수목의 무게

수목의 무게

출처 : 코시미즈(1985) 건축공간의 녹화수법 82-83

 

 

 

34. 수목의 무게

 

(1) 뿌리분의 무게

수고가 4~5m까지 그다지 지엽(가지와 잎)이 무성하지 않고, 줄기가 가는 나무의 경우는 그 무게의 대부분을 흙을 포함한 뿌리분이 차지한다. 이식재료로서 수목을 운반할 때, 가벼운 것은 근원부분의 줄기를 잡고 운반할 수 있다. 다소 무거운 것은 뿌리분을 매달아 운반한다. 이렇게 성품화(커서 상품화)된 수목재료는 뿌리분에 중심이 있고, 그것은 뿌리와 흙의 무게라는 것이 된다. 수목의 크기와 굵기에 따라서 부리분의 크기는 달라지므로, 수목의 무게를 알기 위해서는 먼저 뿌리의 크기가 얼마인지를 알아둘 필요가 있다.

수목의 뿌리분은 이식시에 나무를 죽이지 않는 범위에서 운반을 고려하여 가능한 작게 하도록 고려된다. 생산농장에서 여러 번 옮겨 심은 것은 그 때마다 단근되어, 가는 흡수근이 잘 발달되어 뿌리분을 작게 해도 고사는 없다. 그러나 교목의 경우는 빈번하게 옮겨 심지 못하는데, 뿌리가 조밀하지 않게 되어 있다. 이 경우는 약간 크게 분을 만들어야 한다.

 

(2) 뿌리분의 크기

어느 정도 크기의 뿌리분을 만들면 좋을 지는, 수목의 종류에 따라 다르고, 지금까지의 생장 내력 등에 따라서 다르기 때문에, 수식을 사용해서 구할 수는 없다. 경험자는 근원에 새끼를 감고, 그 길이(원주에 해당한다.)로 지면에 원을 그려서, 굴취하는 뿌리분의 크기를 결정한다. 이 방법에 의하면 뿌리분의 직경은 근원직경의 약 6배가 되어 다소 큰 분이 된다. 많이 옮겨 심지 않은 것, 산채하는 수목의 경우로 발근성이 약한 것(지상의 생장도 그다지 왕성하지 않는 것)은 이렇게 다소 크게 한다.

뿌리분의 형태는 원주형태가 되거나, 또는 원추형태의 부분을 그 아래에 붙일지에 따라서 모습이 변하게 된다. 이식이 어렵고, 뿌리가 조밀하지 않은 심근성의 상록교목의 경우는, 다소 깊게 뿌리를 굴취하는데, 뿌리분의 바닥의 형태가 고둥(巻貝)과 비슷한 형태가 되므로, 이것을 조개엉덩이(貝尻, 조개분)라고 부른다.

뿌리분의 크기와 모양이 결정되면, 뿌리분의 용량을 계산할 수 있다. 여기에는 뿌리와 흙이 포함되게 되는데, 뿌리가 가볍기 때문에, 부피에 흙의 비중(예1.8)을 곱하여 전체의 무게를 계산한다. 이것에 지상부의 무게(지엽의 밀도와 수관의 형태 등에 따라, 수종에 따라 다르다)를 추가한 총무게를 수고와 관계로 표현한 것을 그림으로 나타내었다. 총무게는 수고에 대하여 지수함수적로 증가해서, 큰나무는 몇 10ton의 무게가 된다.

생산포지에서 생산된 재료는 수고도 몇m에서 멈추고, 뿌리분도 작아서 무게도 가볍다. 몇100kg의 정도이다. 1m이하의 묘목은 몇100g인 것도 있다. 영산홍이나 진달래류 같은 관목은 그 정도이하의 무게이다. 상록수와 낙엽수에서는 가지나 수간이 충실하고, 잎이 두꺼운 상록수 쪽이 좀 더 무겁다.

 

(3) 무게의 설계

수목의 무게는 젊을(어릴) 때나 심을 때의 무게를 생각할 경우, 뿌리분 거의 중앙에 중심이 있지만, 일단 흙속에 심어지면, 토양의 무게와 분리하여 생각해야 한다. 점차 생장하면, 지상부의 발달이 두드러지는데, 지엽 줄기의 무게가 증가한다. 중심은 상승하고, 지표부근의 근원부분이 중심이 된다는 이론이 있다. 그 무게를 하중으로 받게 되는 것은 직접적으로는 주변의 흙이 된다. 토층의 전체가 그 나무의 무게를 받은 셈이다. 바로 아래에만 힘이 걸리는 것이 아니고, 주위에 하중을 분산한다고 생각하면 된다. 하지만, 옥상의 경우에는 수목의 무게를 알아두는 것도 중요하지만, 수목과 흙의 무게를 합쳐서, 설계상의 문제를 생각해두는 것이 알기 쉽다.

식재할 때의 크기가 수고 4m, 그 후 10년 정도 6m로 생장한다는 전제에서, 수목과 흙의 무게를 계산해 본다. 나무의 무게는 대략 200kg, 이 크기의 나무를 심을 때는 성토 두께는 60cm를 필요로 한다. 또한 배수층이 필요한데, 그 두께는 15cm로 한다. 사용하는 흙의 종류에 따라서 무게가 달라지지만, 최근에 많이 사용하는 원예용 흑토의 경우 800~1,000kg/㎡이 된다. 이것으로는 상당히 무거운데, 경량의 토양개량제를 혼합하여 준다. 여기서는 40%(용량) 혼합량으로 고려했지만, 보통보다 약간 더 많다. 그러나 이정도 혼합하여도 기대하는 것보다 가볍게 되어, 500~800kg/㎡이다. 오히려 양이 적은 배수층의 재료를 경량화하는 것이 효율적이라고 할 수 있다. 경량골재는 취급이 용이하고, 시공시에 슬래브면을 손상시키지 않고, 안심하고 사용할 수 있는 재료이다.

 

 

그림-1) 수목의 무게는 지상부와 지하부로 나누어서 생각하면, 설계시 알기 쉽다. 지하부는 흙보다 가벼운 것도 많은데, 흙의 부피로 바꾸어 계산한다. 지상부 무게 W(kg)를 구하려면, 흉고직경 d(m), 수고H(m)를 사용해서

W=kπ(d/2)^2 * Hw(1+p)

라는 식으로 나타낼 수 있다. k(수간형상계수≒0.5), w(수간의 단위체적당 중량 1,300~1,100kg/㎥), p(지엽의 다소에 의한 할증률 0.2~0.1)

이것을 근원의 단위 면적당 중량 f에 변형하면,

f=1/α^2*kHw(1+p)        α=D(근원직경)/d

α=1.5(d>0.2m) ~ 2.5(d≤0.2m)

 

 

 

 

그림-2) 뿌리분의 크기

분의 형태계수 K2

K2 =7/48             K2 =1/8            K2 =1/6

 보통분,        접시분(낙엽교목),    조개분(심근성상록교목)

 

● 분의 직경과 근원직경

A=4D+0.12 (흙의 경우 : 상록수, 대목, 사질토의 분)

A=5D+0.09 (오래된 경우 : 낙엽수, 중목, 점성토의 분)

A : 분의 직경 (m)

D : 근원직경 (m)

 

● 근원직경과 흉고직경의 관계

D≒1.5d (d>0.2m 일 때)

D≒2~2.5d (d≤0.2m 일 때)

 

● 수목의 중량 (수고 4m, 흉고직경 10cm)

지상부 중량   35~45kg     (비교적 얇은 재배목, 수종이나 지엽의 양에 따라 차이가 있다)

지하부 중량   150kg           (옥상에 식재하는 것을 상정해서 표준보다 조금 크게)

합계               185~195kg  (지하부의 중량은 흙의 중량으로 대체해서 생각하는 방법도 있다)