林産工學部 材料工學科
沈 相 魯

1. 머리말
집성재란 판재나 각재의 섬유방향을 서로 평행하게 하여 적층 접착한 재료를 집성재라 한다. 집성재는 수장용 집성재와 구조용 집성재로 구분되며 수장용 집성재는 가구, 문틀 등의 비 내력부재로 이용되고, 구조용 집성재는 건축물이나 교량 등의 보, 기둥, 브레스 등의 구조 내력부재로 이용된다.
우리나라의 최초의 집성구조물은 후암동에 소재하는 영주교회 건축물로서 미국에서 수입한 Douglas-fir 구조용 집성재를 이용하여 1995년에 축조되었다. 집성재 교량은 정릉에 소재하는 길이 10m의 보도교가 최초의 집성재 보도교로 핀란드에서 수입한 Red pine 집성재를 사용하였다.
한편 우리나라에서의 구조용 집성재의 연구는 1997년부터 연구를 시작하여 산림과학관 축조를 위하여 경민산업에 기술을 이전하여 1개사가 구조용 집성재를 생산하고 있다. 지금까지 약 50개 이상의 집성재 건축물, 보도교 등이 축조되었다.
구조용 집성재 용재로 사용되는 수종은 주로 낙엽송으로서, 소나무 및 잣나무에 대한 연구가 2000년도에 종료되어 금후 이들 수종의 이용도 증가할 것으로 사료된다.
한편 구조용 집성재의 수요는 증가하고 있으나, 구조용 집성재 제조를 위한 레조르시놀수지 접착제를 수입하여 사용하고 있으며, 집성구조물의 구조계산, 시공 및 컨넥터 전문업체가 없는 실정이다.

2. 집성구조물의 축조실태

가. 집성 구조물의 개요
- 구조물의 용도(면적) ; 교회, 박물관, 결혼식장, 보도교, 사격장 사대, 특산품 판매장, 특수용도(전자파 차단).
- 규모 ; 건물 : 80 ~ 370평, 보도교 : 10 ~ 18m.
- 축조 년월일 ; 1995년(최초 집성구조물 교회 축조).
- 발주자 형태 ; 교회(4), 공공기관(9), 개인(2).
- 설계자 ; 금성종합건축, 희연건축, 탑건축, 정건축사사무소, 에이스종합건축, 아울건축 등.
- 구조계산자 ; 금성종합건축, 山佐목재(일본), 스트럭춰램(캐나다).
- 시공자 ; 경민산업, 임산물종합유통센터, 금성제재소, 삼풍엔지니어링,팀버하우스, 태흥건설.
- 집성재 가격 ; 1,200만원 ~ 4억/동.
- 구조물 축조비 ; 900만원 ~ 4,950만원/동.
- 집성구조물 축조 건수 : 약50건.

나, 구조용 집성재
- 사용수종 ; 국산 낙엽송, 소나무, 잣나무, 소련 낙엽송, 가문비(데크),Douglas-Fir(북미), Red Pine(핀랜드).
- 사용 접착제; 레조르시놀수지계 접착제, 수성고분자이소시아네이트(수입).
- 제조사 ; 경민산업.
- 수입국 ; 미국, 캐나다, 핀란드.
- 길이접합 형식 ; 수직핑거(미니핑거), 수평핑거, 스카프접합, 핑거+스카프 혼합.
- 집성재의 형상 ; 통직, Circular Arch, Tudor Arch, S字형 집성재.
- 주요 골조 집성재 치수 ; 두께 : 20 ~ 72cm, 폭 : 10 ~ 21.5cm, 길이 : 3 ~ 26.4m.
- 최대 스팬길이(m) ; 24.
- 집성재 사용량(㎥) ; 2.5 ~ 73/동.
- 방부, 방충, 방의 처리 유무 : 무.
- 표면보호제명 ; 올림픽스테인, 오스모컬러.

다. 접합부 형식
- 접합 철물의 재질 ; 철.
- 접합철물의 도금 명칭 ; 용융아연도금, 페인트도색.
- 접합철물의 사용량(ton) ; 2 ~ 20/동.
- 볼트의 직경(mm) ; 12 ~ 25(옥외 구조물은 기초앵커볼트 일부 부식).
- 접합철물의 두께(mm) ; 4 ~ 19.
- 접합철물 부착형식 ; 외부 부착형, 내부 매립형.

라. 관리실태
- 볼트조임 상태(kg·cm) ; 헛도는 너트 ~ 1,000.
- 접착층 박리 상태 ; 건축물 내부의 집성재는 박리 없음. 옥외에 노출된 집성재의 일부는 약간의 박리.
- 집성재 목질부 갈라짐 ; 옥외노출 집성재 일부 미세한 균열.
- 내화처리 유무 및 약제명 ; 무.
- 부후 ; 없음.
- 도장 상태 ; 대부분 양호.
- 변색 ; 비교적 양호.
- 오염 ; 건축물의 누수에 의한 얼룩 및 보도교는 빗물흐름에 의한 오염.
- 집성구조물 관리 및 유지방법 숙지여부 ; 미숙지.
- 집성 구조물에 대한 평가 ; 매우 좋음.

3. 금후의 전망 및 대책
내구성이 우수하며 친환경 재료인 구조용 집성재의 수요는 국민소득 증가 및 생활수준의 향상으로 교회, 박물관, 주택, 보도교 등의 중소형 건축물 분야에서 더욱 증가할 것으로 사료된다. 또한 집성재 제조, 가공이용기술, 설계기술의 향상으로 체육관, 풀장 등의 대형 특수 구조물의 수요도 증가할 것으로 사료되어 다음과 같은 대책이 필요하다.
- 기계응력등급 및 육안품질등급이 우수하여 구조용 집성재 용재로 적합하며, 가격은 소나무와 잣나무보다 저렴한 낙엽송재의 대량 식재
- 소나무, 잣나무의 가지치기 실시로 양질의 구조용 집성재 용재의 생산
- 구조용 집성재의 제조원가 절감 및 강도성능 향상을 위한 기술개발
- 구조용 집성재의 건축 구조부재 이용을 위한 기초자료 확립
- 레조르시놀수지 접착제의 국산화를 위한 산학연의 공동연구 추진
- 가격 및 기술향상을 위한 전문 집성재 제조공장의 확대(2 ~ 3개사)
- 집성 구조물 설계 및 구조계산 전문가의 양성
- 구조용 집성재 가공 기술자 및 시공전문업체의 육성
- 콘넥터의 연구 및 전문 생산업체의 육성
- 집성구조물의 우수성 홍보 및 관련법규의 개정이 필요하다.