[Coursera 강의] Wood, Beyond Building 6 - Wood Structure & Moisture

안녕하세요. 쿠아쿠아 꾸아그입니다.

이제부터 나무에 대해 가장 중요한 내용들이 나오기 시작하네요. 제가 제일 알고 싶은 내용들이었어요. 나무는 결에 따라 특성이 다르고, 수분의 양에 따라 수축/팽창하는 특징을 지니고 있지요. 그게 또 나무의 매력이기도 하구요.

위의 그림처럼 같은 나무라고 하더라도 어느 부위인지에 따라 수축하는 특징이 다릅니다. 각 부위별로 큰 네모가 수축하기 전, 그 안에 작은 네모가 수축했을 때입니다.

학문적인 구분인지는 모르겠지만, 나무결의 방향을 크게 3가지로 구분합니다.

1. 나무가 자라는 방향인 수직방향 (Longitudinal Direction)
2. 나무의 심재(중심)를 기준으로 변재(바깥)에 이르는 방향인 방사방향 (Radial Direction)
3. 위의 두 가지 외의 모든 방향을 제외한 모든 방향은 촉단방향 (Tangential Direction)

수축/팽창의 정도는 나무에 따라, 부위에 따라 모두 다르지만 한 가지 공통적인 특징이 있어요. 그것은 바로 수직방향으로는 수축/팽창이 잘 일어나지 않지만, 방사방향과 촉단방향은 훨씬 더 많이 수축하고, 팽창한다는 사실입니다.

또한 나무의 부위에 따라 당연히 수분을 머금은 양이 다르겠죠? 그래서 교수님이 들고 계신 나무판은 무언가가 양쪽으로 당긴 것처럼 쪼개져 있는데, 그 이유는 변재(바깥) 쪽이 수분이 더 적어서 그런 것이죠.

구조상으로는 수직방향과 방사방향으로는 잘 쪼개지는 특징이 있어요. 하지만 촉단방향으로는 잘 쪼개지지 않죠. 교수님께서 몸소 시연을 하고 계시네요.

또 구조적 특성을 잘 보여주기 위하여 얇은 베니어 판을 가지고 오셨습니다. 베니어란 흔히 plywood라는 합판을 만들기 위하여 나무를 얇게 잘라낸 박판입니다. 친절하게도 수직방향은 L, 촉단방향은 T로 표시해 주셨습니다. 위의 사진처럼 수직방향으로 지지대를 대어놓으면 힘을 받지 못하고 푹 꺼지고 맙니다. 

하지만 이런 얇은 베니어 판도 방향을 90도 틀어서 촉단방향으로 지지대를 대어 놓으면 세게 눌러도 아래로 푹 꺼지지 않죠.

이러한 나무의 구조적인 특징을 이용해서 만드는 것이 합판(Plywood)입니다. 어느 방향에서도 충분한 힘을 견딜 수 있도록 베니어 판을 90도씩 교차하여 접착제로 층층이 쌓아 집성합니다. 그러면 변형도 적고 강도도 높은 나무판을 얻을 수 있죠.

다시 나무의 수축/팽창으로 돌아와서, 실제로 습기가 수축/팽창에 어떤 영향을 미치지는 그 특성을 잘 보여주기 위하여 베니어 판에 물을 뿌려보겠습니다. 앞에서도 설명했듯이 수직방향은 나무가 자라는 방향이고 그 방향으로는 수축/팽창이 많이 나타나지 않습니다. 촉단방향은 반대로 수분의 영향을 많이 받겠죠.

준비한 분무기로 물을 뿌려봅니다. 방금 저에게 보여주신 면의 반대편에 뿌리고 계시네요. 물을 뿌리게 되면 나무가 수분을 머금게 되면서 팽창하게 되겠죠. 그러면 그 반대면은 수분이 적기 때문에 안쪽으로 말리는 현상이 일어나게 될 겁니다. 물론 저는 이미 영상을 봤기 때문에 잘 알고 있습니다 ㅎㅎㅎ

촉단방향으로는 말려들어가고 있지만 수직방향으로는 아무 일도 일어나지 않고 있습니다.

그리고 드라이기로 말리면 다시 펴집니다.

이러한 나무의 특성으로 인해 나무로 된 제품을 만들기 전에는 꼭 나무의 구조적 특성과 수분에 의한 수축/팽창을 먼저 생각해야 하지요. 또한, 습기가 높은 지역에서 만든 제품을 건조한 지역으로 가지고 왔을 때 발생할 문제점도 생각하고 구매해야겠지요.


이것으로 Wood, Beyond Building 리뷰는 마치겠습니다. 이 강의 뒤로도 아직 많이 남아 있지만 대부분 공학적 건축 소재로써의 나무에 대한 내용이라 굳이 시간을 들여 더 수강할 필요가 없을 것 같네요.