2014년 3월 21일 금요일

평창 동계올림픽 Sliding Center 기술제안


 평창 동계올림픽 Sliding Center 기술제안입찰에 두산건설 컨소시움에 참여하여 슬라이딩 트랙의 비정형 콘크리트의 3차원 좌표제어를 위한 가설공법을 제안하였다. Sliding Center에서는 봅슬레이, 스켈레톤, 루지 경기가 진행되며, 최근 소치 동계올림픽을 통해  경기장 형태는 익숙할 것이다.



 비록 두산건설 컨소시움이 최종 시공사로 선정되지는 않았지만,  슬라이딩 트랙의 비정형 곡면 콘크리트 시공을 위해 위드웍스가 제안한 디지털 패브리케이션 3차원 좌표 제어공법 (무거푸집 콘크리트) 에 대한 자료들을 잘 활용 한다면 다양한 분야에서 응용할 수 있을 것으로 생각한다.

 우선 비정형 곡면 콘크리트는 거푸집을 제작하는데 많은 비용이 소요되기 때문에 마감이 노출 콘크리트가 아닌 경우는  거푸집을 사용하지 않고 무거푸집 형태로 시공하여 시공비를 절감 할 수 있다.
슬라이딩 센터에 대한 정확한 콘크리트 시공 오차에 대한 기준은 2010년 캐나다 벤쿠버 올림픽 이전에는 없었다가 벤쿠버 올림픽 당시  슬라이딩 센터 트랙(Whistler Sliding Center)에서 연습을 하던 선수가 트랙에서 이탈하여 사망하는 사고가 있었다. 올림픽 이후  IOC에서 사망사고에 대한 정밀 조사를 진행하게 되었고,  Whistler Sliding Center 트랙 시공에 대한 문제점과 콘크리트 시공오차에 대한 기준들을 사고 보고서를 통해서 제시하였다.  보고서에 언급한 트랙의 시공오차는 설계 기준에서 4cm 이내로 시공되도록 규정 하였다.  약 1.26 Km 가량의 꼬불꼬불한 전체 곡면 트랙을 어떻게 시공오차 4cm 이내에서 시공 가능하도록 할 것인가가 중요한 사항 중 하나였다.

 특히 콘크리트 내부에는 얼음을 급결로 얼려야 하는 배관들이 촘촘히 들어가기 때문에 콘크리트 시공오차들이 발생할 경우 배관까지 시공된 콘크리트를 다시 재 시공한다는 것은 거의 불가능하다.  기존 현장 가설제작 및 타설 방법으로는 정밀하게 수치제어가 힘들기 때문에 정밀하게 3차원좌표를 제어할 수 있는 공법이 필요하게 된다. 기존의 재래식 공법은 냉동 파이프를 설치하기 위해 설치하는 가설 지그바를 1:1 현척도를 통해서 제작하고, 현장에서 하나씩 고정하는 방법이기 때문에 제작과 시공과정을 거치면서 오차들이 발생하게 된다.정확한 가설용 지그바를 제작 및 설치해야 이후 시공되는 냉동파이프 배관 및 콘크리트 타설이 시공오차 없이 시공될 수 있다.

   트랙의 정밀한 콘크리트 타설을 위해서는 3차원 모델링이 그대로 시공에 구현되도록 하는 공법이 필요하게 되는데,  그동안 위드웍스에서 The ARC서천국립생태원에 적용했던 CNC를 활용한 비정형 제어 기술 및 디지털 패브리케이션 기술들을 응용하였고, Tri Bowl의 비정형 콘크리트 시공 엔지니어링의  경험을 바탕으로  3차원 좌표 제어 공법을 제안하였다.



 트랙 모델링


CNC T-BAR  3차원 수치제어 공법
 (Digital Fabrication)


CNC T-BAR 3차원 수치제어 공법
(Digital Fabrication)















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2014년 3월 18일 화요일

서울대학교 원형공연장



                                        Images © VOID architects

                                  Images © VOID architects

                              Images © VOID architects













 작년 12월에 보이드 아키텍트 장기욱 소장님을  서울대학교 원형공연장 프로젝트 때문에 처음 뵈었다.  초기 현상당시에 형태를 변형해서 좀더 다이나믹하게 접근하는 디자인으로 변경하면서 열심히 석고 모형을 만들고 계셨고, 기존의 설계 방법으로는 완성하기 힘들다는 것을 알고 여러분야의 전문가들을 만나서 방향을 찾고 있었다. 첫 미팅에서 우리는 그동안 작업한 내용과 현장의 문제점들을 상세하게 설명했고, 장소장님은 디자인을 완성시키기 위해서 공사금액, 디테일 등 제반 사항의 분석 내용을 우리에게 설명해 주었고 그 내용을 토대로 디자인을 완성하기 위한 방향성과 가능성을 이야기 했다.  그리고  짧은 설계 기간(2개월)과 제한된 공사기간(8개월이내)에 완성할 수 있는 방법들을 이야기 했고  그 후 엔지니어링용역비에 대한 접점을 찾고 프로젝트를 시작하게 되었다.  

 새로운 형태는 새로운 방법에 의해 진행되고 완성되어져야 한다. 특히 비정형 건축물은 기존 재래식 공법과 설계방법으로 짧은 설계기간과 공기내에서 품질을 확보한다는 것은 불가능하다. 그리고 공사비도 일반 공사비로는 접근하지 못하기 때문에 초기 디자인과 공사비 검토가 병행 되지 않으면 안된다. 또한 짧은 설계기간과 제한된 공사기간의 부담을 어떻게 해결하는냐는 또하나의 과제였다. 그래서 지난 비정형프로젝트의 경험을 바탕으로 초기 부터 시공하기 위한 3D 최적화 설계와 공사비 검토를 같이 병행해 나갔으며, 설계단계에서 전문업체가 참여하여 도면검토, 제작, 시공 공정, 장비의 활용 등  비정형 주요 공정(외장, 철골)에 대해야 설계검토, 도면화, 내역 검토를 같이 하면서 최종 설계가 완성 되었다. IPD(Intergrated Project Delivery)의 프로젝트 발주는 아니었지만 IPD의 개념을 적용하여, 착공 후  설계단계에 참여한 전문시공업체들이 제작용 3D SHOP을 바로 진행하고 공장에서 프리 패브리케이션 가능하도록 하여 제한된 공기내에서 품질을 유지하면서 건축이 가능하도록 하였다. 

 지금 현재 관급공사의 경우 비정형등 시공하기 어려운 프로젝트들은 기술제안 입찰이라는 방식으로 최저가 입찰에서 기술제안 입찰로 방향이 바뀌어 가고 있다. 그런데 최근 위드웍스가 참여한 기술제안입찰들의 문제점들을 되돌아 보면, 설계기간내에서도 제대로 검토안된 내용을  2개월 남짓한 기간에 시공사가 도면 전체를 검토하여 발주처가 요청하는 기술들을 제안하고 있다.  그 과정을 통해 발주처는 설계에 대한  책임을 시공회사에  넘긴다는 생각이 들 정도이고, 한편으로 그런 입찰제도를 통해 설계를 납품한 설계사무소는 설계 책임에 대한 안전장치가 하나 생겼다고 할 수 있다. 
  기술제안 입찰이라는 제도를 통해 시공사가 낭비하는 돈은 과연 얼마이며, 현재 발주처에서는 그 제안 과정에 들어간 비용에 대해서  보전해 주지 않고 있다.  예를들어 인천공항 여객터미널 제2청사 기술제안 입찰의 경우 각 컨소시움마다  100억 정도가 필요하다는  내용을 언론을 통해서 접했다. 왜 시간과 비용을 이렇게 들여야 하는지, 그리고 그 효과가 얼마나 되는지  분석해 볼 필요도 있지 않을 까?

  THE ARC의 경우  비공식적인 IPD 방식으로 시공된 위드웍스 첫 사례이다. 설계단계에서 CM단이 있어서 도면을 검토하지도 않았고,  기술제안이라는 과정도 없었으며 또한 시공단계에서 그 흔한 감리도 없었다. 그러면 뭐가 이렇게 가능 하도록 한 것일까. 
 설계단계에서 비정형형상을 완성하기 위해서 각 전문시공업체들이 참여하여 시공이 가능하도록  발주처, 디자이너, 설계자, 엔지니어들이 모여서 시공단계에서 생길 문제들을 설계단계에서 부터 해결한것 밖엔 없었다. 그리고 설계에 참여한 전문 업체들이 그 설계내용을 토대로 시공단계에서는 디지털 패브리케이션을 바로 진행 할수 있었으며, 그 결과는 짧은 공기내에서 어려운 형상의 건축물이 완성될 수 있었다.  철골공사가 완성되기 이전에 ETFE는 독일에서  현장실측도 없이 제작되었고, 재시공 되거나 다시 재작된 ETFE는 한장도 없었으며 3월에 지상층 공사를 시작하여 9월말에 공사가 마무리 되었다.    

   서울대학교 원형공연장은  4월말에 착공에 들어가서 올해 말 준공될 예정인데,  좋은 작품으로 완성될 수 있도록 설계단계에서의 발주처, 설계자, 엔지니어, 전문시공업체의 협업 시스템이 시공단계에서도 계속 진행 되어 의도했던 좋은 건축물이 완성되기를 바란다. 

  


  • Architect : VOID architects (이규상, 장기욱 소장)
  • 3차원 설계 엔지니어링: (주)디지털건축연구소 WITHWORKS
  • 위치: 서울대학교 관악캠퍼스내 기존야외공연장 
  • 용도: 교육연구시설
  • 건축면적: 902.60 M2
  • 연면적: 799.69 M2
  • 규모: 지상 2층 
  • 마감: 알루미늄 곡면패널 / 금속시트평이음

    [참고자료]











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2014년 3월 5일 수요일

디지털 건축 설계 & 시공 전문 기술인 모임 주최



 디지털 기술을  활용하여  다양한 융복합  건축시공기술을 개발하기 위해 그동안 위드웍스와 프로젝트를  통해서 직간접적으로 비정형 프로젝트에 참여한 건축에 열정을 가진  전문시공사 및 엔지니어링 회사 대표 및 실무자들이  한자리에 모였다.(2월 27일, 롯데호텔) 
 앞으로 건축 시장은  기존의 대량생산, 현장시공방식에서 벗어나 디지털이 접목된 패브리케이션의 차별화된 시장으로 변해가고 있으며, 기존의 시공방법으로  접근할 경우 품질이나 공기등에 의한 한계에 부딪히게  될 수밖에 없다 . 
 따라서 그동안 축척해온  업체간 전문 보유기술 및 디지털장비들을 서로 공유해서 공동 기술개발 및  융복합기술 개발을 이루어 내는 것을 목표로  비정형 외장,철골(중공업), 지붕, ETFE, 유리, FRP(GRP) 조형물, 비정형거푸집, CNC 레이저 가공, 3D 스캐닝, 구조실험등 다양한 분야들이 한 자리에 모였다. 앞으로 온라인과 오프라인을 통해서 각 회사들은 기술협력 방향들을 구체적으로 논의해 가기로 하였다.  

현재 한국 건축의 기술 발전은 거의 정체된 상황에서 자칫 잘못하면 해외에서 디자인하고 해외에서 공법을 들여와서 시공해야 될 상황이 발생할 수 있다. 건축이 디지털화 되면서 다양한 소재에 대한 개발과 연구가 유럽에서는 10여년 전부터 진행되어 왔고, 예를들어  UHPC(Ultra High Performance Concrete)의 경우 유럽에서는 건축마감재로 상용화 되고 있지만  국내에서는 이제 걸음마 단계이다.  
한편 국내의 건축시장은 최저가 입찰 속에서  전문시공업체들은   도저히 기술개발 할 여유가 없다는 것이 가장 큰 딜레마이고, 이대로 계속 간다면 정말 고 부가가치의 건축시장은 해외에서 하고, 돈이 안되는 일만 국내업체에서 해야 될 수도 있다. 왜냐하면 앞으로 디지털과 접목된 건축은 하나의 기술로 완성되어 지는 것이 아니라 기계, 조선, 자동차, 토목등  여러 분야의 기술들이 모여서 하나의 공법이 되어 가고 있기 때문이다. 



 박근혜 정부에서 창조경제를 목청껏 외치고 있지만 방법론을 찾는 것이 쉽지 않는 것으로 안다. 하지만 건축에서 융복합을 이루어 내지 못할 경우 회사의 존폐와도 직결될 수 있기 때문에 이번 모임을 계기로 각 분야의 전문가들이 자기 영역을 벗어나서 공동으로 기술을 개발하고 연구해낸다면 앞으로 새로운 건축 시장에서도 살아남을 수 있고,  나아가 국제적으로도  경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 생각한다. 

  









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