[목조건축 기초 #2] 목조건축, 정말 습기에 약한가? – 구조 성능에 영향을 주는 습기, 그리고 대응 전략

목조를 전공하다보면 항상 질문 받는 세 가지 요점이 있다.

 

습기, 화재, 친환경성.

(왜 아무도 구조 성능은 안 물어보는가? 이건 분명 구조물인데…)

 

아무튼, 오늘은 그 중에서도 습기에 대해 다뤄보려 한다.

 

많은 이들이 “목재는 물 먹으면 썩잖아요?”라고 말하지만, 정확히는 썩는 게 문제가 아니라, 젖는 과정에서 목재는 스스로를 파괴하는 재료가 된다는 것이 핵심이다.

 

습기는 단순한 환경 조건이 아니다. 보이지 않는 하중이고, 계산에 반영되지 않으면 균열, 강도 저하, 내구성 문제로 직결된다.

 

이 글에서는 구조공학도의 시선으로 습기와 목재 구조 강도, 그리고 설계-시공-운용 전체 과정에서의 습기 관리 전략을 정리한다.

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목재는 ‘습기와 평형’을 이루려는 재료다

목재는 주변 공기의 상대습도(RH)에 맞춰 수분을 흡수하거나 방출하며 ‘평형수분함량(EMC)’에 도달하려고 한다.

 

이 EMC는 계절, 기후, 실내외 조건에 따라 크게 달라진다:

• 겨울 실내: 6~8%
• 여름 외기: 12~18%
• 고습 환경: 20% 이상

즉, 목재 구조물은 평생 습도 변화 속에 놓여 있다. 그리고 이 변화가 구조적 결과로 이어진다.

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수분이 많아지면 강도가 떨어진다

목재는 일반적으로:

• 수분이 많아질수록 → 강도는 떨어진다
• 수분이 줄어들수록 → 강도는 올라간다

 

이때 강도 변화의 민감도는 다음과 같다:

기계적 성질	수분 1% 증가당 감소율 (%/%)
압축 강도	3~5% 감소
휨 강도	1~4% 감소
전단 강도	2~3% 감소
탄성계수(E)	1~1.5% 감소
인장 강도(섬유 방향)	거의 영향 없음

 

단, 섬유포화점(FSP, 약 30%) 이상이 되면 수분 증가에 따른 강도 저하는 거의 발생하지 않는다. 즉, 너무 젖어버리면 더 약해질 것도 없다. (이미 바닥이다.)

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습기의 문제는 ‘강도 저하’가 아니라 ‘응력 발생’이다

습기의 변화는 단순히 강도를 떨어뜨리는 것에 그치지 않는다. 오히려 더 큰 문제는 구조 내부에 응력을 만든다는 것이다.

• 외부는 빠르게 젖고 마르지만, 내부는 반응이 느리다
• 이로 인해 내부와 외부의 수축·팽창 속도 차이가 발생하고
• 그 차이가 횡방향 인장 응력으로 작용해
• 결국 균열이나 박리 같은 손상을 유발한다

“습기 변화는 강도를 깎는 게 아니라, 구조에 작용하는 보이지 않는 하중이다.”

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시공부터 점검까지: 실전에서의 습기 관리 전략

RDH Building Science의 Mass Timber Moisture Management Guide (2022)에 따르면, 실제 프로젝트에서는 아래의 3단계 전략을 따라야 한다:

STEP 1: 습기 노출 위험도 평가

• 시공 시기 (건기 vs 우기)
• 패널 노출 시간
• 운송 및 현장 보관 방식
• 패널 위치 (지붕, 바닥, 벽체?)
• 마감재 존재 여부 (ex: 콘크리트 topping)

→ 노출 수준을 Low, Moderate, High로 분류하고,
→ 그에 맞는 보호 전략을 설계에 반영

STEP 2: 시공 단계 습기 관리 계획 수립

• 공장에서의 방수막/코팅 적용 (Factory-applied membrane)
• 현장 설치 전후의 보호막 설치 (Site tarp, tent, sealing tape)
• 패널 조인트와 모서리 처리
• 침투 우려 부위(관통부, 기둥 연결부 등) 디테일링
• 콘크리트 topping 시, 목재 수분 <16% 유지

STEP 3: 시공 중 실시간 대응

• 전담 습기 관리팀 운영 (물 제거, 점검 등)
• 예기치 못한 습기 노출 시 긴급 대응 계획
• 패널 수분 측정 및 기록
• 장마철 시공 시, 전체 구조물 덮개 설치 고려

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대표 사례: 콘크리트 topping이 있는 CLT 바닥

• 콘크리트 타설 전, CLT 수분함량 반드시 16% 이하
• 콘크리트 수분이 패널 내부로 침투할 수 있음
• 접합부 습기 유입 → 곰팡이 + 구조 강도 저하
• 해결책:
  • 방습막 + 에지 코팅 + 콘크리트 전 가설막 설치
  • 콘크리트 양생 후 곧바로 상부 마감 안 함
  • 여름 건기 시공 시에는 막 설치 지연 전략 가능

CLT + Concrete 합성 구조(TCC)는 내력은 뛰어나지만, 습기 설계에 실패하면 치명적이다.

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체크리스트: 설계자와 시공자가 꼭 기억할 것

체크 항목	요점
1. CLT 수분 기준	설치 전 < 16%
2. Edge 코팅	공장 또는 현장에서 적용
3. 콘크리트 topping	방습막 필수, 시기 고려
4. 루프 구조	경사 확보 + 배수경로 확보
5. 시공 중 모니터링	수분계로 상시 체크
6. 예상 외 침수 시	즉시 건조, 기록, 재측정
7. 영구 방수막 설치 전	임시 보호막 유지

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요약하며

목재는 그냥 ‘젖는 재료’가 아니다. 젖은 채로 ‘힘을 받아야 하는 재료’다.

 

그렇기 때문에, 습기는 단순한 시공 체크리스트의 문제가 아니라 설계-제조-시공-운영 전 단계에 걸쳐 다뤄져야 하는 '구조 하중'이다.

목조건축은 분명 습기에 민감한 구조 시스템이다.

 

하지만 그 민감함은 단점이 아니라, 제어 가능한 변수이며, 설계자의 전략과 디테일이 작동하는 지점이기도 하다.

 

“잘 젖는 재료이지만, 잘 다루면 오래 간다.”
결국, 습기에 강한 목조건축은 우연이 아니라 설계의 결과다.

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참고자료

• Ranta-Maunus, A. (2003). Timber Engineering, Chapter 9
• RDH Building Science (2022). Mass Timber Moisture Management Guide v2.1