해인사 팔만 대장경판을 통해본 고려의 과학기술과 보존환경

해인사 팔만대장경판 이야기(2)

해인사 팔만 대장경판을 통해본 고려의 과학기술과 보존환경
(대한불교 영산법화종 영산법화사 '법화'지 3월 24쪽 -25쪽)

팔만 여장의 고려 대장경판과 장경각 건물들은 다 같이 연소될 위험성이 있고 균열, 변형, 부패되기 쉬운 목재문화재들이다. 목질로 구성된 경판과 장경각이 오랜 세월 무사하게 보전되어 온 이면에는 신심 어린 스님들의 관리의 철저는 물론이지만 그와 더불어 탁월한 경험을 통한 경험 과학과 기술의 뒷받침이 있었음을 간과해서는 아니 되겠다.

경판의 처리 제조 공법과 대장경을 봉안한 판전 건물이 자리한 위치 선정에 있어서의 지리, 기상 등 환경 조건과 판전 건물 구조는 실로 현대 과학과 기술로서도 경이로울 정도로 훌륭함이 필자가 주도한 연구 결과 입증되었다. (李泰寧편(編) "高麗大藏經基礎學術硏究" 海印寺 1996) 연구 범위는 1) "해인사 고려대장경판을 봉안한 장경각의 자연보존 환경 조사"와 2) "해인사 고려대장경판의 과학적인 보존을 위한 기초 조사였다. 제1권: 大藏經板의 保存科學的基礎硏究 (1993년 - 1994년) (304쪽)을 위시하여 사진 밑 도면 자료 16권 총 17권의 보고서로 발표되었다.

해인사를 탐방한 사람들이면 벽면의 절반 이상을 차지한 격자로 된 넓은 유자창, 그것도 위아래, 앞뒤의 창 모양이 다른 독특한 배열 상태의 건물 구조와 판가(板架, 경판 꽂이)구조가 호기심을 자아냈을 것이다.

사면 벽면이 온통 격자 창살로 뒤덮이다시피 한 헛간 비슷한 30간(間) 195평(坪)의 같은 크기의 두 건물인 법보전(法寶殿)과 수다라전(修多羅殿)의 상하전후(上下前後)에 있는 각각 크기가 다른 유자창의 구조는 건물의 좌향(坐向)과 더불어 환기(換氣)와 일광(日光)의 조사(照射) 부위를 교묘하게 조절하고 있음을 실험을 통해서 알 수 있었다.

빛 중에서 자외선(紫外線)은 이끼, 곰팡이, 곤충, 식물 등의 생육 번식을 막는 작용을 하며, 적외선(赤外線, 열선)은 찬 바닥 흙 면을 데워서 공기의 대류(對流)를 촉진시켜 건물내부의 온도를 균일하게 하는 효과를 발휘하는 등 긍정적 면이 있는가 하면 자외선과 적외선 그리고 일부의 가시광선은 목질을 변질시키는 구실을 해서 보존상 유해한 부정적인 작용을 한다.

이 이율배반(二律背反)적 일광의 작용을 어떻게 교묘하게 제어 할 수 있을 것인가? 이 해답을 쥐고 있는 것은 바로 독특한 지형(地形)과 기상(氣象)의 자연 환경이 서로 조화되게끔 설계한 장경각 건물과 경판을 꽂아두는 판가의 위치 선정이라고 필자는 생각한다.

즉 경사(傾斜) 분지(盆地)에 위치한 서남향에서 약간 서쪽으로 치우친 건물의 좌향(坐向)과 특징 있는 창문, 경판 배열 위치와 상태 등이 기상과 조화된 결과가 아닐 수 없다. 필요한 곳 즉, 흙바닥으로는 일광을 안내하고 경판에는 가급적 일광을 접근시키지 않는 조절 기능이 있는 것으로 해석되었다. 아침에는 뒷면 아래의 탁 트인 넓은 창을 통해서 햇빛이 판가는 피하고 지면만을 데워서 따뜻하게 하는 효과를 발휘한다. 이렇게 되면 아침에는 뒷면 흙바닥은 아랫목이 되는 반면 앞면의 흙바닥은 온도가 낮기 때문에 찬 윗목이 된다.

또한 후면 따뜻한 흙에 접한 공기는 팽창하고 상승하게 되면 앞면의 윗목 구실을 하는 흙바닥에 접촉한 차가운 밀도가 큰 공기는 뒷면 아래쪽으로 진입하면서 공기의 대류를 촉진한다. 즉 맑은 날의 아침결에는 건물 뒤쪽에서 대기가 상승하여 전면 위를 휘감아 돌아서 전면 아래로 내려오는 대기의 순환 즉 대류가 일어나게 되고 건물내부의 온도와 습도를 균일하게 해준다. 이와 반대로 오후가 되면 사정은 역전(逆轉)되어 반대로 실내 앞면의 흙바닥이 아랫목이 되고 뒷면 흙바닥이 윗목으로 변해서 오전중과는 반대가 되는 대류를 야기한다. 이렇게 실내의 공기순환은 촉진되어 판전(板殿)내의 넓은 전 공간을 통해서 놀라울 정도로 균일한 온도와 습도를 유지시킨다.

그리고 두 장씩 포개 세워서 꽂혀 있는 경판의 독특한 배열 방법이 굴뚝 효과로 좁은 경판 사이 간극(間隙)을 통과하면서 서서히 상승하는 대기의 또 다른 소규모의 국부적 대류권을 형성하여 온도와 습도의 조절과 균일화(均一化)를 촉진시킨다. 지나치게 습기를 포함한 습한 날에는 경판과 판가등이 대기 중의 수분을 흡수하여 대기를 건조시켜 습도를 낮추어준다.

한편 건조한 대기에서는 경판과 판가 등 목재가 수분을 방출함으로서 공중의 습도를 높여 준다. 경판이 지나치게 건조하면 목재의 특성상 균열이 발생하던가 휘던가 뒤틀리는 등의 변형이 일어나기가 쉽다. 이 균열이나 변형은 복구될 수 없는 비가역적(非可逆的) 변화이며 인쇄 매체로서는 치명적 손상이다.

목재로 된 경판의 변형을 막기 위해서는 비교적 습한 환경이 바람직하다. 이것에 대처해서 경판의 수분 함량(함수율)을 일정한 범위에 머무르게 하는 환경이 마련되고 있음에 필자는 놀라움을 금할 수 없다. 목재가 수분을 흡수 할 때는 열을 발산하여 주위의 대기 온도를 높이고 반대로 건조되면서 수분을 방출 할 때는 열을 흡수하여 주위의 대기를 냉각시킨다. 이렇게 한 판전건물 내부에 자리하고 있는 평균 3.3Kg이 되는 경판 사만여장과 판가는 노출된 기둥 석가래 목재와 더불어 엄청난 습기와 온도를 조절하는 완충(緩衝) 효과를 발휘하고 있다.

4Kg 경판 한 장의 중량변화는 기상 변화에 따라서 1일 80g 증감이 생기는 것은 보통이었다. 즉 경판 한 장이 나타내는 습기조절과 이에 따르는 온도 조절 효과는 무시 할 수 없는 것이다. 이러한 결과가, 이곳 외기(外氣)가 큰 일교차를 보여주는데 반하여 경판 주위에서는 5도 이내의 적은 값을 보여주는 두드러진 온도 완충 작용을 하고 있음을 알 수 있었다. 거의 개방상태나 다름없는 장경각전 공간을 통해서 이것은 섭씨 2도를 벗어나지 않는 균일한 온도를 유지하는 놀라운 효과를 발휘하고 있다. 개방 상태에 가까운 공간에서 보여주는 이만한 온도 균일화가 과연 밀폐된 공간에서라도 기계 공조 시설로 가능할 것인가 의심스럽다.

한편 상대 습도는 외부 영향을 예민하게 받으면서 변화하지만 외기(外氣)에 비해서 완만하며 비교적 높은 상대 습도를 유지하고 있다.

보통 70-80% 상의 상대 습도를 보여주며 몹시 건조한 계절에 있어서도 30-40% 이하로 내려가는 시간대는 길지 않은 것이 특징이다. 목재의 변형을 막는 충분히 습한 환경은 한편 유해 미생물과 곤충의 서식의 장을 마련하게 된다. 이 이율배반적인 환경의 허점을 보완 극복한 기술이 옻칠처리였다.

이렇게 마련된 이상적 환경에 미소한 영향이라도 미칠 어떠한 환경변화에도 팔만대장경 보전(保全)상 안전하다는 보증은 실험을 통해서 입증되지 않는 한 있을 수 없다.

환경 변화, 이 중에서도 성스러운 인쇄 매체인 경판 보전에 600년 이상을 실지로 입증한 온 습도 환경 특히 대기의 습도 환경 유지는 무엇보다도 중요한 것이다. 만일 가야산 중턱 해인사 주변의 대기의 습도 저하를 초래할 가능성이 있는 지하수, 지표수자원에 영향을 미칠 어떠한 대규모의 자연 파괴를 시도하는 모험을 하는 일, 또는 이것을 방관하는 일이 있다면 이는 민족정기의 결정이자 각고의 민족 생존 의지 표출과 세계에 빛낼 고려 시대 기술과 과학의 전갈을 간직한 우리의 유산, 더 나아가 세계 유산을 보존할 의지를 포기한 것으로 간주 할 수밖에 없는 것이다.

과학이란 이름은 없었지만, 축적된 경험을 통해 자연과의 놀라운 조화로 자연을 잘 이용한 슬기로운 선조들의 과학과 기술을 새삼 발견할 때, 그들의 옛 지혜까지도 보존하고 있는 대장경판과 장경각 판전은 우리에게 더욱 대견한 존재가 아닐 수 없다.

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