(1) 공학목재
목재가 본래부터 갖고 있는 단점들을 극복하고 성능을 향상시킨 재료를 공학목재라고 한다. 합판에서부터 대형 구조물의 축조시 필요한 구조적 성능을 확보하기 위하여 설계 및 제작한 집성재에서까지 현대 목구조에서 폭넓게 사용되고 있는 재료이다.
최근 재활용, 지속 생산 가능한 재료 등에 대한 환경 및 산업의 요구로 인하여 공학목재는 더욱 주목 받고 있으며, 주거환경 개선과 생활의 질적 향상에 대한 욕구가 높아지면서 목구조건, 토목에 대한 수요 증가와 함께 고성능 공학목재의 설계 및 생산 기술에 대한 시장 요구가 증가하고 있다. 공학목재는 그 설계 및 제작 방법 자체가 전문 특허적인 제품이며, 고성능, 생산비용 절감을 위해 설계 및 생산 기술이 꾸준히 발전하고 있는 학문 분야이다.
목구조 연구실에서는 공학목재의 제조방법 개발에서부터 설계 및 해석 방법 개발을 위한 연구들을 활발하게 수행해 오고 있다. 대표적인 공학목재로는 합판, OSB, 집성재(Glulam), LVL(Laminated Veneer Lumber), PSL(Parallel Strand Lumber), LSL(Laminated Strand Lumber), I-beam, CLT(Cross-laminated timber), TCC(Timber Concrete composite) 등이 있다.
(2) 구조설계
목재를 구조재로 활용하기 위해서는 구조물에 가해지는 외부 하중에 대하여 구조물이 안정적으로 지지하기 위한 일정 수준의 강도가 필요하다. 특히 대형 건축물이나 공동 주택의 역학적인 안정성을 확보하기 위해서는 외부 하중을 계산하고 이에 따른 각 구조부의 단면 및 접합부에 대한 상세를 설계해야 한다. 구조물을 설계(modeling), 해석(analysis) 및 결과 검증 등에 관련하여 본 연구실에서는 다음과 같은 연구를 수행한다.
1) 국산재 및 공학목재의 허용응력도 등 설계치 산출
2) 접합부 해석 및 설계
3) 목구조 공법에 관한 연구 : Light frame, Post and Beam, heavy timber 등
4) 허용응력법(ASD)과 한계상태설계법(LSD) 관련 체계 정립
5) KBC(한국 건축구조기준) 목구조 관련 내용 개정 및 매뉴얼 연구
(3) 주거성능
웰빙 및 LOHAS (Lifestyles Of Health And Sustainability) 등 건강하고 행복한 삶에 대한 관심이 높아지면서 목재 및 목질환경이 주는 친환경적 주거공간에 대한 수요가 증가하고 있다. 건축 재료로서 목재사용의 활성화를 위해서는 주거공간으로서 목재가 주는 이로움 뿐만 아니라 목재이기 때문에 발생할 수 있는 문제점을 고려하고 목재가 사용되었을 때 얻어지는 주거성능의 객관적인 지표가 제시될 필요가 있다. 목재와 관련하여 고려되는 주거성능은 차음, 단열, 내화, 흡습 (Hygroscopicity) 등이 있다.
1) 차음 (Sound Insulation)
'공동주택 층간소음 방지기준'에 의해 경량 및 중량충격음에 대한 기초 연구 및 실제 목재건축물에서 발생되는 소음과 관련한 다양한 연구를 진행하고 있다.
2) 단열 (Heat Insulation)
콘크리트나 철골에 비해 열관류율이 낮아 우수한 단열효과를 보이는 목재가 주거환경에서 보여주는 단열성능에 대해 객관적 지표를 제시하고 효과적인 시공상세를 제공하기 위한 연구를 진행하고 있다.
3) 내화 (Fireproof)
화재 발생시 인명구조의 안전 및 가능성에 있어 목구조가 철근 콘크리트 및 철골구조에 비해 발화 이후 더 오랜 시간 강도를 유지할 수 있어 유리하다는 것이 알려져 있다. 본 연구실에서는 화재 시 나타나는 목조시스템의 내화성능 예측에 관한 연구를 진행하고 있다.
4) 흡습 (Hygroscopicity)
목재는 수분 흡탈착을 통해 실내 공기의 조습작용을 하지만 수분에 의한 열화 피해를 입을 수도 있다. 이에 본 연구실은 목조주택에 일어나는 벽체 내 수분전달에 대한 현상을 규명하여 목조벽체의 흡습성능을 개선하는 연구를 진행하고 있다.
(4) 비파괴
「비파괴평가기술」은 피시험체에 손상을 가하지 않고 내부 상태 및 재질을 평가하는 계측 기술을 말한다. 이러한 비파괴평가기술은 다양한 목적으로 광범위한 분야에서 적용되고 있으며, 그 사용 목적에 따라 전자파(X선, Υ선, 자외선, 가시광선, 적외선), 중성자선, 기계적 진동(진동, 음향, 초음파), 자기, 열, 전기 등 물리적 에너지 및 전자유도, 침투 등 물리적 현상이 이용된다.
(5) 전통목구조
현대건축이 출현하기 전까지 우리나라를 비롯한 극동아시아건축은 목조가구식 구조를 중심된 구조로 삼았다. 이는 목구조가 건축물을 구성할 때의 구조적인 한계를 기술적으로 극복할 수 있었고, 여러 형식들의 선택과 검증을 통해 기술 표준이 만들어졌기 때문이다.
전통목조건축물의 보수 및 보강 등의 대책을 위해서는 구조해석이 필수요건이며, 본 연구실은 전통 건축물의 구조해석(구조 해석 및 설계, 전통 접합부 해석), 그리고 프리컷 가공과 관련된 연구를 수행하고 있다.
(6) 목재야외시설물
목재시설물은 목재를 주재료로 하여 외부공간에 설치에 사용되는 원목, 각재, 판재, 합판 등의 목재 가공품에 방부, 방충처리 및 표면보호 조치를 취한 시설물을 말한다. 목재야외시설물은 통나무집과 같은 숙박시설, 관리사무소, 대피소 등의 관리시설, 야외탁자, 전망대, 데크, 놀이시설 등의 휴양시설, 야외교실, 산림박물관 등 교육 및 전시시설, 교량, 계단, 가로등, 가드레일, 방음벽 등 도로 교통시설, 매점, 임산물 판매소 등의 판매시설, 취사장, 화장실, 휴지통 등의 위생시설의 유형으로 구분된다.
