현대 건축은 끊임없이 '더 가볍게, 더 자유롭게, 더 빠르게'를 요구하고 있습니다. 하지만 지난 수십 년간 건축의 뼈대였던 일반 콘크리트는 무겁고 투박하며, 복잡한 비정형 형태를 만들기 어렵다는 한계가 있었습니다.
그래서 전 세계 건축가와 엔지니어들은 UHPC(Ultra-High Performance Concrete, 초고성능 콘크리트)에 주목하기 시작했습니다. 오늘 위드웍스는 왜 지금 UHPC가 필요한지, 그리고 우리의 기술로 어떻게 상상을 현실로 만들었는지 그 여정을 공개합니다.
Challenge: 왜 지금 'UHPC'인가?
건축 트렌드의 변화가 새로운 소재를 불렀습니다. 크게 두 가지 이유가 있습니다.
1. 비정형 디자인(Free-form)의 시대
자하 하디드(Zaha Hadid) 이후, 건축은 직선의 감옥을 탈출해 유기적인 곡선으로 진화했습니다. 철근이 필수적인 기존 콘크리트로는 얇고 휘어지는 3차원 곡면을 구현하는 데 한계가 명확했죠. "철근 없이도 인장력을 버티는 고강도 소재"가 절실해진 이유입니다.
2. OSC(탈현장 건설)와 생산성 혁신
이제 건물은 현장에서 '짓는' 것이 아니라, 공장에서 '만들어 조립하는' OSC(Off-Site Construction) 방식으로 변하고 있습니다. 이를 위해서는 부재가 가벼워야(경량화) 운송이 쉽고, 내구성이 좋아야 조립 중 파손이 없습니다. 일반 콘크리트 대비 5배 이상의 강도를 지닌 UHPC는 이 조건을 완벽히 충족하는 유일한 대안입니다.
"UHPC는 단순한 콘크리트가 아닙니다."
설계(Design)와 시공(Reality)의 간극을 메우는 가장 강력한 솔루션입니다.
Solution: 위드웍스, 기술로 한계를 넘다
좋은 재료만 있다고 좋은 건물이 나오는 것은 아닙니다. 위드웍스는 UHPC의 물성을 완벽히 제어하기 위해 DfMA(Design for Manufacture and Assembly) 기술을 도입했습니다.
- 3D 프린팅 몰드: 복잡한 3차원 곡면을 오차 없이 찍어내기 위해 특수 거푸집을 3D 프린터로 출력합니다.
- BIM 기반 패널라이징: 거대한 비정형 형상을 제작 가능한 단위로 최적 분할하는 알고리즘을 사용합니다.
- 스마트 키핑 & 조립: 오차 없는 현장 설치를 위한 정밀 가이드 시스템을 적용합니다.
Result & Insight: Project Showcase
위드웍스의 기술력이 실제 현장에서 어떻게 구현되었는지, 대표적인 3가지 프로젝트를 소개합니다.
#01. KIST 50주년 기념 조형물: 시행착오로 쌓아 올린 UHPC 자신감
[Key Tech: 이론과 현장의 괴리 극복 ]
조형물이 시공된 2015년 당시 위드웍스는 2013년부터 슈퍼 콘크리트 활용 건축구조요소 및 시공기술 개발(연구주관:서울대 홍성걸교수, 참여기업: 위드웍스 외 3개사) 연구에 참여하였지만 실제 실험실에서 만들어지는 것과 필드에서 진행되는 것은 전혀 다른 것을 뼈저리게 느꼈던 프로젝트입니다. 당시에는 UHPC 패널에 대한 구조해석을 할 수 엔지니어도 없었고 오로지 제작하면서 실패를 거듭하고 그 경험을 통해 조형물을 완성시킬 수 있었습니다. 비록 실패로 인한 경제적인 손실은 있었지만, 이 프로젝트의 경험을 통해 UHPC에 대한 자신감을 가질 수 있게 되어 위드웍스에게는 아주 소중한 프로젝트 중 하나라고 할 수 있습니다.
#02. 삼성동 Place 1: UHPC의 대중화를 이끌다
[Key Tech: 벼랑 끝에서 완성한 프로젝트 ]
기존 건물의 하중 부담을 최소화하면서 독창적인 외관을 만들어야 했던 리모델링 프로젝트입니다. KIST 50주년 조형물을 통해 UHPC경험은 했지만 구현하기 매우 까다로운 3D 곡면 형상이었기 때문에 몇 번의 목업을 실패했지만 포기하지 않고 끝까지 만들어 보겠다는 의지로 임했습니다. 건설사 선정을 위한 입찰 시 UHPC기술이 미완되었기 때문에 시공비 산정이 어려워 입찰에서 조차 UHPC가 빠져 있을 정도로 어려운 프로젝트였습니다. 만약 비주얼 목업을 통해 UHPC가 구현되지 못해 다면 다른 디자인으로 변경되어야 하는 절체절명의 위기 상황에서 위드웍스의 집념으로 완성시켰고, 이 프로젝트의 성공을 통해 건축외장재로써 UHPC를 널리 알릴 수 있었던 중요한 프로젝트라고 할 수 있습니다.
#03. 성수동 젠틀몬스터(Haus Nowhere): 구조재에서 20mm 초박형 마감재로 고층부 건식 시공의 난제를 풀다
[Key Tech: 꾸준한 R&D의 결실 ]
성수동 젠틀몬스터 사옥은 KIST 50주년 조형물, 플레이스원과는 성격이 우선 달랐습니다. 이전 두 프로젝트는 80mm 두께의 패널 자체가 구조재로 사용되었지만, 젠틀몬스터에 적용된 UHPC 패널은 20mm의 얇은 패널을 풍하중이 심한 고층부 천정, 벽체, 지붕에 건식으로 시공되어야 했기 때문에 새로운 솔루션이 필요했습니다. 위드웍스는 2021년부터 국토부 연구과제를 통해 커튼월에 적용 가능한 10mm 이하 UHPC패널 건축화 기술에 대해 연구를 진행하였고, 이 연구 결과를 통해 2023년 대한건축학회로부터 기준적합성 인증을 받았습니다. 이러한 성과 덕분에 발주처로부터 신공법에 대한 설계변경 승인을 받을 수 있었고, 우수한 마감품질과 구조성능을 확보를 통해 성공적으로 프로젝트를 완성할 수 있었습니다.
UHPC는 건축가의 상상력과 시공의 현실을 연결하는 가장 강력한 다리입니다. 위드웍스는 앞으로도 끊임없는 연구와 도전적인 프로젝트를 통해 대한민국 건축 기술의 새로운 기준을 만들어가겠습니다.
- 대한경제, 성능·디자인 혁신.... UHPC 랜드마크가 뜬다(2023.12.18)
- UHPC FACADE SYSTEM