본문내용
1. 건축재료의 발달과 전망
1.1. 건축재료의 역사적 발전
우리나라에서 고대로부터 사용된 건축재료는 목재, 석재, 기와 및 벽돌, 진흙, 석회 등이다. 목재는 건축재료로 가장 많이 사용되었으나 우리나라 기후 특성상 좋은 재질을 가진 큰 목재를 얻기에 불리하였기 때문에 목재의 합리적 활용에 많은 노력을 기울였으며 이는 한국의 건축문화를 형성하는 요인이 되기도 하였다. 이에 비해 석재는 풍부하여 화강암, 편마암, 석회암 등 다양한 종류의 석재가 산출되어 조적식 건축수법이 발달하기도 하였다. 우리나라는 고대부터 중국의 기와 및 벽돌 제조법이 전래되어 왔으며 기와는 궁전, 불사, 주택 등의 지붕재료로 사용되었다. 우리나라의 건축은 중국계 건축구조 형식에 따라 목재가 주로 사용되는 가구식 구조를 사용하였다. 가구식 구조는 기단 및 주초에 내압력이 강한 석재를 사용하고 기둥과 보는 가구에 편리하고 내력이 좋은 목재를 사용하는 것이 일반적이다. 벽체는 조적하기 좋은 재료였던 석재, 벽돌, 진흙, 석회, 모래 등을 다양하게 사용하였으며 지붕은 기와를 덮어 마무리하였다. 이와 같은 가구식 구조의 기본형식은 오래전부터 정착되어 고려, 조선을 거쳐 전통형식으로 내재화 되었다.
17-18세기에 접어들면서 새로운 건축재료로 관심을 끌게 된 것은 벽돌이었다. 벽돌이 우리나라에 들어온 것은 삼국시대 이전으로 거슬러 올라가지만 벽돌의 사용은 점차 줄어들어 조선시대에는 벽돌의 사용이 극히 드물었다. 이에 비해 중국은 벽돌의 활용이 일반적이었는데 우리나라와 중국이 벽돌 사용에 차이를 나타내는 이유는 중국 화북지방의 흙이 낮은 온도에서도 양질의 벽돌로 쉽게 만들어지는 토질을 가지고 있었기 때문이다. 따라서 간헐적으로 제기된 벽돌 사용론은 쉽게 실현되지 못했으며 건물의 축조는 여전히 돌과 목재에 의존하고 있었다. 그러나18세기에 들어서면서 실사구시 정신을 내세운 실학자는 조선의 건축재료 문제에 관심을 기울이면서 조선의 주택이나 성곽을 벽돌로 고쳐 만들 것을 적극 주장하였다. 정조시대 이전에도 벽돌을 실험적으로 사용한 경우가 있었는데 영조 17년(1741년) 강화 외성을 보수하면서 벽돌의 사용이 시도되었으나 지형상의 문제와 벽돌제작의 미숙함으로 인해 실패로 돌아갔다. 그러나 벽돌에 대한 관심은 줄어들지 않아 정조 3년(1779년)에는 남한산성의 여장 전체를 벽돌로 다시 쌓기도 하였다. 이러한 실험을 거쳐 벽돌이 본격적인 축성재료로 사용된 것이 화성성곽이었으며 새로운 재료의 사용을 통해 이전에는 만들 수 없었던 새로운 조형도 나타나게 되었다.
1.2. 주요 건축재료의 종류와 특성
주요 건축재료의 종류와 특성은 다음과 같다.
목재는 건축재료로 가장 많이 사용되었으나 우리나라 기후 특성상 좋은 재질을 가진 큰 목재를 얻기에 불리하였기 때문에 목재의 합리적 활용에 많은 노력을 기울였으며 이는 한국의 건축문화를 형성하는 요인이 되기도 하였다. 석재는 풍부하여 화강암, 편마암, 석회암 등 다양한 종류의 석재가 산출되어 조적식 건축수법이 발달하기도 하였다. 우리나라는 고대부터 중국의 기와 및 벽돌 제조법이 전래되어 왔으며 기와는 궁전, 불사, 주택 등의 지붕재료로 사용되었다. 우리나라의 건축은 중국계 건축구조 형식에 따라 목재가 주로 사용되는 가구식 구조를 사용하였다. 벽돌이 우리나라에 들어온 것은 삼국시대 이전으로 거슬러 올라가지만 벽돌의 사용은 점차 줄어들어 조선시대에는 벽돌의 사용이 극히 드물었다. 산업혁명 이후로는 제조기계 설비의 발달에 따라 인공재료의 대량생산으로 다양한 재료가 생산되어졌다. 최근에 들어서는 기계와 컴퓨터의 활용으로 정밀한 고품질의 재료가 대량으로 생산되어진다. 조립식 공법인 프리패브 공법과 기계화 시공 등의 등장으로 생산기계와 시공장비가 발달됐다.건축재료는 구조재료(건축물의 뼈대에 사용)와 마감재(구조재 위에 기능성, 내구성, 의장성 효과등을 위해 마무리에 사용)로 구별된다. 제조에 따른 분류로는 천연재료와 인공재료가 있다. 천연재료, 즉 자연재료는 흙, 목재, 석재등이 있고 인공재료인 공업재료, 가공재료로는 콘크리트, 강재, 타일, 합판, 시멘트가 있다. 사용목적에 따라 분류를 하면 무기재료와 유기재료로 분리된다. 무기재료는 비금속재, 금속재가 포함되고 유기재료에는 천연재료, 합성수지가 포함된다. 건물부위에 따른 분류는 구조체, 지붕, 바닥, 벽체(내외벽), 천장, 계단에서 쓰이는 것으로 분류가 된다.
1.3. 건축재료의 선정 기준
건축재료의 선정 기준은 다음과 같다.
첫째, 재해에 대해 안전해야 한다. 한반도는 지진 등의 다양한 재해에 노출되어 있으므로 지진, 홍수, 태풍 등에 대한 안전성이 확보되어야 한다. 둘째, 사용 목적에 부합해야 한다. 건축물의 용도에 따라 적절한 재료를 선정해야 하며, 그에 맞는 성능과 기능을 갖추어야 한다. 셋째, 내구성이 있어야 한다. 건축물은 오랜 기간 동안 사용되므로 재료의 내구성이 중요하다. 넷째, 경제성이 있어야 한다. 건축 공사비용을 고려하여 최적의 효율로 건축할 수 있는 재료를 선정해야 한다.
이와 더불어 건축재료 선택 시에는 한국산업규격에서 규정한 품질 기준, 건축공사표준시방서의 재료 사양 및 시공 방법, 관련 법규에서 규정한 안전성 등을 준수해야 한다. 건축물은 사람들의 생명과 직결되므로 이러한 기준들이 중요하게 고려된다.
1.4. 건축재료의 분류
건축재료의 분류는 크게 천연재료와 인공재료로 구분된다"". 천연재료에는 흙, 목재, 석재 등이 포함되며, 인공재료에는 콘크리트, 강재, 타일, 합판, 시멘트 등이 포함된다"".
사용목적에 따라서는 무기재료와 유기재료로 분류할 수 있는데, 무기재료에는 비금속재와 금속재가 포함되고 유기재료에는 천연재료와 합성수지가 포함된다"".
건물부위에 따라서는 구조체, 지붕, 바닥, 벽체(내외벽), 천장, 계단 등에 사용되는 재료로 구분된다"".
1.5. 건축재료의 물리적 성질
건축재료의 물리적 성질은 재료를 선정하고 효율적으로 사용하는데 있어 매우 중요한 요소이다. 건축재료의 물리적 성질에는 비중, 함수율과 흡수율, 비열, 열팽창계수, 열전도율, 연화점·인화점·발화점, 흡음률과 차음도, 투과율과 반사율 등이 있다.
비중은 어떤 물질의 단위용적당 무게를 나타내는데, 콘크리트는 2.3, 철은 7.85 정도이다. 함수율은 재료에 포함된 수분의 함량을, 흡수율은 재료를 물에 넣었을 때 흡수되는 수분의 비율을 나타낸다.
비열은 재료의 단위중량 당 온도를 1도 올리는데 필요한 열량을, 열용량은 단위중량과 비열을 곱한 값이다. 열팽창계수는 온도변화에 따른 재료의 팽창 및 수축 정도를 나타낸다.
열전도율은 재료의 단위두께를 통해 단위시간당 전달되는 열량을 의미한다. 연화점은 재료가 가열에 의해 연화되기 시작하는 온도, 인화점은 가연성 증기가 발생하여 인화되는 최저온도, 발화점은 자연 발화하는 최저온도이다.
흡음률은 재료에 입사한 음에너지 중 흡수 및 투과되는 에너지의 비율을, 차음도는 재료를 통과한 음의 세기가 얼마나 감소하는지를 나타낸다. 투과율은 입사에너지 ...
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