최근의 목조건물은 기존의 단독주택이나 단층건물 등에 한정되지 않고 대규모 다세대 주택 및 상업용 건축물 등으로 확장되고 있다. 이는 현대의 목재가공기술의 발달로 인한 새로운 공학목재의 등장에 많은 영향을 받았다.
하지만 이러한 목재가공기술의 발달에도 불구하고 목조건축의 화재에 대한 우려는 목조 건축의 활성화에 저해요소가 되고 있다. 이러한 목조건축의 화재에 대한 우려는 목재가 석재나 콘크리트와 같은 불연성 건축자재와 비교하였을 때 상대적으로 가볍고, 자연적으로 분해되고 연소되는 성질을 가지고 있기 때문이다.
이처럼 건축재료로서의 목재는 다양한 매력을 가지고 있어 많은 건축가들이나 건축주들이 사용하고 싶어하나 여러 제도적 규제가 이를 가로막고 있는 것도 현실이다. 예를 들어 우리나라의 방염, 내화규정과 같은 규정들은 목재를 건축재료로 사용하는 데에 많은 제약을 가하고 있다. 물론 이런 규정들이 국민들이 화재라는 재난에서 안전하게 생활할 수 있게 하는 긍정적인 장점도 가지고 있지만 너무 일률적인 규제로 인해 각 재료의 특성을 재대로 반영하고 있지 못하다는 단점도 분명히 있다. 유럽의 경우도 유럽 건축 제품 규정(Construction Products Regulation, CPR)에 따라 건축 자재는 화재 발생 시 성능에 따라 여러 등급으로 분류하고 있으며, 실제로 EU13501규정의 경우는 재료의 발화성능, 연기발생 및 확산가능에 따라 재료의 성능을 구분하고 있다. 하지만 여기에 추가적으로 CWFT라는 규정을 두어 재료의 분류 과정에서 특정 제품 유형이 이미 알려진 특성이나 구성으로 인해 추가적인 화재 시험 없이도 특정 화재 반응 등급을 충족한다고 간주하는 규정을 두어 건축재료의 사용에 유연성을 주고 있다.
이런 맥락에서 현재 대부분의 국가들의 화재관련 규정은 주로 다른 건축자재를 기준으로 제정되어 졌고, 실제적으로 화재에 대한 고려사항과 잠재적 위험성 평가에 대해서는 설계단계부터 고려되어야 더욱 효과적 이라는 점과, 목조 건물의 경우 어떤 건축자재 보다 인간의 안전이 더욱 보장된다는 사실을 더욱 알리고 개선할 필요가 있다.
일반적인 건축재료에 대한 요구사항
일반적인 건축관련 규정에서는 건축용 재료의 성능을 평가하기 위한 통일된 규칙과 공통적인 기술용어를 사용하고 있다. 다음은 일반적인 건축관련 재료의 요구사항들이다.
1. 기계적 응력(저항성) 및 안정성
2. 화재 발생시 안정성
A. 화재시에도 건축물의 하중 지지능력이 일정기간동안 유지되어야 함
B. 건축물내 화재 및 연기의 발생과 확산이 제한되어야 함
C. 인접 건축물로의 화재 확산이 제한되어야 함
D. 거주자가 건축물에서 탈출하거나 다른 수단으로 구조될 수 있어야 함
E. 구조팀(소방관)의 안전이 고려되어야 함.
3. 위생, 건강 및 환경
4. 사용에서의 안전 및 접근성
5. 소음 방지
6. 에너지 절약 및 효과적인 냉난방
7. 지속가능성을 위한 천연자원의 사용
현재 건축재료에 대한 화재에 관련된 규정
이 중 화재에 대한 규정의 경우 거의 대부분의 나라는 2가지 방식으로 화재에 대한 안전 조건을 요구하고 있다. 첫번째는 화재위험등급재로 각 건축재료에 대해 화재에 대한 등급 또는 수치를 매겨 화재에 대한 안정성을 평가하는 단순한 방식이며 두번째는 성능기반의 요구조건으로 이는 등급기반의 요구사항 보다 유연하게 적용할 수 있어, 등급기반의 요구사항이 적용되기 힘든 복잡하고 대형의 구조물에 적합한 방식이다. 우리나라의 경우 방화 및 내화성능에 대한 기준표를 만들어 건축재료의 사용에 대한 제한을 두고 운영하고 있어 첫번째의 등급에 의한 관리를 하고 있다고 할 수 있다.
하지만 이러한 평가방식에 있어 목재의 화재에 대한 안전성에 대해서는 몇 가지 사항을 고려해야 한다. 특히 목재구조재나 마감재가 처음으로 발화하는 경우는 거의 없으며, 목재가 실제로 타들어가는 시점은 사람들이 다 대피한 이후라는 점이 그것이다. 이처럼 현실적인 재료의 특성을 고려하지 않은 채로 단순한 물리 화학적인 특성만을 가지고 화재에 대한 등급표를 만들어 건축재료의 사용에 규제를 가하고 있는 문제의식을 통해 재료의 화재 안정성에 대해 특별한 규정을 만들 필요가 있다.
유럽의 CWFT 규정
건축재료에 대한 화재위험등급재는 간단하고 적용이 쉬워 이해관계자들이 선호하는 건축재료 관련 규정이다. 하지만 이런 단순한 규정들은 대규모 건축물이나 복잡한 프로젝트의 경우 유용하지 않은 경우도 많다. 특히 안전성과 비용효율성 측면에서는 더욱 그렇다. 이러한 주제는 많은 건축가나 엔지니어 그리고 허가를 담당하는 공공기관에서 매우 관심을 가지고 있는 주제이며, 이에 따라 목재를 사용하고 싶어하는 경우에도 사용에 따른 시험과 검증을 겪어야 하기 때문에 어려움을 겪어 왔다. 이런 문제에 대응하기 위해 유럽에서는 CWFT (Classification Without Further Testing) 규정을 두었는데 이는 말 그대로 추가적인 성능 평가없이 일정 조건을 갖춘 목재에게 화재안정성 등급을 부여하는 제도이다. 여기서의 CWFT규정에서 요구하는 조건은 다음과 같다.
-공칭두께 조건 : Profiles are of nominal thickness ≥ 18mm
-수종밀도 조건 : Species density (수종밀도)is over 390kg/m³
-지지구조 기준 : Back wall/substrate is A1/A2 fire rating and minimum density 10kg/m³*
-공극 기준 : Where the cavity is non ventilated with a depth <20mm or no airgap (eg internal wall panelling), a Euroclass D- s2, d0 substrate may be used.
-밀폐형 클레딩 조건 : The cladding arrangement is of closed jointed type
위와 같은 규정에 적합한 조건을 갖춘 목재중 가공되지 않은 천연 목재(Solid Wood)나 특정 목재 기반 제품은 그 특성상 CWFT에 따라 D 등급으로 구분되게 된다. 이는 목재가 가연성 물질이지만, 위와 같은 조건 하에서는 추가 시험 없이도 D 등급의 화재 반응 성능을 가진다고 인정된다는 의미이다. 유럽 화재규정에서 D 등급은 화재에 대한 반응이 제한적이지만, 여전히 가연성 물질로 분류됨을 나타낸다. 그러나 난연 처리(Fire Retardant Treatment)를 거치거나 특정 방식으로 제조된 목재 제품은 CWFT를 통해 더 높은 등급(예: B 등급)을 받을 수도 있으며, 난연 처리는 목재의 발화 지연 시간을 늘리고 화염 확산 속도를 늦추는 역할을 하여 화재 발생시 더욱 안전한 환경을 만들 수 있다.
목재가 화재에 안전하다는 것은 다양한 경험을 통해서도 알 수 있다. 우리나라의 대형 화재사고를 검색하였을 때 목조건물의 화재로 인한 대규모의 화재피해는 없었으며, 세계적으로도 마찬가지다. 또한 비록 오래 전의 일이기는 하지만 1666년 런던의 4/5가 파괴된 괴멸적인 런던대화재의 경우도 거의 목조건물로 이루어진 건물이 대부분 파괴되었지만 인명피해는 고작 10명 이하 였다고 한다. (물론 반론도 있긴 하지만)
물론 다른 건축자재와는 달리 목재만 특별 취급해 달라는 것은 일반인의 관점에서 좀 무리한 요구일 수도 있다. 하지만 목재의 이용은 단순히 건축자재로서의 이용뿐만 아니라, 목재의 탄소고정으로서의 기후변화 대응, 친환경, 건강에의 유익성 그리고 무엇보다도 자연을 파괴하지 않는 재생가능한 자원으로서의 목재의 역할도 감안했을 때 충분히 고려가능한 대안이라고 생각된다. /나무신문
노윤석
녹색탄소연구소 선임연구원 / 우드케어 이사 / 우드케어 블로그 운영자
서울대학교에서 산림자원학을 전공했다. (주)효성물산, 우드케어, (주)일림에서 재직했다. 현재 한국임업진흥원 해외산림자연개발 현장자문위원과 녹색탄소연구소 수석연구위원으로 활동하고 있다. 라오스, 미얀마, 캄보디아, 인도네시아, 필리핀 등지에서의 산림청, 코트라, 국립산림과학원, 농업진흥청 등의 해외임업과 산림을 이용한 기후대응 및 탄소중립 프로젝트를 수행했다.
