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그러나 무엇보다도 건물을 만드는 재료로서 갖추어야 할 조건으로서 자연재해나 화재 등의 재해로부터 안전해야 할 것과 내구성이 있어 장시간 사용이 가능하고 경제적일 것, 그리고 공급이 용이하고, 가공이나 활용도가 높은 재료라야 건축재료로서 훌륭한 재료가 될 수 있다.
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메인 영상 – https://www.youtube.com/watch?v=bsQBSVJoV04\u0026t=345s
병원 코르크 – https://architizer.com/blog/inspiration/collections/cork/
코르크 위키 – https://en.wikipedia.org/wiki/Cork_(material)
코르크 열화학적 분해 – https://www.researchgate.net/publication/226812544_The_thermochemical_degradation_of_cork
코르크 방음 – https://www.cancork.com/cork-natural-soundproofing-material-for-floor-and-walls/
코르크 단열성능 – https://www.insulation-info.co.uk/insulation-material/cork-insulation
유리섬유 단열 – http://www.publicdesignjournal.com/files/catalogue_201117.pdf
코르크 화학식 – https://www.corkor.com/blogs/corkor/72696197-what-is-cork
코르크업체 사이트 – http://www.whycork.co.kr/01_sub/01_sub.html
코르트 껍질 논문 – https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2016.00063/full
커피 껍질 기사 – https://www.smh.com.au/business/consumer-affairs/huskee-cup-made-of-discarded-coffee-husk-is-the-latest-coffee-cup-alternative-20170721-gxftka.html
커피 껍질 1 – https://www.dezeen.com/2021/05/14/coffee-houses-construction-affordable-homes-video/
커피 껍질 2 – https://www.youtube.com/watch?v=WdXLG_W9a6I
커피 껍질 3 – https://www.fastcompany.com/90604018/now-your-coffee-habit-can-help-build-houses
커피 껍질 4 – https://www.goodnewsnetwork.org/houses-in-colombia-are-being-made-by-woodpeckers-coffee-husk/
커피 껍질 연구 논문 – https://www.mdpi.com/2076-3417/10/18/6468/htm
바이오폴리머 – http://2016.igem.org/Team:Evry/HP/Gobelets
신문 나무 – https://www.pinterest.co.kr/pin/498421883730037404/
균사체 3d 프린팅 – https://3dprint.com/7279/3d-print-fungus-mycelium/
균사체 3d 프린팅 영상 – https://www.youtube.com/watch?v=W8tpiWSZfm0
조류(藻類, Algae) 바이오 매스 – http://www.renewableenergyfocus.com/view/931/biomass-from-algae/
함부르크 조류 건물 기사 – https://www.nytimes.com/2013/04/25/business/energy-environment/german-building-uses-algae-for-heating-and-cooling.html
조류 건축 난방비 – https://www.ecomena.org/algae-powered-buildings/
해료류의 바이오에너지의 경제적 가치 – https://eiec.kdi.re.kr/publish/naraView.do?cidx=10771
한국지역난방공사 미세조류 – https://www.enewstoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=1446977
미세조류의 영양적 가치 – https://www.youtube.com/watch?v=ig5KcI_11u0
미세조류 재배의 해외사례 – https://www.youtube.com/watch?v=2JguLRn5v38
미세조류 재배의 한국사례 – https://www.youtube.com/watch?v=SHvLNAXFj-A
CCUS 기술 – https://news.kotra.or.kr/user/globalBbs/kotranews/782/globalBbsDataView.do?setIdx=243\u0026dataIdx=187066
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[전문가 길라잡이]미래의 건축재료 – 경향신문
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주제에 대한 기사 평가 건축 재료 특징
- Author: 아키뉴런 (Archi Neuron)
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- Date Published: 2021. 9. 26.
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1. 개념 및 정의
1) 건축재료의 정의
건축재료는 건축물을 구성하기 위해 사용되는 모든 천연 및 인공재료의 총칭이다.1)
현대 건축에서의 건축재료는 건축공사에 있어서 기초, 지정, 구조체, 지붕, 외벽, 바닥, 등의 건축물 각부에 사용되어 건축물을 구성하는 재료 및 부속재료를 포함하여 건축재료라고 한다.2) 인류는 안전한 주거생활을 위하여 환경에 적응할 수 있도록 건축을 하기 시작하였다. 초기에는 흙, 나무, 돌 등과 같은 주변의 손쉬운 재료를 이용하였으나 인류의 발전과 더불어 현대에 이르기까지 다양한 재료를 통해 건축기술을 발전시켜왔다. 그러나 무엇보다도 건물을 만드는 재료로서 갖추어야 할 조건으로서 자연재해나 화재 등의 재해로부터 안전해야 할 것과 내구성이 있어 장시간 사용이 가능하고 경제적일 것, 그리고 공급이 용이하고, 가공이나 활용도가 높은 재료라야 건축재료로서 훌륭한 재료가 될 수 있다.
2) 건축재료학
건축재료학(建築材料學, construction materials)은 건축물에 사용되는 다양한 재료들의 물리적 특성과 역학적 성능, 미적 활용도 등을 명확하게 규명하여 합리적이고 안전하게 사용할 수 있는 방법을 체계적으로 연구하는 학문이다. 따라서 건축재료학은 건축에 사용되는 용도에 따라 각종 재료들을 종류별로 구분하고, 각 재료들의 구조나, 조직, 성분 등을 물리적으로 규명할 뿐 아니라, 공학적으로 화학적, 물리적, 역학적 성질의 파악을 통하여 합리적 이용방법을 연구하며, 이를 바탕으로 경제적이고 물성이 우수한 재료를 개발하여, 건축에 합리적으로 이용하는 방법을 연구하는 학문이다. 그러나 재료학이라고 해서 재료 그 자체에만 국한된 것이 아니라, 건물의 사용목적에 부합하기 위하여 사용적인 측면인 인간공학적 측면과 환경적 측면과의 연계성도 중요시되어 연구되고 있다.
2. 역사와 발전단계
건축재료의 역사는 인류가 주거생활을 하기 시작하던 원시시대의 흙과 나무 등의 자연소재를 사용하면서부터 시작하여 현대에 이르는 오랜 역사를 가지고 있으나, 학문으로서의 체계는 근현대에 이르러서야 그 면모를 갖추고 있다. 산업혁명 이후에 재료의 발전은 급속도로 발전하게 되었으며, 재료의 변화에 따른 다양한 건축기법들도 빠르게 발전하게 되었다.
1) 순수재료로서 사용
인류는 처음 주거생활은 토굴이나 동굴 같은 자연지형을 이용하여 생활하였으나 생활반경의 확대로 점차 건축물을 축조하기 시작하였다. 초기 주거현태에서 나타나는 재료의 사용으로는 나무, 흙, 돌 등의 주변에 구하기 쉬운 재료들을 자연 상태 또는, 크기나 모양을 필요에 의해 다듬어 사용하는 정도로서 사용되었다.
2) 합성, 가공재료의 사용
자연 상태로서 재료만을 사용하던 인류는 보다 내구성이 강하고 사용하기 좋은 건축재료를 연구하기 시작하였고 목재와 돌, 흙이 주 건축재료였던 과거와 달리 벽돌, 콘크리트 등의 가공재료가 등장하기 시작하였다.
(1) 벽돌의 발달
흙을 원시적으로 사용하였던 방법 중에서 짚을 넣어 벽돌을 만드는 작업에 대하여 문서로 기록되어 있는 것은 BC 1500년경 이집트의 국고성 비돔과 라암셋을 건축할 때 이스라엘 노예들의 고역으로 흙이기기와 벽돌굽기가 있었다는 기록이 구약성경에 기록되어있다.3) 원시적인 방법으로서의 벽돌제작은 흙을 틀에 넣고 성형하는 초기단계에서부터 발전하여 흙에 짚이나 다른 물질을 첨가함으로서 상대적으로 전단강도에 취약한 부분을 보강하기 시작하였다. 이후 불의 사용으로 흙을 불에 구우면 강도가 높아지는 물리적 성질을 알게 되었고 소성벽돌이라는 멋진 건축재료를 만들게 되었다. 벽돌이 건축재료로서 본격적으로 많이 사용된 시기로는 로마시대로서 벽돌의 재료적 특성상 곡선건축물의 건축에 매우 유용하게 사용함으로서 아치, 볼트 등의 건축기술의 발전을 이끌었으며, 대형 스팬의 구성에 유용하게 사용되었다.
(2) 콘크리트의 발달
로마건축에 있어서 재료학적으로 큰 의미를 주는 것은 벽돌의 발전과 함께 콘크리트의 발전을 말할 수 있다. 그러나 최초의 시멘트 사용은 아프리카에서 시작되었다. 이집트의 피라미드(BC 2700년경)에서 석고와 석회를 섞은 자연 시멘트를 돌을 접합하는 재료로 사용하였다. 로마시대에는 소석회와 화산재를 혼합한 시멘트에 모래, 자갈을 섞어 콘크리트를 만들어 사용하였으며, 접합재로 사용 할 뿐 아니라 점차적으로 벽체와 지붕에 보강재나 구조재로서도 사용하게 되었다.
3) 산업혁명과 건축재료의 발달
근대 산업혁명 이후의 건축재료로서 가장 큰 변화는 철의 다량생산으로 인한 철골의 사용과 철근콘크리트의 발전이라 말할 수 있다.
(1) 철재의 발전
산업혁명은 철의 대량생산과 더불어 제품의 기계화로 인해 철재 제품의 다양화와 규격화가 이루어지게 되었다. 건축기술 또한 발전하여 더욱 다양한 제품들이 요구되었을 뿐 아니라 제조기술의 발전도 견인하였다. 특히 철골재와 철골구조기술의 발전은 근대건축에 커다란 영향을 끼쳤으며, 판유리의 대량생산과 함께 건축에 널리 쓰이게 되었다. 이시기의 작품으로서 런던대박람회에 출품되었던 크리스털 팰리스(Crystal Palace)나 1889년 알렉상드르 구스타프 에펠(Alexandre Gustave Eiffel)의 작품인 파리 에펠탑 과 같은 대형 철재 건축물과 아르누보 양식의 작품들을 대표적인 작품으로 말할 수 있다.
(2) 철근콘크리트의 발전
1811년 프랑스인 비캇(Vicat)가 인공적으로 탄화석회와 점토를 혼합하여 고온 가열한 후 분쇄하여 수경성 결합체를 얻는데 성공하였으며, 1824년 요제프 아스피딘(Josef Aspdin)에 의해 포틀랜드 시멘트를 개발하였는데, 이것이 포틀랜드 시멘트라 불리게 된 것은 포틀랜드 지역에서 생산되는 석재와 색상이 유사하였기 때문이다.4)
콘크리트는 이런 시멘트에 모래, 자갈, 물을 적당히 배합하여 경화시킨 것을 말하며, 1832년 영국의 마크 이점바드 부르넬(Marc Isambard Brunel)경이 아치 구조에 사용하였으며, 1834년 프랑스에서 학교와 교회건축에 사용되었다.
철근콘크리트는 1854년 프랑스인 조지프 루이스 람보트(Joseph Louis Lambot)가 철망으로 보강한 보트를 제작하여 최초로 파리박람회에 출품하였다. 그 후 정원사인 조지프 모이어(Joseph Moier)는 콘크리트 파이프, 수조, 평판, 교량에 대해 특허를 받았다. 미국의 법률가 태디어스 하이야트(Thaddeus Hyatt)는 콘크리트 보와 슬라브의 휨, 수축, 철근의 팽창계수 등을 실험을 통하여 정리하였고, 최초로 미국에서 워드(W. E. Ward)에 의해 철근콘크리트 주택이 건축되었다.5) 압축강도가 높고 성형을 통해서 자유로운 마감성에 대한 매력은 근대 모더니즘 건축가들에겐 큰 유혹이었으며, 거의 모든 건축가들에게 널리 사용되기 시작하였다.
4) 현대의 건축재료
(1) 고성능 자재의 발전
사회의 발전과 함께 건축기술도 눈부시게 발전하고 있다. 미국의 시카고나 뉴욕의 마천루에서만 볼 수 있던 초고층 빌딩이 이제는 미국뿐 아니라 전 세계 모든 지역에서 볼 수 있게 되었다. 이런 초고층 건물의 건축을 가능케 하는 것은 건축자재의 고성능화에서 시작되었다. 150~300fgk/㎠의 일반 콘크리트의 강도보다 훨씬 강도가 높은 1000fgk/㎠ 이상의 초고강도 콘크리트가 개발되고, 철근 또한 인장강도가 매우 높은 고강도 철근이 개발됨으로서 초고층 건축물이 가능하게 되었다. 이런 강도의 차이는 공간을 구성하는 각 부재의 크기를 결정하는데 중요한 요소가 된다. 강도가 적은 재료는 하중을 감당하기 위해서 부재의 크기가 커야하고, 스팬의 간격을 줄여야 하므로 그만큼 공간의 사용 효율성을 떨어지게 되며, 초고층의 경우에는 아래층에 부담되는 하중의 크기 때문에 저층에서 실제 공간 효율성이 없어지게 되기 때문이다.
(2) 화학재료의 발전
현대 건축의 경우 과거와 다른 또 하나의 특징은 화학재료의 사용을 들 수 있다. 고전 건축물에 있어서 돌을 사용할 때에 그것은 구조제 역할을 하였다. 그러나 현대 건축에 있어서 석재는 구조재로서 쓰이는 경우는 별로 없다. 오히려 장식재로서 얇은 판재로서의 사용이 대부분이기 때문인데 이럴 때 일반적으로 콘크리트 구조체에 철재 프레임을 세우고 그 위에 케미컬 본드를 이용하여 접착한 후 실리콘으로 틈새를 충진하게 된다. 이때 사용하는 본드나 실리콘 등은 모두 화학재료로서 과거에는 사용하지 않았던 재료들이다. 이런 화학재료는 건식시공법과 함께 나날이 개발되고 발전하고 있다. 그뿐 아니라 기존 자재에 있어서도 자재의 성능을 높이기 위해 첨가물로서 화학재료를 첨가하는 경향이 높아지고 있다. 콘크리트의 경우에도 필요에 따라 유동화제, 섬유 보강재, 플라스틱 보강재 등의 화학물질이 첨가되기도 한다.
(3) 친환경 자재의 발전
현대 건축의 철근콘크리트와 포장된 토지는 인간을 경제와 생활을 윤택하게 만들었지만 인간의 정서는 메말라 가고 있다. 이에 반항적 시각으로 경제적 건축에서 건강한 건축으로 사고의 전환을 가져왔다. 디자인 측면에서도 친환경적 차원에서 고려가 중요시 되었으며, 자재에서도 친환경제품이 아니면 사람들에게 외면당하게 되었다. 재료의 물리적 강도의 상승과 함께 이제 반드시 요구되는 사항으로서, 안전성과 친환경성이 중요한 화두가 된 것이다. 특히 화학재료의 경우 환경호르몬의 배출여부에 따라 사용이 제한되는데 이는 완성 후 포름알데히드(formaldehyde) 같은 화학물질의 검출여부가 건축물의 품질을 측정하는 하나의 도구가 되었기 때문이다.
3. 접근방법 및 주요 연구영역
1) 접근방법
(1) 물리학적 접근방법
각 재료가 지닌 고유의 성질, 즉 물리적 특성에 기초를 두고 접근하는 방법이다. 재료자체의 성질에 대하여 연구하기 위하여 물리학이나 역학, 수학 등의 기초 학문의 우선 지식이 필요하다.
(2) 건축공학적 접근방법
건축시공을 중심으로 사용목적이나 사용조건에 따른 연구를 바탕으로 접근하는 방법으로서 건축공학적 지식과 함께 디자인에 대한 이해도 필요하다.
2) 연구영역6)
(1) 재료과학적 연구방법
단체 또는 복합적인 재료자체의 성질에 관한 연구방법으로서 각 재료의 성분과 조직 그리고 고유특성 즉, 물리적 특성, 화학적 특성, 역학적 특성, 생물학적 특성을 파악하여 경제적이고 성능이 우수한 재료를 개발하고 건축구법이나 공법에 적용될 수 있는 방법을 연구하는 방법이다.
(2) 재료공학적 연구방법
건축물의 각 부재의 사용요소에 따라 부재의 사용목적이나 사용조건이 달라진다. 재료는 사용목적에 따라 크게 구조재와 마감재로 구분되어진다. 목재나, 석재, 콘크리트, 금속재 등의 구조재는 구조재로서 갖추어야할 인장 및 압축강도, 변형, 비중, 내구성 등의 구조성능을 비롯한 자재특성을, 유리, 점토, 페인트, 아스팔트, 접착제, 플라스틱 같은 마감재는 마감재로서 갖추어야 할 불연성, 화학적 안전성, 감각적 성능 등을 갖추어야 한다.
(3) 재료생산학적 연구방법
재료의 가공 방법이나 시공 등의 생산에 연관된 실용적인 성질의 연구 또한 건축물은 외력, 빛, 열, 온도, 수분 등과 같은 다양한 환경에서 각 재료들은 제각기 다른 변형에 노출될 수 있다. 이런 외부환경과 재료가 자지고 있는 특성과의 관계를 규명하며 안전하고 튼튼하며 경제적 합리성에 근거한 이용방법을 연구함으로서 각 부재가 실용적으로 사용될 수 있도록 연구하는 방법이다.
4. 주요 용어 및 관련 직업군
1) 주요 용어
• 전단강도: 건축재료를 전단시켰을 때 파괴되는 강도를 말한다.
• 소성벽돌: 벽돌을 성형하여 불에 구어 만든 벽돌을 말한다.
• 스팬(span, 경간): 기둥과 기둥사이의 간격을 말한다.
• 크리스털 팰리스(Crystal Palace): 1951년 영국 런던국제박람회 출품작으로 팩스턴(J. Paxton)이 설계한 건축물이다. 유리와 철을 주재료로 한 투명하고, 경쾌한 건물이라 붙여진 이름이다.
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알고 보면 새로운 건축자재 이야기 ① 벽돌
안녕하세요. 한화건설입니다. 🙂
만약 자신만의 집을 직접 짓는다면 어떠한 집을 원하시나요? 고즈넉한 분위기의 통나무집? 세련된 외관의 노출 콘크리트 주택? 목재ㆍ석재ㆍ철제 등 어떤 건축 재료를 사용하느냐에 따라 머릿속에 떠오른 집의 구조나 분위기가 달라지는 걸 알 수 있으실 텐데요. 이처럼 ‘건축자재’는 건물의 개성과 기능 등 많은 부분을 중요한 요소라 할 수 있습니다.
앞으로 한화건설은 몇차례에 걸쳐 우리 주변에서 흔히 접할 수 있는 건축자재 얽힌 흥미로운 이야기를 소개해드릴 예정인데요. 이번 시간엔 인류 문명이 탄생한 시점부터 오늘날까지 꾸준히 사랑받고 있는 건축자재 ‘벽돌’을 살펴 보겠습니다.
■ 벽돌과 함께 쌓아 올린 인류 문명
▲이라크에 위치한 ‘지구라트’
인류는 아주 오래 전, 세계 4대 문명이 이제 막 싹트기 시작할 무렵부터 벽돌을 사용했습니다. 최초의 벽돌은 나일강이나 티그리스강, 유프라테스강이 범람한 곳에 퇴적된 진흙더미를 손으로 빚어 만들어졌는데요. 그중 현재까지 남아있는 가장 큰 벽돌 구조물 중 하나가 이라크에 위치한 지구라트(Ziggurat)입니다.
‘지구라트’란 고대 메소포타미아의 각지에서 발견되는 건축물로서 신전의 역할을 하던 곳인데요. 이라크의 지구라트(Ziggurat)는 기원전 21세기에 완성되어 기원전 6세기에 복원됐다고 합니다.
▲벽돌과 벽돌 사이 로마 콘크리트를 넣어 건축한 ‘콜로세움’
또다른 문명 발원지인 고대 이집트와 인도 또한, 비슷한 시기에 벽돌을 주요 건축 재료로 사용했으며 이후 그리스ㆍ로마 시대에 이르러선 높은 수준의 벽돌 문화가 꽃피게 됩니다.
▲중국의 ‘만리장성’
수천년의 세월을 지나 현재에 이르기까지, 역사의 찬란한 장면 속에 다양한 벽돌 건축물이 있었습니다. 이렇듯 벽돌은 인류가 발명한 최초의 인공 건축자재이자, 건축 문화의 태동을 대표하는 산물이라 할 수 있습니다.
■ 벽돌은 어떻게 만들어질까?
벽돌의 재료는 크게 흙을 원료로 한 점토벽돌과 시멘트를 원료로 한 시멘트 벽돌로 나눌 수 있습니다. 주변에서 흔히 볼 수 있는 붉은 벽돌이 점토벽돌의 대표적인 예인데요. 불순물을 걸러낸 흙을 1,2000도 이상의 열로 구워내 만들어집니다.
콘크리트 벽돌은 시멘트나 모래, 자갈을 물과 혼합한 후 압축, 성형하여 굳힌 것 입니다. 가격이 저렴하지만, 점토벽돌에 비해 거칠고 투박하기 때문에 건물 내부의 벽에 주로 사용됩니다.
■ 벽돌이 갖는 장점은?
점토 벽돌은 천연재료인 흙을 반죽하고 구워 만들기 때문에 유해한 화학물질이 나오지 않는다는 장점이 있습니다. 또한 벽돌 내부 기공층이 있어 단열, 흡음, 탈취 효과도 있습니다. 매우 높은 강도를 지니고 있어 변형, 오염의 문제가 적다는 것 역시 점토벽돌의 장점입니다.
또한 다양한 디자인, 색상의 제품이 생산되고 있어 건축주의 용도나 취향에 따라 시공이 가능하며, 시공 후에도 유지, 보수가 편리하다는 점도 벽돌이 널리 쓰이는 이유입니다.
■ 대한민국 ‘붉은 벽돌’의 전성기 7090
우리나라는 삼국시대부터 벽돌을 사용했지만 대중적으로 널리 쓰이진 않았습니다. 지형적 특성상 벽돌을 만드는데 필요한 고운 흙을 구하기가 어려웠고, 단단한 화강암 자원이 풍부해 이를 다듬어서 쓰는 것으로도 충분했기 때문입니다.
▲일제강점기 건축된 구 신아일보 별관(등록문화재 제402호)
우리나라 건축 전반에 본격적으로 벽돌이 사용되기 시작한 것은 일제강점기, 근대 건축양식이 들어오면서부터 입니다. 또한 광복 이후 6.25 전쟁으로 폐허가 된 서울을 신속하게 복구하는 과정에서, 벽돌은 간편하고 저렴한 건축 자재로서 각광을 받았습니다.
▲서촌 골목길, Copyright ⓒ 도원영
1970년대엔 대한민국의 산업화가 급속하게 진행되며 수많은 인구가 서울에 유입됐고, 가파른 ‘산동네’에 엄청나게 많은 수의 벽돌 주택이 건축됐습니다. 또한 1980~90년대엔 콘크리트 건물 겉면에 벽돌을 붙여 놓은 형태의 공동주택들이 전국적으로 양산되기도 했습니다.
■ 옛 감성과 신선함의 조화 ‘벽돌의 귀환’
▲창고를 리모델링한 성수동의 카페 ‘대림창고’, Copyright ⓒ 박은영 / 내손안에서울
최근엔, 한동안 잊혀졌던 ‘벽돌’이 매력적인 건축자재로서 다시금 각광받고 있습니다. 판교 전원주택단지의 신축 건물 절반 이상이 벽돌집이란 기사가 나오는 한편, 서울시는 성수동 공장골목 일대를 ‘붉은벽돌 마을’로 지정해 오래된 벽돌건물들을 지역 자산으로 보전하는 사업에 나섰습니다.
▲ 미국과 유럽에서 새로운 주거형태로 주목받는 로프트 아파트, Copyright ⓒ apartmentsilike.wordpress.com
이는 비단 우리나라만의 이야기가 아닌데요. 세계적으로 ‘저탄소’와 ‘녹색성장’이 주요 화두로 떠오르며 자연재료인 흙으로 만드는 ‘벽돌’에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 이에 따라 여러가지 색과 질감을 가진 다양한 벽돌들이 새롭게 개발되고, 벽돌 본연의 아날로그적 감성에 실력 있는 건축가의 세련된 감각이 더해지며 신선한 개성을 지닌 건축물이 세계 곳곳 등장하고 있답니다.
익숙한 듯 끝없는 매력을 뽐내는 벽돌 이야기, 어떻게 읽으셨나요? 오랜 역사성과 트렌디함을 동시에 지닌 건축자재 ‘벽돌’이 앞으로 건축계에 또 어떤 이슈를 불러올지 기대됩니다.
한화건설은 재미있는 건축이야기로 다시 돌아오겠습니다.
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건축 재료 특징 | 몰랐거나 개발 중인 친환경 건축재료 Part.1 77 개의 가장 정확한 답변
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[전문가 길라잡이]미래의 건축재료
‘워터큐브’라 불리는 베이징올림픽 국가수영장과 ‘새 둥지’라는 뜻을 가진 베이징올림픽 주경기장, 독일월드컵 알리안츠 스타디움 그리고 에덴동산(Garden of Eden)으로 불리는 영국의 세계 최대 식물원에는 특별한 공통점이 있다. 이들 건축물의 지붕재료로 불소수지 필름의 일종인 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE)라는 신소재를 사용하여 투명한 지붕막을 씌운 것이다. ETFE는 얇고 가벼우며 자연 강우만으로도 먼지 등의 오염물이 쉽게 씻겨나가는 특성과 더불어 강한 내구성과 내후성이 특징이다. 그리고 높은 신축성 및 유리보다 높은 광투과성 등의 특성을 이용하여 이들을 여러겹 사용하면 방음, 방풍 및 자외선 차단이 가능하다. 또 여러겹으로 만든 다음 그사이에 공기를 채워 넣은 구조로 지붕재로 사용하면 우수한 단열과 채광 효과로 인하여 건축물의 에너지 사용량의 약 30%정도를 절감할 수 있는 신소재인 것이다. 우리나라의 경우에도 6여년전에 서울 월드컵 경기장, 부산 아시아드 주경기장, 대구 종합경기장, 제주 월드컵 경기장등 지붕막 소재로서 불소계 소재인 폴리 테트라플루오로에틸렌(PTFE)를 사용하였다. PTFE는 높은 투광율과 강한 인장강도와 더불어 경기장 내외부의 소음을 서로 잘 막아 주고 수명이 반영구적이라는 장점으로 인하여 채용되었던 것이 이제는 에너지 절감 등의 환경적 요구에 의해 ETFE와 같은 신소재로 계속 진화하고 있는 것이다.
건축자재로서 가장 기초가 되는 시멘트의 분야에도 신개념의 소재가 많이 개발되고 있다. 그중에는, 물·시멘트·돌가루와 함께, 광섬유를 평행으로 정렬하여 만들어진 ‘반투명 콘크리트’, 쓰레기 소각재, 하천·하수에 포함된 오염된 흙을 재활용한 ‘에코시멘트’, 교량이나 초고층 건물의 수명이 200년 이상유지할 수 있는 가벼운 ‘초경량 콘크리트’, 콘크리트에 균열이 발생하면 안에 있는 플라스틱 재료 캡슐이 깨져 손상된 콘크리트 틈을 메우게 되어 균열을 스스로 치유하는 ‘인텔리전트 콘크리트’ 등이 그 좋은 예이다.
그렇다면, 왜 이렇듯 끊임없이 다양한 신소재의 건축자재가 개발되고 있으며 그 사용 목적은 무엇일까.
과거에는 건축자재를 구성하는 신소재의 요건으로 가벼우면서도 강하고, 가공이 용이하면서 변형과 부식이 없고 내구성이 좋으며 동시에 가격이 저렴하고 공급이 원활 한 것이 건축자재 선정시 필수요건이었다.그러나 오늘날 지각변동 및 지구온난화 등으로 인한 자연재해 발생빈도의 증가 및 환경오염과 에너지 및 자원의 고갈이 나날이 심각해질수록 이러한 환경변화에 대응할 수 있는 기능과 품질을 가진 새로운 개념을 가진 신소재로 구성된 건축자재가 필요하게 된 것이다. 즉, 에너지 및 자원의 고갈에 대처하기 위해서는 내구수명을 증대시켜 건축물의 장수명화를 꾀하여 건축자원의 소모를 최소화하며 지열, 풍력, 태양광 및 태양열등과 같은 신재생에너지원으로부터 에너지를 얻을 수 있는 재이용 및 재생이 가능한 자원과 소재를 사용함으로써 에너지 자원의 고갈을 방지함과 동시에 대체에너지를 제공할 수 있는 신소재가 필요한 것이다.
환경오염을 방지하기 위한 이러한 신개념의 신소재를 건축자재로 사용하기 위해서는, 이들 신소재를 생산하는 과정 중에서 직간접적으로 환경오염 물질의 발생을 최대한 억제할 수 있는 생산기술개발 또한 신소재 개발 못지않게 중요한 일이다. 아무리 좋은 소재라도 이를 만드는 과정에서 환경오염을 발생하거나 다시 재생이 불가능하거나 재생에 많은 비ㅛ을 필요로 한다면 아무리 유리한 가격경쟁력을 가졌다 해도 건축자재로서 사용이 힘든 시대가 도래 한 것이다. 수년내로 인간의 신체를 구성하는 골격, 근육, 피부와 같이 튼튼하고 유연하면서 스스로 성장과 재생 할 수 있는 능력을 가진 건축 재료를 현장에 적용하는 것은 불가능 할 것이다. 그러나 지금도 여러 분야에서 인간과 자연과 가장친화적인 고기능을 발휘하는 신소재와 이들이 접목된 건축재료가 꾸준히 연구개발 되고 있으며, 이러한 노력이 자연과 인간이 영원히 공존하는데 초석이 되리라 믿어본다.
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