[연재기사] 건축 잡상 (15) 대나무와 건축

(1)

연재기사

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 39, No. 5, 2021 …

571

이 양 재

건축사사무소 ELEPHANTS [email protected]

건축 잡상 (15) 대나무와 건축

일반적으로 나무는 해를 거듭함에 따라 줄기가 자라면 서 성장하는 식물이고, 풀은 줄기가 발달하지 않는 대신, 꽃이나 열매를 맺게 되면 시드는 식물을 의미한다. 따라서 나무의 가장 큰 특징은 줄기의 발달이며, 나이테로서 그 속도를 가늠할 수 있다. 그런 면에서 대나무는 나무와 풀 사이에서 독특한 위치를 점하고 있다. 나이테가 없고 성장 속도가 빠르며 속이 비어 있는 점은 풀의 성질이며, 줄기 의 인장력이 우수하고 강도가 높은 것은 나무의 그것과 흡 사하다. 결과적으로 높은 강도에 비해 무게가 가볍고 인장 력과 탄성이 우수하면서도 쉽게 부러지지 않는 재료적 특 성을 지닌다. 대나무는 열대와 아열대를 포함하여 전세계 의 많은 지역에서 쉽게 구할 수 있으며, 표면이 매끄럽고 가공이 용이한 특성을 지녔기에 예로부터 생활용품은 물 론 건축과 관련된 재료로도 많이 사용되었다.

한옥에서도 기둥과 보, 도리로 나무 뼈대를 구성하면 그 사이 벽체에는 미장을 바를 수 있도록 대나무와 새끼 줄을 꼬아 엮어 만든 토대를 삽입하였다.

¹⁾

대나무는 토벽 이 쉽게 무너지지 않도록 지탱하고 미장면의 갈라짐을 막 기에 용이하다. 바람이 많은 제주도에서는 전통적으로 초 가의 지붕을 이엉으로 묶어 날라가지 않도록 하였는데, 이 때 그 끝은 대나무 장대와 연결하여 서까래 하부에 걸리도 록 고정하였다. 대나무 장대는 무게가 가벼워 평소에는 이

1) 본디 대나무를 이용한 외엮기 방식은 근대기에 일본으로부터 유 입되어 한반도 전역에서 일반화되었다. 일본내 전통 건축물의 토벽속 대나무 인장강도를 분석한 자료에 따르면, 일반적인 대 나무의 강도가 200~300N/㎟ 이었을 때, 90년이 지나면 170N/㎟

를, 300년이 지나도 120N/㎟ 의 강도를 보이는 것으로 나타났다.

(출처 : https://www.kyosei-kk.co.jp)

엉으로 매달 수가 있었고, 바람이 불때면 높은 인장력으로 지붕을 뜯어내려는 풍압을 버텨내는 탁월한 소재였다.

대나무를 손쉽게 구할 수 있는 지역에서는 더욱 다양한 방식으로 대나무를 활용해왔다. 두께가 얇은 대나무살을 이용하여 벽을 엮어내고 집을 만들어 냈으며, 내구성이 강 하므로 항만의 말뚝이나 고기를 잡는 그물망으로 사용하

그림 1. 한옥의 토벽 구성 모습.

(출처 : http://www.imwood.co.kr)

그림 2. 대나무 뼈대 위 토벽 시공 모습.

(출처 : http://www.imwood.co.kr)

(2)

연재기사

572

… NICE, 제39권 제5호, 2021

거나.

²⁾

높은 인장력을 바탕으로 대나무 다리를 만들어 하 천을 건너기도 하였다.

³⁾

지금도 홍콩 등 일부 아시아 지역 에서는 대나무를 건물 공사중에 필요한 외부 비계로 쓰곤 한다. 대나무는 잘 부러지지 않고 가볍기 때문에 별도로 가공하지 않고도 끈으로만 묶어 전체를 하나의 임시 구조 물로 만들기에 용이하다.

⁴⁾

끝도 없이 곧게 올라가는 마천

2) 남해안에서 볼 수 있는 죽방렴은 염해에도 강한 대나무의 높은 내구성을 보여준다.

3) 중국의 안윤삭교(安潤索橋)는 대나무로 이루어진 현수교로서 추 정 건립시기가 기원후 3세기까지로 거슬러 올라간다. 10cm 두께 가 넘는 대나무 케이블로 교각을 포함한 320m 길이의 다리를 지 탱하였으며 대나무의 노후화로 인해 3년마다 케이블을 전면 교 체 및 신설하였다고 한다. 1970년대 강철 케이블로 현대화되었 다.(출처 : Chinese Bridges, Ronald G. Knapp)

4) 철 비계에 비해 대나무 비계는 가볍기 때문에 설치에 있어 6배 가 빠르고, 해체시에는 12배가 빠른 것으로 알려져 있다. 적절하 게 설치만 된다면 철로 만든 비계보다 강하고 그럼에도 훨씬 더

루를 이리저리 휘어진 대나무 비계들의 유연한 집합체로 감싸는 모습은 경이롭기까지 하다.

이러한 장점들과 달리, 나무보다 풀에 가까운 대나무의 특성상, 병충해에 약하고 노화가 빠르며 갈라짐이 심하기 때문에, 복합적이고 다층의 건물로 짓기에는 어려움이 있 었다. 최근에는 이러한 대나무의 한계를 극복하면서 현대 적인 건물로서 구현하는 실험이 지속되고 있다. 건축가 엘 로라 하디 (Elora Hardy : 1981~ )는 대나무에 병충해 방지 액을 바르고 대나무끼리 잇는 조인트 부위를 철물 등으로 연결하여 발리의 숲속에서 다채로운 대나무 건물들을 짓

유연한 것이 대나무 비계의 강점이다. 특히 외부 비계 설치 공간 이 협소한 고밀도 도심 공사에서 더욱 유용하다.(출처 : Bamboo scaffolding: Why does Hong Kong still use it in construction?, https://www.goldthread2.com)

그림 3. 서까래 밑에서 이엉과 연결된 대나무 장대.

(출처: http://www.k-heritage.tv)

그림 4. 대나무를 이용한 남해 죽방렴 모습.

(출처 : http://www.gayailbo.com)

그림 5. 홍콩 컨벤션센터 공사시 대나무 비계 모습.

(출처 : https://www.archdaily.com)

그림 6. 끈을 이용한 전통적인 대나무 연결 방식.

(3)

연재기사

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 39, No. 5, 2021 …

573 고 있다.

⁵⁾

최근에 완공된 체육관은 19미터의 스팬과 높이

14미터의 무주 공간을 기둥은 물론, 현수곡선의 지붕 구조 및 마감재까지 모두 대나무로 시공함으로서 대나무 건축 의 한계를 한단계 끌어올렸다는 평가를 받고 있다.

콘크리트 건물에서도 대나무는 유용하게 쓰인다. 대나

5) 몇 해전 TED 강연에서 그녀는 발리에서 구현하고 있는 현대식 대나무 건물들에 대해 소개하였고 이 영상은 대나무 건축에 대한 관심을 환기시켰다. (출처 : Magical houses, made of bamboo, https://www.ted.com/talks/elora_hardy_magical_houses_

made_of_bamboo)

무는 표면이 매끄럽고 마디가 곧기 때문에 설치가 쉽고 양 생후에도 콘크리트 탈형이 용이한 장점이 있다. 대나무를 잘라 거푸집 내측벽에 설치하고 콘크리트를 타설하면 대 나무의 독특한 패턴을 건물 외벽에 새길 수 있다. 대나무 중에서도 마디가 큰 종류들은 간단한 시설의 경우, 그 자 체로서 기둥 거푸집을 대신하여 쓰이기도 한다.

여기에서 한 발 더 나아가 콘크리트와 대나무를 구조적 으로 합성하려는 시도도 오래전부터 있어왔다.

⁶⁾

우리가 흔

6) Bamboo Reinforced Concrete 라고도 불리운다. 2차 세계대전 당시 일본에서는 철이 부족하여 구조물 건설에 어려움이 있었다.

철근의 대안으로 인장력이 뛰어난 대나무를 사용하여 교량 및 창고등에 사용하였고 이를 죽근콘크리트(竹筋コンクリート)공 법으로 명하였다. 1942년에 건축되었던 요코하마의 소형 다리는 1981년 철거까지 40년간 유지되었는데 외관상 부식도 없고, 60%

이상의 내력이 잔존하여 인장재로서 대나무의 가능성을 확인할 그림 7. 장스팬 공간의 대나무 체육관 외부 모습.

그림 9. 대나무 문양을 새긴 노출콘크리트집.

그림 8. 장스팬 공간의 대나무 체육관 내부 모습.

그림 10. 대나무를 기둥 거푸집으로 활용한 어초.

(https://www.kawanokk.co.jp)

(4)

연재기사

574

… NICE, 제39권 제5호, 2021

히 알고 있는 철근콘크리트 구조는 압축력에 강한 콘크리 트와 인장력이 높은 철근을 하나로 결합함으로서 높은 지 구력과 구조적 안정성을 구축하고 있다. 다만 철근

⁷⁾

은 경 우에 따라 구하기가 어렵거나 가격이 비쌀 수 있으며, 생 산 과정중에 과다한 이산화탄소가 발생하는 단점이 있다.

지금도 개발도상국 등에서는 철근 대신에 주변에서 구하 기가 쉬운 대나무로 콘크리트 구조물 구현을 시도하고 있 다. 대나무의 생물학적 특성상, 노화로 인한 내구성 저하 및 껍질 분리로 인한 콘크리트 탈락 등으로 인해 대나무를 자연 형태로 그대로 쓰는 것에 대해서는 한계가 있지만 다

수 있었다. 지금도 죽근콘크리트로 지어진 시설이 일부 남아있 다. (https://www.kyosei-kk.co.jp)

7) 아프리카의 54개국중 철을 생산하는 나라는 2개국에 불과하다.(

출처 : Bamboo Helps Make Concrete Both Stronger & More Sustainable, 2016, https://www.forconstructionpros.com)

양한 방식을 통해 대나무와 콘크리트를 결합하려는 연구 는 지금도 진행중이다.

⁸⁾

철근콘크리트 구조를 통해 인류는 비약적인 문명의 발 전을 이룰 수 있었다. 그러나 최근의 기후변화 상황과 환 경에 대한 인식 개선은 보다 친환경적인 건축재료의 등장 을 요구하고 있다. 인류와 오랜 세월을 함께한 대나무 또 한 그에 대한 가능성을 보여줄 수 있는 소재이다. 장기적 으로 지구의 환경을 지키면서도 보다 친환경적인 건축재 료가 등장하기를 기원한다.

8) BambooTECH 라고도 부르며, 대나무를 자연 형태 그대로의 모 습이 아닌, 추출된 섬유를 현대화된 방식으로 재생산하여 성형 성과 가공성, 내구성을 높임으로서 기존의 철을 대체하는 것이 최종 목표이다. (출처 : https://fcl.ethz.ch/research/research- projects)

그림 11. 대나무 콘크리트 실제 시공 사진.

(출처 : https://brtc.at.webry.info)

그림 13. 현대식 대나무 콘크리트 개념모형.

그림 12. 현존하는 대나무 콘크리트 교량.

(출처 : https://washimo-web.jp)

그림 14 대나무 섬유로 구현한 H-빔 (https://www.cam.ac.uk)