건축 재료의 정의와 성능 및 목적, 선택기준

 

건축의 중요한 부분 중 하나인 건축재료학에 대해 정리해 보고자 합니다.

첫번째로 건축재료의 정의와 성능 및 목적, 건축재료를 선택하는 기준에 대해 이야기해 보겠습니다.

 

건축재료란?

 모든 건축물은 건축 재료에 의해 구성 되어있습니다. 따라서 안전한 건축물을 만드는 데 사용될 재료의 특성과 사용법을 정확히 숙지하여 적절한 재료를 효율적으로 선택하여야 합니다.

 

 과거에는 그 지역에서 생산되어 공급되는 소재로 건축물에 사용해야 하는 품종의 제한이 있었기 때문에 지역에 따라 재료를 이용할 때 재료의 성능과 관련된 지역적 특색이 있었습니다.

 

 그러나 현재에 와서는 표준화, 규격화된 재료가 공장에서 대량으로 생산되어 모든 재료에 대해 합리적으로 사용할 수 있는 재료의 기초를 배우는 것이 중요합니다.

 

건축재료의 성능 및 목적

건축재료의 성능

 건축물 내외의 재료에 작용하는 물, 습기, 열, 빛, 음, 진동, 공기, 바람, 눈 등 외부 요인을 차단, 흡수, 반사, 투과, 저항, 배출 등 제어하기 위한 능력을 건축재료의 성능이라 말합니다.

 

 각 건축물에 따라, 사용되는 위치에 따라 요구되는 성능이 다릅니다. 건축재료에 요구되는 성능은 아래와 같습니다.

 

①역학적인 강도 : 압축강도, 인장강도, 탄성계수, 피로강도, 강성, 인성

②구조적인 안전성 : 접합강도, 열팽창률, 팽창률, 수축률

③국부적인 손상 : 단단함, 내마모성, 내충격성

④내구성 : 내후성, 내부식성, 사용성, 내오염성, 내동해성, 내약품성, 내퇴색성

⑤방화성 : 인화점, 착염성, 연화점, 연소성, 열전도율

⑥내화성 : 열팽창률, 고온에서의 강도와 탄성계수

⑦열적 성능 : 비열, 열전도율, 열관류율, 온도 전도율, 열팽창률

⑧음향적 성능: 흡음률, 음투과손실률, 반사율

⑨광학적 성능 : 광선 반사율, 광선 투과율

⑩감각적 성능(texture) : 촉각, 시각

⑪기타 성능 : 가공성, 시공성, 치수·중량 등의 균질성, 경질성 등

 

 위의 성능 중 역학특성, 내구성, 정적특성 등은 측정값으로 그 특성치를 구할 수 있지만

사람의 감각이나 물체에 대한 작용에서 얻을 수 있는 감각적 특성, 쾌적성 등은 객관적 수치로 정의하기 어렵습니다.

따라서 감각적 성능의 경우 단단함, 부드러움, 따뜻함, 차가움, 미끄러운 정도, 거친 정도 등의 감촉성과 색조, 질감, 모양, 광택 등의 시각적 (미관) 디자인성으로 평가하게 됩니다.

건축재료학의 목적

 건축재료는 요구되는 성질이 목적과 조건에 따라 다양합니다.

실제로 많이 사용되고 있는 건축재료들의 성질을 숙지하여, 각 요구조건에 맞는 재료를 알고 적합한 상황에 맞춰 사용하고 연구하는 것이 건축 재료학을 배우는 목적이며 더 나아가 새로운 건축재료를 개발하는 것 또한 중요합니다.

 

 건축 재료가 가지는 기본 성질에는 물리적 성질, 기계적 성질, 화학적 성질, 내구성 이 있습니다.

 

그 성질을 연구하는 방법에는,

단체 또는 복합체인 재료자체의 성질에 관한 재료과학적인 연구, 사용목적이나 사용조건에 따른 기초적인 재료공학적인 연구, 재료의 가공방법이나 시공 등의 생산에 연결된 실용적 성질의 생산재료학적인 연구가 있습니다.

 

건축재료의 선택기준

 건축물이 지어지는 위치, 사용목적 등에 따라 재료의 선택기준은 한 가지의 재료에도 여러 선택지가 생길 수 있으므로 건축재료의 절대적인 선정기준을 따로 정의할 수는 없습니다.

 따라서 여러 선정기준을 조합하여 선택기준에 따라 결정하는 것이 일반적입니다.

합리적 선택기준

 지역에 따라 기후가 다르므로 외부의 온도를 차단하기 위해 열전도율을 고려하거나 사용 목적 및 용도에 따라 건축물의 파손을 피하기 위해 얼마 이상의 강도가 필요하다고 고려될 수 있습니다. 또는 구조체나 건축물의 형태에 따라 단열재의 두께가 결정되기도 하며 건축법에 따라 불연재료를 사용하도록 하는 경우도 있습니다.

 

모든 건축물에 위와 같은 형식의 선택기준이 정비되어 있는 것은 아니지만 필요조건을 만족하는 범위에서 적합 여부를 판정하는 기준이 되며 이 기준에 의해 재료 선택 범위를 어느 정도 좁힐 수 있습니다.

 

 최소중량설계, 최소코스트설계 등의 최적기준 또한 존재합니다. 중량, 비중, 가격 등이 정확히 결정된 재료 들은 가벼운 순으로, 또는 저렴한 순으로 순위를 정할 수 있습니다. 하지만 이 외의 다른 조건에도 부합하는 재료여야 하므로 중량 및 가격의 순위 중 첫 번째에 해당하는 것으로만 사용을 결정하는 것은 어렵습니다.

경험적 선택기준

 과거의 경험상 사용해 본 후 문제가 없었던 것을 선택하게 되는 방법입니다지난번의 시공 이후 사용 하는 동안 만족스러운 결과물을 냈을 경우, 혹은 다른 건축물에 시공된 것을 사용해 보고 만족했을 경우도 이에 해당합니다. 이는 건축재료의 선정 시 가끔 사용되는 방법인데 이러한 방식으로 선택된 재료가 과거와 달리 현재의 기준에는 맞지 않은 경우도 생기게 됩니다.

감성적 선택기준

 재료의 물리적, 화학적 성질에 따른 것이 아닌 촉감이나 시각적으로 만족을 주어 선택되는 경우를 말합니다.

이 기준은 내·외장재나 가구를 선택할 때 주로 사용되는 중요한 방법입니다. 건축 재료는 단 한 가지의 선택 기준으로 선택되는 것이 아니라, 합리적인 선택기준에 따라 바닥이나 지붕 등의 시공 부위가 정해지면 하중이나 열 등의 요구조건에 따라 요구되는 성능이 정해지고 여기서 합격한 재료들 중 중량 및 가격 등 특별히 중요한 작용인자에 따른 순위를 정한 뒤 경험과 감성을 가미하여 재료나 구법을 선정하게 됩니다.