목공책 하나 들이셔요~

2013년 7월 9일 화요일

Wood Database를 소개합니다.

세상에는 참으로 많은 나무들이 있습니다. 그리고 그 나무들은 각각의 쓰임새가 있는데 특히 가구나 집을 만드는데 쓰이는 나무들은 색상, 결모양, 구조적 강도, 가공성, 향, 독성 등의 정보가 필요합니다. 이런 정보들이 잘 정리되어 있고 쉽게 찾아볼 수 있는 데이타베이스의 형태로 있으면 참 좋겠다는 생각을 많이 합니다. 목재에 대한 위키피디아 같은 사이트 말이죠.

그런데 우연찮게 The Wood Database 라는 사이트를 발견했습니다. URL은 http://www.wood-database.com이고 Eric Meier라는 개인이 나무에 대한 정보를 수집하여 온라인 데이타베이스 형태로 만들었습니다. 개인이 구축했다고 보기에는 정말 방대하고 자세한 데이타베이스입니다.


Eric Meier는 기본적으로 미국 농무부에서 발간하는 목재 핸드북(Wood Handbook)을 기초로 해서 정보를 수집했다고 합니다. 이 목재 핸드북에 있는 구체적인 각종 수치들을 기본 자료로 삼아서 본인이 가지고 있던 나무 샘플과 기증을 받은 나무 샘플들을 스캔해서 연결해 두었습니다. 카메라로 찍은게 아니라 정확한 색 표현을 위해 스캐너를 이용했다고 합니다. 특히 마구리면(endgrain)의 경우 열배 확대한 스캔도 제공하고 있어 나무를 식별하는데 중요한 단서를 제공합니다.

목재 검색 방법

이 사이트에서 목재를 검색하려면 해당 목재의 영어 통상명이나 학명을 알아야 합니다. 영어 통상명을 알 경우 오른쪽 끝에 있는 "By Common Name"을 클릭하여 검색하면 편하고, 학명을 알 경우 "By Scientific Name"을 클릭하여 검색하면 편합니다.

예를 들어 우리가 흔히 레드파인이라고 부르는 나무를 찾아봅시다. 레드파인의 영어 통상명은 Scots Pine입니다. 학명은 Pinus Sylvestris 이구요. By Common Name을 클릭한 후 브라우저의 검색 기능을 이용하여 Scots Pine을 찾으면 레드파인에 대한 정보를 볼 수 있습니다.

주요 나무들에 대한 영어 통상명은 제일 끝에 따로 정리하겠습니다.


각 목재 설명의 항목들

영어로 되어있고 전문용어가 있기 때문에 각 항목들에 대한 설명을 아래에 정리했습니다.

용어
설명
Common Name
통상명
Scientific Name
학명, 린넨표기법
Distribution
분포지역
Tree Size
나무의 크기, 높이와 밑둥 직경
Average Dried Weight
12% 함수율일 경우의 단위체적당 무게
Specific Gravity
(Basic, 12%MC)
비중 (동일 부피 물과의 무게 비교), Basic은 완전건조(함수율 0%) 일 때의 비중, 12%MC는 함수율 12%일 때의 비중임.
Janka Hardness
표면 경도
Modulus of Rupture
파괴 계수
Elastic Modulus
탄성 계수
Crushing Strength
압축 강도
Shrinkage (Radial, Tangential, Volumetric, T/R Ratio)
수축률 (원주방향, 법선방향, 체적, 법선/체적 수축률 비)
Color/Appearance
색상/외관 (심재와 변재 색상/모양)
Endgrain
마구리 모양
Rot Resistance
부패 저항성 (부패에 얼마나 잘 견디나?)
Workability
작업성, 기계/수공구 가공성, 본딩, 마감
Odor
향기
Allergies/Toxicity
알러지 유발 / 독성
Pricing/Availability
가격 / 공급상황
Sustainability
종 지속성 (CITES, IUCN에서 정한 멸종위기,관심필요 등의 등급)
Common Uses
주 용도
Comments
부가 설명
Scans/Pictures
샌딩 후, 마감 후, 마구리면 사진


마지막에는 해당 목재의 스캔한 이미지가 제공됩니다. 샌딩된 윗면과 마감된 윗면 그리고 마구리면과 마구리를 10배 확대한 이미지입니다. 예를 들어 레드파인의 경우는 아래 그림과 같습니다.


목재의 구조적 강도

조금 어려운 목재의 구조적 강도에 대한 추가 설명을 하자면 다음과 같습니다.

먼저 비중(Specific Gravity)을 봐야 합니다. 비중은 동일 체적의 물과 비교한 무게입니다. 1이면 물과 같은 무게이고 1보다 크면 물에 가라앉으며 1보다 작으면 물에 뜨는거죠. 그래서 대부분의 나무는 비중이 1보다 작습니다. 일부를 제외하고는요. 근데 이 비중은 목재가 수분을 품고 있는 함수율(MC)에 따라 달라지는데 일반적으로 12% 함수율을 기준으로 보는 것이 타당합니다. 그리고 일반적으로 비중이 클 수록 단단한 나무라고 보면 크게 무리가 없습니다. 그래서 다른 구조적 강도를 나타내는 항목들이 있지만 비중을 먼저 보는 것이 대략의 가늠을 할 수 있는 기준이 되겠습니다.

예를 들어 12% 함수율 기준으로 레드파인은 0.55, 화이트애쉬는 0.67, 멀바우는 0.83을 나타냅니다. 이 수치만 봐도 멀바우, 화이트애쉬, 레드파인 순으로 목재의 구조적 강도가 큼을 짐작할 수 있습니다.

표면경도(Janka Hardness)는 표면이 얼마나 딱딱한가를 나타내는 값입니다. 테이블의 상판으로 쓸 목재는 이 수치가 클수록 상처가 날 확률이 적어서 좋습니다. 표면경도는 얼마나 높은 곳에서 쇠공을 떨어뜨려야 쇠공의 절반이 나무에 박히느냐로 측정합니다. 예를 들어 레드파인의 표면경도는 540 lbf, 화이트 애쉬는 1,320 lbf, 멀바우는 1,710 lbf 입니다. 대략 소프트우드류는 400~700 정도의 표면 경도를 나타내고, 하드우드는 1,000 이상, 열대 수종은 1,500 이상이어서 멀바우와 같은 열대수종이 마루바닥재로 많이 쓰이는 이유를 알 수 있을 겁니다.


파괴계수(Modulus of Rupture)는 목재의 양끝을 받치고 가운데에 얼마만한 힘을 가해야 부러지는가를 나타냅니다. 가장 기본적인 강도 측정 방법입니다. 침대나 목조주택 등 큰 힘이 가해지는 곳에 쓰이는 목재는 수치가 큰 것을 선택하는 것이 좋습니다. 물론 필요한 만큼의 강도만 보장되면 됩니다. 무턱대고 이 수치가 큰 목재를 선택하는 것은 경제성의 원리에 맞지 않습니다. 예를 들어 레드파인의 경우 12,080 lbf/in2, 화이트애쉬는 15,000 멀바우는 20,700의 수치를 보입니다.


나무는 기본적인 강도가 있기 때문에 힘의 분산이 잘 되도록 구조를 잘 설계하면 소프트우드로도 침대나 목조주택을 짓는데 무리가 없습니다. 대신 의자와 같이 비교적 가는 각재에 큰 힘이 가해지는 경우 이 수치가 큰 하드우드를 선택하는 것이 좋습니다.

탄성계수(Elastic Modulus)는 파괴계수와 유사한 방식으로 측정하는데 관점이 좀 다릅니다. 탄성계수는 어떤 수준까지 휘려면(변형) 얼마만한 힘이 필요하냐를 나타냅니다. 그래서 탄성계수가 큰 목재는 책장의 선반으로 쓸 때 처지는 현상이 적습니다. 반면 탄성계수가 작은 목재는 낭창낭창해서 잘 휘어집니다.

예를 들어 레드파인의 경우 1,461,000 lbf/in2 이고, 화이트애쉬는 1,740,000 이며, 멀바우는 2,465,000 이라는 수치를 보여줍니다. 수치로 보듯이 애쉬는 탄성이 좋은 나무라 옛날부터 몽둥이로 썼었고 멀바우는 거의 휘기 힘든 나무임을 알 수 있습니다.

압축강도(Crushing Strength)는 목재의 양끝에서 얼마만한 힘을 가해야 부러지느냐를 측정한 값입니다. 주로 테이블 다리와 같은 각재를 고를 때 압축강도가 큰 목재가 좋겠죠. 하지만 목재는 기본적으로 무게에 비해서 엄청나게 큰 압축강도를 가지고 있어 사실 어떤 나무를 고르더라도 가구의 다리로 별 무리는 없습니다.

예를 들어 레드파인의 압축강도는 6,020 lbf/in2 이며, 화이트애쉬는 7,410, 멀바우는 10,600 입니다. 소프트우드도 압축강도에 있으서는 하드우드에 못지 않음을 볼 수 있습니다.


마지막으로 목재의 수축률(Shrinkage)에 대해 알아봅니다. 기본적으로 모든 나무는 수분을 흡수하면 팽창하고 수분을 빼앗기면 수축됩니다. 목재는 살아있을때(Green) 가장 큰 부피를 가지는데 이 상태와 오븐에서 인위적으로 건조시켜(Oven Dry) 함수율 0%로 만들어 가장 수축되었을 때를 비교하여 %로 나타낸 것이 수축률입니다. 즉 수축률은 나무가 수축/팽창할 수 있는 가장 큰 변화율을 나타낸 것이죠.

목재의 수축을 세가지 방향에서 볼 수 있는데 일반적으로 나이테 동심원을 기준으로 접선방향(Tangential)으로 수축이 가장 심하고 다음으로 방사방향(Radial)으로 수축이 좀 있으며 반면에 길이방향(Longitudinal)으로는 거의 수축이 일어나지 않습니다. (약 0.001% 정도) 그래서 길이방향은 보통 언급치 않고 접선방향과 방사방향의 수축률만 언급합니다.


방사방향과 접선방향의 수축을 합쳐서 체적단위로 환산한 것이 체적(Volumetric) 수축률입니다. 그리고 T/R 비율(Ratio)은 접선방향의 수축률을 방사방향의 수축률로 나눈값으로 일반적으로 1보다 큰 값입니다. 즉 접선방향의 수축률이 더 큽니다.

테이블의 상판을 생각한다면 결의 직각방향이 접선방향이므로 가장 수축/팽창이 많이 일어난다고 보면 됩니다. 그리고 상판의 높이 방향이 방사방향이므로 약간 높아졌다가 낮아졌다 할 수는 있습니다. 반면에 결방향(길이방향)으로는 거의 수축/팽창이 없다고 보면 됩니다.

방사방향을 R, 접선방향을 T, 체적 수축률을 V라고 한다면 레드파인은 R=5.2%, T=8.3%, V=13.6%, T/R=1.6이며, 화이트애쉬는 R=4.9, T=7.8, V=13.3, T/R=1.6이고, 멀바우는 R=2.6, T=4.6, V=7.8, T/R=1.7 입니다. 일반적으로 열대수종들이 수축/팽창률이 적은 편입니다.

목재 주기율표

The Wood Database에서는 목재 주기율표(The Periodic Table of Wood)를 판매합니다. 한국까지 배송해줄 지는 모르겠지만 대략 900mm x 600mm 정도의 큰 종이에 이름과 비중 그리고 나무의 결 모양이 분포지역별로 나뉘어 정리되어 있습니다. $25에 판매를 하고 있네요.

공방하시는 분들은 이런 포스터 하나쯤 벽에 걸어두시면 폼도 나고 인테리어 효과도 있고 고객들에게 나무를 설명하기도 좋을 것 같습니다.


나무의 영어이름

마지막으로 The Wood Database를 쉽게 활용하시라고 우리나라에서 통상적으로 불리는 이름의 영어 통상명을 정리해 두었습니다. 저도 틀릴 수 있으니 틀린 정보가 있으면 알려주시기 바랍니다. 적극 반영하겠습니다.

  • 레드파인 (소스나, 스카치파인) = Scots Pine
  • 미송 (엘리오티 파인, 브라질 파인) = Slash Pine
  • 뉴송(칠레송) = Radiata Pine
  • 햄록 = Hemlock
  • 더글라스퍼 = Douglar Fir
  • 삼나무 = Cedar
  • 적삼목 = Western Red Cedar (WRC)
  • 스프러스 = Spruce
  • 낙엽송 = Larch
  • 전나무 = Fir
  • 주목 = Yew
  • 소나무 = Pine
  • 오리나무 = Alder
  • 목련 = Magnolia
  • 물푸레나무(애쉬) = Ash
  • 단풍나무 = Maple
  • 사시나무 = Aspen
  • 발사나무 = Balsa
  • 대나무 = Bamboo
  • 참피나무 = Basswood
  • 너도밤나무 = Beech
  • 나왕 = Meranti 혹은 Lauan
  • 자작나무 = Birch
  • 뽕나무 = Mulberry
  • 회양목 = Boxwood
  • 참나무 = Oak
  • 벚나무 = Cherry
  • 올리브나무 = Olive
  • 밤나무 = Chestnut
  • 느릅나무 = Elm
  • 미루나무(포플러) = Poplar
  • 팽나무 = Hackberry
  • 히코리 = Hickory
  • 호랑가시나무 = Holly
  • 라일락 = Lilac
  • 호두나무 = Walnut
  • 버드나무 = Willow
  • 양버즘나무(플라타너스) = Sycamore
  • 참죽나무 = Chinese Mahogany Chinaberry
  • 멀바우 = Merbau
  • 부빙가 = Bubinga
  • 마호가니 = Mahogany
  • 파덕 = Padauk
  • 종려나무 = Palm
  • 흑단 = Ebony
  • 자단 = Rosewood
  • 고무나무 = Rubberwood
  • 이페 = Ipe
  • 티크 = Teak
  • 유창목 = Lignum Vitae
아쉬운 점

Wood Database는 미국에서 유통되는 나무들에 대한 정보만 있기 때문에 우리나라에서 주로 유통되는 중국산 삼나무, 일본산 편백나무, 느티나무, 참죽나무, 은행나무 등에 대한 정보가 없습니다. 그러면 우리나라의 농수산부나 산림청에서 이런 데이타베이스를 구축해 놓으면 좋을텐데... 그마저도 찾을 수 없습니다. 참으로 안타까운 일입니다.

정부에서 연구자금을 지원하여 산림학자들이 우리나라 나무와 우리나라에 수입되어 유통되는 나무들의 목재로서의 특성에 대해서 분석하고 연구하여 개방된 데이타베이스를 만들었으면 하는 바램입니다.


댓글 2개:

  1. 고무다라가 퍼가요.. 푹~
    어디로??
    한국 우든펜 연구회로 가져가요~~ 요즘 거기서 확발하게 놀구 있습니다. *^*^*

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    답글
    1. 어여 와요~ 고무다라님. 나가세는 안오는거에요? 전 우든펜 안해서... ㅡ,.ㅡ ㅋ 또 뵈요.

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