엔지니어드 우드

Engineered wood
아주 큰 자립형 목조 지붕.독일 하노버 엑스포 2000을 위해 건축됨
브리티시컬럼비아 미션에 있는 75세대 아파트로, 대부분 나무로 만들어졌습니다.

대량 목재, 복합 목재, 인공 목재 또는 제조된 보드라고도 불리는 공학 목재는 접착제 또는 복합 재료를 형성하기 위한 다른 고정[1] 방법과 함께 나무의 가닥, 입자, 섬유 또는 베니어판 또는 보드를 결합 또는 고정함으로써 제조되는 다양한 파생 목재 제품을 포함합니다.패널의 크기는 다양하지만 최대 64 x 8피트(19.5 x 2.4m)까지 다양하며, 교차 적층 목재(CLT)의 경우 수 인치에서 16인치(410mm) 이상의 두께를 가질 수 있습니다.[2]이러한 제품은 정밀한 설계 사양에 맞게 설계되었으며, 이 사양은 국내 또는 국제 표준에 적합하도록 테스트되었으며 구조 성능의 균일성과 예측 가능성을 제공합니다.엔지니어링 목재 제품은 가정 건축에서부터 상업용 건물, 공업용 제품에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다.[3]이 제품은 많은 건축 프로젝트에서 강철을 대체하는 호이스트와 빔에 사용될 수 있습니다.[4]매스 목재라는 용어는 콘크리트 조립물을 대체할 수 있는 건축 자재 그룹을 말합니다.[5]

일반적으로, 가공된 목재 제품은 목재를 제조하는 데 사용되는 동일한 경질 목재 및 연질 목재로 만들어집니다.제재소 스크랩 및 기타 목재 폐기물은 목재 입자 또는 섬유로 구성된 엔지니어링 목재에 사용될 수 있지만, 전체 통나무는 일반적으로 합판, 중간 밀도 섬유 보드(MDF) 또는 입자 보드와 같은 베니어에 사용됩니다.Oriented Strand Board (OSB)와 같은 일부 가공 목재 제품은 흔하지만 비구조적인 종인 포플러 계열의 나무를 사용할 수 있습니다.

목재 플라스틱 복합재, 엔지니어링 목재 1종

대안적으로, 대나무로부터 유사한 공학적 대나무를 제조하는 것도 가능합니다. 그리고 호밀짚, 밀짚, 볏짚, 대마대, 케나프 줄기, 사탕수수 잔여물과 같은 다른 리그닌 함유 재료로부터 유사한 공학적 셀룰로스 제품을 제조하는 것도 가능합니다. 이 경우 그것들은 실제 나무가 없고 오히려 식물성 섬유를 포함합니다.

일반적으로 플랫팩 가구는 제조비용이 저렴하고 무게가 적게 나가기 때문에 사람이 만든 목재로 제작됩니다.

제품종류

홈디포 매장의 목재 가공 제품

구조적인 용도와 비구조적인 용도 모두를 위한 다양한 엔지니어링 목재 제품이 있습니다.이 목록은 포괄적이지 않으며 여러 유형의 가공 목재를 분류하고 구분하는 데 도움이 됩니다.

목제 패널

목재 구조 패널은 판넬 제품의 집합체로, 피복, 데크, 캐비닛 및 방앗간, 가구 등의 건축에 광범위하게 사용됩니다.합판과 OSB(oriented strand board)가 그 예입니다.비구조 목재 기반 패널은 평면 패널 제품으로 비구조 건축 애플리케이션 및 가구에 사용됩니다.비구조 패널은 일반적으로 최종 형태의 페인트, 나무 베니어 또는 수지 종이로 덮여 있습니다.예를 들면 섬유 보드와 파티클 보드가 있습니다.[6]

합판

목재 구조 패널인 합판은 때때로 원래의 공학적인 목재 제품이라고 불립니다.[7]합판은 교차 라미네이팅된 베니어판 시트로 제조되며 내구성이 뛰어난 습기 방지 접착제로 열과 압력 하에서 접착됩니다.층에서 층으로 베니어의 그레인 방향을 교대하거나 "교차 방향"으로 전환하여 패널 강도와 양 방향의 강성을 극대화합니다.다른 구조용 목재 패널에는 배향 스트랜드 보드와 구조용 복합 패널이 포함됩니다.[8]

방향 스트랜드 보드

OSB(Oriented Strand Board)는 직사각형 모양의 나무 가닥으로 제조된 목재 구조 패널로, 길게 배향된 다음 층으로 배열되고 매트로 적층되며 습기에 강한 열 경화 접착제와 함께 결합됩니다.각 층은 패널에 강도와 강성을 제공하기 위해 교차 방향으로 배열될 수 있습니다.대부분의 OSB 패널은 합판과 유사하게 한 방향으로 보다 강도가 높아집니다.보드의 각 면에서 가장 바깥쪽 층에 있는 나무 가닥은 보통 보드의 가장 강한 방향으로 정렬됩니다.제품의 화살표는 보드의 가장 강한 방향(대부분의 경우 높이 또는 가장 긴 치수)을 식별합니다.거대하고 연속적인 매트에서 생산되는 OSB는 랩, 갭 또는 공극이 없는 일관된 품질의 견고한 패널 제품입니다.[9]OSB는 다양한 차원, 강도 및 방수 수준으로 제공됩니다.

OSB와 합판은 종종 건물 시공에서 혼용됩니다.

섬유판

중밀도섬유판(MDF)과 고밀도섬유판(하드보드 또는 HDF)은 경목 또는 연목 잔사를 목재 섬유로 분해하여 왁스 및 수지 바인더와 결합하고 고온 및 압력을 가하여 패널을 형성하는 방식으로 제조된다.[10]MDF는 비구조적 응용에 사용됩니다.

파티클 보드

파티클 보드는 목재 칩, 제재소 부스러기, 심지어 톱밥, 그리고 압축되고 압출되는 합성 수지 또는 다른 적절한 바인더로 제조됩니다.[11]최근 연구에 따르면 벼 껍질이나 기니 옥수수 껍질과 같은 농산물 폐기물로부터 내구성이 좋은 파티클 보드를 만들 수 있다고 합니다.[12]파티클보드는 기존의 목재나 합판에 비해 가격이 저렴하고 밀도가 높으며 균일하며 강도나 외관보다 비용이 더 중요할 때 이를 대체합니다.파티클 보드의 주요 단점은 습기로 인해 팽창하고 변색되기 쉬우며, 특히 페인트나 다른 씰러로 덮이지 않은 경우입니다.파티클 보드는 비구조적인 용도로 사용됩니다.

구조용 복합재

SCL(Structural Composite Rumber)은 접착제로 접착된 베니어, 가닥 또는 플레이크 층으로 만들어진 재료의 한 종류입니다.목재 구조용 패널과 달리, 구조용 복합재 목재 제품은 일반적으로 모든 곡물 섬유가 동일한 방향으로 배열됩니다.SCL 계열의 엔지니어링 목재 제품은 일반적으로 서까래, 헤더, 보, 호이스트, 림 보드, 스터드 및 기둥을 포함한 기존의 톱 목재 및 목재와 동일한 구조 용도로 사용됩니다.[13]SCL 제품은 기존의 목재 제품에 비해 치수 안정성이 높고 강도가 높아졌습니다.

적층베니어

LVL(Laminated Veaner Rumber)은 얇은 나무 베니어를 합판과 유사한 큰 빌렛으로 결합하여 생산합니다.LVL 빌렛의 모든 베니어의 그레인은 합판과 달리 긴 방향과 평행합니다.그 결과 만들어진 제품은 기계적 특성과 치수 안정성이 향상되어 기존의 목재보다 제품 폭, 깊이, 길이 면에서 더 넓은 범위를 제공합니다.

평행 가닥

PSL(Parallel Strand Rumber)은 긴 베니어 가닥을 평행한 형태로 포설하고 접착제와 함께 접합하여 완성된 구조 섹션을 형성합니다.PSL에서 스트랜드의 길이 대 두께 비율은 약 300입니다.강도가 높고 일관된 재질로 하중반송능력이 뛰어나고, 조미응력에 강해 포스트 및 보 시공을 위한 보 및 기둥, 가벼운 골조 시공을 위한 보, 헤더 및 린텔 등으로 사용하기에 적합합니다.[13]

적층 스트랜드

Laminated Strand Rumber(LSL) 및 Oriented Strand Rumber(OSL)는 길이 대 두께 비율이 높은 플레이크된 나무 가닥으로 제조됩니다.접착제와 결합하여 가닥이 방향을 잡고 대형 매트나 빌렛으로 형성되어 가압됩니다.LSL 및 OSL은 고정 장치 고정 강도와 기계적 커넥터 성능이 우수하며, 빔, 헤더, 스터드, 림 보드 및 밀워크 부품과 같은 다양한 용도에 일반적으로 사용됩니다.LSL은 PSL에 사용되는 2~8피트 길이(0.61~2.44m)의 스트랜드에 비해 상대적으로 짧은 스트랜드(일반적으로 약 0.30m)로 제조됩니다.[14]가닥의 길이 대 두께 비율은 LSL의 경우 약 150, OSL의 경우 약 75입니다.[13]

아이조이스츠

I조이스트는 바닥과 지붕 공사에 사용하기 위해 설계된 I형 구조 부재입니다.아이조이스트는 다양한 깊이의 거미줄로 연결된 다양한 폭의 상하 플랜지로 구성됩니다.플랜지는 일반적인 굽힘 응력에 저항하며, 웹은 전단 성능을 제공합니다.[15]I-조이스트는 동일한 작업을 수행하는 데 필요한 크기의 입체 목재 조이스트보다 적은 목재를 사용하면서도 무거운 하중을 장거리로 운반할 수 있도록 설계되었습니다.2005년 현재, 전체 목재 조명 프레임 바닥의 약 절반이 I조이스트를 사용하여 프레임으로 제작되었습니다.[citation needed]

대량재목

대량 목재(mass timber)는 건축용 목재의 한 종류로, 공학적 목재로도 알려져 있습니다.대량의 목재 구성품은 접착제 또는 기계적 고정장치로 접착된 목재 또는 베니어판으로 만들어집니다.못 박음질 목재와 접착제 박음질 목재와 같은 특정한 종류의 거대한 목재는 백 년 이상 존재해 왔습니다.[16]지난 10년 동안 건축 자재의 지속 가능성에 대한 우려와 사전 제작, 부지 외 건설 및 모듈화에 대한 관심이 증가하여 대량 목재가 적합한 대량 목재가 인기를 끌었습니다.다양한 유형의 대형 목재는 부품이 현장 외에서 제작되고 정확한 치수로 미리 마감되어 간단한 현장 체결이 가능하다는 장점이 있습니다.[17]대량의 목재는 목재로 크고 높은 건물을 지을 수 있는 가능성을 열어주면서, 강철과 콘크리트에 필적하는 구조적인 특징을 가지고 있는 것으로 보여졌습니다.광범위한 테스트를 통해 대량 목재의 자연 내화 특성이 입증되었습니다. 주로 기둥이나 보 주변에 차층을 형성하여 목재의 내층에 불이 도달하는 것을 방지하기 때문입니다.[2]많은 북미 건축 법규의 기초를 이루는 모델 코드인 국제 건축 법규는 대량 목재의 구조적 및 화재 성능이 입증된 것을 인정받아 2021년 법규 주기에 18층까지 대형 목재를 고층 건축에 사용할 수 있도록 하는 새로운 조항을 채택했습니다.[18][19]

교차층재

크로스 라미네이팅 목재(CLT)는 목재로 만들어진 다용도의 다층 판넬입니다.각 보드 층은 강성과 강도를 높이기 위해 인접한 층에 수직으로 배치됩니다.[20]그것은 긴 시간과 바닥, 벽 또는 지붕과 같은 모든 조립품에 사용될 수 있기 때문에 건설 업계에서 비교적 새롭고 인기를 얻고 있습니다.[20][21]

아교재

글루 라미네이팅 목재(글룰람)는 습기에 강한 접착제와 함께 접착된 여러 층의 치수 목재로 구성되어 있으며, 수직 기둥이나 수평 빔으로 사용할 수 있는 크고 튼튼한 구조 부재를 만듭니다.글룰람은 또한 곡선 형태로 제작될 수 있어 광범위한 디자인 유연성을 제공합니다.[21]

다월층재

다월 적층 목재(DLT)는 덜 알려진 종류의 대량 목재 제품입니다.연목재로 된 여러 판을 옆에 놓고, 각각 구멍을 내어 연목재로 된 다월을 마찰력 있게 끼워넣어 만듭니다.경목 다월이 건조되어 연목재와 평형 함수율에 도달하면, 연목재는 주변의 보드로 팽창하여 연결을 형성합니다.다월 연결부를 사용하면 금속 고정 장치나 접착제가 필요 없습니다.[21]

못 박음질재

NLT(Nail Lamined Timber)는 못으로 고정된 평행 보드로 구성된 대량의 목재 제품입니다.[22]이것은 건물 안에 바닥, 지붕, 벽, 엘리베이터 통로를 만드는 데 사용될 수 있습니다.[21]그것은 산업혁명 기간 동안 창고 건설에 사용되었던 가장 오래된 종류의 대량 목재 중 하나입니다.DLT와 마찬가지로 화학 접착제를 사용하지 않으며, 목질 섬유는 같은 방향으로 향합니다.

원목바닥재

엔지니어드 우드 바닥재(engineered wood floor)는 원목 바닥재와 유사한 바닥재 제품의 한 종류로, 목재 또는 목재 기반 복합재 층을 함께 적층하여 만듭니다.바닥 보드는 보통 보드 사이의 일관된 접합을 위해 가장자리에 혀와 홈이 있는 프로파일로 제분됩니다.

라멜라

라멜라(lamella)는 설치 시 보이는 목재의 표면 층입니다.일반적으로, 이것은 톱질한 목재 조각입니다.목재는 납작한 톱, 4분의 1 톱, 그리고 갈라진 톱의 세 가지 다른 스타일로 자를 수 있습니다.

코어/기판의 종류

  1. 목재 플라이 구조("샌드위치 코어"):여러 개의 얇은 나무 조각을 서로 접착시켜 사용합니다.각 플라이의 나무 알갱이는 그 아래 플라이와 수직으로 달립니다.기후 변화에 거의 반응하지 않는 얇은 목재 층을 사용함으로써 안정성을 얻을 수 있습니다.목재는 서로 수직으로 작동하는 플라이로부터 길이 방향과 폭 방향으로 작용하는 동일한 압력으로 인해 더욱 안정화됩니다.
  2. 핑거 코어 구조:핑거 코어 엔지니어링 목재 바닥은 목재의 최상층(라멜라)에 수직으로 이어지는 제분된 목재의 작은 조각으로 만들어집니다.용도에 따라 2겹 또는 3겹이 될 수 있습니다.세 겹일 경우 세 번째 합판은 라멜라와 평행하게 이어지는 합판인 경우가 많습니다.서로 수직으로 흐르는 알갱이들을 통해 안정성을 얻고, 목재의 팽창과 수축이 줄어들고 중간 플라이로 밀려나 바닥의 갈라짐이나 부항을 막습니다.
  3. 파이버 보드:코어는 중간 혹은 고밀도의 섬유판으로 이루어져 있습니다.섬유 보드 코어가 있는 바닥은 흡습성이 좋으므로 많은 양의 물이나 매우 높은 습도에 절대 노출되어서는 안 됩니다. 섬유 보드의 밀도와 결합하여 물을 흡수하여 발생하는 팽창으로 인해 섬유 보드의 형태를 잃게 됩니다.섬유 보드는 목재보다 가격이 저렴하고 접착제 함량이 상대적으로 높기 때문에 유해 가스를 더 많이 배출할 수 있습니다.
  4. 유럽의 일부 지역에서 인기 있는 공학적 바닥 구조는 경목 라멜라, 라멜라에 수직으로 놓여진 연목 코어, 그리고 라멜라에 사용된 것과 같은 고귀한 목재의 마지막 지지층입니다.다른 고귀한 하드우드는 때때로 후면 레이어에 사용되지만 호환되어야 합니다.이것은 많은 사람들이 가장 안정적인 엔지니어드 플로어라고 생각합니다.

기타 변형목재의 종류

최근 몇 년간 공학적 목재 분야에서 새로운 기술들이 도입되었습니다.천연 목재는 다양한 화학적, 물리적 처리를 통해 실험실에서 변형되어 목재의 구조에 영향을 주어 맞춤형의 기계적, 광학적, 열적, 전도적 특성을 달성하고 있습니다.

조밀목

밀도가 높은 목재는 기계적 핫 프레스를 사용하여 목재 섬유를 압축함으로써 만들 수 있으며, 때로는 목재의 화학적 변형과 함께 만들기도 합니다.이러한 공정은 밀도를 3배 증가시키는 것으로 나타났습니다.[23]이러한 밀도의 증가는 목재의 강도와 강성을 비례적으로 향상시킬 것으로 예상됩니다.[24]보다 최근의 연구들은[25] 화학 공정들을 전통적인 기계적 핫 프레스 방법들과 결합시켰습니다.이러한 화학적 작용은 나무에서 자연적으로 발견되는 목질소와 헤미셀룰로오스를 분해합니다.용해 후 남아있는 셀룰로스 가닥은 기계적으로 열압착됩니다.열간 압착에서만 강도가 3배 증가한 것에 비해 화학적으로 가공된 목재는 11배 향상된 것으로 나타났습니다.이러한 추가적인 강도는 정렬된 셀룰로스 나노섬유 사이에 형성된 수소 결합에서 비롯됩니다.

조밀해진 목재는 건축에 사용되는 강철과 동등한 기계적 강도 특성을 지녀 일반적인 강도 목재가 손상되는 상황에서 조밀해진 목재를 적용할 수 있는 문을 열었습니다.환경적으로 나무는 강철보다 이산화탄소를 훨씬 적게 생산합니다.[26]

열효율목재

나무에서 목질소를 제거하는 것은 구조적인 장점을 제공하는 것 이외에도 여러 가지 다른 응용이 있습니다.탈염은 천연 목재의 기계적, 열적, 광학적, 유체적, 이온적 특성과 기능을 변화시키며 열전도성 리그닌 성분을 제거하는 동시에 세포벽에 많은 수의 나노포어를 생성하여 온도 변화를 감소시키는 효과적인 방법입니다.탈염된 목재는 대부분의 입사광을 반사하며 흰색으로 나타납니다.[27][28]백색 목재(나노우드라고도 함)는 적외선 파장에서 높은 방사율뿐만 아니라 반사 헤이즈를 가지고 있습니다.이러한 두 가지 특성은 24시간 동안 평균 53W ⋅m의 냉각력으로 패시브 복사 냉각 효과를 발생시킵니다. 즉, 이 목재는 열을 "흡수"하지 않으므로 내장된 열만 방출합니다.또한 백목은 천연 목재에 비해 열전도율이 낮을 뿐만 아니라 대부분의 상용 단열재에 비해 열성능이 우수합니다.[27]목재의 메조 다공성 구조의 변형은 목재 성능의 변화를 야기합니다.[27][30]

또한 백목은 조밀목재의 경우 언급된 공정과 유사하게 압축 공정을 거칠 수 있어 천연목재에 비해 기계적 성능이 향상됩니다(인장 강도는 8.7배, 인성은 10배).[28]나노우드의 열적, 구조적 장점은 에너지 효율적인 건물 건설에 매력적인 재료가 됩니다.[30]그러나, 목재의 구조적 특성 변화, 예를 들어, 구조적 공극률의 증가 및 부분적으로 분리된 셀룰로스 나노섬유는 재료의 기계적 견고성을 손상시킵니다.이러한 문제를 해결하기 위해, 구조를 더욱 치밀하게 하는 방법과 가교를 이용하는 방법 등 여러 가지 방법이 제안되고 있습니다.다른 제안으로는 천연 목재와 다른 유기 입자 및 폴리머를 혼합하여 단열 성능을 향상시키는 것이 있습니다.[27]

성형목재

화학적으로 밀도가 높은 목재와 유사한 화학적 변형 기술을 사용하여 탈염과 수충격 처리를 결합하여 목재를 극도로 성형할 수 있습니다.이것은 새롭게 등장하는 기술로 아직 산업 공정에서는 사용되지 않습니다.그러나 초기 테스트에서는 일부 금속 합금과 유사한 강도를 보이는 성형 목재로 인해 향상된 기계적 특성에서 유망한 장점을 보여줍니다.[31]

투명목재복합재

투명한 목재 복합재는 현재 실험실[when?] 규모로만 제작된 신소재로 리그닌과 같은 광흡수성 화합물을 투명 고분자로 대체하는 화학 공정을 통해 투명성과 강성을 결합합니다.[32]

환경적 편익

전 세계적으로 증가하는 인구로 인해 신축이 수요가 높습니다.그러나, 현재 신축에 사용되는 주요 재료는 강철과 콘크리트이지만, 그들의 제조는 대기 중에 이산화탄소(CO2)의 비교적 높은 배출을 야기합니다.엔지니어드 우드는 건축물 건설에서 철강 콘크리트를 대체할 경우 탄소 배출을 줄일 수 있는 가능성이 있습니다.[33][34]

2014년 철강 및 시멘트 생산량은 각각 약 1,320 메가톤(Mt) CO와2 1740 Mt2 CO를 차지했으며, 이는 그해 전 세계 CO2 배출량의 약 9%를 차지했습니다.[35]공학목재의 탄소제거 잠재력을 고려하지 않은 연구에서, 공학목재와 철강을 이용한 하이브리드 건설시스템을 완전히 도입하면 2050년까지 약 50 Mt COe2(이산화탄소당량[a])를 제거할 수 있는 것으로 나타났습니다.[37]탄소 제거가 재료의 수명에 걸쳐 미칠 수 있는 부가적인 효과를 고려할 때, 엔지니어링 목재의 배출량 감소는 더욱 더 상당합니다. 수명 주기가 끝날 때 소각되지 않는 적층 목재는 약 582 kg의 CO2/m을3 흡수하는 반면, 철근 콘크리트는 약 458 kg의 CO2/m과3 12.087 kg의 CO2/m을3 배출하기 때문입니다.[38]

목재의 탄소 격리 가능성을 측정하는 것에 대해서는 강력한 합의가 이루어지지 않고 있습니다.생애주기 평가에서 격리된 탄소는 때때로 생체원성 탄소라고 불립니다.수명 주기 평가를 관리하는 표준인 ISO 21930은 목재 제품의 생원성 탄소는 목재 제품이 지속 가능하게 관리되는 숲에서 발생한 경우에만 음의 입력(즉, 탄소 제거)으로 포함될 수 있도록 요구합니다.이는 일반적으로 목재가 탄소 격리 자격을 갖추기 위해서는 FSC 또는 SFI 인증을 받아야 한다는 것을 의미합니다.[39]

이점

엔지니어링 목재 제품은 다양한 방식으로 사용되며,[40] 종종 솔리드 목재 제품과 유사한 용도로 사용됩니다.

  • 대량 목재(MT)는 목재를 쉽게 취급, 제조 및 운반할 수 있도록 경량입니다.이를 통해 비용 효율적이고 현장에서 쉽게 사용할 수 있습니다.[41]
  • MT는 강도 대 무게 비율에 따라 강도와 강성이 향상되고 치수 안정성이 향상되며 구조물의 균일성을 제공합니다.[41]
  • MT 건축물은 철골/콘크리트와 비교할 때 목재 제품을 만드는 데 필요한 에너지가 줄어들기 때문에 에너지를 최대 15% 적게 사용합니다.[41]
  • MT 건물은 기존의 철골/콘크리트 건물에 비해 평균적으로 20-25%의 시간을 절약하고 자본 비용을 4.2% 절감합니다.[41]
  • MT 제품은 탄소를 격리하고 수명 동안 자체적으로 저장합니다.건물에서 콘크리트와 강철 대신 이것을 사용하면 건물에서 구현되는 배기가스를 줄일 수 있습니다.[21]
  • MT를 사용하면 강철 또는 콘크리트와 비교할 때 형상화된 탄소가 약 20% 절감될 것으로 예상됩니다.MT는 이 두 가지 재료에 비해 훨씬 가벼워서 기계가 현장으로 운반하고 한 번 납품하면 작업 강도가 떨어지기 때문입니다.[21]
  • MT 제품도 기밀성이 높고 열전도율이 낮아 내부 공기가 빠져나가지 못하고 열이 쉽게 떨어지지 않습니다.[21]
  • MT 건축물은 바람직한 특성인 철근콘크리트 건축물과 비교할 때 대략 절반의 질량과 절반의 강성을 갖기 때문에 지진 발생 시 매우 우수한 성능을 발휘합니다.절반의 강성을 가진 MT 건물은 연성을 가질 수 있으므로 건물의 구조적 무결성을 손상시키지 않으면서 측면의 왜곡을 방지할 수 있습니다.[21]
  • MT는 어느 정도 내화성이 있습니다.가연성 물질로 간주되지만 MT는 천천히 그리고 예측 가능한 방식으로 연소됩니다.불에 탔을 때, 나무의 안쪽 층을 보호하는 외부에 검게 그을린 층이 형성됩니다.그러나 새까맣게 탄 층이 떨어지면 내부 층이 노출되어 재료의 무결성이 손상될 수 있습니다.[21]

모든 대량 목재 제품은 다양한 유형의 이점을 제공하며 다음과 같은 내용을 확인할 수 있습니다.

  • CLT: 높은 치수 안정성, 높은 강도 및 강성을 제공하며 제조가 용이합니다.[21]
  • 글룰람: 높은 강도와 강성을 제공하며 구조적으로 효율적이며 복잡한 모양으로 제작할 수 있습니다.[21]
  • NLT: 제조에 전문 장비가 필요 없고 비용 효율적이며 다루기 쉽습니다.[21]
  • DLT: 높은 치수 안정성을 제공하며, 제조가 쉽고 안전하며, 금속 고정 장치나 접착제가 필요 없습니다.[21]
  • SCL: 견고한 목재에 비해 큰 하중을 견딜 수 있으며 수축, 갈라짐, 뒤틀림이 발생하지 않습니다.[21]

일부 응용 분야에서는 특정 비교 이점 때문에 견고한 목재보다 가공된 목재 제품이 선호될 수 있습니다.

  • 공학적인 목재는 사람이 만든 것이기 때문에 응용 분야별 성능 요구 사항을 충족하도록 설계할 수 있습니다.필요한 형상 및 치수가 소스 트리 요구사항(트리의 길이 또는 폭)을 견인하지 않습니다.
  • 엔지니어링 목재 제품은 다용도로 사용할 수 있으며 다양한 두께, 크기, 등급 및 노출 내구성 분류로 제공되므로 건축, 산업 및 가정용 프로젝트에 무제한으로 사용하기에 적합합니다.[42]
  • 엔지니어링 목재 제품은 목재의 자연 강도와 강성 특성을 극대화할 수 있도록 설계 및 제조됩니다.그 제품들은 매우 안정적이고 일부 제품들은 전형적인 목재 건축 자재들보다 더 큰 구조적인 강도를 제공합니다.[43]
  • 접착 적층 목재(글룰람)는 동급 치수 목재보다 강도와 강성이 크고 파운드화는 강철보다 강합니다.[3]
  • 공학적인 목재 패널은 일반적인 도구와 기본적인 기술을 사용하여 작업하기 쉽습니다.절단, 천공, 경로 설정, 접합, 접착 및 체결이 가능합니다.합판을 구부려 강도 손실 없이 곡면을 형성할 수 있습니다.패널 크기가 크면 취급 및 설치해야 하는 부품 수를 줄여 시공 속도를 높일 수 있습니다.[42]
  • 가공된 목재 제품은 결함이 있는 목재, 활용도가 낮은 종 또는 더 작은 나무 조각으로 만들 수 있기 때문에 목재를 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 또한 더 작은 나무의[44] 사용을 가능하게 합니다.
  • 목재 트러스는 지붕과 바닥에 적용되는 다양한 용도에서 경쟁력을 갖추고 있으며, 높은 강도 대 중량비로 인해 바닥 배치에 유연성을 제공하는 긴 길이를 가질 수 있습니다.[45]
  • 지속 가능한 디자인을 옹호하는 사람들은 큰 나무를 잘라내야 하는 큰 고형 치수의 목재 조각보다는 비교적 작은 나무로 제작할 수 있는 가공된 목재를 사용할 것을 권장합니다.[14]

단점들

  • 고체 목재와 마찬가지로 수분이 많은 환경이나 흰개미에 노출되면 생물학적 열화 및/또는 곰팡이 부패가 발생하여 목재 제품의 구조적 무결성과 내구성이 저하됩니다. 근본적으로 목재가 썩기 시작합니다.[41]
  • 광범위한 삼림 벌채 가능성에 대한 우려를 제기하지만 지속 가능한 산림 관리 계획을 통해 완화될 수 있습니다.[21]
  • MT 건물은 MT 재료의 상대적인 유연성으로 인해 건물에 있는 사람들에게 불편함을 줄 수 있기 때문에 바람에 의한 진동에 취약합니다.[21]

모든 대량 목재 제품은 상이한 단점을 가지고 있으며, 다음과 같이 볼 수 있습니다.

  • CLT 및 Glulam:둘 다 비용이 많이 듭니다.[21]
  • NLT: 만들기에는 노동 집약적이고 인간의 실수 가능성이 큽니다.[21]
  • DLT: 패널 크기와 두께가 제한되어 있습니다.[21]
  • SCL: 패널 크기와 두께가 제한되어 있으며 저층 건물에 더 적합합니다.[21]

고체 목재와 비교할 때 다음과 같은 단점이 일반적입니다.

  • 그들은 견고한 목재보다 생산에 더 많은 일차 에너지를 필요로 합니다.[46]
  • 일부 제품에 사용되는 접착제는 독성이 있을 수 있습니다.일부 수지의 문제는 요소-포름알데히드 결합 제품에서 종종 볼 수 있는 포름알데히드의 완제품 내 방출입니다.[46]

특성.

합판과 OSB의 밀도는 일반적으로 560~640kg/m3(35~40lb/cubft)입니다.예를들면,9.5mm(3⁄8인치) 합판 피복 또는 OSB 피복은 일반적으로 표면 밀도가 4.9~5.9kg/m(1~1.2lb/sqft)입니다.다른 많은 공학적 숲들은 OSB보다 밀도가 훨씬 높습니다.

접착제

엔지니어드 우드에 사용되는 접착제의 종류는 다음과 같습니다.

더 포괄적인 용어는 구조적 복합재입니다.예를 들어, 섬유 시멘트 사이딩은 시멘트와 목재 섬유로 만들어진 반면, 시멘트 보드는 종종 수지가 첨가된 저밀도 시멘트 패널이며 섬유 유리 그물망과 마주합니다.

건강상의 문제

포름알데히드가 포유류에서 세포 대사의 필수적인 성분이지만, 연구들은 포름알데히드 가스의 장기적인 흡입을 암과 연관시켰습니다.공학적인 목재 복합재는 잠재적으로 유해한 양의 포름알데히드 가스를 미반응 유리 포름알데히드와 수지 접착제의 화학적 분해라는 두 가지 방법으로 방출하는 것으로 밝혀졌습니다.공정에 과도한 양의 포름알데히드가 첨가되면, 초과량은 목재 제품과 결합할 첨가제가 없으며 시간이 지남에 따라 목재 제품으로부터 스며들 수 있습니다.저렴한 우레아-포름알데히드(UF) 접착제는 수지 배출 저하의 주요 원인입니다.수분은 약한 UF 분자를 분해하여 잠재적으로 유해한 포름알데히드 방출을 초래합니다.McLube는 환원 포름알데히드 UF와 멜라민 포름알데히드 접착제를 사용하는 제조업체를 위해 고안된 방출제와 플래튼 실러를 제공합니다.많은 OSB 및 합판 제조업체는 페놀이 훨씬 더 효과적인 첨가제이기 때문에 페놀-포름알데히드(PF)를 사용합니다.페놀은 포름알데히드와 방수 결합을 형성하여 습한 환경에서도 분해되지 않습니다.PF 수지는 포름알데히드 배출로 인한 건강상 심각한 위험을 초래하는 것으로 확인되지 않았습니다.PF는 우수한 접착제이지만, 보다 우수한 내수성, 강도 및 공정 효율을 달성하기 위해 엔지니어링 목재 산업은 pMDI와 같은 폴리우레탄 바인더로 변화하기 시작하였고, 또한 pMDI는 냉동용 경질 폴리우레탄 폼 및 단열재 생산에 광범위하게 사용되고 있으며, pMDI는 다른 수지 접착제보다 우수합니다.s, 하지만 이들은 방출이 어렵기로 악명 높으며, 툴링 표면에 축적을 초래합니다.[48]

기계식 파스너

DLT, NLT 및 CLT의 일부 브랜드와 같은 일부 엔지니어링 목재 제품은 기계적 고정 장치 또는 조이너리를 사용하여 접착제를 사용하지 않고 조립할 수 있습니다.이러한 제품들은 인터로킹 조인트 보드,[49][50] 전용 금속 고정 장치,[51] 못 또는 목재 다월에 이르기까지 다양합니다.[52]

건축 법규 및 표준

여러 해 동안 건물에서 대량의 목재가 사용되었으며, 적절한 사용 및 취급을 위한 표준을 만들기 위해 국제 건축 법규(IBC)에 코드가 추가 및 채택되었습니다.예를 들어, 2015년에 CLT는 IBC에 통합되었습니다.[33]2021 IBC는 건축 법규의 최신호이며, 목재 자재를 사용한 건축과 관련된 3개의 법규를 새로 추가했습니다.새로운 3가지 건축 유형은 IV-A, IV-B, IV-C와 같으며, 그것들은 각각 18층, 12층, 9층까지의 건물에서 대량의 목재를 사용할 수 있게 합니다.[53]

다음 표준은 가공 목재 제품과 관련된 것입니다.

  • EN 300 - OSB(Oriented Strand Boards) — 정의, 분류 및 사양
  • EN 309 - 파티클보드 — 정의 및 분류
  • EN 338 - 구조용 목재 - 강도 등급
  • EN 386 - 접착 적층 목재 — 성능 요구 사항 및 최소 생산 요구 사항
  • EN 313-1 - 합판 — 분류 및 용어 Part 1: 분류
  • EN 313-2 - 합판 — 분류 및 용어 제2부: 용어
  • EN 314-1 - 합판 — 접합 품질 — 1부: 시험 방법
  • EN 314-2 - 합판 — 접합 품질 — 파트 2: 요구 사항
  • EN 315 - 합판 — 치수에 대한 공차
  • EN 387 - 접착식 적층 목재 - 큰 손가락 접합부 - 성능 요구 사항 및 최소 생산 요구 사항
  • EN 390 - 접착 적층 목재 — 크기 - 허용 편차
  • EN 391 - 접착식 적층 목재 — 접착제 선 전단 시험
  • EN 392 - 접착식 적층 목재 — 접착제 선의 전단 시험
  • EN 408 - 목재 구조 — 구조용 목재 및 접착식 적층 목재 — 일부 물리적 및 기계적 특성 확인
  • EN 622-1 - Fibreboard — 사양 — Part 1: 일반 요구사항
  • EN 622-2 - 파이버보드 — 사양 — 제 2부: 하드보드 요구사항
  • EN 622-3 - 파이버 보드 — 사양 — 파트 3: 미디엄 보드 요구 사항
  • EN 622-4 - 파이버 보드 — 사양 — Part 4: 소프트 보드 요구 사항
  • EN 622-5 - 파이버 보드 — 사양 — 제5부: 건식 프로세스 보드(MDF) 요구 사항
  • EN 1193 - 목재 구조 — 구조용 목재 및 접착식 적층 목재 - 입자에 수직인 전단 강도 및 기계적 특성 측정
  • EN 1194 - 목재 구조 — 접착 적층 목재 - 강도 등급 및 특성 값 결정
  • EN 1995-1-1 - Eurocode 5 : 목재 구조물의 설계 — Part 1-1 : 일반 — 건축물의 공통 규칙 및 규칙
  • EN 12369-1 - 목재 기반 패널 — 구조 설계를 위한 특성 값 — 1부: OSB, 파티클 보드 및 파이버 보드
  • EN 12369-2 - 목재 기반 패널 — 구조 설계를 위한 특성 값 — 2부: 합판
  • EN 12369-3 - 목재 기반 패널 — 구조 설계를 위한 특성 값 — 3부: 견고한 목재 패널
  • EN 14080 - 목재 구조 — 접착 적층 목재 — 요구 사항
  • EN 14081-1 - 목재 구조물 - 단면이 직사각형인 강도 등급 구조재 - 1부: 일반 요구사항
  • ISO 21930:2017 - 건축물 및 토목공사의 지속가능성 - 건설제품 및 용역의 환경제품 신고 핵심규칙

대형 목재 구조물의 예

플라이스크래퍼

플라이스크래퍼는 부분적으로 나무로 만들어지거나 전체적으로 나무로 만들어진 고층 건물입니다.전세계적으로, 어센트 MKE 빌딩과 스타드하우스 빌딩을 포함하여 많은 다른 플라이스크래퍼들이 지어졌습니다.[54]

어센트 MKE 빌딩은 2022년 위스콘신주 밀워키에 지어졌으며 일부 강철 및 콘크리트와 조합하여 다양한 질량의 목재 구성 요소를 사용하는 가장 높은 고층 건물입니다.이 플라이스크래퍼는 높이가 87미터이고 25층입니다.[55]

스타드하우스 빌딩은 2009년 런던 해크니에 지어진 주거용 빌딩입니다.높이가 30미터에 이르는 9층짜리 건물입니다.CLT 패널을 하중을 받는 벽과 바닥 '슬랩'으로 사용합니다.[56]

브리지스

2014년 캐나다 퀘벡에 지어진 미스티시니 다리는 글룰람 빔과 CLT 패널을 모두 갖춘 160미터 길이의 다리입니다.그 다리는 Uupaachikus 고개를 가로지르도록 설계되었습니다.[57]

2013년 미국 알래스카에 지어진 플라서 강 보행자 다리.그것은 길이가 85미터(280피트)에 달하며 츄가치 국유림에 위치해 있습니다.이 다리는 트러스를 만들 때 글루람이 사용된 것이 특징입니다.[57]

주차 구조물

Oregon주 Springfield에 있는 Glenwood CLT 주차장은 CLT를 특징으로 하는 19,100평방미터(206,000평방피트) 규모의 주차장이 될 예정입니다.그것은 4층 높이에 360대의 주차 공간을 보유할 것입니다.다만 주차장은 2022년 12월 현재 공사 중이며 완공 연도는 아직 알려지지 않았습니다.[58]

메모들

  1. ^ 이산화탄소 등가물(COE2)은 공통 단위를 사용하여 여러 온실가스의 지구온난화 가능성을 측정하는 방법입니다.예를 들어, 1 kg의 메탄 배출은 25 kg의 CO2 배출과 동일한 지구 온난화 잠재력을 가지고 있으므로, 1 kg의 메탄 배출은 25 kg의 COe로2 보고될 수 있습니다.[36]

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외부 링크

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