기존 방식으로 구현하기 어려운 새로운 파사드 디자인을 마주할 때, 우리는 혁신적인 기술과 재료를 고민하게 됩니다. 이번에 소개할 'AL 복합패널 (폴딩 &) 파사드 모듈러 공법'은 이러한 고민의 결과물입니다.
이 공법은 세종정부종합청사 3-1구역(법제처)의 와플 형태 파라메트릭 파사드 디자인을 완벽하게 구현하기 위해 개발되었습니다. 6개월 이상 재료와 가공 방법, 시공 디테일을 심도 있게 연구했으며, 수차례의 목업(VMU, PMU) 검증 과정을 거쳐 현장에 성공적으로 적용할 수 있었습니다. 이후 조치원 커뮤니티, 세종시 시립도서관 프로젝트에도 이 공법을 적용하여 성공적으로 완료할수 있었습니다. .
난제(Challenge): 기존 공법의 한계
AL 시트 패널과 AL 복합 패널은 보편적인 건축 외장재로 널리 쓰이지만, 비정형 파사드를 구현할 때는 3D 디자인 형상에 맞춰 최적의 재료를 선택해야 합니다. 특성상 AL 시트 패널은 유려한 비정형 3D 곡면에 유리하며, AL 복합 패널은 폴딩 기법이 적용된 3D 입체 파라메트릭 패턴에 더욱 적합합니다.
특히 가공 공정에서 두 자재의 차이가 명확하게 드러납니다. AL 시트 패널의 모서리를 복합 패널처럼 날렵하게 구현하려면 별도의 V-컷팅 작업이 필요해 추가적인 가공 시간과 비용이 발생합니다. 반면, AL 복합 패널은 라우터로 패널을 절단함과 동시에 폴딩될 엣지 부분까지 한 번에 가공할 수 있어 불필요한 추가 공정을 줄이고 경제성을 높일 수 있습니다.
해법(Solution): 재료를 이해한 '폴딩(Folding)'과 'DfMA 프로세스'
알루미늄 복합패널은 보통 [0.5mm 알루미늄 시트 + 3mm 심재(Core) + 0.5mm 알루미늄 시트]의 샌드위치 구조로 이루어져 있습니다. 패널의 뒷면(0.5mm Al + 3mm 심재)을 V자 형태로 파내는 그루빙(Grooving) 작업을 거치면, 전면의 0.5mm 알루미늄 시트만 남게 됩니다. 이 얇게 남은 0.5mm의 시트는 놀라울 정도로 유연하여, 끊어짐 없이 마치 종이학을 접듯 날카롭고 완벽한 각도로 꺾이게(Folding) 됩니다.
실제 공장에서 폴딩 패널이 가공되는 프로세스는 다음과 같습니다.
입체 모듈을 공장에서 만들어서 가는것이 유리한지 아니면 현장에서 2차 조립하는 것이 운반비등 원가를 줄일 수 있는지를 현장여건과 함께 종합적으로 판단하여 결정하여야 합니다. 대형 모듈러의 수량이 많을 경우 조립장을 현장에서 마련할 수 있다면 2차 조립을 현장에서 하는 것이 경제적으로 유리합니다.
폴딩과 맞댐으로 제작된 AL. 복합패널 파사드 모듈러의 장점은 일정영역까지는 보강 없이도 인양이나 설치 후 풍하중을 견딜 수 있어서 모듈러 패널의 제조 및 시공디테일이 단순해 질 수 있습니다. 뿐만 아니라 패널 사이를 실리콘으로 마감하는 기존 방식과 달리, 오픈조인트과 레인스크린월을 적용하게 되면 빗물이 자연스럽게 배출될 수 있어서 실리콘 코킹으로 인한 외장 오염(눈물자국)을 원천적으로 방지하여 깔끔한 외관을 유지할 수 있으며, 온도 변화에 따른 금속의 수축 및 팽창에도 유연하게 대응할 수 있습니다.
위드웍스의 기술력이 돋보이는 'AL. 복합 패널 파사드 모듈러' 공법 적용 사례
AL. 복합패널 파사드 모듈러 공법이 적용된 위드웍스의 대표적인 3개 현장 사례를 살펴보겠습니다.
- 세종시 정부종합청사 3-1구역: 세종시 정부종합청사 3-1 구역은 원설계에서 3mm AL. 시트 패널로 설계되어 있었지만, 위치마다 각도가 다른 AL. 몰드를 제작하여 비정형 패널을 제작하는 것은 현실적을 불가능하였습니다. 비주얼 목업과정을 통해 원설계 파사드 디테일의 시공품질, 구조적인 문제들 확인하였습니다.
따라서 원설계에 반영되었던 AL 시트 패널의 문제점을 해결하는 것이 가장 시급한 과제였습니다. 이 문제를 개선하기 위해 'AL 복합패널 파사드 모듈러 공법'을 고안해 내었고, 비주얼 목업(VMU), 랩목업(PMU)을 꼼꼼하게 진행했습니다. 발주처를 포함한 여러 공사 관계자분들이 이 시스템을 세심하게 평가해 주신 결과, 마침내 최종 파사드 공법으로 확정되어 현장에 적용할 수 있었습니다.
- 세종시립도서관: 책장 혹은 책이 층층이 쌓인 듯한 기하학적이고 지적인 입면 패턴이 특징입니다. 마름모꼴 모양으로 정밀하게 절곡된 AL. 복합패널 모듈을 오픈 조인트 시스템으로 연결하여, 도서관 특유의 리듬감 있는 파사드를 완성했습니다.
- 조치원 복합커뮤니티센터: 파도가 치는 듯한 유선형의 매스(Mass) 흐름을 끊기지 않게 연결하기 위해, 다양한 각도로 계산되어 접힌 폴딩 모듈러 패널들을 연속적으로 배치했습니다. 부드러우면서도 미래지향적인 커뮤니티의 외관을 성공적으로 구현해 냈습니다.
Insight: 파라메트릭 파사드 구현을 위한 금속 재료는 폴딩이 쉬운 AL. 복합패널이 최적
모든 위대한 비정형 건축물 이면에는 '재료에 대한 깊은 이해'가 자리 잡고 있습니다. 복잡한 파라메트릭 디자인을 마주했을 때, 다루기 힘든 고가의 공법만이 정답은 아닙니다. 그보다 중요한 것은 'AL 복합패널 파사드 모듈러 공법'으로 세종정부종합청사 3-1구역 프로젝트에서 증명했듯, 오차를 줄이고 공기를 단축하면서도 완성도를 한껏 끌어올리는 '최적의 엔지니어링 해법'을 찾아내는 일입니다.
위드웍스(WITHWORKS)는 이러한 철학을 바탕으로 비정형 파사드에 가장 알맞은 구조시스템, 재료와 CNC 가공법, 그리고 오픈 조인트와 같은 스마트한 시공 디테일을 융합합니다. 난해하게만 보이던 디자인은 위드웍스의 DfMA 기술을 만나 한 치의 오차도 없는 정밀한 제조 데이터로 다시 태어납니다. 공장에서 완벽하게 가공된 파사드 모듈이 현장에서 퍼즐처럼 안전하고 빠르게 맞춰지는 경이로운 과정, 이것이 바로 위드웍스가 DfMA 솔루션과 함께 만들어가는 현대 건축의 미래입니다.
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