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주택

주택

住宅

1950년에 일어난 6·25전쟁은 우리나라를 거의 폐허 상태로 만들었다. 그로부터 50여 년이 지난 오늘날에는 경제 개발의 눈부신 발전을 가져와 건설 기술면에서도 새로운 건축 자재, 새로운 기계를 도입한 시공법 등이 차례로 개발되고 이 분야의 기초가 되는 학문도 현저하게 발전되었다. 아름다운 빌딩이 세워지고, 각종 공장과 경기장의 시설이 세워져 세계의 찬사를 받고 있다. 그러나 주택건축에 이르면 오늘의 진보된 기술이 충분히 응용되고 있다고 할 수는 없으며 질과 양이 모두 뒤져 있다.

주택의 성능

住宅－性能

주택이라 함은 기본적(基本的)으로 우리들을 자연의 변화로부터 지키는 셸터(shelter)이다. 따라서 주택은 더위나 추위·비·바람·소음 등을 차단하지 않으면 안된다. 방의 배치나 형태를 생각하기에 앞서 이러한 것이 필요하다. 이것을 주택의 성능이라 한다.

성능 좋은 주택을 만들기 위해서는 재료의 질을 높이고 가공 조립(加工組立)의 정도(精度)를 높여서 방을 될 수 있는 대로 기밀(氣密)하게 하지 않으면 안된다. 동시에 신선한 공기를 끊임없이 공급하는 공기 조절 설비·조명 설비·조리(調理)·세탁·청소 등의 여러 가지 설비를 완비할 필요가 있다(〔그림〕－1).

성능이 좋고 셸터와 도구와 설비가 일체(一體)가 된 주택을 만들기 위해서는 정도(精度) 높은 공장 생산을 적용하는 것이 가장 좋은 방법이라고 생각된다. 이 방법을 지금까지와 같이 현장에서 부품(部品)을 만들지 않고 공장에서 미리 만들어 둔다고 하는 뜻에서 프리패브리케이션(프리패브)이라 부르고 있다.

프리패브리케이션

prefabrication

프리패브화(化)라는 것은 주택에 한한 것은 아니다. 한국에도 고층빌딩이 많이 세워지고 있지만 이것들은 거의가 프리패브이다. 고층화한다는 것은 지금까지보다도 더 많은 재료를 지상으로부터 상당히 높은 곳까지 운반하여야만 하는 것이기 때문에 가볍게, 더욱이 소수의 인원으로 공사가 이루어지도록 하지 않으면 안 된다. 그래서 패널화(化)·유니트화(化)라는 것이 필연적으로 나오게 된다. 커튼월의 사고 방식도 이러한 것에서 나왔다.

프리패브 주택의 건축 방법에는 크게 나눠서 2종류가 있다. 그 하나로는 패널 방식이라고 해서 지붕·천장·벽·마루 등의 부위(部位)마다에 패널을 공장에서 만들어 현장으로 운반해다 조립하는 방법이다. 현재 선진 제국의 프리패브 주택의 대부분은 이러한 방법으로 만들어진다.

집 전체를 공장에서 만들지 않고 패널화하는 이유는, 우선 수송이 편하기 때문이다. 집 전체를 공장에서 만들더라도 이를 실을 수 있는 트럭이 우선 없으며, 만일 있다고 하더라도 그렇게 큰 트럭이 통과할 수 있는 도로 역시 많지 않다. 또 패널을 결합시키는 방법을 변경시킴으로써 여러 모양의 생활 조건에 맞는 여러 종류의 주택을 만들 수 있다는 것도 커다란 이유가 된다.

또 하나의 프리패브 주택의 방법은 유니트 방식이다. 거실·침실·욕실 등 방으로서 만들어진 공간단위(유니트)를 미리 방으로서 만들어 놓고서, 이 유니트를 짜맞추어 가는 방식이다. 선진국에서는 이 방법을 채용하고 있는 곳도 있다.

프리패브화(化)한다는 것은 여러 가지로 이로운 점이 있다. 공장에서 부품을 만드는 것이므로 현장에서의 공사 기간이 단축된다는 것과, 증축이나 개축, 즉 주택의 성장발전이 이뤄지기 쉽다는 것을 들 수 있다.

주택의 성장 발전을 관찰해 보면 건물 전체가 질서 없이 성장하는 것이 아니라 어린이 방이 증축된다든지, 거실의 장식을 바꾼다든지, 설비를 새로운 형(型)으로 바뀐다든지 하는 식으로, 방마다 그 변화와 성장의 방식이 다르다. 건물이 부품화(部品化)되어 있으면 증축도 편하고, 변화시키기도 쉬운 것이 만들어진다.

규격화

規格化

프리패브 주택을 공장에서 생산하기 위해서는 일정한 기준이 되는 사이즈가 필요하다. 이 사이즈를 모듈이라 부른다.

어떤 형태의 모듈이 인간생활에 제일 적당한가를 세계적인 건축가들이 연구하고 있다. 그 중에 르 코르뷔지에(Le Corbusier：1886-1965)의 르모뒬로르는 유명한데, 인체의 배꼽의 높이 1,130㎜(건축의 치수를 가리키는 경우의 단위는 ㎜이다)와 그 2배인 2,260㎜를 기준으로 하여 황금비(黃金比)를 사용해서 상하로 전개한 것이다.

모듈의 사상은 새로운 것은 아니며, 그리스 시대로부터 있었다. 그리스의 신전은 기둥의 굵기를 기준 치수로 하여 다른 부분의 치수를 비례적으로 계산해 낸 데서부터 시작되었으며, 르네상스 때 또다시 아름다움을 탄생시키는 원리로서 재인식되었다.

황금비

黃金比    다음은 피타고라스학파에 의해 발견된 선분의 분할비로, 황금비라 한다. 이러한 분할을 하면 조화 있는 아름다움을 느낄 수 있다.

  A                                                           M         B

집합 거주

集合居住

프리패브 주택이 본격적으로 양산화(量産化)될 때 부딪치는 고민, 그것은 토지 문제이다. 토지 문제를 빼고서 주택을 생각할 수는 없다. 현재의 토지 이용 방식에는 무익한 점이 많다. 이것을 해결하려면 주택을 고층화하는 것, 즉 아파트 단지를 만드는 것, 인공적으로 택지를 조성한다고 하는 2가지 방법이 있다.

인공적으로 만드는 택지를 인공토지라 한다. 그리고 이 인공토지는 철근 콘크리트로 만들게 되며, 전기·가스·수도·하수관 등의 설비가 마련된 건축물의 일부로서의 기능(機能)을 가진 토지이기 때문에, 주택을 만들 때에 기둥이나 벽을 세우고서 배관(配管)만 하면 수월하게 시공(施工)할 수 있으며, 이 콘크리트 토지 위에 흙을 덮고 나무나 화초를 심어서 자연을 느끼고 즐길 수도 있다.

근대건축의 구조

근대건축의 구조

近代建築－構造

최근에는 공공건물이나 사무실뿐만 아니라 집단주택으로서의 단지(團地) 아파트도 고층 건물을 사용하게 되었다.

그것들을 뒷받침하는 재료는 거의 대부분이 강철과 콘크리트이다. 구조상으로 보면, 철근 콘크리트구조와 철골구조, 그 양자를 겸한 철골 철근 콘크리트 구조 등이 있다.

또한, 지진이 많은 나라에서는 특히 내진구조(耐震構造)로서 여러 가지 연구가 진행되고 있다.

내진내화구조

耐震耐火構造

콘크리트는 시멘트·모래·자갈을 물로 이겨서 굳힌 것으로서, 압축력에는 대단히 강하나 잡아당기는 힘에는 약하다는 결점을 가지고 있다. 한편 강철은 잡아당기는 힘에는 강하나 압축력에는 약하다.

그래서 콘크리트와 강철을 결합시켜서 사용하면 이 양자의 결점을 서로 보완하게 되고 장점을 살리는 결과가 되므로 따로따로 사용하는 것보다 경제적일 뿐만 아니라 강한 구조를 가질수 있게 된다. 이것이 철근 콘크리트의 기본적인 성질이다.

철근 콘크리트구조는 기둥과 들보의 접합부가 일체(一體)로 되어 있으며, 외력(外力)에 대해서는 기둥과 들보가 일체로 되어서 저항을 하는 구조, 즉 라멘 구조(矩架構)를 가지고 있다.

철근 콘크리트는 철근이 끈기 있는 힘을 발휘하기 때문에 큰 외력을 받아도 쉽게 허물어지지 않는다. 지진이 일어났을 때의 건물의 구조체(構造體)에 작용하는 힘을 계산하여, 그에 견디어낼 수 있게 철근이나 콘크리트의 굵기를 계산해서 설계하면 되는 것이다.

철골(鐵骨)의 골조(骨組)를 철근으로 보강하고 그 위를 콘크리트로 굳힌 것이 철골 철근 콘크리트 구조이다. 큰 건축물은 거의 대부분이 이 구조를 채용하고 있으며, 이것이야말로 이상적인 내진내화구조(耐震耐火構造)이다.

그러므로 지진이나 화재가 많고, 더욱이 건물이 밀집된 곳에서는 석조·연와조(煉瓦造)·목조건물보다는 내진(耐震)·내화성(耐火性)이 강한 철근 콘크리트 구조라든가 철골 철근 콘크리트 구조가 바람직하다.

철골 철근 콘크리트 구조에서는 기둥과 들보로 되어 있는 주구조(主構造)가 건물 전체의 하중(荷重)을 지탱하고 있다. 그러니까 이 구조의 건물의 벽은 석조나 벽돌집과 벽과 같이 지붕이나 마루의 하중을 지탱하는 내력벽(耐力壁)이라든가 지진력(地震力)을 받는 내진벽으로 만들 필요가 없다. 거기에서 새시와 알루미늄판·유리 등이 결합된 스크린상(狀)의 커튼월이 쓰여진다. 그것들은 철·알루미늄·유리 등의 규격화된 공업 제품에 의해서 구성되어 있기 때문에 밝기·경쾌성과 함께 근대적인 감각을 지니고 있다.

큰 공간을 얻는 구조

－空間－構造

커다란 공간을 사이에 두되 기둥 없이 뒤덮을 필요가 있는 공장·전시장·체육관·격납고 등의 건물의 구조 기술은 2차대전 전만 하더라도 철골이나 목조의 몇몇 부재(部材)를 3각형으로 결합시킨 트러스 들보에 의존하는 수밖에 없었다.

2차대전 후 대공간(大空間)을 덮는 기술이 개발되었는데, 그 가운데서도 주목을 끈 것은 곡면판(曲面板) 구조이다. 곡면판 구조는 조개껍데기나 달걀껍질처럼 곡면으로 하여금 하중(荷重)을 지탱하는 들보의 역할을 하게 함으로써 면내에 굽힘응력이 일어나지 않게 하는 구조이다.

유럽이나 미국에서는 곡면판 구조의 설계이론이 19세기 초엽부터 고려되고 있었는데, 철근 콘크리트의 기술이 발전하여 실용화되기 시작한 1920년대부터 이 이론이 사람들의 관심거리로 등장하게 되었다. 한국에서도 이를 응용하고 있는데, 장충체육관은 이 이론을 응용한 것이다.

곡면판 구조와 비견(比肩)되는 2차대전 후의 새로운 구조 형식이라고 하는 것에 접기판(접기벽) 구조가 있다. 이것은 기둥을 사용하지 않고 철근 콘크리트 벽을 구부려서 수직으로 세워, 10-15㎝ 정도의 두꺼운 벽으로 건물의 수직하중(垂直荷重)과 모든 방향의 수평력을 지탱하는 것이다. 서스펜션 구조는 2개의 기둥에 건너지른 철로 된 케이블에 지붕을 매단 구조로 이루어져 있다.

새로운 구조역학

－構造力學

종래의 내진 구조에 대한 사고 방식은, 지진에 강하려면 건물 자체가 튼튼하게 지어지지 않으면 안 된다고 여겨 왔다. 즉 견고한 구조, 다시 말해서 강구조(剛構造)로 만들면 대지진(大地震)에도 강하리라고 생각해 왔다.

그러나 2차대전 후의 눈부신 기술 혁신으로 훌륭한 지진계가 개발되고 전자계산기도 발전되었으므로, 지진이 일어났을 때의 건물에 대한 힘의 전달 방식을 알게 되었다. 지반이 견고한 곳에서는, 어떤 높이 이상의 건물이 오히려 지진에는 안전하다는 사실도 전자계산기로 계산해서 알게 되었다. 동시에 건물 자체를 가볍고 부드럽게 만들어 놓으면 지진의 진동에너지를 흡수하여 버리기 때문에 30층이나 40층인 건물에서도 의외로 20층 정도의 건물과 같은 굵기의 기둥으로도 충분하다는 것을 알게 되었다.

강구조(剛構造)에 대하여 이 새로운 내진 구조의 사고방식을

유구조(柔構造)라고 부른다. 이러한 새로운 사고방식이 초고층 빌딩을 가능케 했다.

또 강한 강재(剛材)의 개발, 알루미늄 등의 가벼운 금속의 외벽이라든가 가벼운 콘크리트 등 튼튼하고도 가벼운 재료의 기술적 진보도 초고층 빌딩의 출현에 크게 이바지하고 있다.

커튼월

curtain wall

건물의 형태를 보지하는 주체 구조의 골조가 따로 있을 경우에는 벽체(壁體)는 단지 공간을 간막이하는 커튼과 같은 기능만을 갖게 되므로 이러한 벽체를 커튼월이라 부른다.

커튼월에 요구되는 강도는 주체구조에 안전하게 부착시킬 수 있고 자체 형태를 유지할 수 있을 정도에 지나지 않지만 지진이나 화재, 그 밖의 사고가 일어났을 경우 쉽게 붕괴되어 인명이나 재산에 많은 피해를 준 실례가 있으므로 그 내력(耐力)은 결코 가볍게 볼 수 없다.

커튼월은 특히 초고층 건축의 외주벽(外周壁)으로서 발생한 것으로, 높이가 100m 이상이 되는 건물의 경우 외부에 발판을 조립하기도 곤란하므로 미리 공장에서 제작된 외벽 패널을 들어올려 부착하는 방법이 채택된다. 공장에서 제작되므로 대량생산에 의한 합리화가 가능하며, 패널은 규격화되고 통일되는 것이 특징이 된다.

또 고층건축에 있어 건물의 자중은 기둥이나 들보의 굵기에 큰 영향을 미치므로 자중을 될 수 있는 한 작게 하려는 뜻에서 커튼월에는 스테인리스강·알루미늄·브론즈·법랑철판 등이 쓰이고, 단열재로서 록울·글래스울 등이 쓰인다. 개구부는 대개 유리를 사용하며, 실내의 온도·습도를 자동조절하는 경우가 많으므로 창을 여닫는 경우는 드물다.

신세대 인텔리전트 빌딩

新世代 intelligent Building1990년 5월 도쿄에 지상 43층, 지하 4층에 약 6,000명이 근무할 수 있는 'NEC 슈퍼타워'라고 명명되는 인텔리전트 빌딩의 준공식을 겸한 전시회가 열렸다.

빌딩의 외관은 마치 우주 로켓을 닮았으며, 16층부터 위로는 빌딩의 폭이 좁아지고 40층 이상에서는 더욱 가늘어지고 옥상 부분은 예각(銳角) 모양으로 되어 있으며 빌딩의 13층에서 15층 사이에는 높이 15m, 나비 42m의 바람 구멍 '윈드 아베뉴(wind avenue)'가 설치되어 있다.

외관뿐만 아니라 슈퍼타워는 인텔리전트 빌딩으로서의 기능도 주목받고 있다. 원래 인텔리전트 빌딩은 OA(Office Automa-tion)에 대응한 임대 빌딩으로서 맨처음 미국에서 등장하였다. 이것은 OA화에 대응한 통신 회선의 충실, OA기기의 무게를 견디는 바닥의 강화, 용량이 큰 전원 등을 갖춘 빌딩으로 정의되어 있다. 이 밖에 공기 조절, 조명, 방재 등 자동 제어가 가능한 '빌딩 오토메이션' 등의 기능을 포함하고 있다.

슈퍼타워의 정보 통신 설비는 최대의 규모로 통신의 기간 전송로(基幹傳送路)에는 1초간에 600메가비트의 정보를 보낼 수 있는 초고속 광(光) 파이버인 LAN(구내 통신망)이 설치되어 있다. 이것은 8,000대의 전화기, 6,000대의 단말 등을 동시에 접속할 수 있는 능력이 있다. 이 밖에 빌딩에 설치된 스튜디오를 이용한 'CAT 서비스', 국내 105거점을 통신위성으로 연결한 '위성 방송 서비스', 국내 13개소와 연결한 '텔레비전 회의 시스템' 등, 영상 정보를 자유자재로 다룰 수 있는 서비스 시설도 갖추고 있다.

또한 슈퍼타워의 빌딩 오토메이션 기능 중에서 환경제어의 기능을 들 수 있다. 보통 한 개의 층, 또는 몇 개의 층 단위로 밖에는 제어되지 않는 에어 컨디셔닝을 110㎡ 단위로 제어할 수가 있다. 플로어 넓이 약 2,200㎡인 3-10층에서는 20m에 가까운 구획을 스스로 제어할 수가 있다. 더욱이 전화기로 자신의 자리에서 제어할 수 있다.

조명은 기둥에 설치된 액정 터치 패널에 접촉하기만 하면 간단히 on, off 가 가능하다. 이 터치 패널은 화면을 바꿈으로써 각 플로어에 있는 부서의 위치를 안내하는 기능을 갖추고 있다.

방재 대책으로는 화재 경보기 외에 연기 감지기, 열 감지기, 스프링클러가 설치되어 있다. 이들 센서로부터 얻어지는 정보나 엘리베이터의 운행 상황, 에어 컨디셔닝의 상황 등은 모두 지하에 있는 빌딩 관리 센터에서 모니터를 통해 관리된다.

1990년부터 이른바 인텔리전트 빌딩이 각지에서 만들어지기 시작하였다.

슈퍼타워는 주위의 환경과의 조화, 일하기 쉬운 환경 조성에 대한 배려가 그 특징이다.

주위 환경과의 조화에 대한 대표적 보기는 이 빌딩의 중간쯤에 설치한 바람 구멍, 즉 윈드 아베뉴(wind avenue)이다. 이 바람 구멍은 단순히 외관상의 진기함뿐만 아니라 신주쿠 부도심의 초고층 빌딩 등에서 발생하는 풍(風)에 대처하는 한 방법으로서 만들어진 것이다.

당연한 일이지만 테크놀러지는 사람에게 봉사하기 위하여 필요하다. 그러한 뜻에서 슈퍼타워의 사상을 계승하는 인텔리전트 빌딩은 앞으로 더욱 늘어날 것이다.