지속가능성

매스팀버가 고층 목조 건축을 가능하게 한다

게시일 2024년 11월 8일

업데이트일 2026년 10월 11일

작성자

Jonathan Schramm

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탄소 집약적인 철강 및 콘크리트 대체

현대 건축에서는 콘크리트와 철강이 널리 쓰입니다. 설계·시공 경험이 풍부하고 여러 용도에 적합하지만, 생산 과정의 배출과 자원 사용을 줄여야 한다는 과제도 있습니다.

콘크리트 구조물의 수명은 설계, 환경, 시공과 유지관리 조건에 따라 달라집니다. 수십 년이 지나면 반드시 전부 철거해야 하는 것은 아닙니다. 헴프 기반 재료나 그래핀을 활용한 콘크리트 등 새로운 접근도 연구되고 있으나 각 기술의 구조적 용도와 상용화 수준은 다릅니다.

철강과 시멘트 생산은 중요한 탄소 배출원입니다. IEA의 2020년 분석은 두 산업이 각각 에너지 시스템 CO₂ 배출의 약 7%를 차지한다고 설명합니다. 원문의 158%라는 수치는 잘못되었습니다. 저배출 수소, 전기화, 탄소 포집 등 다양한 감축 방법이 개발되고 있습니다.

목재는 건설재의 한 대안입니다. 나무가 자라면서 흡수한 탄소를 제품에 저장할 수 있지만, 모든 목재 건축이 자동으로 탄소 음수인 것은 아닙니다. 산림 관리, 제조, 운송, 사용 기간과 폐기까지 평가해야 합니다.

목재의 한계

목재는 오랫동안 건축에 사용되어 왔습니다. 재생 가능한 공급과 장기적인 탄소 저장이 가능하지만 지속 가능한 산림 관리가 전제되어야 합니다.

대형 목조 건물에는 화재, 구조, 습기 등의 과제가 있어 전통적으로 다른 재료가 선택되기도 했습니다.

가연성: 전통적인 목조 건물은 화재 확산에 취약할 수 있습니다.
- 목조 건물이 밀집한 도시에서는 1666년 런던 대화재처럼 큰 피해를 낳는 화재가 발생했습니다. 현대 건물의 위험은 당시 도시 조건과 구분해서 평가해야 합니다.
전통 목구조의 구조 방식과 재료 크기는 고층화에 제약을 주었습니다.
습기를 제대로 관리하지 못하면 곰팡이와 부후가 생겨 구조 성능이 저하될 수 있습니다.

공학목재를 활용하는 매스팀버(mass timber)는 이런 과제에 대응하는 현대적인 건축 방식입니다. 적절한 설계와 방재·유지관리가 여전히 필요합니다.

매스팀버란?

매스팀버는 작은 목재 부재를 접착제나 기계적 접합 등으로 결합해 큰 구조용 부재를 만드는 방식입니다. 직교집성판(CLT)은 층의 목리 방향을 교차시켜 만든 판재이며, 집성재 보 등 다른 제품도 포함됩니다. 단순히 합판을 크게 만든 것과 같지는 않습니다.

출처: Naturally Wood

작은 목재를 조합하면 매우 큰 나무 한 그루에 의존하지 않고도 대형 부재를 만들 수 있습니다. 그렇다고 모든 공급망이 원시림 벌채를 자동으로 피하는 것은 아니며 원산지와 인증 확인이 중요합니다.

독일과 오스트리아 등의 제조업체들은 수십 년 동안 작은 목재를 못, 장부와 접착제로 결합해 큰 구조용 부재를 만드는 기술을 발전시켰습니다.

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놀라운 성능

제품과 제조시설에 따라 길이 수십 미터의 보나 두꺼운 CLT 판을 제작할 수 있습니다. 50미터 보와 50센티미터 판 등의 수치는 특정 제품·설계 범위이지 모든 매스팀버에 적용되는 규격은 아닙니다.

출처: Stora Enso

일부 공학목재는 우수한 중량 대비 강도를 가집니다. 그러나 모든 하중 조건에서 강철보다 강하다고 단정할 수는 없습니다. 강도, 강성, 좌굴, 접합부와 내화 성능 등을 함께 설계해야 합니다.

고층 매스팀버 건물은 목재와 철강·콘크리트를 혼합해 필요한 구조 성능과 공간 효율을 확보하기도 합니다.

고층 목재 건물

밀워키의 25층 Ascent는 2022년 완공 당시 세계에서 가장 높은 매스팀버 하이브리드 건물로 알려졌습니다. 높이 기록과 건물 분류는 시점과 기준에 따라 달라집니다.

출처: Thornton Tomasetti

기사에서 인용한 당시 집계는 전 세계에 완공 또는 건설 중인 8층 이상 매스팀버 건물 84개와 제안 단계 55개를 제시했습니다. 최신 현황이나 확정된 완공 수와 구분해야 합니다.

해당 집계에서는 유럽 비중이 약 70%였으며 북미에는 목재·철강·콘크리트 혼합 구조도 많았습니다. 이는 특정 표본과 기간의 분포입니다.

2021년판 IBC는 조건을 충족하는 일부 매스팀버 건축 유형에 대해 최대 18층을 허용하는 규정을 포함했습니다. ICC가 발행하는 국제건축기준(IBC)은 모델 코드이며, 실제 적용은 각 관할 당국의 채택과 수정에 달려 있습니다.

따라서 표준화된 승인 경로가 확대될 수 있지만, 모든 지역에서 별도 검토 없이 고층 목조 건축이 허용되는 것은 아닙니다.

산업시설에서도 활용이 늘고 있습니다. 예를 들어 마이크로소프트는 CLT를 사용하는 데이터센터 프로젝트를 발표했습니다

화재 안전

고층 매스팀버 규정은 내화 성능을 입증하는 연구와 시험을 바탕으로 합니다. 대피, 소방 활동, 접합부, 가연성 면 노출과 보호층을 함께 고려해야 합니다.

요구 내화시간은 건축 유형과 부재에 따라 다릅니다. 모든 고층 건물의 모든 부재에 동일하게 3시간이 적용되는 것은 아닙니다.

두꺼운 목재 부재는 얇은 목재와 다른 연소 거동을 보이지만, 목재 자체가 불연재가 되는 것은 아닙니다.

가열로 시험과 실물 규모 화재시험은 부재와 시스템의 거동을 평가합니다. 시험 결과는 정해진 조건에서의 성능이며 실제 모든 화재 상황에 대한 무조건적 안전 보장은 아닙니다.

두꺼운 목재의 내화 설계에는 다음과 같은 특성을 고려합니다.

표면의 탄화층은 내부로 전달되는 열을 줄여 잔존 단면의 하중 지지에 도움을 줄 수 있습니다.
부재 두께, 탄화 속도, 접착층과 접합부가 중요합니다. 내부 산소 부족만으로 내화 성능이 설명되거나 보장되지는 않습니다.

매스팀버의 기회

지속 가능한 목재는 일부 철강·콘크리트 사용을 대체하고 건축의 내재탄소를 줄일 가능성이 있습니다. 성능은 재료와 공급망, 설계에 따라 달라집니다.

가벼운 건물

목재는 콘크리트보다 밀도가 낮아 구조물의 자중을 줄일 수 있습니다. 실제 부재 크기와 하중은 강성, 화재와 진동 등 여러 조건을 함께 검토해야 합니다.

스톡홀름의 고속도로 터널 상부에 지어진 Cederhusen 같은 프로젝트는 경량 구조의 활용 사례입니다. 모든 더 무거운 설계가 물리적으로 불가능했다고 일반화할 수는 없습니다.

출처: Stora Enso

열 차단

목재는 금속보다 열전도율이 낮아 열교를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 건물의 에너지 성능에는 추가 단열, 기밀성과 창호 등도 중요합니다.

탄소 포집

브리티시컬럼비아의 18층 Brock Commons Tallwood House는 목재와 콘크리트를 함께 사용한 사례입니다.

소개 자료의 약 2,432톤 CO₂ 수치는 목재에 저장된 탄소와 비교 구조 대비 회피된 배출을 합산한 추정치입니다. 대략 ^{4분의 1}은 대체 재료의 배출 회피에, 나머지는 목재의 탄소 저장에 해당한다는 설명이며, 두 항목은 같은 종류의 배출 감축이 아닙니다.

목재의 탄소 저장 기간은 사용과 재활용, 폐기 방식에 달려 있습니다. 영구적인 탄소 흡수원이라고 단정할 수 없습니다. 콘크리트 건물도 유지관리로 수명이 달라지므로 반드시 50~70년마다 전면 재건된다는 비교는 부정확합니다.

미학

노출 목재의 따뜻한 질감과 외관을 선호하는 사람도 있습니다. 미적 선호는 개인과 문화에 따라 다릅니다.

일부에서는 브루탈리즘 건축에 대한 비판도 제기합니다. 하지만 목재 사용만으로 지역의 활력이나 부동산 가격 상승이 보장되지는 않습니다.

Ted Kesik은 목재의 따뜻한 외관과 자연스러운 변화가 시각적 매력이 될 수 있다고 설명했습니다.

Ted Kesik — 토론토대학교 매스팀버 연구소의 건축과학 연구자

매스팀버의 과제

매스팀버는 기존 고층 건물과 다른 설계·시공 특성을 가지므로 초기부터 통합적인 검토가 필요합니다.

건설 방법

공장 제작 부재는 건물 설계에 맞춰 미리 가공할 수 있습니다.

통합 설계에서는 건축가, 구조기술자, 제조업체와 시공사가 치수, 접합과 설치 순서를 조기에 조율합니다.

컴퓨터 제어 장비로 구멍과 접합부를 정밀하게 가공해 현장 조립에 대비할 수 있습니다.

사전 계획과 조립 공정은 현장 시간을 줄일 수 있습니다. 다만 40% 단축 같은 수치는 특정 비교와 프로젝트 조건에 따른 것이며 모든 건물에 적용되는 보장은 아닙니다.

Ted Kesik은 개별 부재를 공장에서 제작해 현장에서 조립하는 방식을 자동차 생산이나 대형 조립식 가구에 비유했습니다. 실제 건물에는 별도의 구조·시공 검토가 필요합니다.

Ted Kesik — 토론토대학교 매스팀버 연구소의 건축과학 연구자

습기 & 곤충

습기와 생물학적 손상은 중요한 관리 대상입니다. 화재 위험과 단순히 우열을 비교하기보다 각각의 방지 대책을 설계해야 합니다.

운송·보관·시공 중 젖지 않도록 보호하고, 젖었을 경우 적절히 건조시켜야 합니다.
외피, 배수, 환기와 실내 습도 관리를 함께 계획해야 합니다.
지붕 누수와 침수 등 물 피해의 위험 및 점검·수리 방법을 고려해야 합니다.

해충 대책은 수종과 지역 조건에 맞춰 선택합니다. 필요한 경우 허용된 방충 처리와 물리적 장벽을 사용할 수 있으며 모든 목재에 일률적인 농약 처리가 필요한 것은 아닙니다.

소음

바닥 충격음과 공기 전달음에는 별도 설계가 필요합니다. 목재가 모든 종류의 소리를 동일하게 잘 전달하는 것은 아닙니다.

층간 구성, 흡음·차음재, 연결부의 진동 전달 차단과 벽체 분리 등을 통해 음향 성능을 확보할 수 있습니다.

대량 채택을 향한 움직임?

매스팀버는 일부 건물에서 경량화와 탄소 저감에 기여할 수 있습니다. 모든 면에서 항상 더 지속 가능하거나 도시 대부분의 건물을 곧 대체한다는 뜻은 아닙니다. 확대에는 다음 요소가 필요합니다.

새로운 국제 규범을 반영하도록 지역 건축 규정 개정.
건축가와 건설업자를 위한 교육 및 훈련.
매스팀버 제품을 위한 제조 역량과 품질관리 확충.
목재가 지속 가능한 방식으로 재배되는지 확인하는 견고한 인증 시스템 유지.

확산 속도는 비용, 공급망, 건축 규정, 인력과 수요에 달려 있습니다. 탄소 정책이 영향을 줄 수 있지만 일정이 보장되지는 않습니다.

매스팀버 관련 투자

매스팀버 제품을 만드는 상장기업도 있습니다. 예를 들어 Stora Enso가 관련 제품을 제공합니다. 따라서 상장 제조업체가 전혀 없다는 원문 주장은 잘못되었습니다.

산림, 목재 가공, 공학목재 등 공급망의 여러 부분에 투자할 수 있습니다. 어느 방식이 가장 좋은지는 투자 목적과 위험에 따라 다릅니다.

관련 주식은 이를 취급하는 증권사를 통해 거래할 수 있습니다. securities.io에서 다음 지역 투자자를 위한 증권사 비교도 확인할 수 있습니다. 미국, 캐나다, 호주, 영국, 그 밖의 여러 국가.

개별 주식 대신 iShares Global Timber & Forestry ETF (WOOD) 또는 Invesco MSCI Global Timber ETF (CUT) 같은 목재·산림 관련 ETF를 살펴볼 수도 있습니다. 보유 종목과 비용, 거래 가능 여부를 확인해야 하며 분산투자가 손실을 막아 주지는 않습니다.