안녕하세요. 위드웍스(WITHWORKS)입니다.
건축 엔지니어링에서 2014년은 위드웍스에게 잊지 못할 해입니다. "과연 이 그림이 정해진 시간 안에 현실이 될 수 있을까?"라는 물음에 대해, 우리는 기술과 협업으로 "가능하다"는 답을 내놓았기 때문입니다.
오늘은 2014년 위드웍스의 대표 프로젝트이자, 서울대학교 관악캠퍼스의 풍경을 바꾼 '버들골 풍산마당'의 치열했던 기록을 꺼내보려 합니다.
Challenge: 바람처럼 흐르는 디자인, 턱없이 부족한 시간
서울대학교 야외공연장 리모델링 프로젝트는 시작부터 난관이었습니다. 보이드 아키텍트(VOID Architects)의 설계는 '바람의 흐름'을 형상화한 역동적인 3D 비정형 곡면이었습니다. 하지만 우리에게 주어진 조건은 가혹했습니다.
- 초단기 일정: 설계 2개월, 시공 8개월 (2014년 4월 착공 ~ 12월 완공 목표)
- 복잡한 형상: 3차원 곡면 알루미늄 패널과 금속 시트의 정밀한 결합 필요
- 예산의 한계: 일반적인 공공 건축 예산 범위 내 해결
기존의 '설계 후 시공(Design-Bid-Build)' 방식으로는 도면을 검토하다가 공기가 끝날 상황이었습니다. 현장에서 맞지 않아 뜯어내고 다시 짓는 시행착오를 겪을 시간적 여유가 0(Zero)에 가까웠습니다.
Solution: 3D 최적화와 IPD 방식의 선제적 도입
위드웍스는 이 프로젝트를 단순한 시공 지원이 아닌, 엔지니어링 주도의 통합 관리로 접근했습니다. 2014년 당시로는 획기적이었던 설계단계에서부터 Pre-fabrication(공장 사전 제작) 프로세스를 전면 도입했습니다.
"현장에서 자르고 용접하면 늦습니다. 컴퓨터 속에서 이미 지어보고, 공장에서 완제품을 만들어 현장에서는 조립만 해야 합니다."
1. 비정형 최적화 설계 (Optimization)
보이드 아키텍트의 디자인 의도를 해치지 않으면서도 시공 가능한 곡면으로 변환했습니다. 설계단계에서부터 CNC 공법을 통한 공장제작, 현장조립을 통해 공기지연 및 품질저하 요인이 되는 현장 제작 작업을 최소화 하도록 3D 설계 엔지니어링을 진행하였습니다. 현장에서 구현이 불가능할 경우 설계변경이 되어야 하는데, 이는 공사기간연장 및 시공비 증액의 결정적인 요인이 되는데 이러한 부분을 설계단계에서부터 면밀하게 검토하고 이러한 시공 중 변수들이 발생하지 않도록 비정형 외장재 및 하지 시스템의 최적화 설계를 하였습니다.
2. IPD: 설계단계에서 부터 검증된 시공공법 적용
설계 단계에서부터 금속 외장 전문 업체가 참여했습니다. IPD(Integrated Project Delivery) 개념을 적용하였으며, 착공과 동시에 비정형 마감공사를 위한 제작용 3D 제작설계 모델링을 진행할 수 있었습니다. 캔틸러버 구간의 철골 처짐은 3D 스캐닝을 통해 확인한 후 역설계를 통해 3D 제작모델링에 반영하여 전체 디자인에 영향을 주지 않도록 업데이트를 하였습니다. CNC T-BAR 시스템은 디아크(2012), MBC 상암 신사옥(2013)에 적용한 사례가 있었기 때문에 메인철골 이외에는 현장 실측 없이 3D 제작 모델링 기준으로 비정형 외장패널을 정밀하게 생산가능했습니다.
그리고 비정형 내부마감공사는 각파이프 벤딩으로 비정형 곡면형상을 만들수 없는 형상이었기 때문에 폼플레이트 공법을 적용하여 3D 모델링이 정밀하게 구현될 수 있도록 하였습니다. 내부 비정형 곡면 마감 품질도 결국은 정밀하게 곡률을 제어하는 것에서부터 시작되는데, 기존 각파이프 벤딩이나 직선 세그먼트 연결 방법으로는 시공오차가 많이 발생하기 때문에 설계의도 구현이 어렵습니다. CNC 가공비용은 올라가겠지만 현장 작업보다는 공장제작-현장 조립용 공법을 적용 하는 것이 시공 품질을 높일 수 있는 최선의 방법입니다.
Result: 2014년 12월, 바람이 머무는 곳이 되다
결과는 성공적이었습니다. 4월에 첫 삽을 뜬 현장은 정확히 그해 12월, 겨울바람 속에서도 따뜻한 곡선을 품은 건축물로 완성되었습니다.
알루미늄 곡면 패널은 마치 하나의 천을 두른 듯 매끄럽게 이어졌고, 재시공이나 자재 폐기율은 최소화되었습니다. 이 프로젝트는 "비정형 건축은 비싸고 오래 걸린다"는 편견을 깨고, 기술적 최적화가 어떻게 공기와 비용을 절감하는지 보여준 2014년의 대표적인 모범 사례가 되었습니다.
Beyond 2014, Toward Future
2014년 버들골 풍산마당 프로젝트를 통해 위드웍스는 DfMA(Design for Manufacture and Assembly)의 확실한 노하우를 축적했습니다. 2014년 당시는 DfMA라는 용어는 없었지만 짧은 시공기간 내에 복잡한 비정형 디자인의 시공품질을 높이고, 공사비를 최적화할 수 있는 방법을 설계단계에서부터 적용했던 것이 이 프로젝트를 성공적으로 마칠 수 있었던 결정적인 요인이었으며, 이는 곧 공기단축과 비용절감이라는 실질적인 엔지니어링 성과로 직결되었습니다.
시간이 흘러도 변하지 않는 가치는 '정확한 기술이 만드는 아름다움'입니다. 10년이 지난 지금도 위드웍스는 그때의 열정으로 더 복잡하고 더 난해한 건축적 도전에 명쾌한 해답을 제시하고 있습니다.
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