안녕하세요, 위드웍스(WITHWORKS)입니다.
최근 거리를 걷다 보면, 네모반듯한 성냥갑 같은 건물 대신 물결치듯 유려한 곡선의 건축물들이 눈에 띄게 늘어났습니다. 3D 프린팅과 디지털 디자인 기술의 발전 덕분에 건축가의 상상력이 현실로 구현되고 있는 것이죠.
하지만 여기서 엔지니어의 고민은 시작됩니다.
"철은 기본적으로 직선인데, 어떻게 3차원 곡면을 오차 없이 만들어낼 수 있을까요?"
단순히 파이프를 휘는(Bending) 방식으로는 해결할 수 없는 복잡한 비정형 건축물. 오늘은 이를 해결하는 위드웍스의 핵심 DfMA 솔루션 중 하나인 'CNC T-BAR 시스템'에 대해 이야기해 보려 합니다.
Challenge: '휘는 것'만으로는 부족하다
동대문 디자인 플라자(DDP)와 같이 비정형 곡면 건물을 지을 때는 '스페이스 프레임(Space Frame)' 방식을 많이 사용했습니다. 직선 부재들을 연결하여 곡면을 흉내 내는 방식인데, 하지만 이 방식은 지점과 지점 사이의 곡률을 완벽하게 제어하기 어렵다는 단점이 있습니다.
일정한 곡률(R값)을 가진다면 벤딩 머신으로 철을 구부리면 그만이지만 위치가 바뀔 때마다 곡률이 시시각각 변하는 비정형 디자인이라면 어떨까요? 억지로 철을 휘다 보면 제작 오차가 커지고, 현장에서 조립이 되지 않거나 외장 패널이 들뜨는 심각한 하자가 발생하곤 합니다.
Case Study: 각파이프 현장 벤딩의 한계
실제로 많은 현장에서는 비용 절감을 위해 각파이프를 직접 구부려 곡면을 만드는 '현장 벤딩' 방식을 택하기도 합니다. 단순한 단일 곡률의 경우에는 유효할 수 있으나, 복잡한 3차원 비정형 곡면에서는 부재의 뒤틀림이나 조인트 구간의 불일치와 시공품질의 문제가 빈번하게 발생합니다.
이러한 벤딩 방식은 결국 외장 패널 설치 시 표면 평활도(Flatness)를 저하시키고 곡면이 다각형처럼 분절되어 보이는 패싯(Facet) 현상을 초래하며, 이는 건축물의 기하학적 완성도를 크게 떨어뜨리는 원인이 됩니다. 위드웍스는 이러한 시공 오차와 심미적 한계를 근본적으로 해결하기 위해 엔지니어링 접근 방식과 기술적 패러다임을 혁신적으로 전환했습니다.
Solution: 항공 제조 기술을 건축에 입히다, 'CNC T-BAR'
위드웍스는 이 난제를 해결하기 위해 CNC T-BAR 시스템을 도입했습니다. 이는 억지로 철을 구부리는 것이 아니라, BIM(Building Information Modeling) 데이터를 기반으로 철판을 정밀하게 '재단'하여 레이저로 용접하는 방식입니다.
마치 맞춤 정장을 만들 때 옷감을 몸의 곡선에 맞춰 자르고 이어 붙이는 것과 같습니다. 선박이나 항공기처럼 정밀한 곡면이 필요한 산업에서 쓰이던 방식을 건축 파사드 솔루션으로 접목한 것입니다.
CNC T-BAR 시스템의 핵심 프로세스 (DfMA 적용):
| 단계 | 주요 내용 |
|---|---|
| 3D 스캐닝 & BIM 설계 | 메인철골 및 콘크리트가 완성되면 그 현황을 3D 스캐닝 측량해서 BIM(LOD400)에 반영 |
| CNC 레이저 커팅 | BIM 데이터를 바탕으로 철판(Web & Flange)을 레이저로 오차 없이 절단합니다. |
| 공장 제작 (Pre-fab) | 절단된 부재를 레이저 용접하여 정밀한 T자 형태 구조물(T-BAR)을 완성합니다. |
이 방식은 일반 벤딩보다 비용은 높을 수 있지만, 자유로운 곡률 구현이 가능하고 제작 오차를 최소화할 수 있어 고품질의 비정형 파사드를 구현하는 유일한 해법이 됩니다. 비정형 외장패널의 수많은 고정점들이 CNC T-BAR 제작 시 이미 포함되어 있어서 T-BAR를 설치한 후 별도의 현장실측이 없이 외장재 공사를 진행할 수 있습니다. CNC T-BAR와 외장패널을 동시에 제작할 수 있어서 공기절감과 공사비 절감이 가능하게 되는 매우 혁신적인 기술입니다.
CNC T-BAR 제작은 레이저 절단 및 레이저 용접을 사용하기 때문에 제작오차는 1mm 이내에서 통제 가능하여 매우 우수한 품질을 확보할 수 있습니다. 또한 T-BAR를 구성하는 웹과 플렌지를 Curve로 제작하게 되면 트위스트 된 3차원 티바 제작이 가능하게 되고, 법선(Nomal) 방향으로 패널 고정점을 일정한 간격으로 유지할 수 있어서 외벽 두께를 일정하게 유지하면서 최소화할 수 있습니다.
🛠️ CNC T-BAR 시스템 기술 사양 및 장점
- • 초정밀 엔지니어링 (Tolerance < 1mm): 레이저 커팅 및 레이저 용접 공정으로 제작 오차를 1mm 이내로 엄격히 통제하여 최상의 품질 확보.
- • 현장 실측 Zero & 동시 제작: BIM 기반 사전 고정점 설계로 현장 실측 없이 T-BAR와 외장 패널을 병행 제작하여 공기 및 원가 대폭 절감.
- • 3차원 트위스트 구현 (Curved Web & Flange): 웹(Web)과 플랜지(Flange)를 정밀 곡선으로 제작하여 뒤틀린 3차원 형상의 프레임을 완벽히 구현.
- • 법선 방향 정렬 및 벽체 최적화: 고정점을 법선(Normal) 방향으로 일정하게 배치하여 외벽 두께를 균일하게 최소화하고 기하학적 미학 완성.
Result: 도면, 그 이상의 가치를 현실로
위드웍스는 이 기술을 실제 프로젝트에 적용하여 CNC T-BAR 시스템의 효용성과 품질을 입증했습니다.
1. 서울대 풍산마당, 2015
복잡한 야외 공연장의 3D 좌표를 제어하기 위해 CNC T-BAR를 적용했습니다. 불규칙한 곡면 외장재가 한 치의 오차 없이 매끄럽게 설치될 수 있었던 비결입니다.
2. 롯데월드타워 타워동 포디움, 2016
국내 최고층 빌딩의 포디움 구간, 그 유려한 3D 벽체와 천장 또한 CNC T-BAR 기술이 있었기에 가능했습니다. 제한된 공기 내에서도 비정형 디자인을 최상의 시공 품질로 마무리한 성공적인 사례입니다.
3. 세종시 복합문화센터, 2021
3차원 유선형의 복잡한 지붕 라인을 CNC T-BAR 시스템으로 정밀하게 구현했습니다. 각기 다른 곡률을 가진 부재들을 BIM 데이터를 통해 개별 제작하여 조립함으로써 비정형 건축의 완성도를 극대화했습니다.
4. 파주 CJ ENM 스튜디오 센터, 2022
상징적인 대형 곡면 파사드를 구현하기 위해 CNC T-BAR 기술이 핵심적인 역할을 했으며, 구조적 안정성과 심미적인 곡선을 동시에 만족시켜야 하는 프로젝트에서 위드웍스의 기술력이 다시 한번 입증되었습니다.
5. 서울 로봇인공지능과학관 (RAIM), 2024
거대한 구체 형태의 비정형 외관을 자랑하는 서울 로봇인공지능과학관은 CNC T-BAR 시스템이 보여줄 수 있는 정밀 엔지니어링의 정점입니다. 복잡한 곡면의 외장 패널을 지지하는 하부 구조물을 오차 없이 제작하여 완벽한 구형의 미학을 완성했습니다.
6. 국립생태원 생태체험관, 2012
대규모 곡면 파사드와 유려한 지붕 곡선을 가진 국립생태원은 기술과 자연의 조화를 보여줍니다. CNC T-BAR 시스템을 통해 거대한 온실의 구조적 안정성을 확보하는 동시에, 복잡한 곡률의 프레임을 한 치의 오차 없이 구현해 냈습니다.
7. 대구 디아크 (The ARC), 2012
물수제비가 수면 위를 튕겨 나가는 찰나의 순간을 형상화한 디아크는 건축물 전체가 거대한 비정형 곡면으로 이루어져 있습니다. 이 정밀한 3차원 곡률을 구현하기 위해 위드웍스의 CNC T-BAR 공법이 적용되어 대구 낙동강변의 아름다운 랜드마크를 탄생시켰습니다.
8. 수원 제2체육관 (서수원칠보체육관), 2016
수원 제2체육관의 역동적인 지붕 라인 또한 CNC T-BAR 시스템의 정밀한 제작 공정을 통해 완성되었습니다. 대공간을 덮는 복잡한 곡률의 구조체를 오차 없이 구현하여 기능성과 미학적 가치를 동시에 확보한 대표적인 사례입니다.
9. 부산 엘씨티(LCT) 케노피, 2020
해운대의 랜드마크인 엘씨티의 하부 캐노피는 초고층 빌딩 특유의 강한 풍동 압력을 견디면서도 우아한 비정형 곡선을 유지해야 했습니다. CNC T-BAR 시스템은 이러한 고난도의 파사드 엔지니어링 요구 조건을 완벽히 충족시키며 시공의 정밀도를 높였습니다.
10. 원불교 소태산 기념관, 2019
금속성 외장재로 덮인 독특한 '바루' 형태의 소태산 기념관은 3차원 비정형 곡률의 정교함을 요구했습니다. CNC T-BAR 시스템을 활용하여 복잡한 비정형 하부 구조물을 정밀 제작함으로써, 금속 패널이 한 치의 어긋남 없이 매끄러운 곡면을 형성할 수 있었습니다.
"가장 난해한 도면이 가장 아름다운 작품이 되도록."
비정형 건축은 단순히 '멋진 형태'를 만드는 것이 아닙니다. CNC T-BAR와 같은 정밀한 엔지니어링 기술이 뒷받침될 때, 비로소 건축물은 예술이 되고 안전한 공간이 됩니다.
위드웍스의 CNC T-BAR 시스템은 설계자의 디자인 의도를 타협 없이 현실로 실현하는 가장 진화된 기술입니다. DfMA(Design for Manufacturing and Assembly) 프로세스를 기반으로 설계 단계부터 제작과 시공성을 통합 관리함으로써, 현장의 예측 불가능한 변수를 차단하고 최상의 시공 품질을 확보합니다.
이미 롯데월드타워, RAIM, 소태산 기념관 등 수많은 랜드마크의 외장 및 내장 공사를 통해 검증된 이 공법은 이제 비정형 건축의 표준으로 자리 잡았습니다. 시공사에는 공기 단축과 확신을, 발주처에는 무결점의 결과물을, 설계사에는 무한한 창의적 자유를 제공하는 해답— 비정형 디자인의 완성은 결국 CNC T-BAR 시스템입니다.
https://www.withworks.kr/dfma-solutions
DfMA SOLUTIONS | WITHWORKS
CNC T-BAR, TWISTED TUBE, SMART NODE, UHPC FACADE SYSTEM
www.withworks.kr
'TECHNOLOGY' 카테고리의 다른 글
| [Special Report] "부산 오페라하우스의 숨겨진 승자: 스마트 노드 공법이 증명한 압도적 구조 성능" (1) | 2026.02.10 |
|---|---|
| "곡면은 왜 비쌀까?" 비정형 건축 비용을 절감하는 위드웍스의 최적화 엔지니어링 기술 (1) | 2026.01.20 |
| "도면보다 완벽한 현장"을 만드는 비밀, 목업(Mock-up) (0) | 2026.01.15 |
| [Material] 콘크리트의 진화, 왜 지금 'UHPC'인가? (KIST, 플레이스원, 젠틀몬스터 사례) (1) | 2026.01.04 |