2008년 4월 11일 금요일

800m빌딩 최상층 1.2m 흔들리게 설계


kim sanghoon
건축


2010년 5월 두바이 아침 6시. A상사 두바이 주재원 홍진우씨(31)가 눈을 뜬다. 창밖을 보니 짙푸른 바다가 시원하게 눈에 들어온다. 그가 사는 곳은 사막의 꽃이라 불리는 ‘버즈 두바이’. 344m 높이인 99층에 사는 그는 출근 준비를 하고 502m에 위치한 139층 사무실로 출근한다. 초고속 엘리베이터 덕택에 시간은 1분도 채 안걸린다. 점심시간. 역시 42층에 위치한 호텔 고급 식당에서 바이어와 식사를 한다. 오늘 그는 1000만달러 규모의 수출 계약을 성사했다. 기분도 낼 겸 아내와 데이트를 계획한다. 두 사람은 162층 전망대에서 석양을 보며 와인을 마신다. ‘수직 도시’라고도 불리는 초고층 빌딩 사람들의 하루다.



■세계는 지금 마천루 경쟁중


높이…더 높이….



전세계가 마천루 경쟁에 한창이다. 특히 우리나라를 비롯한 아시아와 오일머니를 앞세운 중동 각국은 앞다퉈 최고층 빌딩 기록을 갈아치우려 하고 있다.



과거 초고층빌딩의 대명사는 뉴욕 맨해튼의 엠파이어스테이트 빌딩이었다. 1931년 준공된 이 건물은 381m(102층) 규모로 1만8000명을 수용할 수 있다.



하지만 최근 각국에서 건설중인 초고층 빌딩은 이를 뛰어넘는다. 대만의 타이베이 파이낸셜빌딩은 2004년 508m(101층) 높이로 완공돼 세계 최고층 빌딩이 됐으며 우리나라의 삼성물산은 이를 뛰어넘는 800m(160여층) 규모의 ‘버즈 두바이’를 아랍에미리트 두바이에 짓고 있다.



국내에서도 초고층빌딩 건설 계획이 속속 모습을 드러내고 있다.



서울시와 철도청은 최근 서울 용산역 철도기지창 부지에 620m(150층) 규모의 복합건물 건설계획을 내놨다. 또 인천경제자유구역 송도신도시에는 610m의 인천타워가 세워질 예정이며 서울 상암동 디지털미디어시티 내 국제 비즈니스센터와 잠실 제2롯데월드도 530m, 555m 규모로 각각 지어질 계획이다.



■800m도 거뜬히 올려요


이 같은 초고층빌딩은 어떻게 가능할까.



초고층빌딩 건설엔 다양한 첨단 공법들과 과학 원리들이 적용되고 있다.



초고층빌딩의 최대 난제는 ‘바람을 어떻게 견디느냐’다. 지역에 따라 다르지만 두바이는 600m 상공의 풍속을 초속 50m 정도로 보고 있다.



이를 해결하기 위해 초고층 빌딩들은 바람에 따라 건물이 약간 흔들리도록 설계됐다. 버즈두바이는 최상층이 1.2m까지 흔들릴 수 있도록 설계됐으며 우리나라 63빌딩도 이 정도 움직임을 감안해 설계됐다. 이 건물들은 옥상에 큰 쇠구슬 모양의 추를 달거나 대형 수조를 설치해 균형을 잡는다. 물리의 ‘작용과 반작용’ 원리를 이용한 것이다.



지진을 극복하는 다양한 기술도 적용된다. 건물에 들어가는 철근의 조립을 달리해 지진에 대응하거나 건물 최하단에 바퀴를 달아 건물을 움직이게 하는 방법도 사용한다.



자재를 꼭대기까지 올리는 기술도 필요하다. 무거운 것은 주로 타워크레인을 사용하고 가벼운 것은 리프트를 이용한다. 초고층빌딩의 경우 상당수가 유리 등으로 미리 제작한 외벽을 들어올려 붙이는 방법인 ‘커튼월 방식’을 사용한다. 이는 고성능 타워크레인이 없으면 불가능하다.



강한 콘크리트는 초고층 빌딩의 필수 요건. 버즈두바이는 800㎏/㎠ 강도의 콘크리트를 사용한다. 이는 국내 아파트에 사용되는 240㎏/㎠에 3.3배에 달하는 강도다. 하지만 이런 강한 콘크리트를 최상층까지 똑같은 품질과 강도를 유지하며 운반하는 것 또한 어렵다. 이를 위해 강도를 유지할 수 있는 콘크리트 배합기술과 함께 초고속 운송 시스템이 필요하다. 콘크리트가 500m 높이까지 굳지 않고 올라가려면 최소한 시간당 20㎡의 레미콘을 운송할 수 있어야 한다. 두바이나 싱가포르처럼 더운 지역에선 콘크리트가 빨리 경화되기 때문에 경화가 늦은 콘크리트를 쓰거나 얼음을 넣은 아이스콘크리트를 쓰기도 한다.



이 밖에도 초고층빌딩은 정밀한 시공이 요구된다. 건물이 높아 시공 편차에 대한 절대치가 커지기 때문이다. 그래서 전세계적으로 50층 이상 초고층 빌딩을 3개 이상 시공한 업체는 16개사에 불과하다.



■초고층빌딩 왜 짓나


초고층빌딩을 지으려는 목적엔 자존심 경쟁이라는 명분과 랜드마크화를 통한 지역발전이라는 실리가 함께 담겨 있다.



세계 최고 빌딩이라는 상징성은 국가는 물론이고 건물을 보유하고 있는 기업에도 매력적으로 다가온다. 그래서 현재 건설중인 버즈두바이도 아직 최고층과 최고 높이가 결정되지 않은 상태다.



국가나 지방자치단체 입장에선 관광객 유치와 고용 창출로 지역 경제 발전에도 이바지한다는 것이 장점이다. 또 부지 활용도도 높다.



이밖에도 초고층빌딩은 이용자 입장에서도 우수한 원거리 전망으로 쾌적한 환경을 확보할 수 있고 대부분 초고층빌딩이 도심에 위치해 생활이 편리하다는 점이 어필한다.



하지만 조망권 침해와 교통량 증가는 문제점으로 지적되고 있다. 또 지진, 화재 등 각종 재해에 대한 불안감이 아직 완전히 해결되지 않은 것도 현실이다.



건설사 입장에선 유지 보수가 어렵다는 것도 해결해야 할 과제다.



■이제 높이보다 디자인을 주목하라


쌍용건설 기술개발부 서원석 차장은 “초고층 빌딩이 높아질 수 있는 한계는 끝도 없다. 1000m도 가능하다”고 말했다. 기술적으로 초고층 빌딩이 무한히 높아질 수 있다는 것.



때문에 앞으로 초고층 빌딩은 높이 개념보다는 디자인과 편리성 측면에서의 발달이 이어질 전망이다.



미래 초고층빌딩은 건물 전체가 돌아가는 움직이는 형태로 나올 수도 있고 중간층에 조경을 만드는 방식 등을 활용한 자연친화적인 방식도 예상된다.



쌍용건설이 싱가포르에 짓고 있는 마리나베이센즈 호텔은 57층짜리 건물 세 동의 옥상이 연결돼 있으며 조경으로 꾸며졌다. 공사비가 6억8000만달러 규모로 우리나라 건설 수주 역사상 최대 규모다.



삼성물산 건축 ENG 팀장인 강선종 상무는 “초고층빌딩은 벽도 두꺼워야 하고 엘리베이터도 많이 필요하기 때문에 비효율적인 건축물”이라며 “우리나라처럼 가용 부지가 적은 경우가 아니면 짓는 목적 자체가 랜드마크로서의 상징성 때문이므로 디자인이 부각되는 추세”라고 말했다.



그는 “이 때문에 해외에서도 반듯한 건물보다는 꼬여 있는 형태나 기울어진 형태, 불꽃 모양 등 전통적인 사각형이나 원형 보다는 외관이 변형을 일으킨 형태로 건설되는 것”이라고 덧붙였다.



/economist@fnnews.com 이재원기자
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세계 최고(最高) 구조물 순위

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■세계 최고(最高) 구조물 순위
▲ (자료: 삼성건설)











■자립(自立) 기준 최고(最高) 구조물 순위





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버즈두바이


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삼성물산(건설부문)이 아랍에미리트(UAE) 두바이에 짓는 ‘버즈 두바이’(두바이의 탑·630m)가 인간이 지은 세계 최고 구조물 기록을 갈아치우게 됐다.

현재까지 인공구조물 중에는 미국 노스다코다주의 방송 송신탑인 ‘KVLY 송신탑’이 628.8m로 가장 높았지만 독립적으로 서 있지 않고 지지철선에 의지하고 있다.

하지만 버즈 두바이는 지난달 25일 마지막 층인 160층(623m)을 마무리지었으며, 최근 첨탑 공사로 630m를 넘어서면서 세계에서 가장 높은 인공구조물로 등극하게 됐다.

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버즈 두바이

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【서울=뉴시스】세계에서 가장 높은 빌딩은 아랍에미리트연합 두바이에 한창 건설 중인 버즈 두바이로 알려져 있다.

818m, 162개층, 2009년 완공을 목표로 하고 있는 버즈 두바이는 이미 지난 2월에 604.9m, 159층까지 완공돼 현존하는 세계 최고 높이의 건축물로 우뚝 섰다.

건축 단계는 아니지만 구체적인 계획이 마련된 빌딩으로는 역시 두바이에 세워질 알 버즈가 가장 높다. 알 버즈는 공식적으로는 1050m, 일부 언론 보도에 따르면 1200m, 소문에 따르면 1600m까지 지어질 것이라는 얘기가 나오고 있다.

두 건물 모두 건축 컨소시엄에 삼성건설이 참여하고 있어 한국에서도 비상한 관심을 받고 있다.

그런데 최근 사우디아라비아 수도 제다에 알 버즈보다도 높은 약 1620m 높이의 '마일 하이 타워'(Mile High Tower)가 세워질 것으로 알려져 중동 지역 고층빌딩 경쟁이 가속화되고 있다.

사우디아라비아의 알 왈리드 빈 탈랄 왕자(51)가 소유주인 킹덤 홀딩 컴퍼니는 제다 홍해 연안에 조성될 '미니 시티' 단지의 랜드마크로 마일 하이 타워를 세운다는 야심찬 계획을 내놓았다.

영국 런던 사보이호텔 경영주이기도 한 알 왈리드 왕자는 영국의 건축설계 컨설팅사인 하이더컨설팅, 영국 엔지니어링기업 아럽(Arup)으로 조인트벤처를 구성해 설계도 마련을 지시했다.

낮 시간대의 살인적인 열기, 밤에는 영하로 내려가는 추위 사이를 오가는 사막 지역의 기온적 특성, 1마일을 뛰어넘는 높이에도 모래를 동반한 광풍에 견딜 수 있는 기술을 찾는 것이 설계의 관건이 될 전망이다.

아직 착공되지 않았으나 계획안이 발표된 건물로 보면 바레인 마나마에 세워질 무르얀 타워(1022m, 200층 이상), 쿠웨이트시티의 무바라크 알 카비르 타워(1001m, 250층)가 각각 세계 '예비' 최고층 빌딩 2, 3위를 차지하고 있다.

바레인에 사우디아라비아, 카타르 등 최근의 고층빌딩 경쟁이 중동 지역에서 치열하게 펼쳐지고 있다. 과거 서구 사회가 고층빌딩을 경제력과 기술력의 상징으로 여겨 각축전을 벌였던데 이어 1990년대에 이르러 눈부신 경제발전을 이뤄낸 아시아 국가들로 경쟁이 이어지고, 그 중심이 최근 중동 지역으로 옮겨가고 있는 것이다.

이는 그간 '오일 머니'에 크게 의존해온 중동 국가들이 자원 고갈에 대비해 다양한 활로를 모색하는 데 따른 현상으로 분석되고 있다.

아시아에서는 1995년 3월부터 2005년 3월까지 10년에 걸쳐 완공된 타이베이 101이 509.2m, 101층으로 가장 높으며, 1992~1998년에 건설된 말레이시아 쿠알라룸푸르의 페트로나스 타워가 452m, 88층으로 그 뒤를 잇는다.

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버즈두바이




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아랍에미리트에서 건설 중인 버즈두바이가 8일 세계에서 가장 높은 건축물로 기록됐다는 소식이 전해졌다. 버즈두바이는 착공 3년2개월 만에 높이 630m를 돌파해 종전 최고 높이인 미국 노스다코다주의 KVLT-TV 송신탑(628.8m)을 제쳤다.

EBS TV '다큐프라임-원더풀사이언스'는 10일 오후 11시10분 다양한 기술과 공법으로 인간의 한계에 도전하는 초고층 빌딩의 기술 수준과 그 한계는 어디까지인지 알아본다. 또 자연과의 융화를 꿈꾸는 미래 초고층 빌딩의 모습도 예견해 본다.

제작진은 "생생한 취재를 통해 버즈두바이의 비밀을 공개하고, 버즈두바이와 뉴욕 프리덤타워를 설계한 세계적 건축설계회사 SOM과 부산 해운대의 두산위브더제니스를 설계한 De Stefano & Partners의 설계사를 만나 세계 최고 높이에 도전하는 초고층 건물들에 새롭게 시도된 기술을 알아본다"고 밝혔다.

프로그램은 또한 일본 요코하마 랜드마크타워의 지진과 태풍에 의한 충격 방지 기술 댐퍼와 송도 포스코건설의 TLCD(진동제어기)를 살펴보고, 풍압 측정 실험을 통해 자연재해로부터 초고층 건물을 지키는 여러 공법들을 소개한다.

갖가지 식물 재배를 통해 자연 친화적 환경을 조성하고 있는 초고층 건물들의 사례와 외부 전력을 끌어오는 것 없이 자체 풍력발전기를 이용해 에너지를 생산, 소비하는 중국 광저우의 '제로 에너지 빌딩'도 살펴본다.

제작을 맡은 김병수 PD는 "초고층 빌딩에 대한 위화감과 거부감이 있을 수 있으나 초고층 빌딩은 도시의 과밀화를 해소할 수 있어 친환경적이기 때문에 앞으로 이에 대한 지속적인 관심이 필요하다"고 밝혔다.

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