1. 서 론
1.1. 연구 배경 및 목적
1.2. 연구 범위 및 방법
2. 바닥충격음 차단 구조기준
3. 공학목재 기반 바닥구조 유형 분석
3.1. 바닥구조 유형별 특성
3.2. 공학목재 기반 목조건축물 준공 사례 조사
4. 중고층 목조건축물 실내 공간설계
5. 결 론
1. 서 론
1.1. 연구 배경 및 목적
건축부문의 탄소중립 달성을 위해 목재를 건축물의 주요 구조부재로 활용하는 목조건축물이 대안으로 부상하고 있다. 목재는 생산 및 시공 과정에서 콘크리트 대비 탄소 배출량이 낮고, 탄소 저장 기능을 보유한 재료로 평가되어 건축부문의 탄소 배출 저감 수단으로 논의되고 있다(Kwon, Chang, & Choi, 2024). 최근 공학목재 기술의 발전으로 구조적 성능과 시공성이 향상되면서 목조건축물의 건설 범위는 저층에서 중고층으로 확대되고 있다. 유럽과 북미에서는 공학목재 기반 중고층 목조건축물이 상용화 단계에 진입하였으며(Bae, Lee, Lee, Oh, & Choi, 2025a), 업무·교육·주거시설 등 다양한 건축 유형에 적용되고 있다. 한편, 국내에서는 2020년 이후 공공부문을 중심으로 목조건축물 시범사업이 추진되고 있으며, 국산 목재 이용 확대와 탄소중립 실현을 위한 제도적·기술적 지원이 강화되고 있다. 그러나 중고층 목조건축물에 대한 실증 사례는 여전히 제한적이며(Jeon & Kim, 2022), 설계 및 시공 단계에서 적용 가능한 설계지침도 미비한 상황이다. 이러한 설계지침의 부재는 중고층 목조건축물의 여러 설계 영역에서 나타나며, 구조 단면, 바닥구조 유형, 공조설비 설계가 천장고에 직접적인 영향을 미치는 실내 공간설계 단계에서 두드러진다. 공학목재 구조는 철근콘크리트 구조 대비 큰 부재 단면을 요구하며, 바닥 슬래브 상부에는 충격음 저감 등을 위한 다층 레이어가 구성된다. 이로 인해 동일한 층고 조건에서도 구조 깊이와 바닥구조 두께가 증가하여 실내 유효 높이 확보에 제약이 따른다. 또한 공조설비의 방식에 따라 공간의 점유 수준이 달라지며, 이는 공간 활용성에 영향을 미친다. 결과적으로 주어진 층고 내에서 보의 깊이, 바닥 레이어 구성, 공조설비 공간, 유효 천장고를 동시에 조율해야 하는 복합적 설계 문제가 발생한다. 그러나 국내 설계지침은 대부분 철근콘크리트 구조를 전제로 마련되어 있어, 공학목재 기반 중고층 목조건축물의 바닥구조와 공조설비 조건을 통합적으로 고려한 공간설계 방법은 제시되지 못하고 있다. 이에 따라 설계 과정에서는 정량적 기준보다 설계자의 경험적 판단에 의존하고 있다. 특히 바닥구조는 공조설비와 연계되어 천장고를 결정하는 핵심 변수이므로 유형에 따른 공간적 차이를 정량적으로 검토할 필요가 있다.
따라서 본 연구에서는 공학목재 기반 중고층 목조건축물을 대상으로 바닥구조 유형과 공조설비 계획을 연계하여 실내 공간설계 대안을 도출하고, 제시된 층고에서 확보할 수 있는 천장고를 정량적으로 분석한다. 이를 통해 각 대안의 공간적 특성을 비교하고, 설계 의사결정을 지원할 수 있는 정량적 근거를 제시하고자 한다. 본 연구의 결과는 공학목재 기반 중고층 목조건축물의 실내 공간설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 향후 관련 설계지침 수립을 위한 학술적·실무적 근거에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
1.2. 연구 범위 및 방법
본 연구는 선행연구(Bae et al., 2025b)에서 제시한 업무시설 용도의 공학목재 기반 중고층 목조건축물을 대상으로 한다. 연구 범위는 CLT(Cross-laminated Timber) 슬래브를 적용한 바닥구조로 한정하며, 슬래브 상부의 바닥 레이어 구성과 공조설비 설계가 천장고 형성에 미치는 영향을 분석한다. 한편, 본 연구에서는 구조 안정성에 대한 해석이나 바닥충격음에 대한 실험적 평가는 수행하지 않으며, 보의 깊이는 선행연구(Kang, Kim, Lee, & Choi, 2025)에 근거한다. 바닥 레이어의 구성은 국내 설계기준, 선행연구 및 준공 사례 분석을 바탕으로 설정한다. Figure 1은 연구 수행 절차를 나타낸다. 공학목재 기반 중고층 목조건축물의 바닥구조 유형에 따른 실내 공간설계 대안을 도출하기 위해 다음과 같은 절차로 연구를 수행하였다.
(1) 설계기준 조사
국내 바닥충격음 차단 관련 설계기준을 조사하여 표준바닥구조의 구성을 검토한다. 이를 통해, 공학목재 기반 바닥구조 설계에서 참조할 수 있는 레이어 구성 범위를 도출한다.
(2) 바닥구조 유형 분석
CLT 슬래브 기반 뜬바닥(Floating Floor) 및 이중바닥(Raised Floor) 구조를 중심으로 바닥충격음 차단 효과와 구조적 특성을 고찰한다. 이를 통해 바닥구조 유형별 주요 설계 특성을 도출한다.
(3) 준공 사례 조사
공학목재를 주요 구조부재로 사용하고 CLT 슬래브 기반 바닥구조를 적용한 준공 사례를 선정하여 바닥 레이어 구성(CLT 슬래브, 완충재, 방진재, 콘크리트 토핑)을 분석한다.
(4) 실내 공간설계
바닥구조 유형과 공조설비 설계(천장공조, 바닥공조)를 통합적으로 고려하여 천장고를 산출한다. 이를 통해 각 대안의 공간적 특성을 비교하고 실내 공간설계 측면에서의 차이를 정량적으로 평가한다.
2. 바닥충격음 차단 구조기준
국내 건축물의 바닥충격음 차단과 관련된 바닥구조 기준은 주택법과 건축법에서 규정되고 있다. 바닥충격음 차단성능의 측정 방법 및 성능등급 기준은 주택법 하위 행정규칙인 ⸢공동주택 바닥충격음 차단구조 인정 및 검사기준⸥에 근거하며, 바닥충격음 차단을 위한 구조적 기준은 건축법 하위 행정규칙인 ⸢소음방지를 위한 층간 바닥충격음 차단 구조기준⸥에 제시되어 있다. 해당 기준에서 바닥충격음 차단구조를 슬래브를 포함한 상부 레이어로 정의하고 있으며, 바닥마감재는 차단성능 평가 대상에서 제외하고 있다.
한편, ⸢소음방지를 위한 층간 바닥충격음 차단 구조기준⸥에서는 바닥충격음 차단을 위한 표준바닥구조를 제시하고 있으며, 이는 콘크리트 슬래브를 기반으로 상부에 완충재와 콘크리트 토핑(경량기포콘크리트, 모르타르)을 적층하는 뜬바닥 구조를 전제로 한다. 표준바닥구조는 구조 형식(벽식, 라멘, 무량판)에 따라 슬래브, 완충재, 콘크리트 토핑의 최소 두께 기준을 차등적으로 제시하고 있다. 본 연구의 대상인 중고층 목조건축물은 선행연구(Bae et al., 2025b; Chu, Kim, & Kim, 2024)에서 제시한 공학목재 기반 기둥-보 구조를 채택하고 있다. 이는 철근콘크리트 라멘구조와 유사한 하중 전달 메커니즘과 공간 구성 특성을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 표준바닥구조 중에서 라멘구조를 참조 기준으로 설정하였다. 또한, 표준바닥구조는 경량기포콘크리트 적용 유무와 레이어 구성 방식에 따라 1형에서 3형으로 구분된다. 본 연구에서는 경량기포콘크리트를 제외하여 공정 단계를 단순화하고, 바닥 자중을 경감할 수 있는 표준바닥구조 3형을 참조 대상으로 선정하였다. 표준바닥구조 3형의 레이어 구성은 ① 두께 150mm 이상의 콘크리트 슬래브, ② 두께 40mm 이상의 완충재, ③ 두께 50mm 이상의 콘크리트 토핑(모르타르)을 적용하도록 규정하고 있다. 현행 기준은 콘크리트 슬래브와 주거용 건축물을 전제로 설정되어 있어, 공학목재 기반 비주거 건축물에 직접 적용하기 어렵다. 또한 표준바닥구조는 바닥충격음 차단성능 확보에 초점을 두고 있어, 공학목재 구조의 단면 특성과 공조설비 계획이 천장고에 미치는 영향은 고려하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 표준바닥구조 3형을 참조 기준으로 활용하되, 공조설비 계획을 통합적으로 고려한 바닥구조 설계안을 도출하고자 한다.
3. 공학목재 기반 바닥구조 유형 분석
건축물의 바닥충격음 차단성능은 부재의 면밀도(Surface Density)와 강성에 의해 결정된다. 중고층 목조건축물에 사용되는 공학목재는 철근콘크리트 대비 면밀도와 강성이 낮아, 동일한 두께 조건에서 차음성능 확보에 불리하다. 따라서 중고층 목조건축물에서는 구조부재 자체의 성능 개선만으로는 한계가 있으며, 상부 레이어 구성을 통한 보완 전략이 필요하다. 본 장에서는 국내외 선행연구를 바탕으로 CLT 슬래브 기반 바닥구조의 바닥충격음 차단 효과를 검토하였다.
3.1. 바닥구조 유형별 특성
바닥충격음은 바닥에 직접 가해진 충격이 구조를 통해 하부 공간으로 전달되면서 발생하며, 경량충격음과 중량충격음으로 구분된다. 공학목재는 철근콘크리트 대비 면밀도가 낮아 충격에 따른 진동 응답이 상대적으로 크게 나타난다. 이에 따라 CLT 슬래브와 철근콘크리트 슬래브의 바닥충격음 성능을 비교한 선행연구가 수행되었다. Tanaka, Kasai, Murakami와 Kawai (2017)은 동일한 150 mm 두께의 CLT 슬래브와 철근콘크리트 슬래브를 대상으로 바닥충격음 성능을 평가하였다. Figure 2는 슬래브 재료에 따른 바닥충격음 레벨을 나타낸다. 시험 결과, CLT 슬래브는 철근콘크리트 슬래브 대비 경량 및 중량충격음 레벨이 모두 10-15 dB 높게 측정되어 차단성능이 낮은 것으로 확인하였다. 한편, CLT 슬래브의 두께를 210 mm로 증가시켜도 약 3 dB의 개선 효과에 그쳐, CLT 슬래브 두께 증가만으로는 바닥충격음 차단성능 확보에 한계가 있음을 확인하였다. 따라서 효과적인 바닥충격음 저감을 위해서는 CLT 슬래브 상부 레이어 구조를 개선하는 접근이 필요하다.
3.1.1 뜬바닥 구조
바닥충격음 저감을 위해 슬래브 상부에 완충재 또는 방진재를 적용한 뜬바닥 구조가 활용되고 있다. 국내에서는 EPS(Expandable Polystyrene), EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 계열의 완충재가 주로 적용되며, 뜬바닥 구조의 바닥충격음 차단성능은 완충재의 동탄성계수에 의해 결정된다(Kim, Jeong, & Sohn, 2008a, 2008b). KS F 2868:2003 거주공간 뜬바닥용 재료의 동탄성계수 측정방법에 근거한 실험 결과, 경량충격음 저감량은 동탄성계수와 선형적인 관계를 보였으며, 특히 저주파수 영역에서 높은 상관성이 나타났다(Kim et al., 2008a). 한편, 아스팔트 계열의 방진재를 적용한 경우 경량 및 중량충격음 모두에서 바닥충격음 레벨이 감소하였으며, 특히 방진재 두께가 증가할수록 중량충격음 감소 효과가 더 크게 나타나는 것으로 보고되었다(Kim, Shin, Park, & Lee, 2022).
CLT 슬래브 기반 뜬바닥 구조에서도 바닥충격음 저감 효과가 보고되었다. Lee, Lee, Hwang과 Yoon (2024)은 CLT 슬래브 상부에 목섬유 단열재, 글라스울, 미네랄울 등의 완충재를 적용하고, 콘크리트 토핑을 병행 적용한 뜬바닥 구조의 바닥충격음 차단성능을 평가하였다. 그 결과, CLT 맨슬래브 대비 경량충격음은 20 dB, 중량충격음은 11 dB 이상 감소하였으며, 완충재의 진동 절연 효과와 콘크리트 토핑의 질량 부가 효과에 기인한 것으로 분석되었다. 한편, Lee, Ha와 Lee (2023)은 동일한 뜬바닥 구조 조건에서 CLT 슬래브의 수종 및 두께를 변경하여 바닥충격음을 평가하였으나, 수종 및 두께 변화가 단일수치평가량에 미치는 영향은 유의미하지 않은 것으로 나타났다. 이러한 선행연구의 결과는 CLT 슬래브 자체 구성으로는 바닥충격음 차단성능 개선에 한계가 있으며, 완충재와 콘크리트 토핑과 같은 상부 레이어를 추가하는 뜬바닥 구조의 적용을 통해 성능 개선이 가능함을 의미한다. 따라서 공학목재 기반 중고층 목조건축물에서는 적정한 슬래브 단면 증대와 함께 상부 레이어 설계를 통해 차단성능 확보를 위한 검토가 필요하다.
3.1.2 이중바닥 구조
공학목재 기반 중고층 목조건축물은 구조적 성능 확보를 위해 상대적으로 큰 부재 단면이 요구되며, 이에 따라 동일한 층고 조건에서도 천장고 확보에 제약이 발생할 수 있다. 특히 업무시설과 같이 설비의 밀도가 높은 건축물에서는 천장 공간에 설비를 집약적으로 배치하는 방식보다 바닥 공간을 활용한 설비 배치의 통합적 검토가 필요하다(Zhang, Zhang, Li, & Jin, 2014). 이러한 관점에서 이중바닥 구조는 내부 플레넘(Plenum) 공간을 활용하여 설비 배치를 유연하게 구성할 수 있으며, 건식공법 적용이 가능한 시공적 이점을 가진다.
바닥충격음 차단성능 측면에서도 이중바닥 구조의 효과가 보고되고 있다. Bao 등(2025)은 철근콘크리트 슬래브를 대상으로 바닥충격음을 평가한 결과, 슬래브 단면 변수 조정만으로는 성능 개선이 제한적인 반면, 이중바닥 구조를 적용할 경우 바닥충격음 레벨이 20 dB 이상 감소함을 확인하였다. 이러한 이중바닥 구조의 바닥충격음 차단 효과는 CLT 슬래브에서도 확인되었다. Zhao, Asadi Jafari와 Zhou (2025)은 CLT 슬래브 상부에 이중바닥 구조를 적용하여 바닥충격음 차단성능을 평가하였다. 그 결과, CLT 맨슬래브의 바닥충격음 차단성능 등급(Apparent Impact Insulation Class)은 21 수준이었으나, 이중바닥 구조를 적용할 경우 47로 향상되었다. 또한 플레넘 공간에 미네랄울을 충진할 경우 등급은 50까지 개선되는 것으로 나타났다. 이는 이중바닥 구조가 플레넘 내 완충재 적용 전략을 통해 바닥충격음 차단성능을 향상시킬 수 있음을 의미한다. Kasai, Tanaka, Kono와 Kawai (2022)은 CLT 슬래브 상부에 이중바닥 구조를 적용하여 바닥충격음 차단성능을 실증적으로 평가하였다. 그 결과, 이중바닥 구조는 CLT 맨슬래브 대비 경량충격음 10 dB, 중량충격음 5 dB 이상 저감되는 것으로 보고하였다. Hyodo, Yamashita, Kobayashi, Morinaga와 Yasuda (2023)은 CLT 슬래브 상부에 건식 이중바닥 구조를 적용하고, 2.47 × 3.37 × 2.6 m 규모의 박스형 테스트 챔버를 이용하여 바닥충격음 차단성능을 평가하였다. Figure 3은 시험체의 바닥 레이어 구성을 나타낸다. 시험체는 CLT 맨슬래브(No.1)를 기준으로 상부 레이어의 면밀도와 휨강성을 단계적으로 증가시킨 총 5가지 조건으로 구성되었다. Figure 4의 시험 결과에 따르면, 이중바닥구조는 약 14 Hz 이상의 주파수 대역에서 진동 절연 효과가 나타났으며, 63-500 Hz 대역에서 CLT 맨슬래브 대비 중량충격음(고무공) 약 15 dB, 중량충격음(타이어) 약 12 dB, 경량충격음(태핑머신) 약 28 dB 저감되는 것으로 분석되었다. 또한 상부 면밀도와 휨감성이 증가할수록 바닥충격음 차단성능이 향상되는 경향을 나타냈다. 이중바닥 구조에 관한 선행연구 분석 결과, 이중바닥 구조는 플레넘 공간을 활용한 설비 배치의 유연성과 바닥충격음 저감 효과를 동시에 확보할 수 있는 것으로 분석된다. 특히 플레넘 내부에 완충재를 충진하는 방식은 바닥충격음 차단성능 향상에 유효한 설계 변수로 확인되었다. 또한 콘크리트 토핑과 같이 상부 레이어의 면밀도 증가가 병행될 경우 차단성능은 추가적으로 개선될 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 플레넘 공간을 적극적으로 활용하는 이중바닥 구조는 CLT 슬래브 기반 바닥구조에서 설비 수용성과 바닥충격음 저감을 동시에 달성할 수 있는 유효한 설계 전략으로 판단된다.
3.2. 공학목재 기반 목조건축물 준공 사례 조사
3.1절에 제시된 선행연구를 통해 CLT 슬래브 기반 뜬바닥 및 이중바닥 구조의 바닥충격음 차단 효과가 확인되었다. 그러나 이를 중고층 목조건축물에 적용하기 위해서는 준공 사례에 근거한 실증적 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공학목재 기반 목조건축물의 준공 사례를 조사하여 CLT 슬래브 상부 레이어 구성 현황을 분석하고, 이를 바탕으로 중고층 목조건축물에 적용 가능한 바닥 레이어 구성안을 도출하고자 한다. Table 1은 공학목재 기반 목조건축물 준공 사례의 바닥 레이어 구성 현황을 나타낸다. 조사 대상은 2009년부터 2025년까지 준공된 공학목재 기반 목조건축물 중에서 다음의 두 가지 기준을 모두 충족하는 15건으로 선정(Pilon, Utimati, & Jin, 2016; WoodWorks, 2016; Waugh Thistleton Architects, 2017; Levée et al., 2018; Architectural Institute of Japan, 2019; Kordziel, Pei, Glass, Zelinka, & Tabares-Velasco, 2019; McLain, 2022; Steenbakkers, Verheggen, & Vola, 2023; Wood, Safarik, Miranda, & Elbrecht, 2023; Japan Housing and Wood Technology Center, 2024; Harvey, 2024)하였다.
Table 1
Floor layer configuration of completed cases
| No. | Building | Country | Type* |
Floor structure | Floor layer | |||
| CLT (Ply) |
Resilient material |
Vibration isolation |
Concrete Topping | |||||
| 1 | Stadhaus | GBR | A | Floating | 5 | ○ | × | ○ |
| 2 | Dalston Works | GBR | A | Floating | 5 | ○ | × | ○ |
| 3 | Origine | CAN | A | Floating | 5 | × | ○ | ○ |
| 4 | Haut | NLD | A | Floating | 5 | ○ | × | ○ |
| 5 | Park Wood | JPN | A | Floating | 7 | ○ | × | ○ |
| 6 | Brock Commons | CAN | A | Floating | 5 | × | × | ○ |
| 7 | Candlewood | USA | B | Floating | 5 | ○ | × | ○ |
| 8 | Carbon 12 | USA | B | Floating | 5 | ○ | × | ○ |
| 9 | Adelaide Pointe | USA | B | Floating | 7 | ○ | × | ○ |
| 10 | Timber Loft | USA | B | Floating | 5 | ○ | × | ○ |
| 11 | Port Plus | JPN | B | Raised | 5 | ○ | × | × |
| 12 | HoHo Vien | AUT | B | Raised | 5 | ○ | ○ | ○ |
| 13 | Kouchi Univ. | JPN | B | Raised | 3 | ○ | × | × |
| 14 | Hinomaru office | JPN | B | Raised | 5 | ○ | × | × |
| 15 | Tamadic office | JPN | B | Raised | 4 | ○ | × | ○ |
준공 사례 분석 결과, 뜬바닥 구조와 이중바닥 구조는 서로 다른 레이어 구성으로 바닥충격음 차단성능을 확보하는 것으로 나타났다. 뜬바닥 구조는 완충재와 콘크리트 토핑을 병행하여 상부 면밀도를 증가시키는 방식이 공통적으로 확인되었으며, 이는 3.1절에서 확인된 진동 절연 및 면밀도 증가 효과를 동시에 활용한 접근으로 해석된다. 반면, 이중바닥 구조는 액세스 플로어를 통해 플레넘 공간을 확보하고, 완충재 충진 또는 콘크리트 토핑을 선택적으로 적용하는 방식으로 구성되었다. 이는 설비 수용성과 바닥충격음 저감을 동시에 고려한 전략으로, 설비 계획과 시공 조건에 따라 유연한 레이어 구성이 가능하다. 결과적으로 두 바닥구조 유형 모두 완충재 적용과 면밀도 확보가 주요 설계 변수로 작용하고 있음을 확인하였다.
4. 중고층 목조건축물 실내 공간설계
CLT 슬래브 기반 뜬바닥 및 이중바닥 구조는 준공 사례에 적용되고 있으나, 바닥구조의 결정은 바닥충격음 차단성능만으로 판단하기 어렵다. 재실자에게 쾌적한 실내 공간을 제공하기 위해서는 충분한 천장고 확보가 중요하며, 이는 바닥구조 유형과 공조방식에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 바닥구조 유형별 확보 가능한 천장고를 비교하고, 공조방식과 연계된 단면 구성 특성을 분석하였다.
Table 2은 바닥구조 유형별 천장고 산출 결과를 나타내며, Figure 5는 이를 기반으로 바닥구조 유형별 실내 단면 구성을 도식화한 것이다. 본 연구에서는 선행연구(Bae et al., 2025b)에서 제시한 층고 4,200 mm의 중고층 목조건축물을 대상으로 천장고를 산출하였다. 바닥 레이어 구성은 2장과 3장의 분석 결과에 근거하여 CLT 슬래브 150 mm, 완충재 40 mm, 콘크리트 토핑 60 mm로 설정하였으며, 전체 두께는 250 mm이다. 보의 깊이는 선행연구(Kang et al., 2025)에 근거하여 660 mm로 설정하였다. 설비 공간은 공조방식에 따라 구분하였다. 뜬바닥 구조는 천장공조 방식을 적용하여 천장 공간 900 mm와 OA 플로어 100 mm를 반영하였다. 이중바닥 구조는 바닥공조 방식을 적용하였으며, 플레넘 공간은 바닥공조 시스템의 액세스 플로어 설치기준(Webster, 2003)을 참조하여 400 mm로 설정하였고, 환기(Return Air)를 위한 천장 공간은 340 mm를 반영하였다. 이러한 조건에서 천장고를 산출한 결과, 뜬바닥 구조는 2,290 mm, 이중바닥 구조는 2,550 mm로 확인되었다. 이중바닥 구조는 액세스 플로어로 인해 바닥 레벨이 상승하지만, 공조설비를 플레넘 공간에 배치하여 천장부의 점유 공간을 줄일 수 있다. 이에 따라 뜬바닥 구조보다 260 mm 높은 천장고 확보가 가능하며, 콘크리트 토핑을 제외할 경우 최대 320 mm까지 추가 확보가 가능하다.
Table 2
Floor layer configuration by floor structure
한편, 업무시설의 천장고는 ⸢건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙⸥에 따라 최소 2.1 m 이상을 확보하도록 규정되어 있다. 그러나 선행연구(Meyers-Levy & Zhu, 2007; Vartanian et al., 2015)는 천장고가 단순한 법적 충족 여부를 넘어 재실자의 공간 인식과 심리적 쾌적성에 유의한 영향을 미칠 수 있음을 보고하고 있다. 특히 2.4 m 이상의 천장고는 공간의 개방감 및 심미적 선호도 향상과 관련되는 것으로 제시된다. 본 연구의 산출 결과에 해당 기준을 적용하면, 뜬바닥 구조(2,290 mm)는 기준에 미달하고 이중바닥 구조(2,550 mm)는 기준을 충족한다. 공간적 측면에서 이중바닥 구조는 뜬바닥 구조 대비 상대적으로 높은 천장고를 확보함으로써 재실자에게 보다 쾌적한 공간을 제공할 수 있다.
나아가 바닥구조 유형별 공간적 차이는 공조방식의 실내 환경 성능과도 밀접하게 연관된다. 뜬바닥 구조에 적용되는 천장공조는 설치 및 유지관리가 용이하고 초기비용이 낮은 반면, 이중바닥 구조에 적용되는 바닥공조는 재실 영역에 직접 조화공기를 공급하는 치환환기 방식으로 온도 균일성, 실내 공기질 및 에너지 효율 측면에서 유리한 것으로 보고되고 있다(Alajmi & El-Amer, 2010; Zhang et al., 2014). 따라서 바닥구조 및 공조방식의 선택은 천장고 확보라는 공간적 측면과 아울러 실내 환경 성능과 경제성을 포함한 종합적 관점에서 검토될 필요가 있다.
본 연구는 바닥구조, 구조 깊이, 공조설비를 통합적으로 고려한 중고층 목조건축물의 실내 공간설계안을 제시하였으며, 설계기준·선행연구·준공 사례를 기반으로 설계안의 근거를 확보하고자 하였다. 그러나, 본 연구는 공간적 측면에 초점을 맞춘 것으로, 실제 설계 단계에서는 경제성과 시공성을 포함한 종합적 검토가 병행되어야 한다. 본 연구의 결과는 이러한 의사결정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
5. 결 론
본 연구는 공학목재 기반 중고층 목조건축물을 대상으로 바닥구조 유형과 공조설비 계획을 통합적으로 고려하여 실내 공간설계 대안을 도출하고, 동일한 층고 조건에서 바닥구조 유형별 확보 가능한 천장고를 정량적으로 분석하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다.
(1) 현행 바닥충격음 관련 표준바닥구조는 콘크리트 슬래브와 주거용 건축물을 전제로 구성되어 있어 공학목재 기반 비주거 건축물에 직접 적용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 표준바닥구조 3형을 참조 기준으로 활용하되, CLT 슬래브와 완충재, 콘크리트 토핑 등 다층 레이어 구성이 공학목재 기반 중고층 목조건축물에서 필요한 설계 전략으로 판단된다.
(2) CLT 슬래브는 철근콘크리트 슬래브 대비 경량 및 중량충격음 레벨이 10-15 dB 높게 나타났으며, 슬래브 두께 증가만으로는 차단성능 개선 효과가 제한적이었다. 바닥충격음 저감을 위해서는 완충재 적용과 콘크리트 토핑을 통한 진동 절연 및 면밀도 증가 등 상부 레이어 설계를 통한 보완 전략이 효과적인 것으로 확인되었다.
(3) 준공 사례 분석 결과, 뜬바닥 구조와 이중바닥 구조는 서로 다른 방식으로 바닥충격음 차단성능을 확보하고 있었다. 뜬바닥 구조는 완충재와 콘크리트 토핑을 병행 적용하여 진동 절연 및 면밀도를 증가시키는 방식이다. 이중바닥 구조는 플레넘 공간을 활용하여 설비 수용성과 바닥충격음 차단성능을 동시에 확보할 수 있으며, 설비 통합 배치를 통해 별도의 천장 마감 없이 노출형 개방 공간 구성이 가능한 설계 전략으로 판단된다.
(4) 중고층 목조건축물의 층고 4,200 mm 조건에서 뜬바닥 구조는 천장고 2,290 mm, 이중바닥 구조는 2,550 mm를 확보할 수 있는 것으로 산출되었다. 심리적 쾌적성 측면에서 제시되는 2.4 m 이상의 천장고 기준을 적용할 경우, 이중바닥 구조는 해당 기준을 충족하였으나 뜬바닥 구조는 만족하지 못하였다.
(5) 이중바닥 구조는 공조설비를 플레넘 공간에 배치함으로써 천장 설비 공간을 줄여 뜬바닥 구조 대비 260 mm 높은 천장고를 확보할 수 있으며, 콘크리트 토핑을 제외할 경우 최대 320 mm까지 추가 확보가 가능하다. 그러나 바닥공조 적용으로 인한 초기비용 증가로 경제성 측면에서는 뜬바닥 구조가 유리할 수 있어, 실제 설계 단계에서는 공간성, 경제성, 시공성을 포함한 종합적 검토가 병행되어야 한다.
본 연구는 중고층 목조건축물의 설계 의사결정 과정을 기존 경험적 판단에서 정량적 비교 기반으로 전환하기 위한 기초연구로서, 바닥구조 유형과 공조방식의 조합이 실내 공간 성능에 미치는 영향을 정량화하였다. 다만 연구 범위가 실내 공간성 중심의 기초 검토에 국한되어 경제성, 시공성, 에너지 효율, 노출 목재 부재의 심미적 활용 가능성을 충분히 다루지 못한 한계가 있다. 향후 연구에서는 생애주기비용 분석, 시공 프로세스 검토, 에너지 성능 평가 분석 등을 결합하여 경제성·시공성·공간성을 종합적으로 고려한 다기준 설계 의사결정 체계로 확장할 예정이다.
