지난 호에서는 주택을 구성하는 주요 공간의 고려사항을 살펴봤다. 아파트처럼 획일적으로 주어진 공간이 아닌, 내가 원하고 바라는 공간 속의 경험을 만들기 위한 고민이었다. 가령, 창에 대한 고민은 외부를 향하는 훌륭한 조망을 만들어내고 내부공간의 활동 영역을 확장시킬 수 있다. 공간에서 기대하는 생활 모습을 잘 정의하는 것만으로도 스타일과 연관된 가구를 결정하게 되고, 그 가구를 배치할 수 있는 공간 계획에 반영될 수 있다. 자신의 생활 패턴을 파악하고 지향하는 주거생활 포인트를 공간 계획에 녹여낼 수 있다면, 비단 공간의 크기와 관계없이 충분히 만족스런 공간 만들기가 가능하다.

진행 이형우 기자 | 글 사진 정승권(플레이서스 대표)

철근콘크리트구조
철근과 콘크리트를 함께 사용해 구조체의 강도를 높이는 방식이다. 철근은 인장력, 즉 양쪽에서 잡아당기는 힘에 강하고 콘크리트는 양쪽에서 누르는 힘, 즉 압축력에 강하다. 이 두 재료의 장점을 복합해 당기고 누르는 모든 외부 힘에 견디는 구조적 방식이다. 장점으로는 내구성이 강하고, 화재와 충격에 견딜 수 있으며, 다양한 형태의 건물 형태 구현이 가능하다는 것이다.
철근콘크리트구조 역시 모듈러공법에 의해 단위 모듈로 제작 가능하다. 공장에서 콘크리트 기둥과 벽 등을 미리 제작해 현장에서 조립 시공하는 PC(사전제작 콘크리트) 구조이다. 다만, 구조가 무겁고 건축 비용이 높은 편이며, 습식시공이 포함되기 때문에 공사 기간이 길고 철근 부식의 우려도 있다.

철골구조
철골구조는 철강 재료를 사용해 구조체를 만드는 구조이다. 장스팬이 가능한 장점이 있어서 대형 구조물이나 적층이 이뤄지는 고층 건물에 유용하다. 철골의 높은 강도와 디자인의 유연성을 지니며 구조적 안정성이 뛰어나다.
부재를 조립하는 가구식 구조로서 공사 속도가 빠른 것이 큰 장점이다. 주로 대형 공장이나 창고 등을 건축할 때 철골 구조체 위를 샌드위치 패널로 마감함으로써 대형 공간을 만들어내는 시공법이나, 주택 시공에도 활용돼 경제성을 높이기도 한다.
다만, 철의 특성상 화재에 취약하며 습기에 의해 부식되기 쉽다. 따라서 방화에 대한 대책과 부식 방지를 위한 처리 방안이 필요하다. 특히, 철은 열전도율이 높기 때문에 단열에 대한 부분이 충분히 고려돼야 한다. 철로 이루어진 구조체가 외부와 충분한 단열층으로 구분되지 않으면 열교현상에 의한 결로 문제가 발생할 수 있다.

목구조
최근 친환경 이슈와 단독주택 수요 증가 추세에 따라 목재를 이용한 주택 구조가 늘고 있다. 가벼운 목재를 통해 조립식으로 짜맞추는 구조로서 건식공법 중 하나이다. 목재 부재의 가공이 용이해 시공 속도가 빠르며, 사용 패턴에 따라 구조 변경 및 건물 형태 변경이 용이하다. 목조구조는 강도와 내구성이 다른 공법보다 낮아 대형 건물에는 적합하지 않지만, 단독 및 소형 주택에는 적합하며, 시공 비용도 저렴한 편이다. 미국, 캐나다, 일본 등지에서 널리 사용되는 공법으로 국내에서도 이미 대중화된 시공 방법이다.
일단 목재 자체가 갖고 있는 장점이 많다. 단열 성능이 뛰어난 데다 벽체 내에 추가 단열재를 삽입해 단열 성능을 더욱 강화할 수 있다. 더욱이 목재는 자연 재료로 재생 가능하고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경적이다. 탄성에 따른 구조적 유연성을 지니고 있어 지진이나 바람에 대한 저항성도 상대적으로 우수하다. 다만, 목재는 화재에 취약하기 때문에 재료의 방화 처리 및 내화 성능이 강화된 자재 사용이 필요하다. 또한 습기, 해충 등의 영향을 받을 수 있기 때문에 유입 방지를 위한 시공 디테일을 고려해야 한다.
이러한 장단점에 따라 목조구조는 현재 국내에서 3층 이하의 소규모 건물에 주로 적용되고 있으며, 대규모 또는 고층 건물의 건축구조 방식으로는 아직 대중화되지 않았다.

건축구조 선택 기준
그렇다면 앞서 살펴본 가장 대표적인 건축구조 중 어떤 것이 과연 가장 좋을까? 가장 많은 질문 중 하나이다. 건축구조를 선택할 때는 다양한 요소를 고려해야 하며, 건물의 목적, 주변 환경, 예산, 안전성 등을 고려해야 한다.

① 건물의 용도
주거용_ 주택이나 아파트 같은 주거용 건물은 안전성과 단열성 그리고 생활의 편리성이 중요하기 때문에 경량목구조나 철근콘크리트 구조가 많이 사용된다.
상업용_ 상업용 건물은 넓은 공간과 큰 하중을 견딜 수 있는 구조가 필요하기 때문에 철골구조나 철근콘크리트구조가 주로 선택된다.
산업용_ 창고, 공장 같은 산업용 건물은 넓은 면적과 고강도의 재료가 필요하기 때문에 철골구조나 프리캐스트 콘크리트구조가 주로 사용된다.

② 건축 예산
재료비용_ 건축 재료의 비용은 건축구조별로 큰 차이가 난다. 예를 들어, 철근콘크리트구조는 초기 비용이 높지만, 유지보수 비용은 낮은 편이다. 반면, 목조구조는 초기 비용이 상대적으로 낮지만 유지관리 비용이 추가될 수 있다.
시공비용_ 건축구조에 따라 시공 속도와 방법이 다르므로 인건비와 공사 기간이 예산에 영향을 미친다. 철골구조나 프리캐스트 콘크리트구조는 공사 속도가 빠르지만 초기 자재비가 높을 수 있다.

③ 지반 및 기후 조건
지반조건_ 건축하는 토지 지반이 어떤지에 따라 구조를 선택해야 한다. 약한 지반에서는 가벼운 구조를 선택하거나 지반 보강이 필요한 철근콘크리트구조를 사용할 수 있다.
기후조건_ 지역의 기후 역시 건축구조 선택에 영향을 미치는데 추운 지역은 단열 성능이 뛰어난 목조구조나 콘크리트구조가 유리하고, 더운 지역은 냉각 효율을 높이기 위한 철근콘크리트구조나 철골구조가 적합할 수 있다. 지진이 우려되는 지역은 내진 성능이 뛰어난 철골구조나 경량목구조가 효율적이다.

④ 내구성 및 유지관리
내구성_ 건축물의 수명과 관련이 있는 부분으로서 철근콘크리트구조는 장기적으로 매우 내구성이 뛰어나지만, 철골구조는 부식 방지 처리가 필요하다.
유지관리 비용_ 목재구조는 습기와 해충에 취약해 유지관리 비용이 발생할 수 있으며, 철골구조는 부식에 대비한 주기적인 유지관리가 필요하다.

⑤ 건축물의 디자인 및 유연성
디자인 요구_ 건축구조는 디자인의 유연성에도 영향을 준다. 예컨대 철근콘크리트구조는 다양한 형태를 구현하는 데 유리하고, 철골구조는 큰 개방형 공간을 만드는 데 적합하다.
확장성_ 건물의 확장 또는 개조 가능성을 염두에 두는 경우, 철골구조나 목조구조는 비교적 유연한 확장이나 구조 변경이 가능하다.

⑥ 구조적 안정성
하중_ 건물의 무게와 그 위에 가해지는 하중을 고려해 구조를 선택해야 한다. 특히, 다층 건물의 경우 철근콘크리트나 철골 구조가 많이 사용된다.
내진설계_ 지진 위험이 있는 지역에서는 내진설계가 중요한 기준이 된다. 철골구조는 유연성이 있어 지진에 잘 대응하며, 철근콘크리트구조도 내진설계를 통해 안정성을 확보할 수 있다.

⑦ 친환경성
재료의 친환경성_ 친환경 건축을 고려한다면 재생 가능한 목재나 에너지 효율이 좋은 자재를 사용하는 경량목구조가 유리하다. 철근콘크리트나 철골 구조는 상대적으로 환경에 부담을 줄 수 있다.
에너지효율_ 건물의 단열 성능은 구조 선택에 영향을 미친다. 목재는 단열성이 좋고, 철근콘크리트는 열 보존 능력이 뛰어난 편이다.

⑧ 법규 및 규제
건축법 규제_ 지역별 건축법규에 따라 허용되는 구조 방식이 다를 수 있다. 특히, 고층 건물이나 대형 건축물은 법적 기준에 맞춰 구조를 선택해야 한다.
화재 안전규정_ 목조구조는 화재 안전기준을 충족시키기 위해 추가적인 방화 처리가 필요할 수 있다.

⑨ 시간적 요인
공사 기간_ 빠른 시공이 필요한 경우, 철골구조나 프리캐스트 콘크리트구조가 적합하다. 목조구조 역시 상대적으로 빠르게 완성할 수 있는 반면에 철근콘크리트구조는 공사 기간이 길어질 수 있다.

이번 호에서는 건축구조의 대표적인 종류와 각 장단점, 그리고 건축구조 방식을 선택함에 있어서 고려해야 하는 부분을 살펴봤다. 단순히 어떤 구조가 가장 좋다고 말할 순 없다. 논의된 기준들을 종합적으로 고려해 건물의 용도, 예산, 지역 환경 등에 맞는 적절한 구조를 선택하는 것이 중요하다고 할 수 있겠다.