나무(목)구조
7주차
최상훈
전화 : 010-3645-7148
10. 나무(목)구조
학습 내용
- 목구조 방식
- 목조건축물
- 백 드래프트
- 목조(숭례문) 화재
학습 목표
- 목구조 방식을 분류할 수 있다.
- 목조건축물의 화재성상을 설명 할 수 있다
- 백 드래프트를 설명할 수 있다.
- 목조(사찰)화재시 예방법을 이해 한다.
나무 구조
1. 개 요 건축물의 주요구조부인 벽체, 기둥, 바닥, 들보, 지붕 등에 나무를 사용하 여 가구식으로 구조체를 만든 것을 나무구조 또는 목조라 한다. 1) 나무구조의 분류 (1) 목구조 : 주요구조부에 목재만을 사용하여 만든 구조. (2) 목골구조 : 뼈대를 나무구조로 하고 벽체를 벽돌, 블록, 돌, 진흙 등 만든 구조 * 목골벽돌조, 목골석조 : 벽돌, 돌 등을 쌓은 것 ex) 바람막기 (3) 경골목구조 ～ 미국에서 발전시킨 구조법 투바이포 공법 가는 동일치수재로 구성하는 목구조법 (4) 목재패널구조 : 합판 또는 널재로 벽판,바닥판을 크게 만들어 조립하는 구조법, 하중을 받는 구조 내력부재로 이용, 목재프리패브 건축의 주류를 이루는 구조법 * 기둥방식 평 벽 식 ～ 내 진 , 내 풍 성 을 증 대 시 킴 ( 외 부 에 노 출 되 지 않 음 ) 심벽식～기둥이 외부에 노출됨나무 구조
1. 경량목구조
(
Light Weight Wood Frame House)
투바이포 공법으로도 불러지는 경량목구조는 단면이 2인치 X 4인치(혹은 6인치)의 각재를 사용하여 수평 및 수직격판이 상호 긴밀하게 결합되어 수평수직하중에 저항하는 “상자형 구조(box system)"로서, 설계상 거의 제약이 없어 원하는 구조와 디자인을 연출할 수 있으며, 지진에도 강한 저항 능력을 가진다. 미국, 캐나다 등 일반 주택의 대부분이 이 방식으로 건축되었다.
2. 기둥-보 구조 방식 (Post & Beam)
가장 오래된 목구조 방식 중 하나로 통나무
구조에서 발전된 건축양식이다. 주로
상업건물이나, 규모가 큰 주택 등에
사용되며 요즘에는 전형적인 플랫폼구조와
혼용되기도 한다.
3. 중(重)목구조 방식
(Heavy Timber Framing System)기본적으로 기둥-보 방식과 동일한데
다른점은
구조용 목재로 큰 각재 (heavy timber)를 사용하여
건축한다는
것이다.
큰 각재로 분류되는 최소한의 규격을 지니는
목재로 구성되는데 중목구조에 요구되는 부재의
최소 규격은
화재시 구조체의 안전을 보장하기
위한 것이다.
4. 통나무구조 방식
(Log House, Log Cabin)원형 또는 각형의 수평목을 내력벽으로 하고
나머지 바닥이나 지붕구조는
2x4경량 목구조와
동일한 구조로 구성된다
. 벽체가 통나무를 쌓는
구조이기 때문에 침하가 장기적으로 발생하게
되므로 창문틀 등의 개구부에는 침하를 고려한
디테일을 만들어야 한다. 주로 추운지방 북유럽,
내륙지방 등에서 주로 사용된다.
2) 나무구조의 장단점
1. 장점
(1) 비중이 작아 가공이 용이하고 건축물의 자중이 작다. (2) 수종이 다양하고 구입이 비교적 쉽다 (3) 열전도율이 작아 방한, 방서적이다. (4) 색채 및 무늬가 있어 미려하고 친밀감이 있다.2.
단점
(1) 비내화적이다(섭씨 250℃에서 인화되어 450℃에서 자체 발화함) (2) 함수율에 따른 변형이 크다. (3) 부패 및 충해가 있어 비내구적이다. (4) 가구식 구조이므로 특별한 보강을 하지 않고는 고층건축물이나 큰 간사이 건축물에 사용할 수 없다.5. 가새형태 보강부재
목구조는 가구식 구조로써 각 구성면체가 4각형으로 만들어지게 되며 이러한 4각형의 형태는 목구조인 접합으로 는 불안정하여 수평쏠림(thrust)을 유발하기 쉽다. 이러한 수평 쏠림을 막기 위하여 구성면체가 안정한 삼각형구조를 형성하도록 대각선방향의 절점으로 댄 부재를 말함. 가새는 그 수평력이 작용하는 방향과 가새를 붙여대는 방향에 따라 압축력 또는 인장력을 받게 되는데 압축력을 받는 가새를 압축가새, 인장력을 받는 가새를 인장가새라 한다. 가새의 경사는 45°에 가깝게 한다.목조 건축물
1. 목조건축물의 화재 1. 목조건축물의 화재시 플래시오버 도달시간 및 최성기에 도달 하는 시간이 내화건축물화재보다 빠름. 2. 목재는 열전도도가 낮고 단열효과가 높다. 철은 350배, 알루 미늄 1,000배 정도 목재에 비해 열전도도가 높다. 목재구조 물이 화재시 경량철골구조보다 더 오래 견딜 수 있는 요인 3. 목재에 함유되어 있는 수분의 양은 착화 및 연소속도에 영향. 4. 높은 온도에서 장시간 접촉해도 착화하기 어려운 목재의 수 분함유량은 약 15% 이상. 5. 목재의 구성성분은 산소, 수분, 탄소와 소량의 질소로 구성됨 건조한 목재는 셀룰로오스가 주성분임.목조 건축물
목재의 연소 1. 목재의 연소는 목재의 수분함량에 따라 상이하며, 그 단계는 다음과 같다. ① 약 100 - 160℃에서 목재가 가열되기 시작. 목재는 갈색. ② 약 220 - 260℃에서 수분증발 시작. 갈색에서 흑갈색 변함 ③ 약 300 - 350℃에서 목재 분해가 급격히 발생하며, 수소, 일산화탄소, 탄화수소 등이 생성 ④ 약 420 - 470℃에서 탄화종료 및 발화가 일어남. 2. 목재의 인화점 240-270℃목조건축물 화재진행
무염 착화목조건축물 화재의 진행과정
TEXT 화재의 원인 발염 착화 발화 최성기 연소낙하 진화 화재 전기 화재 후기목조건축물 화재진행
1. 보통 화재의 전기(화재원인 – 발화)는 여러 상황에 따라 시간적 으로 일정하지 않은 반면, 후기(발화 – 진화)는 시간적으로 일정 한 경로로 진행. 2. 시간 경과는 풍속이 거의 없을 때(0-3m/sec) 발화에서 최성기 까지 소요시간은 4-14분, 최성기에서 연소낙하까지의 소요시 간은 6-19분, 발화에서 연소낙하까지 소요시간은 13-24분 정도 시간(분) 온도(℃) 10 20 30 40 50 200 600 900 1200목조건축물의 화재원인
비화
. 화재로 인해 불꽃 등이 먼 거리까지 날아가 발화하는 현상으로 바람이 강하고 온도가 낮은 조건에서 비화에 의한 연소가 발생 . 화점으로부터 풍화방향이 10-25° 범위에서 가장 위 험. 800m 전후의 비화 범 위에서 잘 발생 화염에 직접 접촉하였을 때 다른 화재를 유발접염
(화염의 접촉) . 화염에 발생한 복사열은 온도가 높을수록, 화염의 크기가 클수록 복사열이 전파되는 거리가 길어짐 . 복사열에 의해 인화점 까지 가열될 수 있으며 지속시간이 길면 거리가 100m까지 전달복사열
목조건축물 화재의 특성
1. 습도가 낮을수록 연소확대가 빠르고 바람의 세기가
강할수록 풍하측으로 연소확대가 빠르다.
2. 화재 최성기 때의 온도는 내화건축물 화재 때보다
높으며 화세도 강하다.
3. 횡방향보다 종방향의 화재성상이 빠르다.
4. 화재 최성기 이후 비화에 의해 화재확대 위험이
높다.
5. 화염의 분출면적이 크고 복사열이 커서 접근하기가
어렵다.
비화 경계의 범위
풍속 4m/sec 이내 발화 장소 근처 풍속 5m/sec 이내 약 500m 이내 풍속 10m/sec 이내 약 1200m 이내적절하게 배연이 되지 않는 상태에서 화재로 인하여 산소가 결핍된 실내에 산소가 급격하게 유입되었을 때 발생하는 고열(화재)가스의 폭발 또는 급격한 연소. ※ 지하실, 창고, 선박 등에서 장시간 연소되면 실내에 다량의 일산화탄소, 기타 가연성가스가 발생, 체류하여 백드래프트 현상을 일으키는데 이것을 연기폭발이라고도 한다. 백드래프트 현상은 일산화탄소 12.5~74.2%의 범위에서 온도 600℃이상 일 때에 새로운 공기가 들어가면 발생한다. 미국에서는 이 현상을 『소방관 살인현상』으로 불려진다
숭례문 · 崇禮門 § 태조7년(1398) 창건, 세종30년(1448)과 성종10년(1479) 중수 § 연면적 : 311.32㎡(1층 173.58㎡, 2층 131.06㎡) § 정면 5칸 측면 2칸, 다포식 중층목구조, 우진각 지붕 § 한국전쟁 중 부분 파손, ’61~’63년 전면 해체수리, ’97년 번와보수 § ’62년 국보 지정, ’68년 관리단체 지정(서울시), ’95년 변경(중구청)
숭례문 화재 개요
§ 화재발생 : 2008. 2.10 (일) 20:50
§ 화재원인 : 고의적 방화 (발화물질 : 시너 thinner, 가스라이터]
§ 화재진압 : 2008. 2.11 (월) 02:05
문화재 방화·훼손사례의 특징과 공통점 § 사회 또는 개인에 대한 ‘불만표출’ : 사회병리현상 “묻지마 방화” § 범행효과를 극대화하기 위해 이목이 집중되는 ‘문화재’ 선택 § ‘접근성’이 용이하거나, ‘명소화’ 된 문화재를 범행대상으로 설정 § ‘재범률’ 높고, 동일수법의 ‘모방범죄’ 가능성 높음 : 중독성 정신질환 방 화 § 문화재에 대한 왜곡된 편견·선입관·배타성 : 반달리즘(vandalism) § ‘비호감 네거티브 문화재’를 주로 범행대상으로 설정 § 사전에 지속적인 민원제기와 시정요구 : ‘사전예측 및 관리가 중요’ 훼 손 § 문화재에 대한 무지와 무개념 : “문화재는 복원하면 그만…” § ‘반사회적 범죄행위’ 성격으로 사실상 사전예측이 불가능한 유형 § 현행 국내 법 제도의 미비로 처벌수위 낮음 : 美 ‘중범죄’ 적용 · 엄벌 공 통 점
과제
