​지속 가능한 공간을 위한 혁신적인 건축자재

​지속 가능한 공간을 위한 혁신적인 건축자재 현대 건축에서 중요한 재료 중 하나인 콘크리트는 시멘트와 연관성이 높으며 관련 산업은 전 세계 이산화탄소 배출량의 8%를 차지할 정도로 지구 온난화에 큰 영향을 미치고 있다. 지속 가능한 환경을 위해 탄소 발자국을 줄이며 저탄소 콘크리트 및 시멘트 대체재를 활용한 건축용 블록을 개발하는 시도가 계속되고 있지만, 현실적으로 속도는 더딘 편이다. 이는 철강처럼 산업 구조적인 측면에 손을 대야 하는 점도 있지만, 기존 산업이 지닌 편리함과 안전함의 장력이 워낙 강력하기 때문이다. 이번 콘텐츠에서는 자연의 지혜를 연구해 탄소 중립을 꿈꾸는 현대 건축 재료 중 혁신적인 사례를 살펴본다. 고도의 공학적인 계산에 의존하지 않고 재료와 구조의 힘으로 지속 가능한 건축을 위해 사용되는 콘크리트, 시멘트, 벽돌, 패널 사례를 통해 미래 건축의 단면을 그려본다.1. Fabula 도쿄대학교에서 탄생한 스타트업인 파불라(Fabula)는 가정에서 배출하는 대표적인 폐기물인 음식물 쓰레기를 건축 자재로 탈바꿈하는 실험을 진행 중이다. 음식물 쓰레기를 진공 건조 및 분쇄하고 물, 향신료와 섞은 후 고온의 틀에 넣고 압착한 시멘트 대체재를 개발했다. 이는 가정용품, 가구 및 임시 주택에 적용할 수 있는 혁신적인 건축자재로서 일반 콘크리트보다 굽힘에 대한 저항력이 4배 더 강한 특성을 지닌다. 배추, 커피 찌꺼기, 과일 껍질을 주원료로 하여, 내추럴 컬러와 향기를 지닐 뿐 아니라 잘게 부숴 끓이면 먹을 수도 있는 생분해성 머티리얼이라는 점이 독특하다. 올해 베네치아 건축 비엔날레에서 일본의 차 문화를 즐길 수 있는 작은 파빌리온 〈Veneti-An Tea House〉에 적용되기도 했는데, 7천 개가 넘는 종이 튜브를 연결해 구조를 지탱하는 2천여 개의 조인트는 버려진 파스타를 원료로 했고, 내부의 74개 패널은 커피 찌꺼기를 활용한 시멘트로 만들었다. 베네치아에서 흔한 로컬 푸드인 파스타와 커피를 재료로 한 작품으로, 조인트의 내구성은 표준 콘크리트와 유사하다고 건축가들이 인정할 정도였다. Fabula2. Biohm 영국의 바이오 소재 업체 바이옴(Biohm)은 음식물 쓰레기, 톱밥 등을 먹이로 하는 버섯 균사체를 대규모로 재배한다. 이 균사체가 몇 주에 걸쳐 성장한 후에는 수확하여 건조한 후 벽돌 모양의 패널을 만들어 낸다. 이 건축용 버섯균사체 패널은 일반적인 플라스틱 패널을 대체하여 사용할 수 있으며 벽, 지붕, 천장, 바닥 등에 적용할 수 있다. 올해 영국 글래스톤베리 페스티벌에 세워진 헤이즈 파빌리온(Hayes Pavilion)은 이벤트 업계가 과도하게 소비하는 화석 기반 소재를 대체하며 지속 가능한 공간을 경험하게 하였다. 폭풍에 쓰러진 나무에서 회수한 목재와 수명이 다한 텐트를 활용해 캐노피 지붕을 만들고, 내부에는 바이옴(Biohm)의 패널을 사용하여, 생분해 가능하며 단열 성능이 뛰어나고, 낮은 열전도율과 화재 시 타는 속도가 느리다는 특성을 지닌다. 즉, 표준 단열재만큼 내구성을 가지면서 수명이 다하면 퇴비화 할 수 있고, 재사용이 간편하다. Biohm3. Prometheus Materials미국의 프로메테우스 머티리얼즈(Prometheus Materials)는 광합성을 통해 바이오 시멘트와 바이오 콘크리트를 개발했는데 햇빛, 바닷물, 이산화탄소를 활용해 독성이 없는 조류를 재배하는 과정에서 산호초와 굴 껍데기에 있는 탄산칼슘과 유사한 특성을 지닌 새로운 머티리얼을 얻어낸 것이다. 2016년 미국 국방부의 의뢰로 콜로라도 대학교 교수진이 개발한 이 소재는, 2021년 프로메테우스 머티리얼즈가 설립되며 대중에 공개되었으며 이후 마이크로소프트 기후 혁신 기금, 글로벌 건축 사무소 SOM으로부터 투자를 받았다. 이 바이오 시멘트에 골재를 혼합하면 기계적, 물리적, 열적으로 특성이 비슷한 저탄소 바이오 콘크리트가 되는데, 기존 콘크리트에 비해 탄소 배출량이 1/10 수준이고, 흡음력은 12배 뛰어나다는 인증을 받기도 했다. Prometheus Materials4.Masterbloc벨기에의 블록 생산업체 마스터블록(Masterbloc)은 철강 산업에서 남은 철강 슬래그로 만든 건축자재를 선보이고 있다. 카브스톤(Carbstone)이라는 이 블록은 이산화탄소를 배출하는 다른 콘크리트 재료와 달리 생산 중 더 많은 이산화탄소를 흡수하고 저장하며 순환 경제를 활성화하고자 개발되었다. 핵심 기술은 다른 벨기에 기업인 오르빅스(Orbix)에서 탄생했는데, 철강 슬래그의 미세한 잔류물이 이산화탄소에 노출되면 경화된다는 사실을 기반으로, 기술을 발전시켜 이산화탄소를 바인더로 사용하는 자재를 선보이게 된 것이다. 이 소재의 별명은 탄소 먹는 블록인데, 생산 과정에서 사용하는 결합제가 시멘트가 아닌 이산화탄소이기 때문이고, 또 외부에 노출되면 가만히 있어도 이산화탄소를 흡수하며 조금씩 강도를 올리기 때문이다. 진정한 탄소 네거티브 건축 자재라 할 수 있다.Masterbloc5. FADAA 요르단에서 활동하는 건축사무소 파다(FADAA)는 작년에 Decoration One 매장을 디자인하며 속이 빈 직사각형 벽돌을 쌓아올린 스크린 월을 선보였다. 강한 태양 빛을 막기 위해 전통적인 이슬람 건축 형태를 적용한 것인데, 해안 도시의 식당에서 버려진 굴, 홍합, 조개껍데기를 분쇄하여 바이오 콘크리트로 만들었다. 원료를 분해하는 과정에서 대기로 유입하는 탄소를 막으면서 친환경적인 콘크리트 골재로 바꾸는 방법을 통해 벽돌 모양으로 생성하고, 건조 후 굳은 벽돌을 스크린으로 쌓은 모습은 공예적 특성과 지역성을 결합하면서 큰 화제를 모았다. FADAA6 ARDHCollective두바이에서 활동하는 에이알디에이치 콜렉티브(ARDH Collective)는 지속 가능한 소재 솔루션 전문가들이 모인 집단으로 세계 최초로 대추야자 씨를 재활용한 소재를 개발하며 주목을 받았다. 매년 UAE에서 1억 8백만 킬로그램이 폐기되는 대추야자 씨를 볶은 후 분쇄해 패널뿐 아니라 다양한 제품을 만드는데, 현지에 삼성 갤럭시Z 플립4가 출시됐을 때 스페셜 에디션 케이스를 만들었을 정도이다. 또, 이들은 세계 최초로 사막 모래를 활용해 만든 콘크리트 복합체인 라멜(Ramel)도 개발했는데, 일반 콘크리트에 사용되는 골재는 강바닥 모래를 무분별하게 파내며 지역 생태계에 해를 끼치는 데 반해, 라멜은 사막 모래를 골재로 이용했다. 전통적인 콘크리트와 구조적으로 완전히 동일한 기능에 지니면서, 환경에 미치는 악영향은 절반 미만이며, 물이 부족한 아랍에서 현지 조달할 수 있다는 점에서 큰 관심을 끌었다. 작년 두바이 디자인 위크에서 〈From the Dunes & Trees〉라는 전시로 선보이기도 했다. ARDH Collective7.Plantd Materials미국 노스캐롤라이나에 본사를 둔 플랜티드 머티리얼즈(Plantd Materials)는 주택 건축용 구조 패널을 만드는 스타트업이다. 지속 가능한 가구 스타트업을 운영하던 대표가 목재 가격이 급등하자 대체 재료를 찾기 시작했고, SpaceX 출신의 엔지니어 두 명과 함께 탄소 포집 속도를 높이는 건축 자재를 구상하며 나무보다 풀이 더 빨리 자라나고, 더 많은 이산화탄소를 포집할 수 있다는 사실에 주목했다. 농장에서 관리하는 소나무는 15년 정도 기른 후에 목재로 쓸 수 있지만, 풀은 1년에 최대 3번까지 수확할 수 있고 셀룰로오스 섬유도 풍부하기 때문에 풀을 수확한 후 압착하면 기존 목재 패널의 대체재로 충분한 것이다. 건축물의 벽체, 지붕, 바닥재 등에 널리 쓰이는 OSB(oriented strand board)는 직경이 작고 성장이 빠른 나무 조각을 고온 고압 하에 접합하고, 포름알데히드, 필러, 왁스, 접착제 등 석유 기반 화학물질을 사용하는 데 반해, 이 기업의 패널은 94~97%의 풀과 3~6%의 포름알데히드 프리 레진을 사용한다. 노스캐롤라이나의 상징인 담배 농장 대신 지속 가능한 기후 스마트 작물을 기르고 싶은 농부들이 풀을 재배해 이산화탄소를 포집하고, 또 가뭄과 홍수를 예방하고 토양을 건강하게 재생하는 효과까지 추구한다. 이 소재는 일반 OBS 패널(27%)보다 3배 더 탄소를 포집하며, 내습성은 2배, 강도는 1.4배 더 뛰어난 특성을 지닌다. 한편, Plantd Materials는 2023년 《Fast Company》에서 주관한 ‘Innovation ByDesign Awards’의 ‘Most Innovative Materials’ 부문 파이널 리스트에 올랐다.Plantd Materials자료 제공 및 이미지출처: 스타일러스코리아, Fabula, Yuta Sawamura, Biohm, Prometheus Materials, Materbloc, Fadaa, Decoration One, ARDH collective, Samsung, Plantd Materials, Harry Jun, Kate Ahn​

지속가능한 패키징 트렌드

지속가능한 패키징 트렌드​지속가능한 패키징 관련, 글로벌 리서치업체 Ipsos의 2023년 소비자 인식 조사에 따르면 응답자들은 기후변화와 기후위기 다음으로 쓰레기, 포장재, 플라스틱 등 폐기물 처리를 중요한 문제로 여기고 있다. 특히, 일회용 플라스틱은 28개국 소비자 중 3/4이 ‘하루 빨리 금지해야 한다’고 생각할 정도로 지속 가능한 패키지에 대한 요구가 커지고 있는 가운데, 어떤 소재를 친환경적이라고 생각하는지 국가마다 인식이 다르고 또한 높은 비용을 지불하면서까지 친환경 소비를 하지 않는다는 조사 결과도 함께 보여주었다. 그 예로, 식품 패키징 소재의 경우 중국, 영국, 독일, 브라질 소비자들은 종이팩이 유리보다 친환경이라는 의견이 높았던 반면, 미국 소비자들은 유리가 더 친환경적이라고 생각하였다. 또한, 주방세제의 친환경 문구 및 가격에 따른 구매 의사 조사 결과, 가장 구매율이 높았던 옵션은 ‘가격이 가장 낮으면서 친환경 문구가 있는 제품'이었다. 즉, 같은 가격이면 친환경 제품을 구매하지만, 가격이 높아지면 친환경 제품의 구매율은 떨어진다는 결과를 보인 것이다. 이와 같이 ‘지속가능한 패키징’에 대한 소비자들의 인식과 소비태도가 그들의 사회, 문화, 환경적 맥락에 따라 각기 달라질 수 있기에, 이에 대응하는 기업들의 고민과 대응 전략이 함께 필요한 때이다.플라스틱에서 종이 패키징으로의 전환​최근 몇 년간 플라스틱보다 쉽게 재생 가능하고 재활용이 수월한 종이 소재가 패키징업계에서 주목받고 있다. 먼저 홍콩 기반의 Natpak 은 3D 열 압착 페이퍼 를 사용 하면서페이퍼 힌지와 3D 몰딩 상판을 결합 한 100% 종이 소재의 콤팩트와 시계, 주얼리, 문구류 전자제품 패키징 및 디스플레이 솔루션을 제안한다. 이러한 패키징은 납작하게 접을 수 있기에 배송 시 탄소 배출량을 줄 일 수 있고, 에너지와 물 사용량을 감축할 수 있다는 면에서 친환경적이다.​Natpak종이 보틀을 전문적으로 개발하는 덴마크의 Paboco는 로레알, P&G, 코카콜라, 칼스버그등 글로벌 기업의 화장품, 식음료, 세제 패키징을 위한 종이 보틀을 제공 하고 있는데 이들이 개발한 보틀은 국제산림관리협의회 (FSC) 인증지 로서 보틀 내부는 100% 재활용PET 또는 PEF, PEN 필름을 사용하며, 현재는 100% 바이오 베이스 소재를 활용한 종이 보틀도 개발 중이다.Paboco​또한영국의 종이 보틀 전문 개발업체 Pulpex가 개발한 종이 보틀은 에스티로더,유니레버, 펩시, 하인즈 등 이 사용 중이며 탄소 배출량이 유리보다 90%, PET 보다 30%적다. 2022년 Heinz는 자사의 케첩 용기를 종이병 형태로 개발 중이라 발표하며 종이패키징을 사용하는 세계 최초의 소스 회사로서 2025년까지 모든 포장재를 재활용,재사용 또는 퇴비화 가능하게 만들 것이라 선언했다. 유니레버 역시 Pulpex와 협업하여자사의 세제 브랜드와 헤어케어 브랜드를 위한 종이 보틀 패키징을 개발 중이다.Pulpex한편,2023년 Nespresso가 개발 중이라고 선보인 종이 커피 캡슐도 주목할 만한사례인데, 캡슐의 82%를 우드 화이버로 만들었으며 내부 필름 라이너와 뚜껑은 퇴비화가능한 바이오폴리머 소재를 사용한다. 지속가능한 소재를 사용하면서도 커피의 산화를막고 아로마를 보존하는데 중점을 둔 이 캡슐은 Nespresso 와 독점 파트너십을 맺은Huhtamaki가 맡았으며 독일 TÜV로부터 퇴비화 가능성을 인증 받았다​.Nespresso국내에서는한솔제지가 미국 식품의약국(FDA)과 독일연방위해평가원(BfR)의 글로벌기준을 통과한 종이 포장재를 개발했는데, 펄프를 사용한 소재 프로테고는 기존 종이소재에 구현하기 어려웠던 특수 처리 기술과 코팅 기술을 융합하여 종이 표면에 베리어코팅막을 형성시킴으로써 산소, 수분, 냄새를 차단하여 내용물의 보존성을 높일 수 있다.이를 아이스 음료 파우치에 사용함으로써 다른 음료 포장재보다 플라스틱 사용량을 30%줄이고 종이류로 분리 배출이 가능한 친환경 제품이 된다. 또한 재활용 종이 코팅지테라바스는수용성 코팅을 하여 재활용성이 우수하며, 생분해되어 매립 후 자연으로돌아가는 특성을 지닌다. 이 제품은 친환경 특성을 지니면서 방수성, 고속성형성,내열성을 보유함으로써, 2023년 대한민국 패키징 대전에서 한국생산기술연구원장상을수상했다.한솔제지 프로테고 사용한 음료 포장재​펄프의부드럽고 섬세한 감성을 지닌 맞춤형 패키징머티리얼의효율성과 재활용을 위해 많은 제조업체들이 섬유 기반 열성형 제품 개발에투자하고 있는데 이탈리아의 종이 패키징 재료 생산업체인 Fedrigoni는 열가소성플라스틱 포장재 전문업체 Tecnoform과 협업하여 3D 인테리어 케이스 솔루션 Eclose를선보였다. Eclose는 형태를 사용자 맞춤형으로 만들 수 있고 컬러, 사이즈, 피니싱,선택도 자유롭다. 이렇게 제안되는 패키징은 셀룰로스의 독특한 특성과 형태감을 지닌부드러운 감성과 함께 지속 가능성의 의미도 포함하게 된다.​Eclose바이오베이스 패키징 솔루션을 제안하는 네덜란드의 Paperform은 셀룰로오스 펄프에전분과 물을 섞어 펄프 몰딩 혼합물을 만들고, 사출 성형 몰딩기에 혼합물을 투입하여3D로 페이퍼 구조물을 만들어 낸다. 종이 소재 이기에 독특한 표면 피니싱이 나타나며종이 특유의 질감과 느낌을 보여줄 수 있고, 자유롭게 커스터마이징 가능하여 원하는색을 넣고 형태도 다양하게 만들 수 있다. 이는 TUV Austria로부터 생분해성 인증을받았고, 기존 포장 방식 대비 탄소 발자국을 90%까지 감소시킬 수 있다.Paperform​자료제공 및 이미지출처 스타일러스코리아 Ipsos R&D, Natpak, Paboco, P ulpex, Nespresso, Fedrigoni,Tecnoform, Paperform, 한솔제지