대한건설정책연구원

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​주요국 목재시장 동향 - 구조용집성판(CLT)

[ 김 태 준 대한건설정책연구원 책임연구원(tjkim@ricon.re.kr) ]  

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1. 구조용집성판(CLT)의 개념

 구조용집성판(CLT: Cross Laminated Timber, 이하 CLT)은 목재의 섬유방향을 직각으로 교차시키는 방식으로 쌓아 접착하는 방식으로 제작된 집성재를 뜻한다. 일반적으로 같은 방향으로 접착되는 집성재와는 달리 교차하여 제작되었기 때문에 목재 특유의 뒤틀림, 균열 등을 방지할 수 있으며, 건축자재로서의 구조적인 강도가 증가하는 특징을 지니고 있다. 1998년 오스트리아에서 처음 개발된 CLT는 2000년대에 이르러 유럽에서 활발하게 사용되기 시작하였으며, 최근에는 북미 지역 및 일본 등 다양한 국가로 사용도가 높아지고 있다. 

 전통적인 목조건물은 기둥이나 대들보 등 선재에 의해 구조를 지탱하고 있지만 CLT는 벽이나 바닥 등에 활용할 수 있는 특징을 가지고 있으며, 철근/콘크리트 구조와 유사한 강도를 지니고 있어 기존에는 용이하지 않던 목조고층빌딩을 지을 수 있어 뉴우드 기술(New Wood Technology)이라고도 불리고 있다.

2. 구조용집성판(CLT)의 특징

 CLT의 장점을 살펴보면 첫째 친환경 소재라는 점이다. CLT는 나무로 만들어졌기 때문에 친환경적이고 지속가능한 재료로 볼 수 있으며 건물 내부의 습도 조절이 철근 콘크리트 구조보다 탁월하며 여러 층으로 제작되어 단열에도 효과적이다. 둘째, 비교적 가벼운 소재이기 때문에 기초 공사에 큰 비용이 들지 않으며, 현장에서 필요한 자재를 운반하거나 들어올리기에 필요한 설비 역시 타 건축자재보다 작은 규모로 운용 가능하다. 따라서 건축부지 주변에 기존 건물로 인해 접근하기 어려운 공사도 수행 가능하다. 셋째, 조립식 공법을 활용가능하기 때문에 건축공사 및 잠재적으로 공사단가를 감소시킬 수 있다. 현장에서 시공하는 방식이 아닌 공장에서 만든 목자재를 사용하기 때문에 빠르게 건축할 수 있으며, 대량생산이 이루어질 경우 규모의 경제로 인해 공사단가를 하락시킬 수 있다. 

 반면 CLT는 많은 지역에서 생산되지 않고, 상대적으로 많은 양의 목재가 필요하기 때문에 생산단가가 높다는 단점을 지니고 있다. 그리고 새로운 재료이기 때문에 아직 많은 건축사례가 누적되지 않았다. 따라서 적합한 공법과 제품의 안정화를 위해서는 시간이 더 필요하다는 단점을 지니고 있다.

 이러한 장단점으로 인해 CLT를 사용한 건축물은 8층 정도의 건축물을 건축한다면 3~7%의 공사비를 절감되는 것으로 파악되며, 추가적으로 이산화탄소 절감 등의 간접적인 효과가 발생하게 된다.

3. 구조용집성판(CLT)사용 주요 시공 사례

 CLT를 활용하여 시공된 건축물 중 가장 높은 순수 목구조 건축물은 노르웨이 Brumunddal 지역에 모엘벤(Moelven)이 시공한 18층, 높이 85.4m, 연면적 11,300㎡의 미에스트로네(Mjøstarnet)이다. 이 건축물의 주요 구조재는 물론 계단, 엘리베이터 샤프트, 발코니 등에 CLT가 사용되었다. 다만 건물의 흔들림을 방지하기 위해 상층부 7개 층은 콘크리트슬라브를 활용하였다. CLT의 원자재는 노르웨이의 현지의 목재를 활용하였고 한번에 4개 층을 동시에 시공하는 공법을 사용하였다. 

 캐나다의 브리티시 컬럼비아 대학교의 18층 학생 기숙사_Brock Commons Tallwood House도 대표적인 시공 사례이다. 2017년 완공된 Brock Commons Tallwood House는 CLT를 활용한 하이브리드 공법을 활용하여 70일 만에 건축하였으며 연면적은 15,120㎡로 미에스트로네 건물보다 넓다. 환경적인 면에서 콘크리트와 강철을 사용했을 때 보다 이산화탄소 배출량이 2,432톤이 감소한 것으로 나타났으며, 미국 그린빌딩협의회(USGBC: US Green Building Council)에서 제정한 친환경 건축물 인증제도인 LEED(Leadership in Energy and Environmental Design) 등급 중 두 번째로 높은 등급인 ‘Gold' 등급을 획득하였다.

 CLT는 건축물 뿐 아니라 교량과 같은 시설물에도 활용되는데, 가장 긴 길이의 CLT 활용 교량은 캐나다 퀘벡 주에 있는 160M길이의 미스티시니 다리(Mistissini Bridge)이다. 2014년에 완공된 미스티시니 다리는 현지에서 조달된 CLT를 주요 구조재로 활용한 연속아치형으로 설계되었으며 겨울에 영하 25도 이하로 떨어지는 현지 기상조건에 대처할 수 있다. 철근/콘크리트 구조보다 더 저렴하게 시공되었으며, 이산화탄소 배출량 역시 497톤 절감한 것으로 나타나 복합적인 효과를 거두었고 캐나다 엔지니어링 상을 비롯한 다양한 상을 수상하였다.

4. 주요국 동향 

1) EU 

 유럽연합(EU)의 국가 중 CLT가 활발하게 사용되고 있는 국가는 오스트리아, 독일, 이탈리아, 스위스 등이나 타 EU국가들에서도 CLT의 보급이 확대되고 있는 추세이다. 또한 주요 CLT제조회사가 분포되어 있으며 CLT생산량 역시 전 세계의 90% 가까이 생산하고 있는 것으로 나타났다.

 오스트리아는 CLT를 처음 도입한 국가로 2000년 법령 개정을 통해 목조건축물의 9층까지 가능하도록 개정하였으며, 세계 최대의 CLT 생산국이다. CLT 기반 중층 건축물이 활발하게 지어지고 있다.

 독일은 오스트리아에 이어 두 번째로 CLT를 많이 생산하는 국가이며, CLT 생산량이 연간 15% 이상의 성장률을 기록하고 있는 것으로 나타났다. 특히 독일은 CLT 생산에 필요한 프레스 기기 및 프리컷팅 기기 등이 높은 시장 점유율을 기록하고 있어 CLT확대에 따른 후방효과도 큰 것으로 나타났다.

 이외에도 2009년 영국에서 9층 공동주택이 2013년에는 이탈리아에서 9층의 공영주택이 건설되는 등 CLT를 활용한 공공주택의 보급이 확대되고 있으며, 프랑스의 경우 공공건축물의 50% 이상에서 목재 또는 기타 바이오 기반 재료로 건설 계획을 수립하는 등 CLT기반의 목조건축물 시장이 활성화되고 있다. 

2) 북미

 2010년도 Mcgraw Hill에서의 연구에 따르면 CLT는 북미 목재시장의 15%를 잠식할 것으로 전망하였는데, 다양한 부분에서 CLT 활용이 증가하고 있다. 앞선 시공사례에서 봤듯이 캐나다는 고층 건축물 및 교량 등의 기반시설에 CLT를 적극적으로 활용하고 있으며, 유럽외 국가 중 가장 많은 CLT를 생산하고 있다. 캐나다는 CLT를 비롯한 GLT(GLT: Glue Laminated Timber, 글루램 구조용 집성판) 등과 함께 매스팀버(Mass Timber)의 개념을 도입하여 콘크리트/스틸 구조를 대체하는 기술을 발전시키고 있다. 이러한 매스팀버를 활용하여 이미 설치된 18층 기숙사는 물론 중층 규모의 건축물들을 시공하고 있다.

 미국은 CLT활용 사례를 대표적으로 알 수 있는 사례는 세계적인 스마트건설업체인 Katerra를 들 수 있다. Katerra는 2019년 워싱턴州, Spokane Valley에 CLT 제조 공장을 설립하였는데 이는 북미에서 가장 큰 CLT 시설이며 북미 목재 생산 능력의 30%를 생산하고 있다. 

3) 일본

 일본은 다른 나라에 비해 CLT의 보급은 늦었으나, 2014년 임야청 및 국토교통성에 의한 「CLT보급을 위한 로드맵」이 수립되면서 보급이 가속화되었다. 2015년에는 CLT개발보급에 11억 엔의 예산을 계상하였으며, 2016년 4월에는 국토교통성으로부터 「CLT패널공법」고시가 실시되었다. 

 일본에서 처음으로 CLT를 사용한 건물은 2014년 3월에 준공한 고치현 목재회사의 3층 직원 기숙사이며, 이후 요코하마 및 오사카 시에 방화기준을 만족하는 오피스 빌딩 등을 건축하였으며, 2020년 3월에는 기후현에서 처음으로 CLT공법을 사용한 도서관을 준공하였다. 또한 일본의 가장 큰 목재 회사인 스미모토 임업은 창립 350년을 기념하여 2041년에 350미터 70층짜리 목조건축물을 건축하는 W350프로젝트를 기획중이다. 

4) 국내

 국내의 CLT기술은 국립산림과학원에서 주도로 진행되고 있다. 국립산립과학원은 국산 CLT 층재의 배치 및 접착, 수종별 최적 접착 조건, CLT접합 기술 등 CLT의 국산화를 위한 연구와 CLT 표준제조공정등에 관한 연구를 수행하였다. 또한 2015년부터 추진된 CLT 기술 및 정책 로드맵에 따라 국산 목재를 이용한 CLT를 사용하여 5층 한그린목조관(중목 + 콘크리트 구조)을 시공하였다. 그러나 목조건축물이 활성화되지 않은 국내의 여건에 의해 CLT 생산설비 등에 대한 민간투자가 미흡한 상태이며, 시장 확대를 위한 정책이 필요한 상황이다. 

5. CLT 시장 전망

  2018년 이전 까지는 CLT관련 표준은 지역별로 상이하게 적용되고 있었다. 그러나 2019년 국제표준기구에서 CLT에 대한 구성요소 성능 및 생산 요구사항에 대한 인증체계인 ISO: 16696-1이 공표되었다. 이러한 CLT에 대한 국제 표준의 제정은 글로벌 CLT 시장을 더욱 확대시킬 것으로 예상된다.  

 글로벌 컨설팅 기관인 Reports and Data에 따르면 전 세계 CLT시장은 2019년 787 백만 달러에서 연평균 12.5%의 성장률을 기록하며 2027년에는 2,021백만 달러로 성장할 것으로 예상하고 있다. 부피 기준으로는 2019 년 1,412㎦에서 연평균 11.2%의 성장률을 기록하며 2027년 3,238㎦으로 성장할 것으로 예상하였다. 이러한 추세는 세계의 기후변화대응 움직임이 강해짐에 따라 계속 확대될 것으로 판단된다.