석조문화재 보존과 보호건조물 건립의 필요성
(Imortance of Protective Shelter for the Preservation
of Stone Cultural Properties)
김 수 진 (Soo Jin KIM)
서울대학교 명예교수, 대한민국학술원 회원
1. 서언
우리나라 석조문화재는 일부를 제외하고 대부분 옥외의 자연 부지에 건립되어 있든가 또는 마애불처럼 천연암벽에 조각되어 있다. 그래서 옥외 석조문화재는 비, 바람, 기온변화, 대기오염물, 지하수, 해수, 생물 등 자연환경의 지배를 받고 있어서 이들 환경적 요인과의 반응에 의하여 풍화훼손현상이 계속하여 일어나고 있다. 이러한 현상으로 인하여 특히 오래된 석조문화재는 그 원형이 크게 훼손되어 문화재의 가치를 저하시키고 있다.
전국에 분포하는 1600건이 넘는 많은 석조문화재 중에서 자연훼손현상이 심한 일부 석조문화재는 자연훼손으로부터 보호하기 위하여 소위 보호각 등 보호건조물을 건설하여 보호하고 있다. 그러나 일부 관계자들은 이들 보호건조물이 오히려 석조문화재의 보존에 부정적이라는 의견을 제기하고 있어서 석조문화재 전문가 및 일반들을 당황케 하고 있는 것이 현실이다. 보호건조물이 구조상 문제가 있어서 석조문화재 보존에 문제가 있다고 하면 그것은 있을 수 있는 논리이지만 보호건조물 자체가 필요 없을 뿐만 아니라 오히려 석조문화재를 훼손한다는 논리는 참으로 황당하게 느껴진다.
보호각 등 보호건조물은 옥외에 위치해 있는 석조문화재가 각종 자연환경적 요인, 즉 사이트환경에 의하여 더 이상 훼손되지 않도록 하기 위하여 건립되었다. 그러나 보호건조물이 제 기능을 다하지 못하고 있는 것은 보호건조물의 구조와 사이트환경 관리에 문제가 있기 때문이다. 그래서 옥외에 위치해 있는 석조문화재의 사이트환경을 분석하여 옥외 석조문화재의 훼손원인을 밝히고 올바른 사이트환경 관리방안과 함께 보존과학적 관점에서 보호건조물 건립의 필요성과 보호건조물이 갖추어야 할 바람직한 요건을 제시하고자 한다.
석조문화재 보존과학은 석조문화재에 대한 재질 강화처리 및 발수처리뿐만 아니라 실은 석조문화재를 근본적으로 훼손시키는 사이트환경 요인을 진단하고 제거하는 방안에 대한 연구도 포함한다는 것을 이해하는 것도 중요하다.
2. 사이트환경이 석조문화재에 미치는 영향
옥외에 위치해 있는 석조문화재는 사이트환경의 지배를 받고 풍화 훼손된다. 옥외에 위치해 있는 석조문화재의 풍화훼손에 직접적으로 영향을 주는 사이트환경은 1) 지형 및 지반환경, 2) 수문환경, 3) 식생환경, 4) 대기환경, 5) 인위적 주변 환경 등으로 구분할 수 있다. 이들 각 사이트환경이 석조문화재에 미치는 영향에 대하여 살펴보고자 한다.
2.1. 지형 및 지반환경
석조문화재의 사이트환경에 있어서 가장 중요한 것이 지형 및 지반환경이다. 석조문화재를 건조할 당시에는 여러 가지 주변 환경을 고려하여 가장 안정한 위치에 건립하였을 것이다. 그러나 석조문화재가 건립된 후 오랜 세월이 경과하였을 경우에는 자연적 및 인위적 요인에 의하여 사이트환경 자체가 많이 변화되어 석조문화재의 구조 및 재질에 악영향을 주기도 한다.
우리나라의 옥외 석조문화재들은 일반적으로 크고 작은 계곡 내 평지, 산기슭, 산턱, 산등성 및 산언덕 등에 위치하는 경우가 많으며 경우에 따라서는 계곡의 개울 근처. 산복 및 산 정상 부근의 암벽에도 위치한다. 이들이 위치해 있는 지점의 지형 및 지반환경의 변화는 석조문화재의 안정성에 큰 영향을 준다.
지형 및 지반환경의 변화 중에서 석조문화재의 안정성에 영향을 주는 현상은
1) 지반 침하, 2) 지표 침식 및 3) 빗물 배수문제이다.
(1) 지반 침하
석조문화재가 암반위에 건립된 경우에는 오랜 세월이 경과하였음에도 불구하고 지반환경의 변화가 거의 없지만 산기슭, 산턱, 산등성, 산밑에 건립된 석조문화재는 건조된지 오래된 경우에는 지반 토양의 풍화작용과 침식작용에 의하여 지반이 균일하게 또는 불균일하게 침하하여 석조문화재의 안전에 큰 영향을 주기도 한다.
지반이 풍화토 또는 인공 조성토인 경우, 특히 큰 암편들이 마사토 사이에 함께 존재하는 경우에는 지하 토양을 구성하고 있는 입자들의 종류와 크기에 따른 차별풍화에 의하여 지반의 차별적 수축현상이 일어나서 지반의 역학적 불균형 현상이 나타난다. 그래서 그 위에 있는 석조문화재가 불균일하게 침하하고 부재간의 접합부위가 어긋나며 역학적 불균형현상으로 인하여 석조물에 파손현상이 일어난다. 이러한 현상은 대부분의 석조문화재에 있어서 정도의 차이는 있지만 조금씩 관찰된다.
평지에 있는 석조문화재들은 충적토 지반위에 건립된 경우가 많아서 비교적 안정되어 있으나 지반환경 여하에 따라 다른 요인에 의한 자연 훼손양상이 나타나기도 한다. 지형 및 지반환경이 불안정한 경우에는 지반 보강을 하여 안정된 지반을 만들어야 할 것이다.
(2) 지표 침식
석조문화재 주변의 지표에 잔디가 식재되어 있거나 또는 흙이 덥혀있는 경우가 많다. 지표면의 토양도 오랜 세월 동안 풍화작용을 받으면 특히 토양 중의 장석광물들이 빗물에 용해되면서 일부는 점토광물로 변한다. 용해된 성분들은 빗물에 씻겨 제거된다. 이러한 현상이 오랫동안 반복되면 석조문화재 주변의 지표면은 점점 낮아지게 되고 지표면 아래쪽에 묻혀 있던 지대석 밭침이 지표면 위로 돌출될 뿐만 아니라 역학적 불안정 현상으로 인하여 제자리를 벗어나면서 어긋나기도 한다. 이러한 현상은 지반 침하현상과 결합하여 나타나는 것이 보통이며 오래된 석조문화재에서는 정도의 차이는 있지만 흔히 나타난다.
(3) 빗물 배수문제
석조문화재 주변 지반에 내리거나 또는 유입되는 빗물이 배수가 잘 되지 않아서 빗물이나 수분이 석조문화재 기단하부 또는 인접부위의 지반으로 침투하고 있는 경우가 많다. 이러한 현상이 오랫동안 계속되면 지반 침하현상이 일어날 수도 있다. 따라서 석조문화재 주변 지표의 빗물 배수 및 관리에 관심을 가져야 할 것이다.
2.2. 수문환경
(1) 지표수 및 해수
우리나라 석조문화재들은 대부분 골짜기 계곡근처의 산턱, 산기슭, 산등성, 산밑, 평지 등에 위치해 있기 때문에 계곡을 흐르는 계류 및 강물의 영향을 다소 받고 있다. 특히 바다 및 큰 저수지 인근 지역의 석조문화재는 높은 습기로 인하여 다른 지역과는 차이가 있는 풍화현상, 예를 들면 백화현상, 흑색 피각현상, 박리현상, 균열현상을 보여준다.
산기슭, 산턱 및 산밑에 위치해 있는 석조문화재의 경우에는 산쪽 또는 지형상 위쪽에서 아래쪽으로 흘러내리는 빗물이 석조문화재 주위의 지표면으로 흘러 들어오는 경우도 있다. 또한 절벽 위쪽에서 석조문화재 쪽으로 직접 흘러 들어와서 석조물을 훼손시키는 경우도 있다. 이와 같은 경우에는 문화재 주변에 집수로 또는 배수로를 설치하여 빗물이 문화재 쪽으로 흘러 들어오지 못 하도록 하여야 할 것이다.
(2) 지하수
빗물 배수에서 언급한 바이지만, 석조문화재가 산기슭, 산턱 및 산밑에 위치해 있는 경우에는 우기에 지형상 위쪽에서 내린 빗물이 지표면을 따라 석조문화재 쪽으로 흐르게 되고 또한 빗물의 일부는 땅속으로 스며들어가서 지하수가 되어 지반속을 흐르게 된다. 이렇게 되면 지반의 안정성에 문제가 생기게 된다. 이러한 경우에는 석조문화재 주위 적정한 거리에 집수로 및 배수로를 설치하여야 한다. 석조문화재가 주위의 지반보다 낮은 위치에 있는 경우에는 지하수의 영향을 받을 수 있기 때문에 필요하면 지하수위를 낮추는 시설을 하여야 할 것이다.
(3) 지반수분 침투
지반이 수분을 많이 함유하고 있는 경우에는 지반 중의 수분이 암석의 모세공극과 균열을 타고 위쪽으로 침투하여 기단석을 훼손시키는 현상은 정도의 차이는 있지만 거의 모든 석조문화재에서 나타난다.
지반으로부터 수분이 석조문화재로 침투할 때에는 수분이 암석과 반응하면서 광물들을 용해시키기도 하고 또 토양에 함유되어 있던 염분들이 물에 녹아서 함께 상승하다가 건조되면 염광물들을 정출시켜 석재에 균열과 박리를 생기게 하고 백화현상을 일으킨다. 한편 침투한 수분이 오랫동안 암석에 머무는 경우에는 습기로 인하여 생물서식이 왕성하게 되기도 한다.
지반수분 침투문제는 지반환경에서 언급한 바이지만 빗물 배수문제와 밀접히 관련되어 있기 때문에 사이트환경 관리 면에서 각별한 주의가 필요하다.
2.3. 식생 환경
(1) 석조문화재 주변 식생
석조문화재 주변에는 일반적으로 수목이 자연적 또는 인공적으로 서식하고 있는 예가 많다. 어떤 곳은 심지어 5m 이내에도 수목이 자라고 있어서 경관상 아름다울지 몰라도 석조문화재의 보존에는 도움이 되지 않는다. 심지어 석조문화재 위쪽으로 나무 가지가 뻗어 나가 있어서 거기서 흘러내린 빗물이 석조문화재에 떨어지면서 극심한 생물서식을 초래하고 있는 경우도 있다. 석조문화재에 인접해 있는 수목과 수풀은 석조물 주위의 환경을 다습하게 만들어 생물서식을 증가시키기 때문에 석조문화재 근처에는 수목과 수풀을 제거해야 할 것이다. 석조문화재는 비가 오면 빗물이 곧바로 흘러내리고 쉽게 건조되어야 자연적 풍화훼손현상을 최소화할 수 있다.
(2) 보호책 내 식생
석조문화재 주위에는 일반적으로 낮은 철책을 설치하여 일반 사람들의 접근을 막고 있다. 철책 안쪽 지표면에는 보통 잔디가 식재되어 있지만 자갈 또는 흙으로 되어 있는 곳도 있다. 특히 잔디가 키가 큰 수종인 경우에는 오랫동안 기단석 주위를 둘러싸고 있어서 비가 올 경우뿐만 아니라 보통 때도 다습하여 기단부를 크게 훼손시킨다. 석조문화재 주변 지반에 잔디를 심지 않고 왕모래나 작은 자갈을 깔고 경사를 두어 빗물이 쉽게 바깥으로 흘러내리게 하는 것이 바람직하다.
(3) 석조물에 서식하는 식생
석조문화재의 표면에 서식하는 식생으로는 지의류, 조류, 균류, 박테리아, 이끼류 등으로서 이들이 다량으로 서식하는 경우에는 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 석조물을 부분적으로 훼손시킨다. 석조물에 서식하는 이들 생물을 제거하기 위하여 과거에는 화학약품을 사용하여 왔으나 그렇게 하면 암석의 훼손이 촉진하는 것으로 알려져서 암석의 훼손을 최소화하는 방법으로 제거해야 한다. 살생물제의 사용은 환경적 및 위생적 측면에서 극히 제한적으로 사용하는 것이 바람직하다.
2.4. 대기환경
석조문화재 지역의 광역적 및 지역적 대기환경은 석조문화재의 보존에 큰 영향을 준다. 석조문화재에 영향을 주는 대기환경으로 중요한 것은 (a) 기후 (기온, 습도, 강수량) 및 (b) 대기 오염물이다.
(1) 기후
기후는 광역적으로 위도와 지형적 위치에 따라 결정되기 때문에 인위적으로 바꿀 수 있는 것은 아니다. 높은 기온과 습도는 암석의 풍화와 생물 서식에 가장 큰 영향을 주며 높은 강수량은 풍화와 생물 서식을 증가시킨다.
빗물과 수분은 암석을 풍화시키는 가장 중요한 요소로서 기온이 높을수록 풍화작용이 촉진된다. 암석을 구성하고 있는 광물들은 물과 반응하여 광물들을 용해시키고 용해된 일부 성분은 다른 원소와 결합하여 새로운 광물로 침전시킨다. 이러한 과정에 암석의 석질이 약화되고 표면의 형태가 변화된다. 그러나 기온이 영하로 내려갈 경우에는 수분의 동결작용에 의하여 암석표면에 박리가 형성된다.
(2) 대기 오염물
대기 오염물은 주로 광역적 및 지역적으로 산업활동과 관련하여 발생하며 석조문화재의 훼손에 가장 큰 영향을 주기 때문에 가능한 한 석조문화재 인근에는 대기 오염물 발생원이 위치하지 않도록 환경관리를 철저히 해야 한다.
대기 오염물 중 가장 많이 관찰되는 것은 황산칼슘(석고), 황산나트륨(테나다이트)이다. 이 물질들은 일반적으로 물에 잘 녹기 때문에 빗물 통로에는 침전되지 않고 비를 맞지 않으면서 비교적 선선하고 습윤한 부위에 침전된다. 석고는 SO₂를 함유한 수분이 습윤한 암석 표면에 존재하는 Ca 이온과 결합하여 생성되거나 또는 SO₂를 함유한 빗물(산성비)이 암석 사이의 틈을 따라 흐르면서 암석을 부분적으로 용해하기도 하다가 수분이 증발하게 되면 그 중에 들어 있는 Ca과 결합하여 석고로 침전된다. 테나다이트(thenardite)는 석고와 소금 성분이 반응하여 형성된다. 테나다이트는 강한 정출력에 의하여 암석을 심하게 훼손시키는 물질이다. 석고는 원래 백색 물질이지만 습윤한 옥개석 아래쪽에서 광물 분진, 그름, 조류, 박테리아와 같은 물질과 혼합하여 검은 색의 피각을 이루며 수분이 쉽게 침투할 수 있는 화강암과 같은 암석에서는 암석표면에 박리현상을 일어나게 한다.
2.5. 인위적 주변 환경
석조문화재 주변 가까운 곳에 가옥 및 건축물이 있는 경우에는 문화재 경관상 및 보존관리 측면에서 좋지 않기 때문에 이를 철거하는 것이 바람직하다. 석조문화재가 취락지역 내에 있는 경우에는 주민들의 일상생활 활동범위 내에 있기 때문에 부주의로 인한 인위적 훼손도 우려된다.
3. 옥외 석조문화재의 훼손원인
위에서 옥외의 자연환경에 위치해 있는 석조문화재가 사이트환경에 의하여 어떤 영향을 받게 되는가에 대하여 살펴보았다. 석조문화재의 훼손은 일반적으로 자연환경적 요인들이 단독 또는 복합적으로 작용하여 일어난다. 옥외 석조문화재를 훼손시키는 훼손원인들을 요약하면 다음과 같다.
① 빗물에 의한 풍화작용
② 대기오염물에 의한 풍화작용
③ 수분의 동결작용에 의한 풍화작용
④ 지반 습기침투 및 염분석출에 의한 풍화작용
⑤ 생물서식에 의한 풍화작용
⑥ 석재 부재간 결합상태 불안정
⑦ 지반 불안정에 의한 구조결함
⑧ 해수 분무
⑨ 유수에 의한 침식작용
⑨ 인위적 요인
4. 석조문화재의 풍화속도와 훼손예측
옥외에 위치해 있는 석조문화재는 자연환경적 요인에 의하여 풍화훼손이 계속되고 있다. 그래서 건조된지 오래된 석조문화재 중에는 대단히 심하게 풍화 훼손되어 있는 경우도 있다. 이들 석조문화재들의 훼손상태을 정확히 진단하여 현황을 밝히는 일은 장기적 보존대책을 수립하는데 있어서 대단히 중요하다.
오래되어 훼손이 심한 석조문화재의 경우, 그 현황을 정확하게 파악하여 대책을 강구하지 않으면 석조문화재의 문화재적 가치가 상실될 수도 있다. 그래서 훼손이 심한 석조문화재의 훼손현황과 훼손속도를 추정하여 이를 바탕으로 이들의 미래상을 과학적으로 예측하여 봄으로서 이들에 대한 앞으로의 올바른 대책수립에 도움을 줄 수 있다.
암석과 광물의 풍화속도는 세계적으로 여러 학자들에 의하여 연구되었다. 그러나 우리나라에서는 암석의 풍화속도에 대한 연구는 수년전에 필자의 연구실에서 산성비에 의한 암석풍화의 임계부하량(critical load)과 풍화속도에 대한 연구(여상진과 김수진, 2000)와 그리고 유기물이 풍화속도에 미치는 영향에 대한 연구(Yeo et al., 2002)가 있을 뿐, 암석의 풍화속도를 체계적적으로 측정한 자료가 없다
암석의 풍화속도는 단위면적 내에서의 강수량 대 지화학적 유출량을 고려하거나 또는 하수의 용해성분을 분석하여 추산하고, 또는 단위 체적에 대한 풍화 잔류물을 분석하여 추산한다. Tardy(1969)는 분수령으로부터 흘러내리는 물의 평균 화학조성과 그리고 단위 지표면으로부터 매년 유출되는 실리카의 양을 분석하여 서로 다른 암석들의 화학적 풍화속도를 계산하였다.
암석을 풍화시키는 가장 중요한 요인은 강수량이기 때문에 우리나라의 강수량과 비슷한 지역에서의 실험결과를 참고하여 우리나라에서의 암석의 풍화속도를 추정할 수 있을 것이다. 동일한 지역에서도 위치와 암석의 특징(종류와 조직) 및 표면형태에 따라 풍화속도의 값이 크게 달라진다.
우리나라의 연강수량(1200mm)과 비슷한 Norway에서는 화강암이 “대단히 심하게 풍화”된 상태인 캐올리나이트질 세프롤라이트(kaolitic saprolite)로 풍화될 경우에 풍화속도가 최소 3.4mm/100년 (Tardy, 1969)이고 North Carolina의 Southern Blue Ridge에서는 3.7mm/100년 (Velbel, 1985), 미국 북서태평양 지역에서는 3.0mm/100년 (Dethier, 1986) 으로 계산되었다. 그러나 Pavich(1986)는 화성암과 변성암으로 구성된 분지에서 측정한 결과 이 수치보다 훨씬 작은 수치인 0.4mm/100년으로 계산하였으며 온대의 습윤한 기후에서의 산성 화성암의 풍화속도는 0.4-2.4mm/100년(Nahon, 1991)으로 계산되었다. 또한 Ivory Coast의 화강암질암에서는 0.5-5mm/100년(Leneuf, 1959), 1.4mm/100년(Boulange, 1984)으로 계산되었다. 여기서 캐올리나이트질 세프롤라이트란 화강암의 주 구성광물 중의 하나인 장석과 운모들이 풍화를 심하게 받아서 캐올리나이트와 같은 점토광물로 화하여 외견상으로는 화강암처럼 보이지만 약간의 충격만 주어도 쉽게 흙으로 화하는 상태를 말한다. 한편 Sweden에서의 연구에 의하면 화강암 및 화강암질 편마암으로 만든 석조기념물의 경우, 건조후 약 700년 동안은 대단히 느린 속도로 풍화되지만 그 후(1850년경)부터는 기하급수적으로 빠른 속도로 풍화가 일어났다(Lofvendahl, 2000). 1850년경부터 암석의 풍화속도가 빨라진 것은 산업화에 의한 세계적인 대기환경 악화와 관련이 있다.
위와 같은 연구결과를 우리나라의 석조문화재의 풍화속도에 바로 적용할 수는 없다. 왜냐하면, 세프롤라이트가 만들어지는 환경과 옥외의 석조문화재가 풍화되는 환경이 서로 크게 다르기 때문이다. 똑 같은 강수량을 가진 지역이라고 하더라도 세프롤라이트가 만들어지는 환경에서는 빗물이 비교적 오랫동안 암석에 잔류하면서 암석과 반응하여 풍화가 일어나지만 우리나라의 옥외의 석조문화재의 경우에는 빗물이 비교적 빨리 흘러내리기 때문에 암석과 물이 반응할 시간이 길지 않다. 하나의 석조문화재에 있어서도 비가 올 때 항상 빗물을 맞는 부위가 있는가 하면 또 항상 빗물을 피할 수 있는 위치에 있는 부위도 있어서 부위에 따라 풍화정도와 풍화속도가 크게 다르다. 세프롤라이트의 풍화상태는 석조문화재의 풍화등급과 대비하면 “대단히 심한 풍화(very strongly weathered)에 해당한다고 볼 수 있다. 손톱으로 쉽게 광물입자들을 뜯어낼 수 있는 상태이다.
위의 풍화속도 수치 중 최소값을 기준으로 우리나라의 석조문화재의 풍화정도를 계산하면 석조문화재의 미래의 훼손정도를 예측할 수는 있다고 본다. 예를 들어 경주 다보탑의 부재 중 가장 심하게 풍화된 부위의 풍화상태를 낮은 계산풍화수치(3.5mm/100년)로 계산해 보면 다보탑은 건립된지 1255년이 지났으므로 43.93mm의 깊이까지 “대단히 심하게 풍화‘ 되어 있다는 계산이 나온다. 물론 그 안쪽에는 이 보다 낮은 정도로 풍화되어 있을 것이다. 그리고 앞으로 1255년이 지나면 거의 87.86mm의 깊이까지 ” 대단히 심하게 풍화“될 것으로 예측된다. 이렇게 까지 풍화되면 다보탑은 어떤 보습일까? 87.86mm 깊이까지 심하게 풍화되면 풍화된 부위가 그대로 있는 것이 아니라 조직이 이완되어 탈락되기 때문에 외형은 크게 변하게 된다. 감은사지삼층석탑은 건립된지 1324년이 지났으므로 46.34mm 깊이까지 풍화되어 있다. 특히 석조불상인 경우에는 원형이 거의 훼손되어 문화재적 가치가 없어지지 않을가 걱정이 된다. 범세계적인 산업화에 따른 대기환경 악화로 인하여 암석은 대단히 빠른 속도로 풍화가 진행되게 될 것이며 풍화가 잘 일어날 수 있는 환경만 조성되면 이 보다 훨씬 적은 기간 동안에도 빠른 속도로 풍화가 진행된다. 어느 연구결과를 참작하여도 다보탑은 그야말로 “대단히 위급한 상태”에 놓여 있으며, 실제 다보탑의 부재 중 빗물을 항상 맞는 부위의 상태는 “대단히 위급한 상태”에 있다. 더욱이 많은 대기오염물로 인하여 산성비가 자주 내리는 우리나라의 환경을 고려한다면 이 수치 이상의 훼손이 예상된다. 그것은 건립된지 약 80년밖에 되지 않은 국내 석조건물(예: 한국은행 본관)도 산성비로 인하여 표면이 박리, 박락 등, 심한 몸살을 앓고 있는 것을 관찰할 수 있기 때문이다. 창경궁 옥천교는 522년전에 건설되었는데 1~2 cm 깊이까지 풍화되어 있다. 풍화훼손 상태가 심한 석조문화재에 대하여는 이와 같은 훼손예측이 앞으로의 보존대책을 세우는데 다소 도움이 될 것이다. 암석의 상태는 표면의 풍화양상이나 초음파진단으로부터 어느 정도 예측할 수 있지만, 미세시추(micro-drilling) 등의 방법으로 암석의 풍화 깊이와 풍화상태를 확인하는 것이 보존대책을 세우는데 도움이 될 것이다.
5. 옥외 석조문화재 보존관리 현황과 문제점
5.1. 옥외 석조문화재 보존관리 현황
지금까지 국내에서는 구조안정성이 문제가 되는 석조문화재에 대하여는 구조안전진단을 실시하여 해체복원을 실시해 오고 있으며 사이트환경이 문제가 되는 경우에는 수목제거, 수로개설, 축대건설, 지반정비 등을 실시해오고 있으며 또한 훼손상태가 심한 경우에는 빗물에 의한 훼손을 막기 위하여 보호각을 건립해 오고 있다. 또한 표면오염이 심한 석조문화재는 화학약품을 사용하여 세척을 하고 있고 풍화훼손이 심한 경우에는 석질 강화처리를 그리고 파손된 석조문화재는 접합처리를 해왔다.
과거에 처리된 많은 보존 ‧ 수복처리들이 과거에 외국에서도 경험한 것처럼 대부분 전문지식을 갖추지 못한 비전문가에 의하여 보존과학적 방법과 절차를 거치지 않고 이루어졌기 때문에 오히려 나쁜 결과를 가져오고 있다.
국가지정 석조문화재는 일반적으로 이를 관객으로부터 보호하기 위하여 주변에 철책 또는 석책을 설치해 놓고 있으나 경우에 따라서는 그렇지 못한 경우도 있다.
그리고 석조문화재에 인접하여 수목이 서식하고 있어서 석조문화재에 미생물의 서식이 왕성하여 석조문화재를 훼손시키고 있는 경우에는 인접 수목을 부분적으로 제거해 오고 있다.
그러나 보호건조물이 건설되어 있지 않은 대부분의 석조문화재들은 빗물과 대기 오염물들이 직접 그 표면에 부딪치게 되어 있어서 암석 내로 쉽게 스며들어갈 수 있다. 암석내로 스며든 수분은 겨울에는 일반적으로 밤에는 결빙되고 낮에는 해빙되어 이러한 과정을 반복하는 동안에 대기오염물의 정출작용과 결합하여 암석에 균열과 박리를 발생케 한다. 그리고 빗물이 쉽게 지반으로 침투하였다가 암석속의 미세 공극을 통하여 침투해 올라가서 석조문화재를 훼손시킨다, 또한 빗물에 자주 젖은 암석은 지의류 등 각종 미생물들의 서식을 용이하게 하여 암석을 훼손시킨다.
2.2. 문제점
우리나라 석조문화재의 사이트환경과 보존관리 현황을 종합적으로 분석하여 보면 이들을 오랫동안 보존하려면 무엇을 어떻게 해야 하는가에 대한 전반적인 방향이 설정된다. 우리나라의 석조문화재들을 더 이상 훼손되지 않도록 하기 위해서는 다음과 같은 문제점들이 나타나고 있어서 이를 해결 또는 개선하여야 할 것이다.
① 석조문화재들은 대부분 옥외의 자연환경에 노출되어 가장 큰 훼손요인 인 빗물과 대기오염물을 피할 수 없어서 빠른 속도로 훼손이 일어나고 있다.
② 석조문화재 사이트환경에 대한 이해부족으로 인하여 사이트환경 관리가 잘 이루어지고 있지 못하며 지반 불안정과 지반 습기침투에 의하여 구조적 및 재질 측면에서 훼손이 계속되고 있다.
③ 석조문화재 표면에 오염물이 집적되고 생물들이 서식하여 석조문화재의 경관 을 해치고 암질을 약화시키고 있다.
④ 다수의 석조문화재 표면에 박리, 균열 및 조직 약화현상이 나타나고 있 으나 거의 방치된 상태이다.
이와 같은 석조문화재의 보존상의 문제점들을 해결하기 위해서는 석조문화재의 사이트환경에 대한 이해를 바탕으로 보존관리 방안에 대한 보존과학적 연구가 이루어져야 한다. 옥외에 위치해 있는 석조문화재는 각각 그것이 위치해 있는 장소의 사이트환경의 지배를 받아 다양한 형태로 풍화되기 때문에 사이트환경에 대한 자세한 분석을 실시하여 훼손요인의 종류와 그 상대적 기여도를 밝혀 각각의 석조문화재에 적합한 보존관리 방안을 수립하여 시행해야 할 것이다. 보존과학적 연구를 하지 않고 이루어진 어떤 보존관리 조치도 안전을 보장할 수 없다.
6. 보존과학적으로 본 현존 보호건조물의 문제점
과거에 건립된 보호각 등 보호건조물은 일반적으로 제 기능을 다하지 못하고 있어서 문제가 되고 있다. 이들 보호조물들이 가지고 있는 문제점들을 열거하면 다음과 같다.
① 보호건조물은 일반적으로 석조문화재의 크기에 걸맞는 크기로 건립되어 있을 뿐 보존과학적 고려가 되어 있지 않다.
② 지붕의 면적이 대체로 좁아서 통상적으로 내리는 빗물과 대기오염물의 침입 을 막지 못한다.
③ 차단벽이 없어서 바람에 운반된 빗물이 측면으로 들어와서 암석의 훼손을 촉 진한다.
④ 보호건조물 지반으로 빗물이 쉽게 침입한 후 다시 석조물 속으로 침투하여 암 석을 훼손시킨다.
⑤ 보호건조물의 지반이 주위의 지반과 높이가 비슷하거나 또는 낮은 경우가 있 어서 강우시 주변지역에서 석조문화재 쪽으로 빗물이 튀어 들어오거나 또는 유입되기도 한다.
⑥ 보호건조물 주변의 사이트환경 정비가 대체로 미흡하다. 보호건조물이 제 기 능을 발휘하기 위해서는 사이트환경이 올바로 정비되어야 한다.
7. 옥외 석조문화재 보호건조물 건설의 필요성
지금까지 위에서 옥외 석조문화재의 사이트환경의 중요성, 보존관리현황과 문제점 및 석조문화재의 풍화속도와 훼손예측 등에 대하여 다각적으로 검토하였다. 이 검토결과를 요약하면, 석조문화재가 옥외에 위치해 있는 경우에는 환경요인들과의 반응에 의하여 서서히 풍화되어 결국에는 원래의 형태와 조형미를 잃게 되어 문화재적 가치가 상실된다. 따라서 옥외에 있는 석조문화재를 올바로 보존하여 후세에 오랫동안 물려주기 위해서는 석조물을 풍화 훼손시키는 각종 환경적 요인들을 가능한 한 제거하여 풍화작용이 일어나지 못하도록 보호건조물을 건설하는 등, 사이트환경을 보존과학적 관점에서 정비하는 것이 필요하다.
석조문화재가 옥외의 자연환경에 위치해 있다는 것은 이 석조문화재를 빠른 속도로 훼손되도록 방치한 것이나 다름없다. 석조문화재는 사이트환경에 의하여 다양하게 훼손되며 부적절한 사이트환경 조성은 훼손을 촉진시킨다. 자연환경 속에서 석조문화재를 훼손시키는 가장 큰 요인은 빗물과 수분이기 때문에 빗물과 수분이 침투하지 않도록 하는 것이 가장 좋은 보존 ․ 보호방법이며 가장 좋은 사이트환경 관리방법이다.
만일 옥외에 위치해 있는 석조문화재를 보존 처리제를 사용하여 보존처리 프로그램에 따라 보존처리를 하면 완전히 안전하게 보존될 수 있는 것인가? 보존처리는 훼손요인을 최대한으로 제거하고 차단하여 훼손을 가능한 한 정지시킨다고 볼 수 있다. 그러나 석조문화재가 옥외의 자연환경에 위치해 있는 경우에는 보존처리의 효력이 약 30년 지나도 문제가 없는 경우도 있으나 (de Witte, 2004), 대체로 최대 10-15년(Wendler et al., 1991) 최소 3-5년 정도 밖에 가지 못한다. 그 다음에는 다시 보완 보존처리를 해야 한다. 이렇게 내구성이 서로 다른 것은 석조물이 처해 있는 환경이 서로 다르기 때문이다. 그래서 보존처리에 못지않게 훼손요인이 근본적으로 차단될 수 있도록 보호 건조물을 건설하고 사이트환경을 개선 정비하는 것이 현재 우리나라의 여러 가지 현실을 감안할 때 가장 좋은 보존방안이라 할 수 있다. 예방이 치료보다 낫다 (Prevention is better than cure)라는 말이 옥외 석조문화재에도 적용되는 말이다.
만일 보존과학적 절차에 따라 보존처리한 석조문화재를 빗물을 완전히 차단할 수 있는 보호건조물 안에 있도록 하였다고 하면 어떻게 될 것인가? 이상적인 보존처리를 하여 완벽한 보호구조물 안에 안치했다고 하면 보존수명은 거의 영구적이라 할 수 있다. 보존처리를 하지 않은 상태에서 완벽한 보호 구조물 안에 안치해도 수명은 대단히 길게 된다. 완벽한 보호건조물 건설은 석조문화재의 보호적 측면뿐아니라 보존 비용면에서도 대단히 큰 장점을 가지고 있다. 석조문화재를 옥외에 두고 최대 3-15년마다 정기적으로 보존처리를 할 경우의 비용과 낮은 보존성을 고려한다면 우리나라 석조문화재에 완벽한 보호건조물을 건설하여 보존하는 것이 보존적 및 비용 면에서 가장 바람직한 일이라 생각된다.
그러면 보호건조물은 어떤 형태가 가장 적합할 것인가? 종래 건설해 오던 전통양식의 보호각은 보존과학적 측면에서 보면 비용에 비하여 보존적 기능이 대단히 미흡하다. 많은 전문가들의 의견을 모으면 저렴하면서도 환경과 조화를 이루는 형태의 보존과학적 보호건조물이 설계될 수 있을 것이다. 필요에 따라서는 바깥에서도 잘 들여다 볼 수 있는 최근의 투명한 건축소재들을 사용하면 경관 및 보존면에서 훌륭한 장점을 지닌 보호구조물이 될 수 있을 것이다.
8. 종래의 석조문화재 보호건조물의 개선방안
석조문화재를 보호하기 위하여 보호각 등 보호건조물이 건립되어 있는 경우도 있으나 보호철책 또는 보호석책이 설치되어 있는 것이 일반적이다. 그러나 보호책이 없는 곳도 있다. 보호각이 건설되어 있는 경우에도 내부로의 접근을 못하게 하기 위하여 보호목책이 둘러져 있는 것이 보통이다.
석조문화재는 옥내에 보존하는 것이 가장 좋은 보존방법이다. 그러나 빗물을 막기 위하여 건립되어 있는 지붕만 가진 소위 전통적 한옥양식의 보호각은 구조상으로 볼 때 바로 내리는 빗물은 방지할 수 있지만 옆쪽으로 바람에 불려서 들어오는 빗물은 막지 못하여 석조물의 하부가 빗물에 젖거나 또는 빗물이 튀어 들어와서 석조물을 젖게 하는 경우가 대부분이다. 석조문화재 자체는 빗물을 맞지 않는다 하더라도 비바람이 보호각 지반을 젖게 하여 이곳의 습기가 석조문화재를 타고 상승하면서 지대석, 기단을 훼손시키고 있다. 따라서 보호각을 건립하려면 빗물을 완전히 차단할 수 있는 구조로 건립되어야 한다.
종래의 석조문화재 보호각 등 보호건조물은 보존과학적 고려가 되어 있지 않아서 보호기능을 다하지 못하고 있기 때문에 보호건조물이 옥외의 석조문화재를 최대한 올바로 보호 보존할 수 있게 하기 위해서는 다음과 사항이 엄격히 반영되어 건립되어야 할 것이다.
① 보호건조물의 건립에 앞서 사이트환경에 대한 보존과학적 진단을 실시하고 그 결과에 따라 사이트환경을 정비한다.
② 보호건조물의 규모는 보존과학적 측면에서 훼손의 가능성을 제가할 정도의 크 기로 건립한다.
③ 전통적 한옥양식의 보호각은 보존과학적 및 비용면에서 문제가 많으므로 석조 문화재의 사이트환경을 고려한 새로운 형태의 보호건조물 건립을 적극적으로 고려한다.
④ 옥외의 석조문화재에 대하여 보존과학적 검토를 거친 보호건조물을 건설하였 다 하드라도 수분 및 대기오염물이 소량 유입될 수 있기 때문에 이들의 유입 을 방지하기 위하여 강화-발수처리를 하면 거의 영구적인 보존이 가능할 것이 다.
9. 결론
옥외 석조문화재의 훼손에 가장 큰 역할을 하는 요인이 빗물과 대기오염물이다. 석조문화재가 보호건조물의 안에 위치해 있지 않고 옥외의 자연환경에 위치해 있다는 것은 이 석조문화재를 빠른 속도로 훼손되도록 방치한 것이나 다름없다. 더욱이 최근에 자주 내리는 산성비는 석조문화재를 빠른 속도로 풍화시키고 있어서 석조문화재를 오랫동안 보존하려면 보호건조물의 건립이 필수적이다. 석조문화재를 옥외에 두고 3-15년마다 정기적으로 보존처리를 할 경우의 비용과 낮은 보존성을 고려한다면 석조문화재에 완벽한 보호건조물을 건설하여 보존하는 것이 보존적 및 비용면에서 가장 바람직하다.
지금까지 국내 수개 석조문화재에 대하여 이를 보호하기 위하여 소위 전통적 한옥양식의 보호각이 건립되어 있으나 건축물의 구조상 빗물을 완전히 차단하지 못하고 있는 경우가 많고 또한 사이트환경 관리의 미흡으로 인하여 지표수 및 지하 습기가 침투하여 풍화를 촉진하고 있는 등, 사이트환경을 고려하지 않고 건립되었기 때문에 보호각이 제 기능을 다하지 못하고 있다. 따라서 옥외에 위치해 있는 석조문화재를 오랫동안 보존하려면 보존과학적 측면에서 사이트환경을 고려한 바람직한 새로운 형태의 보호건조물의 건립이 절실히 요망된다. 보호건조물의 설계와 건립과정에 반드시 보존과학 점문가의 참여가 필요하다. 보호건조물을 보존과학적으로 완벽하게 설계하여 건설하였다 하드라도 사이트환경 관리가 잘못되었을 경우에는 석조물의 훼손이 계속 일어날 수 있다. 따라서 보호건조물을 건설할 때에는 동시에 사이트환경에 대한 정밀진단을 실시하여 필요한 보존과학적 사이트환경 조성을 하여야 할 것이다.
문화재는 현재 살고 있는 우리들만이 보고 즐기기 위하여 존재하는 것이 아니라 그것 보다는 자손만대의 후손들도 볼 수 있게 하여야 할 것이 아니겠는가? 이런 측면에서 보면 문화재를 더 이상 훼손되지 않게 보존하여 후세에 물러 주는 것이 오늘을 사는 우리들의 사명이라 생각된다.
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