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[전격해부] 세계 최대 규모 3차원 비정형 건물 동대문플라자 “Fantastic”
등록날짜 [ 2014년03월08일 15시29분 ]

서울시가 오는 3월 21일 개관하는 세계 최대 규모의 3차원 비정형 건축물로서, 미래 건축의 방향의 가늠자가 될 동대문디자인플라자(DDP)의 세계적인 건기술과 비하인드 스토리를 공개했다.

 

DDP는 세계 최대 규모의 3차원 비정형 건물로 전체 자유로운 곡선과 건축설계는 세계수준으로 3차원 설계・건축・유지 최첨단 설계기법인 BIM(Building Information Modeling)이 도입됐다.

 


 

메가트러스, 스페이스 프레임 구조, 기둥 최소화된 첨단 건축기술 집약으로 내부가 단절되지 않고 물 흐르듯 연결돼 있고, 고난이도 노출콘크리트 마감으로 품질도 높였다.

 

특히 DDP는 단일 건물로는 아시아 최대 규모의 지붕녹화, 신재생에너지 친환경설비가 총망라돼있다.

 

게다가 국내에서는 생산이 불가능한 외장패널 제작을 위한 성형기계 및 절단기를 국내 최초로 개발해 완벽하게 외장패널을 제작해냈다.

 

<내․외부 건물 전체가 자유로운 곡선..국내 건축설계 세계수준 업그레이드>
DDP는 총면적이 86,479㎡에 달하는 세계 최대 규모의 3차원 비정형 건축물로 건물 내․외부 전체가 자유로운 곡선으로 이루어져 이를 구현함으로써 국내의 설계 수준을 한 단계 업그레이드 시켰다.

 

지금까지 일반적으로 자유곡선이나 사선 등은 건축물에서는 극히 제한적으로 사용되어 왔으나 DDP는 건물 전체가 3차원 비정형 건축물로 되어 있어 설계가 매우 까다롭다.

 

사진 좌로부터 상상체험관 내부(살림터 4F),오픈스튜디오2(알림터 B2),기획전시관(배움터 B2)

 

설계자가 의도한 아름답고 부드러운 곡선의 특징을 고스란히 담아내기 위해 최첨단 설계기법인 BIM(Building Information Modeling)이 도입되었다.

 

BIM은 2차원의 평면적 도면 정보를 3차원의 입체설계로 전환하고 건축의 모든 정보를 데이터베이스화해 설계, 시공, 완공 후 유지・관리 등에 활용하는 첨단기법이다.

 

<메가트러스·스페이스프레임 기술로 기둥 전혀 보이지 않는 실내 구현>
기둥이 전혀 보이지 않는 실내를 구현하기 위해 메가트러스(Mega-Truss, 초대형 지붕트러스)와 스페이스 프레임(Space frame, 3차원 배열) 등의 새로운 기술이 적용됐다.

 

지붕 한쪽만 기둥으로 받치고 다른 한쪽은 허공에 띄우는 캔틸레버(cantilever) 구조로 설계해 스페이스 프레임으로 곡면을 살리고 이를 지지해 메가트러스를 이용하여 거대한 공간을 만들었다.

 

DDP의 내부는 파격적인 곡선의 외관과 같이 3차원 비정형 모양으로 설계되어 있어, 각각의 공간이 서로 단절되지 않고 마치 물 흐르듯 연결되어 있다.

 

메가트러스 전경(왼쪽)과 스페이스프레임 전경 설치중(오른쪽)

 

DDP는 공간의 경험이 매우 풍부하고 다양하며 구성 또한 극적이다. 층을 구분하기 어려울 정도로 다양한 공간들이 겹쳐있고 전체를 휘감으며 돌아 올라가는 갤러리(디자인둘레길)가 있다.

 

중력이 거꾸로 작용이라도 하는 듯 전체를 기둥이 아닌 천정에 매달은 공간도 있으며, 편평한 면 없이 위에서 아래로 밖에서 안으로 끝없이 움직이며 새로운 유형의 공간을 보여준다.

 

DDP의 외부 연결브리지, 외부 계단 및 램프, 어울림광장, 살림터 트렌드랩(기둥+파라펫) 등은 내외장 표면을 콘크리트만으로 마감하는 고난이도의 기술인 노출콘크리트로 건물 표면을 마감해 3차원 이중 곡면의 세련된 느낌을 더했으며 국내의 노출콘크리트 품질수준을 한 단계 높였다.

 

<지붕면적 40% 녹화 '단일 건물 아시아 최대'..친환경 및 신재생에너지 설비 적용>
특히 도심지의 열섬현상을 저감시키기 위해 DDP 지붕 면적의 40%에 이르는 9,080㎡에 지붕녹화를 했다. 단일 건물로는 아시아 최대 규모이며 지붕에는 섬기린초, 금강기린초, 리플렉섬, 파랑세덤, 땅채송화 등 5종, 80만본의 세덤이 식재되었다.

 

DDP는 지열 시스템(88홀, 273USRT), 태양광 발전설비(811㎡, 68.33kw)을 활용한 신재생 에너지는 물론 빗물 저수조(1,300톤), 중수 설비(200톤/일), 육생비오톱(생물서식공간, 490㎡), 지붕녹화(9,080㎡) 등 친환경 설비를 적용했다.

 

지붕 녹화 전경과 세덤 식재 전경

 

또한 건물의 내부 마감자재도 GRG(Glassfiber Reinforced Gypsumboard, 천연석고에 유리섬유 보강), 천연석고보드, 친환경 페인트, 코튼흡음재 등 친환경 자재를 사용하여 건물로부터 나오는 새집증후군의 유해물질 발생을 최소화 하여 시민들이 안심하고 이용할 수 있는 건축공간이 되도록 ‘녹색(친환경)건축물 1등급’ 건물로 만들어졌다.

 

실내의 인테리어도 3차원 비정형 형태로 일반적인 자재로는 구현이 어려워 완만한 곡면부 시공과 강성을 필요로 하는 부위에는 천연석고보드를 사용하고, 급격한 곡면부위에는 천연석고반죽에 유리섬유를 첨가한 GRG를 사용하여 디자인을 완벽하게 구현했다.

 

<외관 전체 면적 일반축구장의 3.1배, 美 핵항공모함 조지워싱턴호의 1.3배>
3차원 비정형 형태의 DDP 외관 전체 면적은 33,228㎡로 일반 축구장(90m×120m)의 3.1배, 미국 핵항공모함 조지워싱턴호(78m×330m)의 1.3배나 된다.

 

외장패널의 재료는 두께 4㎜의 알루미늄이며 패널은 평판 9,492㎡(1만3,841장), 1차 곡면판 7,455㎡(9천554장), 2차 곡면판 16,281㎡(2만1,738장)로 구성되어 있다.

 

외장패널(알루미늄)의 2차 곡면판은 정밀한 제작을 위해 국내최초로 ‘MPSF(Multi Point Stretching Forming Machine)’ 및 ‘3차원 Laser 절단기’ 등 다양한 특수공법과 첨단설비를 적용했다.

 

BIM정보를 바탕으로 성형(MPSF)장비에서 높낮이가 제각기 조정되는 2,400개 (상․하판 각1,200개)의 핀을 이용하여 압력을 가함으로써 2차 곡면 패널을 생산하고 3차원 Laser 절단기로 2차 곡면판의 형태를 컴퓨터의 3D-Scanner가 자동으로 인식해 절단한다.

 

<성형기계․절단기 국내 최초 개발로 20년 걸릴 뻔 한 곡선패널 자체 제작>
DDP는 정밀 시공 및 높은 수준의 품질을 확보하기 위해 시공전에 반드시 샘플작업(Mock-Up : 실물크기 모형)을 수차례 진행해 모든 문제점을 사전에 제거했다.

 

또 DDP 건설의 성패가 달려 있는 45,133장의 외장패널을 만들기 위해 국내외 사례를 찾고 국내 최대 조선소 등 유사 기술을 찾아 동분서주했으나 큰 실속 없이 시간만 낭비하고 말았다.

 

그런 가운데 설계자인 자하하디드는 우리나라가 2차 곡면패널을 제작할 수 있는 기술이 없다고 판단해 영국과 독일의 업체에 제작을 의뢰할 것을 요구해 왔다.

 

2차 곡면 패널의 제작 여부를 타진하기 위해 영국과 독일의 제작사를 직접 찾았으나 비정형 패널 제작은 모두 사람이 일일이 수작업으로 이루어지고 더구나 DDP의 외장패널을 만드는데 꼬박 20년이 걸린다.

 


 

돌아가는 길이 빨리 가는 길이라 생각하고 초심의 마음으로 2차 곡면패널을 제작하기 위해 특수 기술의 최첨단 성형 장비 및 절단기를 개발하기 시작했다.

 

수많은 실패와 시행착오로부터 터득한 기술을 바탕으로 1년여에 걸친 각고의 노력 끝에 2차 곡면패널을 완벽하게 제작하는 성형기계(MPSF, Multi Point Stretching Forming Machine) 및 절단기(3차원 Laser 절단기)를 국내최초로 개발했다.

 

이로써 총 6건의 특허를 보유하게 되었고 금속 성형분야 선진국인 독일과 미국 등에서 관련기술에 대한 문의가 들어오고 있다. 한국은 세계 유일의 2차 곡면 금속패널의 대량 제조기술과 실적을 보유한 원천기술의 국가로 평가받고 있다.

 

우리나라의 외장패널 제작기술을 신뢰하지 않았던 자하하디드도 해외에 자신들이 설계한 디자인을 구현하기 위해 이제는 오히려 한국의 외장패널을 소개하고 있다.

 

<당초 국내 기술 수준에 의문 가졌던 자하하디드 측도 ''Fantastic'' 찬사>
사업초기에는 설계자인 자하하디드 측이 국내의 건설기술 수준에 다소 의문을 가졌으나, 현재는 한국의 건설기술을 세계적인 수준으로 인정하고 심지어 해외 건축관계자들에게 DDP 견학을 권장하고 있다.

 

설계자 자하하디드의 설계는 비정형의 설계로 공사가 매우 어려워, 해외에서 건설되는 자하하디드 설계건물은 디자인 구현과 시공의 완성도가 떨어지는 것으로 알려져 있는데, DDP는 자하하디드의 설계를 완벽하게 구현해낸 최초의 건축물로 인식되고 있다.

 

사진 좌측부터 전경, 외부 연결브릿지,평화광장(B2)

 

자하하디드 회사의 공동대표이자 건축가인 ‘패트릭 슈마허(Patrik Shumacher)’가 2013년 5월 DDP를 방문했을 때 그의 첫 번째 말은 “Beautiful”이었으며 그 다음에는 “Wow”였고, DDP 건물을 모두 돌아본 이후에는 최고의 찬사라고 하는 “Fantastic”을 연호했다.

 

2012년 9월에는 스페인 구겐하임 미술관을 설계한 미국의 세계적인 건축설계의 거장 ‘프랭크 게리(Frank Gehry)’가 한국을 방문했을 때 본인이 직접 DDP를 방문하기를 희망하고 DDP의 디자인과 공사내용을 보고 수준 높은 디자인 구현에 뜨거운 관심과 호평을 쏟아냈다.

 

<DDP로 국내 건축산업기술 획기적 향상..DDP 명소화 전략>
수직과 수평의 2차원적 시공에서 3차원 비정형 건축물로 시공되어 이전까지의 감리(감독)수준으로는 관리하는데 한계가 있어 BIM(Building Information Modeling), GPS(global positioning system, 위성항법장치)를 이용 측량하는 등 고차원의 건축공사관리(CM)기법 축척으로 국내 감리(감독)기능 수준이 대폭 발전되었으며, 국내의 건축 산업 기술도 획기적으로 향상됐다.

 

서울시는 한 해 100만 명이 찾는 매력적인 문화도시로 탈바꿈 시킨 스페인 빌바오시의 구겐하임미술관처럼 DDP를 서울을 세계인이 찾는 매력적인 문화도시의 아이콘으로 명소화한다는 계획이다.

 

예로 스페인 빌바오市는 시민들이 일자리가 없어 도시를 떠나는 위기를 맞아 주민을 붙잡고 도시 경제를 살리기 위해 구겐하임미술관을 건설해 한 해 100만 명이 찾는 매력적인 문화도시로 시를 명소화하고 재생시켰다.

 

DDP(동대문디자인플라자).

 

대부분의 지역주민들이 미술관 건축을 반대하였으나 지역주민들의 예상과 달리 늘어나는 관광객들로 인해 단기간에 투자금을 회수할 수 있었다.

 

이에 DDP도 건설에 따른 경제적인 기대효과는 8,817억 원의 생산유발효과와 5,129명의 고용유발효과가 발생한 것으로 기대되며, DDP 건립에 따른 생산 증대효과는 총 2,082억 원으로 이러한 생산증대는 동대문 또는 동대문 인근지역의 상권을 활성화시키는 효과를 지닌다.(동대문디자인플라자 조성 사업의 고용영향평가, 2012.5, 한국고용정보원)

 

서울시 천석현 도시기반시설본부장은 “세계 최대 규모의 비정형 건축물인 DDP의 디자인을 완벽하게 구현함으로써, 우리나라의 건설산업 수준은 DDP 건설을 계기로 세계적으로 인정받음은 물론 국내 건축업계의 발전에도 크게 기여 할 것으로 기대된다”고 말했다.

 

<DDP는...>
옛 동대문운동장 부지인 중구 을지로7가 2-1번지 일대에 위치해 있는 DDP(동대문디자인플라자파크)는 대지면적 69,907㎡, 층수는 지하3층 / 지상4층 (최고높이 29m), 총면적 86,479 ㎡, 사업기간 2007.1.~2013.11.(공사 2009.3.~2013.11.).

 

총사업비는 4,212억 원(공사 4,057억 원)이다. 한편 세계적인 건축가 프랭크 게리는 1989년에 건축계의 노벨상인 프리츠커상을 수상했지만, DDP를 설계한 건축가 자하하디드는 2004년 여성 최초로 수상했다.

 

[미디어유스 라인뉴스팀]

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