고분 내부의 환경 분석을 통한 석실 및 벽화의 보존 방안 연구

Abstract

고분은 습한 내부 환경에도 불구하고 밀폐된 상태의 조건하에서 오랜 시간 유지되어 왔지만, 발굴과 함께 일반에게 공개되면서부터 무분별한 관리와 급격한 환경의 변화로 인해 미생물의 증식 등으로 열화가 진행되어왔다. 기존의 고분 보존 연구는 고분이라는 공간의 환경적 특성과 자재에 따른 보존환경을 고려하지 않고 공조기를 설치 및 운전한 결과, 고분의 훼손을 촉진시키는 결과를 가져왔다. 이에 학술적?역사적?고고학적 가치가 높은 문화재임에도, 온전하게 보존이 이루어지지 못하고 있는 고분의 보존 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 고분의 보존을 위해 요구되는 환경 조건과 보존환경을 조성하고 유지할 수 있는 방안을 도출 후 투습?전열 시뮬레이션을 수행하여 보존방안 적용에 따른 고분 내부 환경의 변화를 분석하였다.

본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.

(1) 고분의 보존 대상은 벽화로, 벽화 훼손을 방지하기 위해서는 미생물이 생장하지 않으면서 벽체가 물리적 안정성을 유지할 수 있는 환경이 조성되어야 한다. 이를 위한 환경 조건은 고분 내 벽체와 유사한 의사시료에 균주 현탁액을 접종하여 항온항습 챔버와 고분 내 배치를 통한 온?습도 조건에 따른 변화를 관찰한 연구의 결과를 참고하여 온도 15-18℃, 습도 97-99%가 유지되어야 할 것을 보존환경으로 도출하였다. 또한 강한 기류는 벽화 및 전돌의 풍화와 수분증발의 원인이 되므로 인공적인 기류를 발생시키지 말아야 한다.

(2) 공조기를 통한 환경 제어는 일반 건물과 달리 벽체 구성에 대한 정보가 불충분한 고분에서는 제어의 한계가 있으며, 높은 습도로 인해 기기의 고장 등에 따른 부작용이 발생하므로, 패시브한 방법으로 외부 환경의 영향을 차단하여 온도를 저감하여야 한다. 자연 상태에서 고분 내의 습도는 97% 이상을 유지하므로, 온도가 18℃ 이상인 기간의 온도를 낮추는 방안을 제시하였다. 단열 성능 향상, 일사 차단, 주변 환경 완화, 침기 차단하여 외부의 환경 완화 및 열을 차단해야 한다. 사람의 출입은 온?습도의 변동 및 외부 환경에의 노출 원인이 되므로 출입에 관한 운영 방안을 규정해두고 이를 준수하도록 해야 한다.

(3) 고분에 포함된 열과 수분에 따라 각 요소의 이동이 영향을 받는 고분 내 환경 변화를 분석하기 위해 전열?투습 해석 프로그램 중 WUFI Plus를 선정하였다. 기존 연구와 도면을 참고하고 부족한 부분은 보정을 통하여 모델링을 완성하였다. 앞서 제시된 보존방안의 적용 시, 온도와 습도가 안정적으로 유지되는 환경의 확보 여부와 위험기간의 온도가 기준 온도 이상으로 높아지지 않는지를 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 단열 성능 향상시키는 것이 고분의 보존을 위한 온도 조건을 만족시키는데 있어 가장 효과적이었다. 일사의 차단과 주변 환경의 완화는 내부 온도가 낮아졌고, 기밀 성능의 향상은 연교차를 감소시켰으나 보존환경을 만족시키지 못하였다. 사람 출입 시 인체의 발열로 온도가 높아지며 순간적으로 상대습도가 낮아졌다. 불가피하게 고분 내에 사람이 출입해야할 때에는 인체 발열 등의 영향을 차단할 수 있도록 하는 운영방침이 마련되어야 할 것이다.

본 연구를 통해 아직까지 명확하게 규정되어 있지 않은 고분의 보존환경에 대한 기준과 지침 수립의 기반을 마련하였으며, 연구의 결과를 바탕으로 훼손되어가는 고분의 보존을 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.