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전통건축소개

문화재란 선조들이 후대에 물려준 가장 값진 선물로서 우리 민족의 역사와 전통, 문화를 이해하는데 있어 없어서는 안될 유형적 자산이며, 문화유산의 향유와 미래 문화 발전에 근간이 되는 유형적 자산이다.
이러한 문화재를 지키고 보존해야 후대에 전승해야 하는 것은 우리의 사명임에는 이론의 여지가 없다.

건축문화재를 구성하는 재료는 다양하며, 재질이 처해져 있던 보존 환경, 보존 상태가 다르기 때문에 보존처리에 있어 일률적인 원칙과 방법을 적용하기 보다는 재질별, 부재별로 가장 적합한 보존 원칙과 방법을 선택 적용하여야 한다. 현재 재질별 기본적인 보존처리의 과정 및 방법은 수립되어 있으나 개별 부재별 컨디션에 따라 다양한 조사 연구를 통해 각 부재에 적합한 보존처리 방안을 고안할 필요가 있다.

목재 보존처리

목재는 섬유질 재료로서 충·균에 의해 열화되는 문제가 있다. 산업 혁명 이후 지구의 환경은 급격하게 변화하고 있는데 2007년 발표된 유엔 정부간 기후변화위원회(IPCC)의 『제4차 지구온난화 보고서』에는 ‘기후변화에 대응한 적응’의 중요성을 주요 안건으로 채택하고 있다. 지구의 기후는 과거 100년(1906~2005년)간 0.74℃의 기온이 상승하였으며, 우리나라의 경우 지난 100년(1912~2008년)간 연평균 기온 상승률은 1.7℃로 지구 평균기온 상승률에 비해 2배 이상 높게 나타나고 있으며, 강수량도 약 20%의 증가추세를 나타내고 있다. 이러한 기후변화는 목재의 가해 충해의 생식조건에 부합하는 환경으로 변화하면서 목조문화재의 손상이 가속화되는 결과를 나타내고 있다.

목재의 생물손상이란 충이나 균과 같은 생물적인 요인들로 인해 발생하는 손상으로 시간이 흐르면서 문화재의 재질이 약화되어 생물의 피해를 받게 되면 손상 정도가 클 뿐만 아니라 원형 복원이 불가능하기 때문에 충이나 균과 같은 생물이 번식하지 않도록 평상시에 철저히 예방하고 관리해야 하며, 피해가 발생되었다면 조속히 문제를 해결하는 것이 중요하다.

문화재에 가해생물의 방제하는 방법으로는 훈증처리와 방충처리가 있다. 훈증처리는 가해생물을 일시에 사멸하는 수단으로 매우 우수한 방법이나 약제가 기체상태이므로 문화재 재질내에 잔류하지 않는 장점과 동시에 약효가 장기간 지속되지 않는 단점을 가지고 있다. 그 점을 보완하기 위해서 저독·잔류성의 방충 및 방균제를 훈증처리 후 사용하게 된다.

훈증처리

유기질 문화재인 목재 문화재는 생물피해에 취약한 특성이 있다. 본래 훈증처리는 수입목재와 함께 국내로 유입되는 유해생물을 제거하기 위하여 사용된 방법에서 발전되어 1982년부터 처음으로 문화재를 대상으로 훈증처리를 실시하였다. 훈증처리는 잔류성이 없으며, 일회적으로 충·균을 사멸시키는 방법이나 효과가 확실하여 부재의 수장전 적용하기 좋은 처리 방법이다.

훈증처리 방법은 다음과 같다.


문화재에 사용되는 훈증방법

문화재에 사용되는 훈증방법
훈증 방법 내용 비고
상압훈증 피복훈증 대형건조문화재, 목조건조물의 해체부재, 대량의 수장품을 일괄 살충·살균 처리시 적용  
밀폐훈증 수장고나 박물관, 서고내 전체를 살충·살균 처리시 적용  
포장훈증 회화, 고서류, 목조각, 등 비교적 소량의 미술공예품을 살충·살균 처리시 적용  
감압훈증 대상물을 진공 챔버에 넣고 감압 조건에서 실시하므로 진공챔버에 넣을 수 있는 소형의 문화재를 살충·살균 처리 시 적용  

훈증소독에 사용되는 약제는 재질에 영향을 주지 않고, 살충·살균력, 침투성, 안전성 등이 Hygen-A[Ethylene Oxide wt 15% + HFC134a wt 85%]를 사용하며 약제의 양은 포장하는 공간의 용적과 훈증소독 처리기준에 따라 산정한다.


훈증소독처리기준

훈증소독처리기준
훈증처리시간 온도기준 훈증목적 단위약량 사용약제 유지해야할 EO농도
  • 1. 24시간 훈증
  • 2. 48시간 훈증
  • 3. 72시간 훈증
  • 25~30℃
  • 20~25℃
  • 15~20℃
살충ㆍ살균 300~600g/㎥ Hygen-A
(E.O.+ HFC134a)
1.0%
(120g/㎥)
주)
  • 투약은 분할하여 실시하며, 초기 투약량은 200g/㎥이하로 한다.
  • 온도가 15℃ 이하이거나 상대습도가 40% 이하에서의 훈증처리는 충분한 효과를 얻지 못한다.
  • 피훈증물의 양이 많거나 가스흡착이 많은 재질일 경우 투약량을 조절한다.
  • 훈증기간동안 살충살균소독일 경우 EO가스농도를 1%이상 유지하여야 한다.

훈증이 완료된 후에는 잔류가스농도를 EO가스검지관 163을 이용하여 측정하며 허용농도 1ppm 이하임을 확인 하고 훈증소독 작업을 종료토록 한다. 살균을 목적으로 하는 경우, 효과 판정은 공시균(검은곰팡이, Aspergillus niger)을 넣은 시료병을 훈증시설물 내부의 3개소에 설치하고 훈증 완료 후 수거하여 25℃에서 5~7일간 배양 후 살균여부를 확인한다. 살충을 목적으로 하는 경우, 효과 판정은 공시충(쌀바구미, Sitophilus oryzae)을 넣은 시료병을 훈증시설물 내부의 3개소에 설치하고 훈증 완료 후 수거하여 살충여부를 확인한다.

  • 훈증 약제 투입

    훈증 약제 투입

  • 훈증 약제 누출 검사

    훈증 약제 누출 검사

  • 배기작업

    배기작업

  • 배기 농도 체크

    배기 농도 체크

방부·방충처리

현재 우리나라에서 시판되는 목재 방부제는 크게 유성, 수용성, 유용성, 유화성으로 나눌 수 있다.
그러나 지금까지 국내에서 사용되었던 목재 방부(방충)제의 주류는 수용성계였기 때문에 처리하는 목재 역시 필연적으로 물과 접촉할 수밖에 없었다. 이러한 점은 처리 과정 및 처리 후 목조 건조물의 원형 보존 및 치수 안정에 결정적인 영향을 미치게 되어 최근에는 유용성 방부(방충)제를 많이 사용하는 추세이다. 목재 방부(방충)제는 방부(방충)처리 대상 목재의 용도, 희망하는 내용년수, 목재함수율의 높고 낮음, 방부(방충)처리 환경, 방부(방충)처리 비용, 방부(방충)제의 종류, 방부(방충)제의 농도 관리 등 각종 조건을 고려하여 가장 적당한 것을 선택하여야 한다. 또한 사용되는 목재 방부(방충)제는 목재의 사용 용도에 따라(사용 환경의 범주를 H1~H5까지 5등급으로 구분) 각 사용환경에 적합한 것은 KS1701에서 규정한 것을 사용하여야 하며 사용 목재는 가압방부처리를 원칙으로 한다. 그러나 목재 함수율이 80%이상으로 높은 생목일 경우에는 확산법 등의 간이 처리 방법으로도 처리할 수 있다.


문화재에 사용되는 목재 방부(방충)제

문화재에 사용되는 목재 방부(방충)제
구분 종류 기호
유성 목재 방부제 크레오소트유 목재 방부제 1호 A-1
2호 A-2
수용성 목재 방부제 크롬·구리·비소 화합물계 목재 방부제 1호 CCA-1
2호 CCA-2
3호 CCA-3
알킬 암모늄 화합물계 목재 방부제   DDAC
크롬·플로오르화 구리·아연 화합물계 목재 방부제   CCFZ
산화크롬·구리 화합물계 목재 방부제   ACC
크로뮴·구리·붕소 화합물계 목재 방부제   CCB
구리·붕소·사이크로헥실다이아제니움다이옥시-음이온 화합물계 목재 방부제   CB-HDO
붕소 화합물계 목재 방부제   BB
구리·알킬암모늄 화합물계 목재 방부제 1호 ACQ-1
2호 ACQ-2
구리·아졸화합물계 목재 방부제 1호 CUAZ-1
2호 CUAZ-2
유화성 목재 방부제 지방산 금속염계 목재 방부제   NUU
  NZN
유용성 목재 방부제 유기 아이오딘 화합물계 목재 방부제   IPBC
유기 아이오딘·인 화합물계 목재 방부제   IPBCP

현재 문화재 현장에서는 유기요오드계 방부방충제를 사용하고 있으며, 사용메뉴얼에 따르면 건조성능은 24시간이며, 3회 스프레이 도포를 권장한다.
문화재수리표준시방서에 따른 방부방충제 도포 공정은 다음과 같다.

  • 1. 처리전 사진 촬영
  • 2. 공사에 의해 오손 및 훼손의 우려가 있을 경우에는 보호조치 후 시공한다.
  • 3. 방부방충처리는 먼지를 제거한 후 다음 공정에 착수
  • 4. 도포는 섭씨 7℃ 이상에서 실시하고 우기 및 우천시에는 도포하지 않는다.
  • 5. 도포횟수는 설계도서에 따른다(Woodkeeper-A는 3회 도포).
  • 6. 도포순서는 상부에서 하부로 한다. 단, 같은 높이와 종류의 부재는 반드시 동시에 도포한다.
  • 7. 부재 표면에 흔적이 나타나지 않도록 약제를 도포한다.
  • 8. 약제를 재도포할 경우에는 매회 도포 종료 후 완전히 건조한 다음 실시한다.
  • 9. 도포 중 또는 도포 후 기존 단청 및 벽화가 변질되거나 변색되지 않도록 주의한다.

기와, 잡상류 보존처리

기와 및 잡상은 유리질화되어 물리적 충격에 의한 훼손과 외부에 노출되어 박리·박락 오염등의 훼손이 주로 나타난다.
옥외에 노출된 기와 및 잡상류는 세척(건식 및 습식), 접합 및 경화처리, 결실부 보강 성형, 보관의 순서로 보존처리가 이루어진다.

세척

기와 및 잡상류의 세척은 파손된 부재들을 접합하거나 성형하기 전에 잡상 등 장식기와에 부착되어 있는 이물질을 제거하는 일반적인 클리닝 작업을 진행한다. 클리닝은 붓이나 소도구 등을 이용하여 건식세정을 한 후 알콜 등으로 습식클리닝을 실시한다.
또한 보존처리시 기존에 무리하거나 조잡하게 고착되어 있는 보수물질(에폭시수지, 시멘트몰탈 등)이 있다면 이를 제거하는 작업을 수행한다.

  • 메스를 이용한 이물질 제거

    메스를 이용한 이물질 제거

  • 알콜을 이용한 습식 세척

    알콜을 이용한 습식 세척

기와 및 잡상류 세척

접합

기와 및 잡상류에 대한 접합은 우선적으로 가접합을 실시하여 접합 순서를 정한뒤 접합을 실시한다.
접합시 사용되는 접착제는 접합 부위의 접합면과 강도 등을 고려하여 선정한다.
숭례문 화재 피해부재의 접합처리 전에는 접합면의 강도를 증가하고 보존처리의 가역성을 고려하여 접합부위에 경화제를
도포하고 건조된 후에 진행하였다. 경화제로는 문화재의 수리복원 시 많이 사용되는 Paraloid-B72를 사용하였다.

  • 접합면 경화처리

    접합면 경화처리

  • 티타늄 지지봉 삽입

    티타늄 지지봉 삽입

기와 및 잡상류 접합

또한 풍화되거나 파손된 접합 단면은 에폭시수지로 보강한 후 접합을 실시하며, 접합 시에는 중량이 무거운 파손편을 선택적으로 티타늄 소재의 지지봉을 삽입하여 접합 이후에도 접합면의 결실을 예방한다.
숭례문 화재 피해부재에 사용된 티타늄은 직경은 1mm~4mm의 두께를 선택적으로 사용하였고 접착제는 순간접착제인 에폭시수지(Araldite Rapid Type)를 사용하였다.

  • 접합

    접합

  • 접합

    접합

기와 및 잡상류 접합

보강, 성형

접합이후 일부 결실된 부위에 대해서는 결실부 보강과 보강부위에 대한 성형 작업을 수행한다.
숭례문 화재 피해부재의 경우 화재로 인해 추락하여 약화되었거나 풍화된 장식기와 크랙부위의 보강 및 충진을 실시하였다.
균열이 부재 내부로 진행된 경우에는 아크릴수지를 주사기로 주입하여 1차 보강한 후에 에폭시수지로 충진하여 마감하였다.
열화되거나 취약한 부재 및 파손편을 보강하였으며 결실된 부재에 대해서는 무리하게 처리하지 않고 최소한의 성형작업을 실시하였다.
합성수지는 도자기 및 토기 복원재료로 널리 사용되는 에폭시수지(상품명:CDK/ 주제:경화제=1:1)에 고색처리용 안료(Carbon Black)를 첨가하여
기본적인 색맞춤이 이루어지게 하였다.

  • 소실부 복원

    소실부 복원

  • 균열부 수지 충진

    균열부 수지 충진

기와 및 잡상류 소실부 복원, 충진

철물 보존처리

목조건축물에는 못이 전혀 사용되지 않는 것으로 오해하는 경우가 간혹 있으나, 이는 일반적인 맞춤과 이음 부위에 못을 쓰지 않고 촉이나 장부를 내어 결구시켰다는 의미이지 건물 전체에 못 등의 철물을 전혀 사용하지 않는다는 뜻은 아니다. 예를 들어 숭례문 화재이후 수습된 철물은 조각편을 제외하고 철정 1029점, 와정 169점, 장쇄 4점, 꺽쇠 25점, 띠철 3점, 문받침쇠 4점, 일반못 507점 이형철물 12점, 용도미상 3점등이 확인되어 많은 철물이 사용되었음을 알 수 있다.
철제의 보존처리는 기 발생된 부식물의 제거와 부식예방으로 나뉜다. 금속의 부식은 금속이 그들의 본래 상태인 산화물로 되돌아가려는 본질적인 성질이며 자연적인 경향이라고 할 수 있다.
부식에 영향을 주는 요소는 크게 두가지로 나누어 생각할 수 있다. 첫째, 환경요인으로 수분, 산소, 염화물, 용존산소, 용존이온, pH, 온도, 열, 빛, 가스 등이다. 둘째, 금속인자의 요인으로 순도, 합금조성, 조직, 결정방위, 격자결합, 열처리 등이 있다. 목조건축물에 사용된 철물들은 이온화 경향이 활성적이기 때문에 전기 화학적으로 쉽게 부식이 발생하며 특히, 외부에 노출되어 수분, 산소의 영향으로 부식이 가속화 되는 경향이 있다. 철물의 보존처리는 처리전 조사, 부식생성물(녹) 제거, 방청처리 및 강화처리, 복원 및 색맞춤의 과정으로 이루어진다.
처리전 조사는 육안관찰, 사진촬영, 자연과학적 분석(X-ray촬영 등)을 실시하여 유물의 상태를 기록하고 보존처리 방법을 결정한다.
부식생성물 제거는 물리적인 방법을 이용하여 제거하며, 주로 사용되는 도구 및 기기는 치과용 소도구, 바이브레이터툴과 모터툴, 정밀분사가공기 등이 사용된다. 부식생성물의 제거는 부식의 진행 막는 수준으로 진행하도록 하며, 녹이 심하게 고착되어 녹제거를 실시할 시 형태의 훼손이 발생할 것으로 생각되어지면 제거하지 아니한다.

  • 철물 녹제거

    철물 녹제거

  • 철물 녹제거

    철물 녹제거

철물 녹 제거

방청 및 강화처리에는 다양한 약품이 사용되고 있다.

숭례문 철물의 방청처리는 헥실암모늄나이트를 메틸알콜에 희석하여 사용하였고 강화처리는 V-flon을 사용하였다.

  • 철물 방청처리

    철물 방청처리

  • 철물 강화처리

    철물 강화처리

철물 화학 처리

  • 참고문헌
  • 이오희, 2008, 「문화재 보존과학」
    국립문화재연구소, 2005, 「보존과학기초연수교육」
    이규식, 정소영, 정용재, 2000, 「목조문화재의 원형보존을 위한 충해 방제연구」, 『보존과학연구』 Vol.21, pp.5-55
  • 메뉴 담당자
  • 부재조사연구팀 / 차현석 ☎ 031-929-8344