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목재 함수율과 사용 환경 적응

목재는 주변 공기와 평형을 이룰 때까지 수분을 흡수하거나 내보내요. 함수율과 목표값을 확인하고 재단 전에 원자재를 사용 환경에 적응시키세요.

함수율의 의미

함수율은 목재 속 수분 질량을 전건 질량으로 나누어 백분율로 나타낸 값이에요. 생재에는 목질 자체보다 더 많은 물이 들어 있을 수 있지만, 치수에 영향을 주는 것은 세포벽에 결합한 수분뿐이에요. Wood Handbook에서는 측정값이 없을 때 섬유포화점을 약 30%로 잡으며, 이보다 낮아지면 수축이 시작돼요.

섬유포화점 아래에서 목재는 마르면 수축하고 수분을 흡수하면 팽창해요. 건조한 제재목도 여기서 멈추지 않아요. 평형함수율(EMC)에 도달할 때까지 공기와 수분을 주고받아요. 평형함수율은 주로 상대습도에 좌우되며 온도의 영향은 그보다 작아요.

평형함수율

Wood Handbook에는 온도와 상대습도별 EMC 표가 있어요. 실온(21 °C)에서 상대습도가 30%이면 함수율은 약 6%, 상대습도 50%이면 약 9%, 상대습도 80%이면 약 16%에 도달해요. 소수점 값은 경향을 보여 줄 뿐이에요. 실제 EMC는 수종과 부재마다 다르고, 건조 중인 목재는 흡습 중인 목재보다 약간 높은 값에서 평형을 이뤄요(이력현상).

상대습도 45~55%로 공조하는 실내에서 목재의 EMC는 약 8~10%예요. 추운 지역에서는 겨울 난방으로 실내 목재의 함수율이 약 4%까지 내려갈 수 있어요(Wood Handbook, 10장). 미국 대부분 지역의 비를 피한 실외에서는 함수율이 약 12~14%를 중심으로 변해요.

21.1 °C에서의 평형함수율(Wood Handbook 표 4-2)
상대습도	평형함수율
30%	6.2%
40%	7.7%
50%	9.2%
60%	11.0%
70%	13.1%
80%	16.0%
90%	20.5%

목표 함수율

목재를 실제 사용 환경에 맞추세요. Wood Handbook 표 13-2에서는 실내 목공품, 마루, 가구와 몰딩에 대해 미국 대부분 지역은 평균 8%(개별 부재 6~10%), 건조한 남서부는 6%(4~9%), 습하고 따뜻한 해안 지역은 11%(8~13%)를 권해요. 외부 사이딩, 몰딩과 집성재는 12%(9~14%), 건조한 남서부는 9%를 제시해요.

가구, 마루, 수납장과 건축 목공품용 활엽수 제재목은 보통 함수율 6~8%로 건조하고, 침엽수 골조재는 평균 15%, 최대 19% 이하로 건조해요(Wood Handbook, 13장). 따라서 골조재는 설치 후에도 계속 마르며, 수납장용 원자재는 습한 공방에서 수분을 흡수할 수 있어요.

실제 환경 적응 방법

함수율계로 빠르게 측정할 수 있으며, 기준은 Wood Handbook에 설명된 전건법이에요. 판재 한 장만 재지 말고 여러 장을 측정하세요. 표 13-2에서는 현실적인 평균을 구하려면 전체 부재의 10% 이상을 검사하도록 해요. 평균이 목표값에서 1 퍼센트포인트 이내이고 모든 부재가 개별 허용 범위에 들어오면 해당 로트는 대체로 적합해요.

원자재를 사용할 장소에 모든 면으로 공기가 통하도록 보관하고 재단 전에 다시 측정하세요. 측정값이 더 이상 변하지 않고 목표 범위 안에 들면 환경에 적응한 상태예요. 그 전에 재단하면 남은 수축·팽창이 완성 부재에서 일어나요.

예시로 초기화

함수율 12%인 레드 오크 판재를 21 °C, 상대습도 40%의 실내로 옮겨요. 표의 EMC는 7.7%예요. 함수율이 4.3 퍼센트포인트 떨어지면 폭 200 mm 판목판은 약 200 × 8.6% × 4.3 / 30 ≈ 2.5 mm 좁아져요.

목재 함수율과 사용 환경 적응

함수율의 의미

평형함수율

목표 함수율

실제 환경 적응 방법

출처와 참고 자료

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