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왜 초고층이어야 하나
미 KPF사 제임스 본 클렘퍼러 사장 서울대 강연내용





초고층 건물 설계 분야의 세계적인 대가인 미 KPF사 제임스 본 클렘퍼러 사장이 최근 서울대에서 ‘왜 초고층이어야 하는가’를 주제로 강연을 했다.

강연내용과 KPF사의 주요 초고층 프로젝트를 소개한다.

다음은 강연 내용.

현재 초고층 건물은 중요한 관심사라고 할 수 있다. 다른 여느 생물체, 산업 생산물과 같이 초고층 또한 아름다움(Beauty)와 효율성(Efficiency)의 관점에서 빠르게 진화하고 있다. 이러한 시점에서 ‘건물이 반드시 높아야 하는지 제한(limit)은 없는지’ 의문을 제기할 필요성이 있다. 초고층의 기원이라 할 수 있는 Babel 성을 주제로 한 그림을 보면 긍정적인(Happy) 측면뿐 아니라 부정적인(Ruin) 면을 찾을 수 있다. 과연 초고층은 필요한 것인가?

초고층 건물 디자인의 중요성

도시밀도와 석유소비량의 도표를 참고해 보면 미국과 호주는 석유의 사용량이 많은 반면 낮은 도시밀도를 가지고 있다. 반면 유럽과 극동아시아는 밀도는 높지만 석유소비량이 낮은 점을 알 수 있다. 이는 효율성과 밀접한 관련이 있다. 앞으로 초고층의 존재성은 효율성에 기인하여 발전될 가능성을 보여주고 있다.

오늘날 도시는 높은 인구밀도를 기반으로 높은 에너지효율, 쾌적한 환경을 위해 초고층 건물을 요구한다. 대표적인 예로 홍콩을 들 수 있다. 홍콩은 super density(매우 높은 인구밀도)임에도 불구하고 높은 건물, 잘 정비된 교통망에 의해 도시민들의 효율적 이동을 가능케 함으로써 도시 전반적으로 에너지 효율이 높다고 할 수 있다.

KPF의 주요 프로젝트는

KPF사는 초고층 분야에서 많은 프로젝트들을 하였고, 전세계의 가장 높은 건물 4위권 내의 2건물을 설계한 회사이다. 지금부터 KPF의 5가지 프로젝트를 설명하겠다. 이 5가지 프로젝트는 각각 상하이, 홍콩, 런던, 한국에서 가장 높은 초고층 건물이다.

초고층 건물은 구조물 자체는 많은 수량을 요하지만 그 효율성은 높다. 초고층건물은 장소의 context를 고려하여 디자인 되어야 한다. 초고층 건물은 사회기반시설(Infrastructure)로서의 기능과 함께 Global Symbol(세계적인 상징성)을 지닌다. 따라서 도시의 문화를 반영할 수 있으며 고려할 필요를 명심하여야 한다.

상하이의 Plaza 66

상하이의 푸서지방에 세워진 Plaza 66은 10년 전에 디자인한 작품으로서 주변 context와 연관을 많이 지은 프로젝트이다. 전체적으로 곡선을 활용함으로써 맞은편의 exhibition center와 green park로의 방향성을 고려하였으며 top에 light volume mass로 도시와의 관계를 맺고자 하였다. 건물 base의 프로그램은 쇼핑센터로 투명한 공간(전면유리와 빛)을 통해 구도심에 상하이의 활동성(Activity& live)을 담아내고자 하였으며, 아트리움(Atrium) 또한 곡선형으로 건물 디자인의 통합성과 주변 context로의 방향성을 추구하였다.

사람들의 이동이 많은 1층 내부의 경우 빛(light), reflect(반사), curve(곡선)을 적극적으로 활용한 detail을 살린 공간으로 디자인하였다. 이 건물을 지을 당시, 1990년대는 steel(철골)구조는 법으로 허용되지 않고, 콘크리트로만 허용되었는데, 콘크리트의 강도조차 매우 낮은 시대였다. 그 결과 엘리베이터 코어와 같은 두께의 기둥 설계가 도출됨을 발견하였다. 결국, 법을 개정하여, 더 얇은 철골조로 완성하게 되었다.




상하이 세계금융센터

세계금융센터(World Financial Centre)는 상하이의 푸동 지역에 위치한다. 초기 디자인에서 설계엔지니어는 중국의 원형사상과 그 사상을 기반한 전통건축물의 원형의 입구에서 착안하여 건물 고층부가 뚫리는 디자인을 하게 되었다. 이 디자인은 미학적 측면뿐 아니라 기술적 측면에서도 큰 효과를 가지고 있다. 초고층건물에 가장 큰 부담인 풍하중을 절감시킨 것이다. 풍동실험을 통해 고층 부분은 바람이 뚫린 부분(Void)을 통과하고, 중층 부분에서는 바람이 되돌아가는 효과를 확인할 수 있었다.

구조적으로는 Mega Diagonal Brace를 활용함으로써, 사용물량을 줄이고 원가를 절약하여 전체적으로 에너지 효율성을 높인 사례이다. (Void)는 초기에는 원형으로 설계되었지만 일장기를 연상시킨다는 이유로 결국 사다리꼴형으로 바뀌었다. 이는 초고층 건물의 상징성이 중요하므로 그 도시의 문화를 더욱 고려해야 함을 알려준다.

초고층의 프로그램은 건물의 모양(shape)에 따른 실면적을 고려하여 정해진다. 대개 저층부에서 고층부로 갈수록 실면적이 작아지면서 shopping - office - hotel의 프로그램을 가지게 된다.




홍콩 ICC Tower

ICC tower는 총 480m로 빅토리아 피크보다 높은 건물이다. 아직 공사중이며 ICC 타워와 빅토리아 피크로 인해 홍콩은 초고층 으로 이루어진 gate를 지닌 최초의 도시가 될 것이다. 홍콩은 도시 전체가 교통망에 의해 접근성이 매우 높다. 또한 홍콩 사람들은 매우 경제성과 효율성을 고려하기 때문에 건물의 모양(shape)은 square(사각)으로 하여야 했다.

초고층 건물은 그 상징성과 완벽성을 고려하여 base에 어떻게 닿을 것 인가를 고려하게 된다. 이 건물의 경우 건물의 스킨을 조금 벗겨내는(peel the skin) 컨셉으로 설계하였다. 홍콩사람들은 이 부분을 dragon‘s tail이라고 부른다. 구조적으로는 belt truss, mega truss로 되어 있다. 바깥기둥간의 span은 36m이며, 사각 평면의 귀퉁이 부분은 위로 갈수록 좁아지며 고층의 호텔은 그 공간을 atrium으로 활용한다.




런던의 the Pinnacle

영국의 런던은 세인트폴 성당을 중심으로 초고층 건물이 거의 제한하고 있었다. 하지만 최근 3-4년 전부터 그를 허용함으로써 허가를 내줌으로써 많은 초고층이 계획하에 있다. 초고층 건물군은 도시환경적 측면에서 템즈 강의 향에서 tent 역할을 한다. 런던은 도시설계학적으로 많은 제약을 가지고 있는데, 주변의 저층 건물과의 context (street scene)뿐 아니라, 더 멀리 있는 초고층 건물 간의 context(urban scene)도 고려하며, 그들간의 공개녹지가 이어지도록 설계되어야 한다.

이러한 많은 제약들을 준수하기 위해 point 위주인 3d shop drawing program을 활용한 결과, 고층부는 sheared corns형으로, 평면과 shape은 상당히 복잡한 snake skins 타입으로, base부분의 커튼월은 마치 skirt처럼 구불지게 들어올려진 독특한 디자인을 하게 되었다. 그로 인해 많은 물량이 초과적으로 사용되었고 이는 대지 가격이 상당히 높은 경제 중심지인 런던이기에 가능한 것이며, 개인적으로 바람직하다고 생각하지는 않는다.




송도 Northeast Asia Trade Tower

송도프로젝트의 경우 주변의 약 9100평의 공원과 그를 가로지르는 약 1.2km의 Canal arm(수로)의 도착지점에 Asia Trade Tower, 그 뒤편으로 컨벤션 센터를 계획하였다. 이는 로마의 오벨리스크와 같은 상징성을 지닌다. 저층부는 사각평면이지만 고층부는 삼각평면으로 되어 있다. 그로 인해 전체적인 shape은 사선잇기 식으로 되어 있으며 이 디자인은 컨벤션의 디자인과 통일성을 가진다. 이러한 사선 잇기 shape design은 아름다울 뿐 아니라 기능적이기도 하다.

사선으로 되어 있기 때문에 cross wind(옆바람)이 분산되며, 높이에 따라 주된 바람의 방향이 다양하게 됨으로써 초고층의 주요변수인 풍하중을 감소시킬 수 있었다. Asia Trade Tower는 현재 코어가 절반 정도 시공되고 있는 시점이다. 준공이 다 된다면 인천공항에 도착하는 사람들을 맞이하는 건물이 될 것이다.




서울은 초고층 짓기에 적합한 조건 갖추고 있어

서울은 초고층을 짓기에 적합한 지질과 환경을 가지고 있으며 서울의 거점지역들에 각자의 도시적 아이덴티티를 반영한 초고층을 계획할 수 있다. 또한 한국은 초고층을 지을 수 있는 기술력, 자본과 사회적 여건 등이 성숙한 단계이다.

서울은 도시 전체적으로 평편하다기 보다 층고가 다양한 도시이다. 과거, 작은 산들을 중심으로 지역을 이루었던 예와 같이, 서울의 초고층은 예전 서울의 산이 가지던 상징성을 물려받아 각 거점을 상징하고 그 주변을 모으는 역할을 할 수 있을지도 모른다. 중요한 것은 전체적으로 도시 미관을 고려하여 초고층이 남발되지 않도록 주의 깊게 계획하여야 한다는 것이다.

초고층의 결론은

초고층의 필요성은 다음과 같이 정리될 수 있다.

먼저 밀도의 문제에 있어서 고밀화 된 도시구조를 조성하여 여유공지에 도시 환경을 질적으로 향상시킬 수 있다.

둘째로 효율성의 향상이다. 초고층은 도시 기능의 향상을 가져올 수 있는 수직도시이다. 하나의 살아있는 유기체와 같이 살아 숨쉬는 도시의 기능을 효율적으로 향상 시킬 수 있다.

셋째로 친환경적인 초고층이란 점이다. 지속가능한 건축을 통하여 일회성이 아닌 순환 가능한 환경을 창출하여 인간과 자연이 함께 공존할 수 있는 해결책이 될 수 있다.

넷째로 초고층의 디자인과 관련하여 전세계적으로 패션처럼 일회성의 디자인이 난무하고 있다. 10년이나 20년이 지난 후에도 변하지 않는 아름다움과 가치를 지니기 위해서는 보다 근본적인 비례나 공간에 대한 탐구가 따라야 한다. 이는 건축가뿐 아니라 사회적인 문화가 뒷받침 되어야 한다. 건축은 시대상황의 반영이기 때문이다.




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