[해외건축 Insight] 뉴욕, VIA 57 West 의 DfMA 건축기술 심층 분석

Intro: 맨해튼의 스카이라인을 바꾼 거대한 '돛', VIA 57 West

뉴욕 맨해튼 57번가, 초고층 빌딩 숲 사이로 마치 거대한 돛이나 피라미드를 연상시키는 독특한 건축물이 시선을 사로잡습니다. 바로 세계적인 건축 그룹 BIG(Bjarke Ingels Group)이 설계한 VIA 57 West입니다. 유럽의 '중정형 저층 주거'와 미국의 '고층 스카이스크래퍼'를 결합한 이른바 '코트스크래퍼(Courtscraper)'라는 새로운 유형을 제시하며 전 세계 건축계의 주목을 받았습니다.

하지만 이 아름답고 복잡한 비정형 매스를 실제로 구현하는 것은 엔지니어들에게는 엄청난 도전이었습니다. "도대체 이 휘어진 면을 어떻게 오차 없이 실현할 것인가?"라는 질문은 프로젝트 전반을 관통하는 핵심 과제였습니다. 현대 건축 기술이 이러한 복잡함을 어떻게 데이터와 공학적 해법으로 풀어냈는지 살펴보겠습니다.

 

VIA57 West, New York by BIG Architect

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Challenge: 1,200개의 서로 다른 퍼즐 조각

VIA 57 West의 가장 큰 특징은 북동쪽으로 솟구치는 비대칭 피라미드 형태입니다. 이 형태를 유지하기 위해 외벽(Facade)은 수천 개의 금속 패널과 유리 유닛으로 구성되었습니다. 문제는 비정형 곡면 특성상 규격화된 기성 제품을 거의 쓸 수 없었다는 점입니다.

전통적인 방식대로 현장에서 하나하나 맞추어 시공했다면, 막대한 비용 상승과 공기 지연을 피할 수 없었을 것입니다. 특히 각기 다른 각도로 꺾이는 파사드 접합점의 정밀도는 구조적 안정성과 심미성을 동시에 만족시켜야 하는 난제였습니다.

 

복합적인 설계와 협업

이 거대한 파사드는 시작부터 복잡한 문제 해결 과정을 요구했습니다. 설계사 BIG은 파사드 컨설턴트인 이스라엘 버거 & 어소시에이츠(Israel Berger & Associates, 현 Vidaris)와 협력했으며, 파사드 엔지니어링 및 커튼월 설계사인 Enclos를 통해 북쪽의 피쉬본 패턴 커튼월, 남쪽의 스테인리스 스틸 경사벽, 동·서쪽의 맞춤형 커튼월 시스템에 대한 종합적인 설계 및 시공 서비스를 제공받았습니다.

 

제작의 혁신: 레이저 스캐닝 적용

Enclos의 수석 디자이너 알레산드로 론피니(Alessandro Ronfini)는 방수와 제작이 두 가지 큰 과제였다고 말합니다. 비용 최적화를 위해 Enclos는 뉴욕의 높은 인건비와 물류비를 절감하고자 완전 조립식(Prefabricated) 시스템으로 설계되었습니다. 

1,200개 이상의 고유한 '메가 패널'로 파사드를 세분화했으며, 공차(오차 범위)를 맞추기 위해 자동차 산업에서 활용되고 있는 레이저 스캐닝 기술이 도입되었습니다. 3차원 스캔을 통해 각 부품과 조립된 패널이 현장에서 완벽하게 맞물려 건물의 독특한 곡률을 구현할 수 있도록 했습니다.

재료의 선택: 스테인리스 스틸

외부 표면은 샌드블라스트 마감된 스테인리스 스틸로 제작되었습니다. 이 무방향성 마감 덕분에 패널 절단 시 재료 낭비를 줄일 수 있었으며, 햇빛 아래에서도 눈부심이 적고 부드러운 느낌을 주며, 허드슨 강 근처의 염분과 웨스트 사이드 고속도로의 오염원으로부터 발생하는 부식에 강해 뉴욕의 거친 환경에 가장 적합한 재료로 선택되었습니다.

방수 및 구조적 해법

경사면의 각도는 지면의 0도에서 건물 꼭대기의 67도까지 계속 변하는데.  Enclos는 천창(Skylight)과 유사한 방식의 디테일을 선택 택했습니다.

• 1차 방수: 레인스크린 역할을 하는 외부 스테인리스 패널과 가스켓 처리된 조인트.
• 2차 방수: 수평 및 수직 거터(물랑)를 통해 모인 물은 건물의 용수로 재사용도며,  모든 배수는 외벽 외부에서 이루어져 건물 외벽을 관통하는 배수관이 없음.

 

 

남측 파사드, 메가 패널(비정형 파사드 유닛 공법) & 거터 시스템 by Enclose

 

비정형 파사드 유닛 공법 시공

 

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Solution: 디자인을 실현한 4가지 DfMA 건축 기술

VIA 57 West의 성공적인 완공 뒤에는 복잡한 설계를 정밀한 제조 데이터로 치환한 DfMA를 위한 엔지니어링 기술이 있었는데,  프로젝트에 적용된 DfMA 핵심 기술은 다음과 같습니다. 

1. 파라메트릭 모델링 (Parametric Modeling)
Rhino와 Grasshopper를 활용한 파라메트릭 워크플로우를 도입했습니다. 층별로 각기 다른 평면 구조를 해결하고, 1,200여 개의 개별 외벽 패널 제작 도면을 자동으로 생성하여 설계 변경과 시뮬레이션에 신속하게 대응했습니다.

2. 레이저 측량 기술 (Laser Metrology)
이중 곡률을 지닌 복잡한 파사드 시공을 위해 고정밀 3D 스캐닝 기술이 활용되었습니다. 공장에서 제작된 프리패브 메가 패널들을 고정밀 3D 스캐닝으로 검수하여, 엄격한 허용 오차 내에서 품질을 확보했습니다.

3. 프리패브리케이션 (Prefabrication & Pre-assembly)
뉴욕 맨해튼 중심부의 높은 인건비와 물류 난관을 극복하고자 주요 구조물과 커튼월을 외부 공장에서 미리 조립(Prefab)했습니다. 이는 DfMA(제조 고려 설계)의 원칙을 충실히 따른 사례로, 현장 설치 시간을 단축하고 시공 품질을 높였습니다.

4. 레이저 용접 기술 (Laser-Welding)
외벽 각도가 0도에서 67도까지 시시각각 변하는 환경에서 창문 청소 기계(BMU) 트랙을 설치하기 위해 특수 레이저 용접 기술이 적용되었습니다. 이를 통해 부식에 강한 스테인리스 스틸을 정밀하게 가공하여 커스텀 프로파일을 성공적으로 구현했습니다.

이러한 기술적 접근은 비정형 건축이 단순한 조형미를 넘어, 데이터 기반의 정밀한 제조 프로세스를 통해 현실화될 수 있음을 보여주는 중요한 지표가 되었습니다.

 

⭐️위드웍스, 스텐레스 스틸 레이저 용접 프로젝트 

레이저 용접의 가장 큰 장점은 1.2mm 이하 두께의 박판 시트를 완전 용입용접 하면서  용접열에 의한 변형이 전혀 없으며  용접 후 별도의 마감 작업이 필요 없을 정도로  품질이 매우 높습니다.  DfMA를 위한 3D 설계가 먼저 선행된 후 레이저 절단, 레이저 용접 순서로 진행되며,  레이저 용접 시에서 로봇암을 이용하기 때문에 박판이지만 정밀한 용접이 가능하게 됩니다. 

 

1. 롯데월드타워 포디움, 스텐테스 스틸 리빌

리빌 샘플 : Thk 1.2mm 스텐레스 스틸

제작용 3D 모델링 by CATIA

리빌 시공된 모습

 

2. 포스코 스틸갤러리, 스텐레스 스틸 3D 루버

레이저 용접으로 제작된 스텐레스 스틸 3D 루버

 

 

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Result & Insight: 위드웍스가 바라본 기술의 가치

VIA 57 West는 "복잡한 비정형 디자인도 DfMA를 위한 설계 최적화를 통해 시공품질, 경제성, 시공성을 확보할 수 있다"는 것을 증명한 프로젝트입니다. 위드웍스는 이 사례를 통해 비정형 건축이 나아가야 할 방향에 대해 다음과 같은 인사이트를 얻었습니다.

 

✳️ 혁신을 위한 세 가지 핵심 전략:

1. 데이터의 연속성: 설계(BIM)에서 제조(CNC)로 이어지는 심리스 데이터의 무결성이 비정형 건축의 성패를 결정합니다.
2. 현장 효율성 극대화: DfMA는 단순히 시공의 편의를 넘어, 현장 인건비를 절감하고 안전 사고를 예방하는 가장 강력한 수단입니다.
3. 유지관리 고려 설계: 진정한 비정형 건축은 완공된 직후의 모습뿐만 아니라, 장기적인 유지관리의 편의성까지 엔지니어링 단계에서 정의되어야 합니다.

위드웍스는 'Beyond Structure, Toward Value'라는 슬로건 아래, Smart Node 및 CNC T-BAR와 같은 자체 DfMA 솔루션을 바탕으로 국내외 비정형 파사드 프로젝트에 해답을 제시하고 있습니다. 복잡한 도면이 쉬워지는 곳, 위드웍스가 여러분의 상상을 현실로 만듭니다.

 

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