국내 공공건물 최초 BIM기법 도입

4차례 사전제작으로 문제점 최소화

성형기술 국ㆍ내외 특허로 수출기대

[시민일보] 세계 최대 규모의 비정형 건축물인 서울 동대문디자인플라자(DDP)가 4만5000여개의 은빛 외장패널 중 58.3%인 2만6000여장을 설치해 그 위용을 드러내고 있다.

서울시는 모든 면이 각기 다른 곡률과 형태로 디자인돼 설계단계부터 구현 여부에 많은 관심을 모았던 외장패널을 지난 해 6월부터 스페이스 프레임에 붙이기 시작했으며 오는 2012년 6월까지 완료할 예정이다.

따라서 시민일보는 세계 최고의 복합 기술이 결합된 동대문디자인플라자의 외형 디자인의 이모저모를 살펴본다.

◆고도의 집중력과 섬세한 시공, 아름답고 부드러운 곡선 특징

DDP는 이달 기준 컨벤션홀(외장패널 설치, 내부마감 구조틀 설치, 각종 설비 배관 및 배선 공사), 전시관(외장패널 설치, 내부마감 구조틀 설치, 각종 설비 배관 및 배선 공사), 디자인정보센터(외장패널 설치, 내부마감 구조틀설치, 각종 설비 배관 및 배선 공사), 지하연결광장(지하공간 터파기, 지하구조물 공사) 등 전체 공정률 76.0%를 보이고 있다.

DDP는 동대문역사문화공원 건설공사 가운데 지난 2009년 부분 개장한 공원부분과 나뉘며 오는 2013년 7월 완공 예정이다.

각기 다른 4만5000여개의 은빛 외장패널을 붙이는 작업은 고도의 집중력과 기술, 인내심을 필요로 하는 섬세한 시공이다.

DDP 외관은 축구장(90X120)의 3.1배인 면적 3만3228㎡에 2차 곡면판 등 모양이 각기 다른 3차원 비정형 알루미늄 패널 4만5133장을 설치하게 되며, 3개팀 15명이 1일 평균 120장을 붙이고 있다.

설치순서는 구조체인 스페이스 프레임에 두께 2㎜의 아연도 강판을 깔고 그 위에 차음시트, 단열재, 합판, 1?2차 방수재를 순차적으로 밀착시키고 끝으로 외장패널을 조립하게 된다.

DDP의 3차원 비정형 외장패널 제작은 국내최초로 전자동 컴퓨터 자동화시스템을 도입하여 품질이 뛰어나고 대량생산도 가능하며, 외장패널 성형기술은 국내 및 해외에서 특허 획득 및 출원 중으로 국내 건설기술 향상 및 해외 수출도 기대된다.

외장패널의 제작은 해외의 유수업체들도 수작업으로 하고 있어 품질이 일정하지 않고 가격도 고가이다.

DDP의 외장패널은 설계자 자하 하디드(Zaha Hadid, 62, 건축가, 이라크)만의 아름답고 부드러운 곡선의 특징을 고스란히 담아내고 있다.

설계자인 자하 하디드는 DDP 외장패널의 품질에 대단히 만족해하고 있으며 외장패널에 대한 국?내외의 많은 관심과 문의가 잇따르고 있다.

송경섭 도시기반시설본부장은 "동대문디자인플라자는 세계 최고의 복합 기술이 결합된 대한민국의 대표적 건축물로 세계 디자인 트랜드를 선도하는 디자인 명소는 물론 문화와 역사가 공존하는 서울을 상징하는 랜드마크로 자리매김할 것으로 기대된다"고 말했다.

◆동대문디자인플라자(DDP), 3차원 비정형 외장패널 실현을 위한 과정

▲국내 공공건축물 최초 3차원 입체 설계기법(BIM) 도입=동대문디자인플라자(DDP)의 내ㆍ외부 모양은 파격적인 3차원 비정형 형태로써, 일반적인 설계 및 컴퓨터작업(CAD)으로는 비정형 형태를 설계할 수 없어, 국내 공공건축물로서는 최초로 3차원 입체 설계기법인 BIM(Building Information Modeling)기법을 도입해 설계했다.

BIM이란 2차원의 평면적 도면정보를 3차원의 입체설계로 전환하고, 건축의 모든 정보를 데이터베이스화해 설계, 시공 등에 활용하는 3차원 건물설계를 위한 차세대 기법이다.

▲실물크기 모형(Mock-Up) 4차례 사전 제작해 패널 문제점 개선=외장패널의 평판 및 1차곡면판(곡면이 1개만 있는 패널)에 대한 국내 제작 기술력은 확보돼 있지만, 전 세계적으로 유례를 찾아볼 수 없는 2차곡면판(곡면이 2개 이상 있는 패널)은 국내의 시공경험이 전무한 상태다.

시는 이를 구현하기 위해 실물크기의 외장패널 모형(Mock-Up)을 4차례에 걸쳐 사전제작해 문제점을 파악하고 개선했다.

외장패널 모형(Mock-Up)이란 제품을 디자인하고 그 콘셉트에 맞게 형태를 만든 후 실물과 동일한 크기로 모형을 만드는 것이다.

▲국내 최초 2차곡면판 제작을 위한 특수 성형 및 절단기계 도입=평판 및 1차곡면판은 일반적인 컴퓨터 장비로도 제작이 가능하나, 2차곡면판은 3차원 비정형 형태라 일반적인 컴퓨터 장비로는 제작이 불가능해 2차곡면판 제작을 위한 특수 성형기계(MPSF - Multi Point Stretching Forming Machine) 및 절단기계(3차원 레이져 절단기 - Multi Spindle Laser & Multi Scanner)를 국내 최초로 도입했다.

DDP의 외장패널은 시가 공공건축물 최초로 도입한 3차원 입체 설계 기법인 BIM으로 패널도면을 완성하면 BIM 데이터를 외장패널의 성형 및 절단기계로 입력해 모든 외장패널의 성형 및 절단 작업 등 전공정을 컴퓨터 자동화 시스템으로 진행한다.

특히, 2차곡면판의 성형(MPSF)기계는 곡률이 불규칙한 3차원의 패널도 컴퓨터가 자동으로 성형하게 되며, 3차원 Laser 절단기는 2차 곡면판의 형태를 컴퓨터의 3D-Scanner가 자동으로 인식해 곡률이 심한 패널도 자유자재로 패널면을 직각으로 절단할 수 있다.

전용혁 기자 dra@siminilbo.co.kr

사진설명= 동대문디자인플라자 조감도.