정비에 대한 의욕이 감퇴하여, 간벌 등이 이루어지지 않는 산림이 늘어나고 있다. 현 상태 그대로는 이산화탄소 흡수량의 확보를 세워도 목표를 달성하는 것은 정말 어려울 것으로 예상한다. 일본의 경우 임야청에서는 2005년부터 지역재 이용의 의의 등에 관한 보급계몽활동을 강화하고, 국산재 이용확대를 위한 국민운동으로서 「나무쓰기 운동」에 노력하고 있다. 지구온난화를 멈추고자 하는 마음을 조금이라도 갖는다면, CO2를 흡수하는 일본의 산림에 대한 감사(Thank you)의 의미로, 3.9(Thank you) GREENSTYLE을 로고로 목표인 1,300만 탄소톤 달성을 위하여, 국산재 제품 사용을 온 국민이 동참해 주기를 적극적으로 권장하고 있다.

본 원고에서 생태면적율에 대하여 여러 차례 소개드린 바 있다. 특히 콘크리트 옹벽의 경우 넝쿨식물을 올리기 위하여 바닥에 별도의 화단을 조성하거나, 구조물의 위에 박스형 화단을 달아 이들을 식재하는 것을 도로변에서 자주 접할 수 있다. 여기에는 콘크리트 구조물의 시공비 이외에도 화단조성의 시설비가 이중으로 투자되고 있다. 또한 식재 식물도 담쟁이나 으름덩쿨, 어아리, 큰꽃어아리, 개버무리, 붉은인동, 마삭 등 벽면 흡착등반 식물에 국한되고 있어서 재래 자생식물이나 희망하는 식물이 있어도 이를 식재할 수 없다는 문제점도 대두되고 있다.

이번에 소개드릴 목재옹벽은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 보강토 목재옹벽으로 벽면녹화는 물론 콘크리트 벽면에도 녹화를 조성할 수 있는 목재옹벽이다. 일반적으로 옹벽은 고속도로 공사, 지방도로 공사 등과 같은 도로의 시공에서 절개지의 경사면에 적용된다. 또한 공원 또는 택지를 조성하는 경우에도 작은 비탈면의 경사지가 형성되며, 녹화 조림을 위한 사방공사 또는 재해피해복구지 비탈면에도 형성될 수 있다. 이러한 옹벽은 대부분이 콘크리트 구조가 대부분이어서, 콘크리트로부터 발생되는 알카리 물질로부터 주위 자연환경이 다시 오염되는 문제점이 있다. 콘크리트에는 식물이 자랄 수 없기 때문에 물을 필요로 하는 모든 생물로부터 격리가 일어나고 점진적으로 생물종이 단절 또는 절멸되는 위기가 초래될 수 있다. 또한 콘크리트 옹벽의 사면은 태양의 복사열과 반사열을 흡수하는 기능이 떨어지므로 도시열섬현상을 가중시키기도 한다.

이러한 문제점을 해결하고자 정부는 생태면적율 적용을 위한 지침을 마련하고, 앞으로 신도시 조성 등 대규모 택지개발이나 공동주택사업 등을 추진할 때에는 도시의 자연순환 기능을 나타내는 생태면적율을 일정비율 이상 확보하도록 하고 있다. 이는 최근 도시 내에서 문제가 되는 열섬현상 및 지하수 고갈 등의 문제에 대응하기 어려울 뿐만 아니라, 녹지율 보다 많은 생태적인 공간을 확보하는데 어려움이 있기 때문이다. 따라서 앞으로 생태면적율 지침이 적용되면 자연지반 녹지는 물론, 인공 녹지와 함께 투수 및 차수 공간 등을 지역의 현황에 맞게 일정비율 이상을 확보해야만 한다. 이는 도시의 생태적 기능(자연순환기능) 유지, 개선, 도시홍수 예방, 사람과 생물이 공존하는 도시 조성 등을 위해서 인공녹지의 추가 확보, 지하수 함양기능을 높여주는 것이 무엇보다 중요하기 때문이다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 보강토 목재옹벽은 친환경 소재인 간벌재 등과 같은 목재를 이용하여 비탈면의 사면 또는 계단식 구조물에 설치하는 것이다. 자연적으로 주변의 식생이 도입되어 옹벽의 틈 사이로 식물이 자라도록 녹화함으로써 자연환경을 보호하고 이용하는 사용자에게도 친환경적인 경관을 제공할 수 있다. 또한 친환경소재인 목재를 미리 균일 규격으로 하여 공장에서 대단위로 조립하기 때문에 시공현장에서는 각 블록들을 결합하면 된다. 시공이 매우 빠르고 간편하게 조립할 수 있는 특징이 있다. 가공 소재는 원주목에 국한하지 않고, 2면 제재, 3면 제재, 4면 제재를 사용할 수 있으므로 간벌재의 이용 수율을 크게 향상시킬 수 있고, 가공공정의 단순화로 시공 인건비를 대폭 절감할 수 있다.
종전의 보강토 목재옹벽은 전면부 구조에 중점을 둔 공법으로 이면부에서 변형이 발생하여도 이를 보정해 줄 방법이 없었다. 그러나 본 공법에서는 이면 구조를 보강하여 전면부와 이면부에서 동시에 결체해 주는 공법을 적용함으로 일체화된 중력구조물을 만들 수 있다. 따라서 목재옹벽의 구조안정성이 크게 향상되어 전 보에서 소개하였던 우물정자형의 틀재옹벽에 버금가는 안정성을 발휘할 수 있다.

보강토 옹벽에 적용하기 때문에 이면 벽체에 앙카볼트 등으로 고정하고, 지반침하를 방지하기 위하여 그리드 등을 이면 단층에 깔아 줄 경우 구조안정성은 크게 향상된다. 특히 기존의 콘크리트 옹벽 또는 암반 위에 설치할 경우 목재옹벽의 이면에 쇄석 등을 채워주면 배수가 용이해지기 때문에 지반 침하방지가 되고, 하부에 유공관을 설치하면 배면 토압을 제거할 수 있다.
콘크리트 옹벽 또는 구조물의 생태면적율 적용을 위하여 필요한 공법으로 저자는 추천하고 싶으며, 이 공법은 녹화안정에도 금후 크게 기여할 것으로 생각한다. 다만 본 공법은 「조립식 목재블럭을 이용한 목재옹벽」으로 특허출원 중에 있으므로 사용에 주의를 요한다.

콘크리트 구조물을 생태적이며 환경친화적으로 복원하고자 친환경 식물인 담쟁이덩굴을 활용해 에너지를 절약하는 방법이 최근 방송을 통해 소개된 바 있다. 담쟁이덩굴을 벽면녹화재로 사용하면 여름철에 실내 온도가 2~3도는 낮아지는 효과가 있고, 녹색이 주는 심적·정신적 안정 효과도 얻을 수 있어 일석이조의 효과를 얻을 수 있다고 한다. 콘크리트 외벽을 녹화하면 식물이 태양의 직사광선을 흡수할 뿐 아니라 증산작용의 효과로 온도 상승이 억제된다고 한다. 특히 증산작용은 햇볕이 강하고 온도가 높아질수록 활발해지기 때문에 에너지 절약 효과는 배가된다고 한다.

담쟁이덩굴로 이 정도의 효과를 올릴 수 있는데 구조물 자체가 친환경 재료인 목재로 되어 있고, 목재 사이에서 넝쿨식물이 자라는 목재 옹벽의 벽면녹화 효과는 과연 얼마나 될지 궁금하다. 여기에 토목구조물로서 옹벽은 땅깎기 또는 흙 쌓기를 한 비탈면은 외부적인 기후 요인, 흙의 종류, 배면토압 및 기타 원인으로 무너지는 것을 막기 위하여 설치하고 있다. 재해방제가 우선이기 때문에 대부분의 옹벽은 자연적인 지형을 고려하지 않고 방제의 목적에 충실하게 설치되는 경우가 대부분이었다.
콘크리트 옹벽은 절토면 하부를 기초다짐 하고, 기초 다짐된 상부에 거푸집 및 철근을 가설한 후 가설 거푸집에 콘크리트를 타설하여 일정시간 건조시키는 과정을 통해 시공되어 진다. 콘크리트 옹벽의 경우는 절토에 의한 심한 지형훼손이 자연경관을 크게 저해하고 있으며, 강제적으로 옹벽 구조물을 설치하는 경우가 있으므로 본래의 지형에 맞는 구조물의 축조가 어렵다.

생태학적으로도 옹벽의 앞면이 절토면과 평행한 형태를 갖는 콘크리트로 막혀 있어 생태 단면적이 낮아 작은 식물이나 곤충 및 동물이 서식할 수 없고, 옹벽의 전후를 통해 자연 생태계가 단절되어 파괴되는 심각한 문제점이 있다. 또한 옹벽의 전면 콘크리트에 의하여 복사열과 반사열이 증가됨에 따라 도시열섬효과가 발생되는 문제점도 지적하지 않을 수 없다. 응급조치적인 해결책으로 최근 담쟁이덩굴 등의 넝쿨식물의 벽면녹화를 통해 콘크리트 벽면을 위장하고 있지만, 생태적인 문제점을 해결하는 궁극적인 수단이 결코 될 수 없을 것이다.

경제적으로도 콘크리트 옹벽 설치에는 필연적으로 거쳐야 하는 많은 공정이 있으므로 작업기간이 지연되며 비용 상승을 가져오는 문제점이 있다. 또한 옹벽을 설치하면서 배출되는 절토량이 많아 미리 토치장을 확보해야 하는 등의 문제점으로 공사비를 가중시키기도 한다.
금번 소개할 간벌재를 이용한 비탈면보호 화단 옹벽은 간벌재를 이용한 원주목이 적층되어 마름모 형태의 공간부가 만들어지며 그 공간에 흙을 채워 화초가 자랄 수 있도록 함으로써, 인위적인 콘크리트 환경에서 벗어나 주변 녹지환경과 조화를 이룰 수 있는 목재 옹벽이다.
화단 옹벽은 자연 지형에 따라 높이와 좌우 배열을 임의로 조절할 수 있고, 목재 옹벽의 전면이 톱니모양으로 형성되도록 하여 입체감을 높여 생태면적을 높일 수 있다. 또 직각으로 코너를 형성함으로 항상 그늘과 양지가 번갈아가며 만들어지고 그 공간은 소동물들이 적으로부터 은폐할 공간을 제공한다.

목재는 단열성이 큰 재료이기 때문에 복사열과 반사열을 대폭 줄일 수 있고, 여기에 원통형 목재를 사용함으로 반사에 의한 빛을 산란시켜 도시열섬현상을 대폭 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 기후변화대응방안으로 지구온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 목재에 머금으면서 옹벽 속에 오랫동안 저장하고 있으므로 탄소저장원으로 지구환경에 기여하는 바 또한 매우 크다고 할 수 있다. 화단 옹벽의 특징은 자연적인 지형에 따라 높낮이와 둥근면을 임의로 조절할 수 있으므로 본래의 지형을 훼손하지 않는다는 점이다. 그러므로 토양의 절치량을 최소화하여 자연훼손을 최소화 할 수 있고, 절토한 토양을 구조물의 내부에 채우면 토치장을 별도 설치하지 않아도 되므로 공사비를 크게 절감할 수 있다.
구조적으로 옹벽 화단의 앞면이 들쑥날쑥 함으로써 입체감을 높이며 보는 각도나 눈 높이에 따라서 다른 모양으로 표출되기 때문에 시각적으로 다양한 연출이 가능한 아름다운 구조물이다. 또한 옹벽의 내부에는 흙을 채워서 화단이 되므로 원하는 식물을 심을 수 있으므로 자연적으로 생태면적률을 크게 높일 수 있다.

서울특별시는 그동안 ‘생태면적률 도시계획 활용계획’을 마련해 공공분야 건축물에 제한적으로 적용해 왔으나 이달부터 공공기관이 건설하는 건축물 뿐 아니라 지구단위 계획구역이나 각종 정비구역에 대한 사업계획 등을 수립할 때에도 일정 비율 이상의 생태면적률 기준을 준수하도록 적용범위를 확대한다고 발표한 바 있다. 이러한 용도로 사업계획에 화단 옹벽을 설계에 반영한다면 생태면적률 확보에 유용하게 활용되어 질 것으로 확신한다. 국토의 3분의 2가 산림인 우리나라에서 23%의 산림이 국토녹화사업의 일환으로 국민의 땀과 노력으로 이루어진 인공림이다. 
<다음호에 계속>