2012년 11월 21일 수요일

국립생태원 생태체험관 비정형 Engineering Process





                                                                                           Image by © SAMSUNG C & T

  

                                                                       

 국립생태원 생태체험관이 건축물과 자연 생태환경과 잘 조화되는 친환경 건축물로 시공되어  개원을 앞두고 있다. 
  
 2011년 7월, 형태상 가장 중요한 비정형 곡면지붕의 솔루션을 제안하기 위해 서천 현장에 갔을  때 철골공사가 한창 진행중있었다.

철골공사_2011.7


Engineering Process

일반적으로  정형건축물에서는 구조 모듈과 마감구조 모듈(Sub Structure)모듈을 고려하거나, 고려하지 않더라도  Sub Structure의 지점간 거리가 일정하기 때문에 크게 문제 되지는 않는다. 하지만 비정형 건축물은 Main Structure와 Sub Structure와의 관계를 고려하지 않고 설계 될 경우  Sub Structure의 부재가 필요 이상 커지고 공사비 상승의 주요 원인이 된다.

  
1. Sub Structure 최적화
 비정형 곡면지붕의 솔루션을 찾기위해서 가장 먼저 진행한 것이  Sub Structure  최적화를 위한 방법을 찾는 것이었는데 ,  Main Structure에 추가 부재를 설치하여  Sub Structure가 일정한 부재 크기가 되도록  설계를 진행하였다.



          Main Structrure+Sub Structure



2. Sub Structure 적용 공법_ CNC T형-Section Form Plate Unit 설치 공법

  다양한 곡률값을 갖는  Sub Structure를 완성하기 위해서는 일반적인 방법인 각파이프 벤딩으로 가공할 경우 곡률의 오차가 심하고, 비정형 곡률의 정확한 형태를 완성시킬 수 없다. 따라서 Sub Structure의 가공은  CNC 레이저를 이용하여 정확한 비정형 단면 형상을 완성되도록 하였다. 그리고  Unit제작 방법에 의해 천장마감과 지붕마감(단열재 포함)을 동시에 가능한 T형 단면을 사용하여 Sub Structure Unit을 완성하였다. 또한  지붕의 형태, 가설, 안전등 여러가지를 검토한 결과  천장마감, Sub Structure, 단열, 방수, 지붕마감까지 된  마감 일체형 지붕 Unit이 시공되도록 하였다.





CNC T형-Section Form Plate Unit 설치 공법  



Roof Unit 목업 


CNC T형-Section Form Plate


Roof Unit 제작


 
 Roof  Unit 설치

 마감 일체형 지붕 Unit이 설치되기 위한 필수조건은 정밀제작 및 정밀시공이다.
현장 철골 실측에 의한 실측 Data를 제작 3D에 반영하여 전체 지붕 Unit의 시공오차가 최소화되도록하여 디지털 모델이 시공모델이 되도록 하였다.
전시관 연결통로 부분의 지붕 마감은 마감 일체형 지붕 Unit으로 시공하기 힘든 구간으로 Sub Structure Unit을 설치한 후 지붕에서 마감공사가 진행되었다.

 
연결 통로 공사


 비정형 건축물의 3차원 설계 엔지니어링은 디자인과 기능등을 고려하여 가장 적합한 공법과 디테일을 설계하고 , 목업과정을 통해서 엔지니어링의 완성도(구조, 제작 및 시공 오차)등을 검토하여 최종 공법으로 적용된다. 따라서 많은 시간, 열정, 노력들이 하나되어 비로소  비정형 디자인이 완성되어 질 수 있다. 






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