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목재 보존학

충남대학교 환경소재공학과

교 수 이 종 신

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목재 보존처리의 필요성 - 제 1 장 -

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가. 온실 가스와 지구 온난화 현상

1) 지구 대기의 역할

복사, 대류, 전도 등에 의한 에너지 이동 → 지구의 에너지 평형

태양복사

지표 복사

대기가 없는 지구에서의 복사평형(A)

대기가 있는 지구에서의 복사평형(B)

☞ 태양 복사 에너지: 단파장 → 대부분 대기 통과 → 지표면에 도달

☞ 지구 복사 에너지: 장파장 → 대부분 대기에 흡수 → 지표면으로 방출

1. 지구 온난화

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질소(78.08%)

산소(20.95%)

대기의 조성 대기권의 구조

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2) 온실가스(Greenhouse gas, GHG)

6대 온실가스: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6

지구온난화의 주범: CO2

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3) 지구 온난화란?

지표 부근의 대기와 해수의 평균온도가 장기적으로 상승하는 현상

원인: 온실가스 농도의 증가(이산화탄소 농도) → 온실효과 증대(비정상적)

→ 지구 대기 온도 상승

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☞ 이산화탄소 배출과 농도변화

☞ 한반도 기후변화

◇ 기온상승 : 지구평균의 2배 (지난 100년간 1.5℃)

◇ 해수면상승 (제주) : 지구평균의 3배 (지난 40년간 22cm)

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☞ 지구의 평균 기온 변화

☞ 지구 온난화의 피해

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남태평양 투발루(2001년 국토포기 선언) 11

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제주도 전갱이 어획량 증가

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국내 해수면 상승 침수 첫 피해 사례 (제주 용머리해안, 1일 8시간씩 침수, 40년간 22cm 침수)

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생태계 파괴로 인한 외래곤충 피해 (주홍날개꽃매미, 포도나무 가해, 중국 남부와 동남아시아 원산)

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나. 목재의 이산화탄소 저장 기능

□ 지구 온난화 방지

온실가스 CO2 발생량 감축, 대기 중 CO2 농도 저감

1) 목재의 생성 과정

목재: 천연의 유기물(탄수화물)

목재의 생성 과정: 탄소동화작용(광합성작용)

♦ 6CO2+12H2O+688kcal → C6H12O6+6H2O+6O2

b-D-glucose

(b-D-glucopyranose)

-D-glucose

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의 구성: Glucose(포도당), 1,000~1,500개

목재의 생성 = 세포벽의 생성

※ 목재의 생성 과정 = 이산화탄소의 고정 과정

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☞ 목재는 이산화탄소의 저장고

영주 부석사 무량수전(1376년 창건)

638년 동안 이산화탄소 저장

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가. 목재의 사용환경 조건

○ 적절 : 매우 우수한 재료

○ 부적절 : 재료로써의 성능 상실 → 열화

나. 劣化(Deterioration, Degradation)

1) 정의

♦ 고분자 재료(목재)가 자연계에서 각종 원인에 의하여 변색, 변형,

변질, 분해되는 현상(고분자 → 저분자)

※ 목재의 분해 과정 = 이산화탄소의 방출 과정

2. 목재의 열화 현상

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2) 목재 열화의 종류

가) 생물적 변질 현상(생물열화)

① 미생물 : 부후, 변색(변재변색), 오염(표면오염)

② 곤충 : 충해

나) 비생물적 변질 현상

① 열 열화 : 화재

② 기상 열화 : 풍화, 노화

③ 기계적 열화 : 마모

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목재의 생물 열화 (미생물)

부 후

변재 변색

표면오염

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목재의 생물 열화 (곤충)

유럽하늘소 흰 개 미

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3. 목재 보존학(Wood Preservation)

가. 목재의 열화현상 (원인)을 규명

→ 원인(현상)을 인위적으로 제거 또는 지연(열화방지)

→ 목재의 사용수명 연장

→ 목재자원 절약, 재산 및 인명 피해 방지, 탄소 저장원 보호 등

나. 목재 열화 방지법(목재보존 처리법)

♦ 생물열화 : 방부, 방미, 방충, 방의 처리

♦ 열 열화: 방화, 난연 처리

♦ 기상, 기계적 열화: 개질가공 처리

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☞ 목재 보존처리의 중요성

목재 = 탄소 50% + 수소 6% + 산소 44%

비중 0.5, 1m3

250kg

◇ 목재 보존 처리

= 목재 사용 수명 연장

= 탄소 저장 기간 연장

지구 온난화

방지에 기여