건축 디자인이 날로 과감해지고 있습니다. 정형화된 박스 형태를 벗어나 유려한 곡선의 '비정형 건축'이 트렌드가 되었죠. 보통 이런 곡면은 금속이나 유리, FRP 등으로 구현해 왔습니다.
하지만 삼성동 '플레이스 원(Place 1, 구 KEB하나은행)'은 다릅니다. 곡면의 깊이감과 질감을 살리기 위해 UHPC(Ultra-High Performance Concrete, 초고성능 콘크리트)라는 신소재를 선택했기 때문입니다. 유럽에서는 이미 보편화되었지만, 당시 국내에서는 적용 사례가 전무했던 이 도전적인 프로젝트를 위드웍스가 어떻게 현실화했는지 소개합니다.
Challenge: 무겁고 복잡한 곡면, "기존 방식으론 불가능하다"
UHPC는 일반 콘크리트보다 압축강도가 5~6배 높아(120MPa 이상), 철근 없이도 얇고 강하게 만들 수 있는 꿈의 소재입니다. 하지만 이것을 3차원 곡면으로 빚어내는 것은 차원이 다른 문제입니다.
이 프로젝트에는 몇 가지 치명적인 난관이 있었습니다.
- 거푸집의 한계: 곡률이 너무 심해 일반적인 스틸 거푸집(Steel Mold)으로는 정밀한 곡면 품질을 구현할 수 없었습니다.
- 운송 불가: 원안 설계의 패널 크기는 최대 6.2m x 4.2m. 무게만 약 6톤에 달해 공장에서 현장으로 운반 자체가 불가능했습니다.
- 국내 기술 부재: 당시 국내엔 비정형 UHPC 패널을 엔지니어링하고 시공해 본 경험이 전무했습니다.
"아무리 좋은 소재도 시공할 수 없다면 무용지물입니다."
위드웍스는 소재의 특성에 맞는 새로운 몰드 기술과 DfMA(공장 제작 조립) 프로세스를 도입했습니다.
Solution: FRP 몰드와 엔지니어링의 승리
1. 스틸 거푸집 대신 스틸 보강 FRP 몰드를 선택하다
곡면을 정밀하게 표현하기 위해 스틸 보강 FRP(섬유강화플라스틱) 몰드를 도입했습니다.
- 정밀도 확보: 3축 CNC 밀링 머신으로 EPS 폼을 깎아 원형을 만들고, 그 위에 FRP를 적층하여 오차범위 2~3mm 이내의 정밀한 몰드를 제작했습니다.
- 변형 방지: FRP 몰드 후면에는 스틸 각파이프를 보강하여 콘크리트 타설 시 압력을 견디도록 했습니다.
2. 운반 가능한 크기로 최적화 (Optimization)
6톤짜리 거대 패널을 그대로 제작하는 것은 리스크가 너무 컸습니다. 위드웍스는 디자인을 해치지 않는 선에서 패널을 분절(Split)했습니다. 4.2m x 2m 크기로 줄여 운반 효율을 높이고, 기존 12가지였던 패널 타입을 8가지로 단순화하여 몰드 제작 비용을 절감하고 디테일을 단순화 할 수 있었습니다.
3. 안전을 위한 디테일 엔지니어링
UHPC는 얇기 때문에(두께 약 80mm) 인양할 때 힘이 한곳에 쏠리면 깨질 수 있습니다. 일반적인 앙카 대신 하중을 넓게 분산시키는 '캐스팅 채널(Casting Channel)'을 매립하여 안전하게 인양하고 설치할 수 있도록 디테일을 풀었습니다.
Result & Insight: 국내 UHPC 기술의 이정표
약 4개월 동안 총 256개의 비정형 UHPC 패널이 생산되어 현장에 설치되었습니다. 시공 초기에는 패널 파손 등의 시행착오도 있었지만, 공장 및 현장에서 발생하는 이슈들을 신속하게 대응하여 문제를 해결했습니다.
'더 플레이스 원'은 단순히 건물을 리모델링한 것을 넘어, 유럽 기술에 의존하던 UHPC 외장재 기술을 국산화하고 성공적으로 구현했다는 데 큰 의미가 있습니다.
파라메트릭 디자인 시대, 재료는 더 이상 설계의 한계가 되어서는 안 됩니다. 위드웍스는 Facade Engineering 기술력을 바탕으로 어떤 난해한 디자인도 가장 안전하고 아름답게 구현해냅니다.
KEB HANA BANK, PLACE ONE
We used UHPC to create a unique type of concrete facade. We had to do several experiments and simulations until one module made a 4Mx2M (THK80) size panel. In addition, due to the large variation in annual temperature and humidity, we were able to research
www.withworks.kr
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