십자가로 건축하는 것의 5가지 이점

Jul 22, 2023

인간이 유발한 기후 변화의 주요 원인 중 하나인 건설이 전 세계 탄소 배출량의 거의 40%를 차지하므로 설계자, 건축업자 및 기타 업계 이해관계자는 재생 가능한 재료와 지속 가능한 설계를 프로젝트에 통합하여 환경 발자국을 줄이기 위해 노력하고 있습니다.

교차적층목재(CLT)는 미국 전역의 주거용 및 상업용 구조물 모두에서 인기 있는 재료로 떠오르고 있습니다. 원래 1990년대 유럽에서 개발된 CLT는 여러 겹의 구조용 목재를 십자형으로 배열하고 접착하여 만든 목재 제품입니다.

CLT는 5배 더 가벼우면서도 콘크리트와 비슷한 강도 대 중량 비율을 갖는다는 점에서 독특합니다. CLT가 국제 건축법에 처음 포함된 2015년부터 이 재료는 벽, 지붕, 바닥, 심지어 천장을 형성하는 지속 가능한 대안으로 사용되었습니다.

NC 주립 천연자원 대학 산림 생물 재료학과의 Reuben B. Robertson 교수인 Steve Kelley는 최근 미국 산림 제품 연구소와 협력하여 높은 목재 건물에 CLT를 사용할 때의 재정적, 환경적 이점과 비용을 조사했습니다.

우리는 바이오매스로부터 에너지와 재료의 지속 가능한 생산에 초점을 맞춘 연구를 진행하고 있는 Kelley와 이야기를 나누면서 내화성, 내진성, 탄소 격리에 이르기까지 주택 및 기타 구조물 건설에 CLT를 사용하는 이점에 대해 자세히 알아봤습니다. 우리가 알아낸 내용은 다음과 같습니다.

대부분의 과학자들은 석탄과 같은 화석 연료나 에너지용 천연가스의 연소와 같은 인간 활동으로 인한 온실가스 배출이 지난 세기 동안 지구 온난화를 가속화했다는 데 동의합니다.

건축 자재 제조는 전 세계 온실가스 배출량의 11%를 차지하며, 시멘트 1톤을 생산하면 대기 중 가장 풍부한 온실가스인 이산화탄소가 약 1톤 배출됩니다.

CLT는 목재로 만들어졌기 때문에 건물 수명 동안 탄소를 저장할 수 있으며 추가 탄소를 포집할 수도 있습니다. 실제로 연구원들은 하이브리드 중층 CLT 상업용 건물이 건물 설계에 따라 지구 온난화 가능성을 15~26% 감소시키는 것으로 나타났습니다.

Kelley는 목재는 강철이나 콘크리트만큼 에너지 집약적이지 않기 때문에 CLT 제조 공정에서 탄소 배출량이 적다고 말했습니다. 또한 지속가능하게 관리되는 산림에서 목재를 수확할 때 CLT는 순환적인 탄소 순환을 생성합니다.

숲은 탄소 흡수원 역할을 합니다. 나무는 대기에서 이산화탄소를 제거하고 광합성을 통해 이를 나무로 변환합니다. 나무를 베어 건물을 짓는 데 사용하면 나무는 계속해서 구조물에 탄소를 저장합니다.

토지 소유자가 나무를 베어낼 때마다 한두 그루의 새로운 나무를 심는 경우, 새로운 성장은 나무가 수확되어 CLT 패널로 구조물에 통합될 때까지 지속되는 또 다른 탄소 격리 주기를 시작합니다.

매년 미국 전역에서 수십만 건의 구조물 화재가 발생하므로 건설 프로젝트에 가연성 목재를 사용하기로 한 결정은 위험해 보일 수 있습니다. 그러나 연구에 따르면 적절하게 설계된 CLT 구조물은 상당한 내화성을 제공하는 것으로 나타났습니다.

Wood and Fiber Science 저널에 발표된 2019년 연구에 따르면 CLT 구조는 붕괴되기 전까지 90분 이상 연소를 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 이에 비해 단층 목조 주택은 단 17분 만에 무너졌습니다.

Kelley는 CLT가 모닥불 위의 큰 통나무처럼 작동하며, 두꺼운 패널이 충분히 천천히 타서 건물이 화재에 노출될 때 장기간 구조적으로 안정적으로 유지된다고 말했습니다.

CLT 패널의 표면은 불에 노출되면서 검은색 '숯'층이 형성됩니다. 이 층은 단열재 역할을 하여 패널의 연소되지 않은 코어가 과도한 온도 상승을 경험하지 않도록 보호합니다.

Kelley는 "CLT 패널을 두껍게 만들수록 보호용 숯 층을 더 잘 형성할 수 있습니다"라고 말했습니다.