건설기술 특허연구회

[세기의 건축물ⓛ] 삼성물산 '최첨단 공법 집약체' 동대문디자인플라자

각기 다른 외장패널만 4만5133장…내외부 직선·벽 없어

박지영 기자

[프라임경제] '만들다'와 '짓다'. 한끝 차이지만 두 동사가 지닌 개념은 완전히 다르다. 밥과 옷·이름 등은 '만들다'가 아니라 '짓는다'고 해야 자연스럽다. 그렇다면 만들다와 짓다의 차이는 뭘까. 쉽게 제약회사에선 약을 만들지만, 약국에서는 약을 짓는다. 즉, 원래 없는 것을 새로 이루느냐와 이미 있는 것을 어떻게 구성하느냐의 차이인 셈이다. 집도 마찬가지다. 우리는 하루에도 수많은 건축물을 스쳐 지나간다. 반면, 일부러 찾아가는 작품들도 있다. 호주 '시드니 오페라하우스'가 대표적이다. 국내 건설사가 지은 세기를 건너 뛴 국내외 대표 랜드마크 건축물을 살펴봤다.

올 3월 베일을 벗은 동대문디자인플라자(이하 ddp)는 기획 초기단계 때부터 우려의 목소리가 컸다. 기존 2d 도면설계 방식으로는 도저히 시공될 수 없었던 디자인이었기 때문이다. 전체 공사에 3차원 입체설계 방식(bim기법)을 도입한 것도 이러한 이유에서다.

bim공법은 2차원 평면적 도면정보를 3차원 입체설계로 바꿔 설계와 시공에 활용하는 차세대 설계기법이다.

◆세상 어디에도 없는 '은빛 우주선'

일반 건축물에서 사전검토를 위해 일부분에 bim기법을 사용한 적은 있지만 이처럼 터파기부터 △건축구조 △건축인테리어 마감 △기계전기배관(mep) △조경까지 모든 공정에 bim기법을 적용한 것은 ddp가 최초다.

시공사인 삼성물산 측은 "bim을 통해 제각기 다른 외장패널을 제작과정에서 한 치 오차도 없이 자동화 제작할 수 있었다"며 "설치시공에 있어서도 다시 고칠 필요 없이 한 번에 부착이 가능했다"고 설명했다.

▲ 동대문디자인플라자 야간 전경. ⓒ 삼성물산

삼성물산의 애환은 이뿐 아니다. 물결치듯 이어지는 곡선과 더불어 기둥이 보이지 않는 실내를 구현하는 것도 숙제였다. 오랜 고민 끝에 삼성물산은 메가트러스와 스페이스 프레임공법을 동시에 적용하기로 했다.

스페이스 프레임으로 장스팬과 곡면을 살리고, 이를 지지하기 위해 교량에서나 사용되는 메가트러스를 반영한 것이다. 단 한 장 동일한 것 없는 4만5133장 규모 알루미늄 외장패널도 삼성물산으로서는 골칫거리였다.

이에 대해 삼성물산 측은 "ddp 외관 대부분을 차지하는 외장패널은 모두 4만5133장으로 규격이나 곡률, 크기가 전부 다르다"며 "기존 생산방식과 시공방법으로는 디자인구현이나 품질확보, 공사기간 준수가 불가능하다"고 부연했다.

◆'우려는 기우' 최대 비정형건축물

국내외 벤치마킹할 수 있는 사례가 없었던 만큼 그에 따른 어려움도 있었다. 외장패널 공사를 정해진 비용과 공기 내에 성공적으로 구현하기 위해 삼성물산은 선박·항공기·자동차 등 모든 금속성형분야 기술들을 총망라해 세계 최초 2차 곡면 성형 및 절단장비를 제작하기 시작했다.

▲ ⓒ 삼성물산

독특한 분위기 연출을 위한 다양한 모양의 노출콘크리트로 된 건물 안팎 시공도 까다로웠다.
 

노출콘크리트는 거푸집을 떼어낸 콘크리트 표면에 별도 마감을 하지 않고 콘크리트 구조체를 그대로 노출하는 작업으로, 거푸집 제작은 물론 콘크리트 타설 때 정밀한 작업과 풀질관리가 요구됐다. 게다가 ddp 노출콘크리트는 자유곡선으로 이뤄진 비정형인 만큼 고난이도의 작업이었다.

3차원 비정형 노출콘크리트 구현을 위해 삼성물산은 bim을 활용, 비정형 구조체 단면을 300㎜ 간격으로 추출해 거푸집을 제작하는 립(rib) 합판 거푸집 공법을 적용했다.

여기에 비정형 내부기둥 거푸집 제작에는 외장패널 성형장비를 이용해 스테인레스 스틸과 알루미늄을 함께 적용, 매끈한 비정형 노출콘크리트를 구현하기도 했다.

ddp는 화려한 외부만큼 내부 또한 각기 다른 곡률과 형태로 모든 면이 설계됐다. 또한 내화성능이 우수한 친환경 마감자재인 천연석고보드와 g.r.g.보드·코튼흡음재·인조대리석으로 시공됐다.

삼성물산 측은 "동일한 모양이 하나도 없는 3차원 비정형 형태인 내부 마감공사 역시 일반 설계기법으로는 구현이 어려웠다"며 "외장판넬 시공처럼 최첨단 설계기법인 bim을 도입해 본공사 시공에 앞서 비정형 내부마감 형상의 실물크기 모형을 수차례 제작해 수준 높은 시공품질을 확보했다"고 회고했다.

출처 : 프라임경제(http://www.newsprime.co.kr/news/article.html?no=290842)