[해외 사례 분석] 콘크리트의 한계를 넘다: 세계를 놀라게 한 UHPC 건축 TOP 3

 

안녕하세요. 위드웍스(WITHWORKS)입니다.

지난주 포스팅에서 위드웍스가 국토부 과제로 연구중인  '마감재 겸용 UHPC(초고성능 콘크리트) 영구거푸집'과 UHPC와 스마트노드를 활용해서 완성한  '월계사슴 2단지 파고라' 대해 이야기했습니다. UHPC의 "얇고, 강하며, 자유롭다"는 이론적인 장점들이 실제 해외 건축물에서는 어떻게 구현되었을까요?

오늘은 전 세계 건축가들에게 영감을 준, 비정형 콘크리트의 미학을 완벽하게 보여주는 해외 UHPC 건축 3선을 소개합니다.

비정형 콘크리트 기술의 핵심 키워드
1. 섬세함 (Delicacy): 철근 없이 얇은 두께와 패턴
2. 자유로움 (Freedom): 끊김 없는 2방향 곡면 성형
3. 정밀함 (Precision): DfMA 기반의 조립 기술

1. 프랑스 마르세유, 뮤셈(MuCEM) 뮤지엄

첫 번째 사례는 프랑스 남부의 강렬한 태양과 바다를 마주하고 있는 MuCEM Mueum( Museum of European and Mediterranean Civilisations)입니다. 지중해의 빛과 바람을 투과시키는 '수평적 수직성'을 테마로 설계되었습니다. 해안가에 위치한 지리적 특성을 살려 건물 전체를 감싸는 복잡한 격자 무늬의 UHPC 파사드를 통해 내부 공간에 자연스러운 명암효과를 구현했으며, 요새와 도심을 연결하는 공중 보행교를 통해 물리적 경계를 허물었습니다.

 

세계 최초로 마감재 뿐만아니라 구조 전체에 초고성능 콘크리트(Ductal®)를 전면 도입된 사례입니다. 일반 콘크리트보다 압축 강도가 6~8배 높은 특성을 활용하였고, 384개의 UHPC 패널이 정밀하게 조립되었으며, 이는 단순한 장식이 아닌 건물 내부로 들어오는 염분 섞인 해풍과 직사광선을 제어하는 기능적 차양 역할을 수행합니다

• 준공연도: 2013년
• 위치: 프랑스 마르세유(J4 부두)
• 규모: 지상 4층
• 연면적:  약 15,510 ㎡
• 건물높이: 약 19m

 

 

 

MUCEM MUSEUM, France

🔍 위드웍스의 시선 (Engineering Point)

• Rebar-less의 미학: 일반 콘크리트였다면 철근 피복 두께 때문에 둔탁한 격자가 되었을 겁니다. UHPC의 고강도 특성을 이용하여  멀리서 보면 콘크리트 같지 않은 파사드를 구현했습니다.
• 내염해성: 바닷가 바로 옆임에도 불구하고, UHPC의 치밀한 조직은 염분의 침투를 막아 부식 없는 내구성을 자랑합니다.

2. 프랑스 파리, 루이비통 재단(The Fondation Louis Vuitton)

프랭크 게리(Frank Gehry)가 설계한 루이비통 재단 미술관은  '빙산(The Iceberg)'이라 불리는 화이트 블록 위로 12개의 거대한 유리 돛(Sails)이 겹쳐진 형태입니다. 19세기 온실 건축의 전통을 현대적으로 재해석했으며, 비정형의 역동적인 곡선을 통해 빛과 반사, 투명성을 극대화한 공간적 경험을 제공합니다.

1. Ductal® UHPC 패널: '빙산' 외벽을 구성하는 19,000개의 화이트 패널은 초고성능 콘크리트인 Ductal을 사용했습니다. 압축 강도가 일반 콘크리트의 6~8배에 달해 두께를 최소화( 25mm)하면서도 시공이 용이하도록 UHPC 패널 한개당 중량을 최대 35kg 이하로 최적화 하여  복잡한 곡면을 정교하게 구현했습니다.
2. 진공 성형 공법(Vacuum Packed Mold): 각기 다른 곡률을 가진 패널을 제작하기 위해 유연한 금형 위에서 진공 압착 방식으로 성형하는 특수 공법이 적용되었습니다.
3. 하이브리드 구조 시스템: 돛을 지지하기 위해 강재(Steel)와 목재(Glulam)를 결합한 하이브리드 구조를 채택하여 유연성과 강성을 동시에 확보했습니다.

• 준공연도: 2014년
• 위치: 프랑스 파리 불로뉴 숲 (Bois de Boulogne)
• 규모: 지상 2층, 지하 2층
• 연면적: 약 11,700 ㎡
• 건물높이: 약 46m

 파사드 모듈러 패널공법 적용

파사드 모듈러 패널 조립

UHPC 패널 시공

 

Fondation Louis Vuitton, designed by Frank Gehry

🔍 위드웍스의 시선 (Engineering Point)

• DfMA와 2방향 곡면: '아이스버그'라 불리는 벽면을 구성하는 19,000개의 패널은 모두 모양이 다릅니다. 이를 현장에서 타설하는 것은 불가능합니다. 공장에서 정밀하게 제작(Precast)하여 현장에서 조립하는 DfMA 방식의 정수를 보여줍니다.
• 정밀 시공: 오차 없는 조립을 위해 BIM 설계와 3D 스캐닝 기술이 필수적으로 적용되었습니다.

3. 네덜란드 아른헴, 중앙역(Arnhem Central Station)

유엔스튜디오(UNStudio)가 설계한 아른헴 중앙역은 기둥과 벽, 바닥과 천장의 경계가 사라진 공간입니다. 뫼비우스의 띠처럼 뒤틀린(Twist) 구조체는 공간을 압도하며 여행객들의 동선을 자연스럽게 유도합니다.

 

아른헴 중앙역은 UHPC(Ultra-High Performance Concrete)를 통해 비정형 디자인의 내구성과 미학을 완성했습니다.

1. 외장 및 내장 패널: 루이 비통 재단 미술관과 유사하게, 복잡한 3차원 곡면을 구현하기 위해 고강도 및 고연성을 가진 UHPC 패널이 사용되었습니다.
2. 박막 시공: 일반 콘크리트로는 불가능한 얇은 두께(약 20~40mm)로 제작되어 구조적 자중을 획기적으로 줄였으며, 조밀한 조직 덕분에 별도의 유지보수 없이도 네덜란드의 습한 기후에 강한 저항성을 가집니다.
3. 정밀 금형 기술: 각기 다른 형상의 패널을 생산하기 위해 CNC 가공된 정밀 몰드를 활용하여 패널 간 오차를 최소화했습니다.

• 준공연도: 2015년
• 위치: 네덜란드 아른헴(Arnhem)
• 규모: 지상 4층, 지하 2층
• 연면적: 약 21,700 ㎡
• 건물높이: 약 23m

 

스틸 구조체로 곡면 형상제어

방수공사(건식 시스템)

UHPC 오픈조인트 패널

Arnhem Central Transfer Terminal, designed by UNS

🔍 위드웍스의 시선 (Engineering Point)

• 비정형 2방향 곡면 구현: 복잡한 3차원 곡면을 구현하기 위해 고성능 콘크리트 기술이 적용되었습니다. 금속 패널로는 해결하기 힘든  3D 곡면부위를 이음매  UHPC로 매끄럽게 풀어냈습니다.
• 구조와 마감의 일체화: 별도의 마감재를 덧붙이는 것이 아니라, 구조체 자체가 마감이 되는 노출 콘크리트 공법을 통해 재료의 물성을 극대화했습니다. 이는 CNC를 활용한 거푸집 제작 기술(Mold Technology)이 뒷받침되어야만 가능한 결과입니다.

 

Insight: UHPC 기술로 완성하는 비정형 건축의 무한한 가능성

이 세 프로젝트의 공통점은 "재료의 물성을 엔지니어링 기술로 극복하여, 물리적 한계 너머의 디자인을 현실화했다"는 점입니다.

 

해외의 혁신적인 사례들은 이제 더 이상 먼 나라의 이야기가 아닙니다. 삼성동 플레이스원(Place 1)과 성수동 젠틀몬스터 플래그십 스토어 등 국내 UHPC 적용 사례가 증명하듯, 콘크리트는 이제 무겁고 투박한 구조재를 넘어 섬세한 조형미를 구현하는 외장재로 진화했습니다.

위드웍스(WITHWORKS)는 이러한 기술적 전환점의 중심에서 국내 비정형 프로젝트의 실질적인 솔루션을 제공합니다. 복잡한 곡면을 제작 가능한 단위로 정교하게 분할하는 BIM 최적화 기술과, 현장 오차를 최소화하고 공기를 단축하는 DfMA(제조 기반 설계/조립) 프로세스의 결합은 상상 속의 디자인을 가장 경제적이고 효율적인 방식으로 구현해냅니다.

 

탄소 배출을 줄이는 친환경적 공법과 유려한 곡선의 미학, 위드웍스의 지난 10년간 연구하고 프로젝트에 적용하고 있는 UHPC 엔지니어링 기술과 공법이 있다면 국내에서도 세계적 수준의 비정형 건축물 구현이 충분히 가능합니다.

 

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