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한헌 하
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2 工學碩士學位請求論文 비계 구조와 프리패브 유닛을 사용한 현존하는 건물의 기능적 입면 부가에 관한 연구 A Study on Additional Occupy-able Facade to the Existing Buildings by Using Scaffolding Structure and Prefabricated Units 28 年 7 月仁荷大學校建築工學科大學院計劃專攻林權雄

3 工學碩士學位請求論文 비계 구조와 프리패브 유닛을 사용한 현존하는 건물의 기능적 입면 부가에 관한 연구 A Study on Additional Occupy-able Facade to the Existing Buildings by Using Scaffolding Structure and Prefabricated Units 28 年 7 月指導敎授 : 朴鎭瑚 이 論文 을 學位論文 으로 제출합니다. 仁荷大學校建築工學科大學院計劃專攻林權雄

4 이 論文 을 林權雄 의 碩士學位論文 으로 認定 함 28 年 7 月主審 : 副審 : 委員 :

6 국문초록 건축에서의 입면의 의미는 역사를 통하여 점진적으로 발전해 왔다. 입면은 근대 이전의 구조적인 문제를 해결해 줄 수 있는 내력벽의 형태로부터 근대 이후 구조 와 독립되어 건축물의 정체성을 드러내는 중요한 요소로서 자리 잡은 현대에 이 르기까지 그 의미와 기능이 변화되어 왔다. 하지만 상업적 현대사회에서 구조로 부터 자유로워진 입면은 많은 경우 단순히 시각적 조형성만으로 사람들을 유인하 기 위한 수단으로 전락해 버리고 있다. 이 경우 건축물의 내부공간의 특질과 융 합하지 못하고 일종의 얇은 스킨으로서만 보여 지고 있으며 시간이 지나 보수를 해야 할 시점에서는 또 다시 그 껍데기만 갈아내는 경우가 대부분을 차지한다. 이 논문은 기존에 파사드가 가지고 있었던 필수 불가결한 건축 요소로서의 위상 을 재획득 할 수 있는가에 대한 물음으로부터 시작된다. 즉, 단순히 미학적 요소 로서만 평가절하 되어버린 입면의 역할을 되찾을 수 있는지에 대해 진단하며 차 후 계획된 입면이 건축물에서 차지하게 될 역할과 그 역할이 어떠한 방식으로 기 존의 건축물에 이점을 줄 수 있는지에 대해 고찰한다. 수많은 리노베이션 사례에 서 보이는 단순한 입면 갈아내기를 넘어서서 입면의 역할을 확대하여 건축에서 다시금 중요한 구성요소로서 받아들여질 수 있는 가능성에 대해 논의하고자 하는 것이다. 이 연구는 도시 내에 존재하는 기존 건축물의 리노베이션 시 건축물의 입면에 하 나의 기능적 막으로 건축물의 내외부에 효과적인 역할을 수행하는 부가되는 프로 그램의 켜에 대해 제안하고 그 적용가능성에 대해 진단하고자 한다. 특히, 부가되 는 방식으로서 비계 구조와 프리패브 유닛 시스템을 활용하여 내부 공간의 프로 그램을 지지하고 새로운 동선의 확보를 통해 기존 건물의 공간적 목적에 부합할 수 있는 가능성을 극대화 시키는 것을 제안한다. 또한 이 시스템을 통해 각 건물 별로 적용 가능한 독창적 입면 디자인을 고찰해 보고자 한다. Keyword : Scaffolding, Prefabricated Unit, Functional Facade, Renovation - I -

7 Abstract The façade of a building in general is one of the most significant elements in architecture from a design standpoint, as it sets the character for the rest of the building. By definition, façade means the face or front of a building. It at times represents a historical style or a particular function. The meaning and function of the building façade has been changed: At times, it functions as the structural walls or as the skin cladding. The facade of modern architecture is recognized as a new meaning that separates from the structure of the building. It becomes as essential as interior through the various experiments; pervasive mass media, technical and energy-efficient improvement, interactive designs. etc. The facade of modern architecture is developed into the new architectural status so that it interacts with people in interior as well as in exterior. Besides, in recent years, architects have explored the meaning and function of the building façade in different manners. Some have transformed facades into communication devices. Others have made the façade into a kind of building system that responds to changing occupancies or outdoor conditions, as well as an occupy-able façade in some need of additional spaces or functional necessities. This study starts with a brief question how the meaning and function of a building façade can be restored its essential role as a considerable element of an architecture in the contemporary society. To begin with, it examines methods for recovering the meaning and function of a building façade. Then it involves an additional occupy-able façade to the existing buildings by using scaffolding structure and prefabricated units. The additional occupy-able façade can include new programs linking with the existing inner space programs. Especially, it deals with a methodological technique with regard to remodeling and renovation of existing buildings. Finally, a design experiment is performed to test and implement the above design research. - II -

8 목 차 국문초록. 서론.. 연구의 배경 및 목적.2. 연구의 범위 및 방법 2.3. 연구의 흐름도 4 2. Scaffolding Structure & Prefabricated units 2.. 기능적 Facade 부가의 효과 새로운 동선의 확충 필요 프로그램의 확충 환경 설비적 기능의 확충 부가 방식 직립 방식(Erecting) 외팔보 방식(Anchoring) 현수 방식(Suspending) Scaffolding Structure 현존하는 입면에 대한 부가 위치에 따른 분류 디자인 형태에 의한 분류 구축 공간의 밀도에 의한 분류 구축면의 단면 형상에 의한 분류 Prefabricated Units Unit의 구성 요소 Unit의 다양한 조립방식 동선 해결을 위한 Unit Design 3.. 프로토 타입 3... Scaffolding Structure Prefabricated Unit 기능적 파사드의 구축 - III -

9 3.2.. 구축 프로세스 부가되어진 기존 건물과의 관계 복수 유닛의 공간적 다양성 디자인 적용 4.. 계획 대지 4.. 대지 현황 기존 건물 분석 비계구조 및 유닛 디자인 기능적 파사드 적용 가능한 프리패브 유닛 다양한 유닛간의 결합 및 적정 프로그램 디자인 결과물 프로세스 입면적 특징 단면적 특징 D 이미지 결론 57 참고문헌 감사의 글 - IV -

10 표 목차 표 - 연구흐름도 4 표 2- 유닛 모듈러에서 구축 가능한 다양한 타입들의 경우의 수 2 그림 목차 그림 2- 기존 건물 공간의 통합 가능성을 보여주는 다이어그램 5 그림 2-2 인사동 쌈지길 6 그림 2-3 부가된 입면의 내부에 삽입된 경사로를 통해 확보된 완만한 동선 6 그림 2-4 Kisho Kurogawa, Karuizawa 캡슐주택 7 그림 2-5 Actar Arwuitectura, reail system housing, 그림 2-6 Neutelings-wall-de Geyter-roodbeen 7 그림 2-7 입면에 대한 기능 집중화로 인해 획득하는 내부 공간의 자유도 증가 8 그림 2-8 Commerzbank, Frankfrut, Germany 8 그림 2-9 Kanafo Klimor - Argo housing 9 그림 2- 입면에 부가된 기능적 파사드의 환경 설비적 이점에 대한 다이어그램 9 그림 2- MVRDV, Wozoco housing 그림 2-2 직립 구조를 가진 Scaffolding 구조의 다양한 타입 그림 2-3 직립 구조 Scaffolding의 전면상의 점유방식에 대한 다이어그램 그림 2-4 NL architect, Pixel city 2 그림 2-5 운생동, 에버빌 2 그림 2-6 외팔보 구조를 가진 Scaffolding 구조의 다양한 타입 2 그림 2-7 외팔보 구조 Scaffolding의 전면상의 점유방식에 대한 다이어그램 3 그림 2-8 Neutelings Riedijk, New concert hall in Bruges 3 그림 2-9 현수 구조를 가진 Scaffolding 구조의 다양한 타입 4 그림 2-2 외팔보 구조 Scaffolding의 전면상의 점유방식에 대한 다이어그램 4 그림 2-2 한계 상황에 따른 부가 위치의 변화에 따른 분류 5 그림 2-22 기능적 파사드의 부가면의 개수에 따른 분류 6 그림 2-23 Scaffolding의 디자인 형태에 의한 분류 6 그림 2-24 구축 공간의 밀도에 의한 분류 7 그림 2-25 구축면의 단면 형상에 의한 분류 - 기존 건물의 입면 유지 8 그림 2-26 구축면의 단면 형상에 의한 분류 - 기존 건물의 입면 변형 8 - V -

11 그림 2-27 Unit의 구성 요소 2 그림 3-8 동선 해결을 위한 특수 유닛 22 그림 3- 입면에 부착된 Erecting Scaffolding의 프로토 타입 23 그림 3-2 Scaffolding의 조합 분해도 23 그림 3-3 Scaffolding 프로토 타입의 평면 및 결합부 디테일 24 그림 3-4 Scaffolding 프로토 타입의 입면 및 결합부 디테일 24 그림 3-5 Prefab. Unit의 제작 모습 25 그림 3-6 Prefab. Unit의 프로토 타입 디테일 분해도 25 그림 3-7 Scaffolding 구조와 Prefab. unit의 결합 모습 26 그림 3-8 기존 건물의 입면에 부가되는 기능적 파사드의 구축 과정 26 그림 3-9 복수의 유닛들 간의 다양한 조합들 27 그림 3- 수평형조합 및 수직적조합 28 그림 3- 개방형 조합과 폐쇄형 조합 28 그림 4- 광주광역시 대인동 7-번지 롯데백화점 부근 현황 29 그림 년 완공 당시의 모습 3 그림 4-3 현존하는 백화점의 입면 3 그림 4-4 현존 건물의, 3층 평면 3 그림 4-5 현존 건물의 6, 9층 평면 32 그림 4-6 현존 건물의 종단면도 33 그림 4-7 현존 건물의 횡단면도 33 그림 4-8 수직적으로 파형의 곡선으로 이루어진 비계 구조 34 그림 4-9 2개의 수직부재로 한 쌍을 이루는 비계구조 35 그림 4- 비계 구성 요소들 간의 결합 디테일 36 그림 4- 비계 구조의 결합 부분 디테일 37 그림 4-2 기존 건물의 슬라브와 연결되어 확장되는 비계 구조의 측면부 38 그림 4-3 비계부분에 삽입된 프리패브 유닛 39 그림 4-4 비계구조에 삽입되는 프리패브 유닛의 종단면 및 횡단면 4 그림 4-5 유닛들의 수직적 결합 패턴 4 그림 4-6 유닛들의 수평적 결합 패턴 4 그림 4-7 백화점 내부의 변화 단계를 보여주는 다이어그램 42 그림 4-8 현존하는 건물의 상태 43 그림 4-9 입면과 최외곽 기둥의 제거 43 그림 4-2 내부와 기능적 파사드 사이공간에 건축적 산책로 구성 44 그림 4-2 비계 구조의 부착 44 그림 4-22 완성된 비계구조에 프리패브 유닛을 삽입 45 - VI -

12 그림 4-23 곡면 유리를 사용한 커튼월 마감 45 그림 4-24 남측면도 46 그림 4-25 서측면도 46 그림 4-26 북측면도 47 그림 4-27 동측면도 47 그림 4-28 횡단면도 48 그림 4-29 종단면도 48 그림 4-3 배치도 49 그림 4-3 Birdeye View 5 그림 4-32 입면 패턴 5 그림 4-33 곡면 유리 마감 5 그림 4-34 마감면 상세 5 그림 4-35 단면 투시도 52 그림 4-36 보이드 공간이 삽입된 내부 전경 52 그림 4-37 반사유리가 사용된 입면 예시 53 그림 4-38 내부 프리패브 유닛의 모습 53 그림 4-39 투명성이 확보된 기능적 파사드의 모습 54 그림 4-4 기존 건물과의 결합 방식 54 그림 4-4 랜드마크적 특징을 지닌 외관 55 그림 4-42 기존 건물과의 관계 55 그림 4-43 건축적 산책로가 투영되는 기능적 파사드 56 그림 4-44 야경 56 - VII -

13 . 서론. 연구의 배경 및 목적 현대 건축에서의 파사드의 의미는 지속적으로 변화해 왔다. 근대 이전의 파사드 는 구조적 힘을 지지하기 위한 내력벽으로서 존재했으며 따라서 이는 건축에 있 어서 필수 불가결한 구축요소로 자리하고 있었다. 하지만 콘크리트의 발견 및 쓰 임이 증가함에 따라 구조적 역할을 담당하고 있던 입면은 그 역할을 기둥에 내어 주고 구조와 무관한 독자적 요소로 독립하게 되었다. 그 이후 지금까지 파사드는 Le Corbusier의 가로로 긴 창으로부터 시작하여 현대건축에서의 다양한 스킨디 자인의 하나의 캔버스로 자리 잡아 건축가로 하여금 자유로운 디자인을 시도할 수 있는 건축 구성 요소로서 존재해 왔다. 특히 컴퓨터를 사용해 복잡한 디자인 이 가능해진 현대 에는 파사드 디자인의 독창성 및 특이성이 그 건축물의 정체성 을 확고하게 드러내는데 일조하고 있다. 그렇지만 간혹 내부 공간적 특질을 무시 한 과도한 입면 디자인이 이러한 건축적 조류에서 부작용으로 나타나고 있다. 내부 공간을 심혈을 기울여 계획하기 보다는 외부만을 그럴듯한 외피로 둘러싸 서 눈에 띄기 위한 수법은 상업화된 건축물들에서 확연히 드러난다. 최소 투자로 최대의 효과를 얻기 위한 경제 원칙은 건축에서도 철저하게 적용되는 법칙이며 따라서 사람들은 같은 자본과 시간으로 최대한 그럴듯한 건축물을 만들어 내고자 하는 목표를 가지게 된다. 그래서 눈에 보이지 않는 내부 공간보다는 도시 경관 상에서 직접적으로 건물을 감싸고 있는 입면에 투자를 해서 사람들을 유인한다. 이러한 논리로 구축된 수많은 건물들이 온 도시에 산재해 있고 이 건물들이 오래 되어 리노베이션을 해야 할 시점이면 다시금 껍데기만 갈아내는 방식으로 되풀이 된다. 그렇지만 사람들이 건축을 판단하는데 있어서 시각적 조형성만을 그 대상 으로 한다면 건축에서의 파사드의 의미는 단순히 장식과 치장의 의미 외에는 가 질 수 없을 것이다. 따라서 파사드는 내부 공간과 프로그램에 긍정적 영향을 줄 수 있는 기능적인 켜로서 구성되어야 한다. 근대 이후에 몇몇 건축가들은 내력벽 으로부터 자유로워진 입면에 대한 기능 부가를 시도했다. 그 기능들은 빛에 대한 조절 및 외기 환경에 대한 대안적 제시를 포함한다. 본 논문에서는 지금까지 입면에 부가 되었던 단순한 조형적이거나 설비적 기능 - -

14 을 넘어서 적극적으로 기존의 건축물의 필요 프로그램을 담을 수 있는 기능적 파 사드를 구성함을 목적으로 한다..2 연구의 범위 및 방법 이 연구는 현대 도시에서 이루어지는 리노베이션에서 기존 건물의 내부 목적 및 특질과 관계없이 단순히 조형적인 입면을 구축하는 것에 대해 문제를 제기하 고 기능적 파사드를 구성하는 새로운 방법론을 제안하고자 한다. 그러기 위해 먼 저 파사드에 부가되는 기능적 공간을 수용하기 위한 시스템에 대해 고찰하는 것 을 우선으로 한다. 2장 본론부에서는 프로그램이 부가될 수 있는 방법론에 대해 논의를 진행한다. 프로그램의 부가 방식에 대해서는 기존 건축물의 입면에 골조 구조물을 설치하고 그렇게 구축된 구조적 틀 안에 공장에서 생산된 프리패브 시스템 유닛을 삽입하 는 프로세스에 대해 한정한다. 이러한 부가방법론의 효과들에 대한 고찰 후 다양 한 부가 방식들에 대해 살펴본다. 또한 비계구조물이 기존 건물에 어떠한 양상으 로 부가 및 구축 될 수 있는지에 대해 다양한 대안을 제시한다. 그리고 프리패브 유닛(Prefabricated Unit)의 구성요소에 대해 분석하고 이러한 구성 요소들을 조 합하여 만들어 낼 수 있는 각 목적에 맞는 유닛 계획의 경우의 수를 산출하고 특 정 기능을 목적으로 한 유닛들에 대해서도 논의하고자 한다. 3장에서는 2장에서 연구된 방식을 통해 하나의 프로토타입을 제시해 본다. 이는 기본적인 기능에 충실한 부재를 가지고 기존 건축물을 구축하는 프로세스에 대해 살펴보고 이러한 시스템이 설치되었을 경우 기존 건물과 어떠한 관계로 이점을 부여할 수 있는 지에 대해 알아본다. 4장에서는 3장에서 연구된 프로토 타입이 실질적 계획 대지상에서 어떠한 방식 으로 응용될 수 있는지에 대한 가능성에 대해 다루고자 한다. 리노베이션이 요구 되는 기존 건축물에 대한 도시적 공간적 분석을 토대로 건축물의 목적에 적합한 필요 프로그램에 대해 분석 및 도출 한 후 그 프로그램들이 위치하게 될 기능적 파사드를 구성하는 것을 실험한다. 마지막으로, 결론부에서는 본 논문에 대한 요약과 함께 Scaffolding Structure 와 Prefabricated Unit으로 구성된 기능적 파사드의 의미와 그 활용가능성을 제시 하도록 한다

15 3. 연구흐름도 서론 연구의 배경 및 목적 연구의 범위 및 방법 부가 방법론 기능적 Facade 부가의 효과 부가방식에 대한 연구 Scaffolding Structure의 활용가능성에 대한 연구 Prefabricated Unit의 구성 요소와 조합방식 다양한 부가방법론에 대한 연구 및 조립 유닛의 유연성에 대한 실험 본론 디자인 프로토 타입 디자인 기능적 facade의 구축 프로세스 및 효과 기존에 존재하는 건축과의 관계 다양한 활용 가능성에 대한 연구 프로토 타입에 대한 실험 및 다양성에 대한 연구 및 효과 디자인 적용 계획 대지에 대한 분석 기존에 존재하는 건축물의 재생 가능한 개념도출 필요 프로그램에 대한 분석 기능적 Facade의 구축을 통한 효과 디자인의 적용 가능성에 대한 실험 및 가능성 요약 기대 효과 및 의의 디자인을 토대로 한 논문의 결론 표 - 연구흐름도 - 3 -

16 2. Scaffolding Structure & Prefabricated Unit 2. 기능적 Facade 부가의 효과 근대 이후 건축가들은 구조로부터 독립화한 입면에 새로운 기능들을 부가하기 시작하였다. 이러한 기능들은 빛의 조절 및 방열 및 방풍, 그리고 시각적인 조형 성을 포함한다. Le Corbusier의 브리즈 솔레이유(brise-soleil) ) 로부터 쥬세페 떼 라니(Guiseppe Terragni)의 Casa del Fascio의 입면에 부가된 조형적인 파사드는 그 대표적 예이다. 본 연구에서는 지금까지 시도되어 왔던 입면에 대한 얇은 2) 표 피적 디자인 실험들과는 다르게 비교적 충분히 입체화 및 공간화한 파사드에 동 선해결이나 필요프로그램들을 수용 할 수 있는 적극적인 파사드의 활용방안을 제 시한다. 이를 위해서 기존의 입면에 새로운 수직의 켜가 부가 된다 새로운 동선의 생성 () 층별로 분리된 공간의 통합 및 연결 효과 그림 2- 기존 건물 공간의 통합 가능성을 보여주는 다이어그램 기존의 입면에 부가된 공간적 성격을 지닌 파사드는 건축물 내부에 삽입된 수 직적인 코어와는 별개로 건축물의 외부에 새로운 연결 통로를 구성한다. 수직적 인 코어와 다른 점은 층간으로 구분된 두 개의 공간을 하나로 통합시켜 줄 수 있 는 완만한 경사의 동선을 확보함과 동시에 시각적 통합성을 부여한다. 이러한 방 법을 통하여 기존의 하나의 층으로만 한정 되었던 공간의 활용성을 증가시킨다. ) 말 그대로 해석하자면 태양을 부서뜨리다 라는 의미이다. Le Corbusier는 샹디가르에 위치한 수많은 인도정 부 건물을 설계하면서 브리즈 솔레이유를 효과적인 차양막으로서 사용하였다. 2) 여기서 얇은 의 의미는 실질적 행위라 이루어질 수 있는 공간적 특징을 담지 못함을 의미한다

17 뿐만 아니라 부가되는 켜의 높이에 따라 통합시켜 줄 수 있는 층의 개수가 조절 되며 경우에 따라서는 전 층을 외부의 부가 입면을 이용하여 하나로 통합하는 것 이 가능해진다. 즉, 리노베이션을 통해 본 건물의 형식을 그대로 보존하는 내에서 다양한 공간의 사용이 가능해진다. (2) 별개 동선의 확보를 통한 건축적 산책로 3) 구축 효과 외부에 부가되는 일정 간격의 공간적 켜는 파사드를 따 라 건축물의 내부 공간과 외부의 주변 경관을 관망 할 수 있는 가장 유효한 루트를 제공하는 기반이 된다. 수년 전 완공되어 대중들에게 큰 인기를 얻고 있는 인사동의 쌈지 길 은 인사동의 도시 가로로부터 자연스럽게 이어지는 길 의 연장선상에 각각의 상업 공간들을 위치시켜놓음으로써 건축물의 모든 부분을 빠짐없이 활용함과 동시에 외부 공 그림 2-2 간을 즐길 수 있게 되어있다. 이와 같은 방식으로 외부에 인사동 쌈지길 부가된 Scaffolding 구조들 사이로 이어지는 완만한 동선 체계는 건축물 자체의 활용도를 증가시키는 한편 외부 도시공간과 건축물간의 긴 밀한 관계를 배가시킨다. 그림 2-3 부가된 입면의 내부에 삽입된 경사로를 통해 확보된 완만한 동선. 3개의 다 이어그램들은 각각 개면, 2개면, 그리고 모든 면에 부가된 경사로를 나타낸다. 3) Le Corbusier에 의해 창안된 램프(ramp)를 오르며 관조할 수 있는 내 외부 공간의 중간적 성격을 지닌 장치 - 5 -

18 2..2 필요 프로그램 점유 공간의 확보 입면에 새로운 기능적 공 간의 켜를 부가하는 방식 은 내부 공간에서 필요한 프로그램들을 위한 공간을 파사드에 마련해 줄 수 있 다. Kisho Kurogawar가 계 그림 2-4 Kisho Kurogawa, Karuizawa 캡슐주택 획한 Karuizawa Capsule Houusing은 이러한 특질을 아주 확연히 드러내고 있다. 중심적인 공간을 두고 외부 입면에 일정 모듈의 캡슐형식의 공간들이 부가됨으로써 기존의 중심 유닛이 필요로 하는 프로그램들을 위한 공간들을 확보하고 있다. 실제로 이러한 평면 개념은 인구 밀도가 높은 일부 유럽 및 일본에서의 주택 계획 시 자주 사용되는 방식으로서 내부와 외부와의 경계에 필요한 설비들을 집 중시켜 내부를 비워내는 방식으로 많이 활용되고 있다. 그림 2-5 Actar Arwuitectura, reail system housing, 996 그림 2-6 Neutelings-wall-de Geyter-roodbeen - 6 -

19 이러한 방식으로 리노베이션 시 입면 상에 프로그램을 담을 수 있는 기능을 부 가함으로서 내부 공간의 유연한 사용이 가능하고 필요 프로그램을 집적화 할 수 있다. 오래된 기존 건물의 경우 내부 공간이 프로그램들의 포화상태로 인해 점점 좁아져 더 이상 요구되는 프로그램을 감당 할 수 없게 되는 경우가 많다. 이럴 때 이렇게 입면에 부가되는 방식은 내부 공간에 할당된 프로그램의 확보 공간을 입면상의 기능적 파사드에서 획득하고 자신은 자유로워 질 수 있다. 이는 기존 공간의 자유도를 증가시켜 내부 공간을 더욱 다양하게 계획할 수 있게 하는 유연 성을 제공한다. 그림 2-7 입면에 대한 기능 집중화로 인해 획득하는 내부 공간의 자유도 증가에 관한 다이어그램 환경 설비적 효용성 증가 건축공간의 유용성 및 새로운 동선의 확보 이 외에도 외벽에 부가되는 기능적 파사드는 설비적인 이득을 가져다 줄 수 있다. 건물의 외피는 조형적인 측면에서 는 건물의 정체성을 드러내는 외관을 결정하기도 하지만 외부 환경 조건의 변화로부터 열적 완충 역 할을 수행하기도 한다. 뿐만 아니라 자연 채광을 내 부로 도입하고 외부 소음을 차단하는 기능이 있다. 환경 공학 분야에서는 이러한 기능의 효과적인 실 현을 위해서 이중 외피 시스템에 대한 연구가 활발 히 진행되고 있다. 이중외피 4) 는 기존의 외피에 하나 그림 2-8 Commerzbank, 의 외피를 추가하여 이들 사이의 중공층을 이용하 Frankfrut, Germany 여 외부의 자연환경을 더욱 적극적으로 활용하는 시스템이다. 4) 첨단 이중외피 시스템을 이용한 초고층 건물의 자연 환기 기법, 이승복, 연세대학교 건축공학과,

20 일반적인 상업 건물들은 내부 와 외부의 경계에 열적 완충 공 간이 존재하지 않는 경우가 태반 이다. 따라서 여름철의 고온, 겨 울철의 냉기로 인해 유지비용이 많이 소비될 수밖에 없는 고질적 문제를 가지고 있다. 또한 거리에 위치한 대부분의 건물들은 길거 그림 2-9 Kanafo Klimor - Argo housing 리의 소음에 노출되어 있고 이러한 소음을 줄이기 위하여 환기도 대부분 기계에 의존하게 된다. 하지만 입면에 이러한 더블 외피의 기능의 켜가 설치되었을 경우 기존이 설비적 문제점들을 보완하기 한결 쉬워진다. 우선 단일 외피가 이중 외피로 바뀌면서 완충 공간(Buffer space)이 생성되고 열의 손실 및 과도한 여름철 부하를 막아 준다. 또한 이중 외피는 단일 외피만 설치되어 있을 경우보다 약 8~dB정도의 소음저감 효과가 있기 때문에 5) 기존에 소음 정도가 높았던 길 주변부의 건물들도 리노베이션 후 내부 공간의 쾌적성을 증대시켜 줄 수 있다. 또한 부가된 파사드 내부의 환기구의 위치 설정에 따라 자 연 환기 성능도 향상된다. 부가되는 기능적 켜는 형태적으로 얇고 높은 세장비를 가지게 되므로 자연스럽게 굴뚝 효과(Stack Effect) 6) 를 가져 오고 이 효과로 인 해 기존 건물의 환기에도 긍정적 영향을 미치게 된다. 이에 더하여 설치된 이중 외피 안에 나무를 심었을 경우에는 공기 정화 효과 및 계절에 따라 빛이 강한 여 름에는 초목의 잎들이 열을 반사하고 빛이 약한 겨울의 경우에는 빛과 열을 받아 들이는 효과가 발생한다. 그림 2- 입면에 부가된 기능적 파사드의 환경 설비적 이점에 대한 다이어그램 5) 대한설비공학회 23논문집, 더블스킨설치에 따른 도로교통 소음의 저감 효과에 관한 연구, 윤해동 외 6) 굴뚝 효과 는 건축물의 내부와 외부 온도차이로 인해 공기가 유동하는 것을 말한다

21 2.2. 부가 방식 Scaffolding Structure(비계)는 건설 현장에서 다양한 상황에 유연한 구축이 가능하도록 다양한 구축 원리를 가진다. 용도에 따른 요구 하중을 지지하기 위해 건축물의 입면에 설치되는 이 구조의 특성상 최소한의 합리적 부재들로 이루어지 며 힘을 지지하기 위해서 지상 및 건축물의 구조부에 종속되어 만들어지게 된다. 힘을 전 달하는 구조적 특성에 의해 크게 직립, 외팔보, 현수 방식으로 구분 할 수 있으 며 이 외의 방식들은 작은 범위 내에서 이 세 가지 방식으로 통합 분류된다. 기 본적으로 가설 구조물로 정의되고 구축되는 Scaffolding 구조는 경량, 가변적, 경 제적인 특성을 가지고 있으며 이러한 특성들은 기능적 파사드의 구축이 빠르고 안정적이며 합리적으로 시공이 가능하게 한다 직립 방식(Erecting) 그림 2- MVRDV, Wozoco housing 직립 방식이란 지상에 지지점을 설정하고 자체 하중을 지면으로 바로 전달하는 대표 적인 비계 구축 방식이다. 자신의 하중을 그대로 전달하는 방식의 특성상 타 구조물 에 대한 의존도가 적으며 안정적인 구조를 유지할 수 있으므로 일반적으로 큰 구조물 에 설치가 용이하다. 부가 될 건축물의 구 조 강도가 충분하지 않는 경우 또는 필요 하중이 다소 무거울 경우에 가장 적합한 구 조라고 할 수 있다. 구조적 독립성이 가장 강한 특징을 가지고 있는 만큼 구축 프로세 스가 가장 명쾌하고 빠른 시간에 완공이 가 능하다는 장점을 가진다. 그렇지만 건축물 앞의 대지에 지지할 지점을 설치하기가 용 - 9 -

22 이 하지 않은 곳이나 지상의 인구 유동량이 많은 경우 통행에 방해가 되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그림 2-2 직립 구조를 가진 Scaffolding 구조의 다양한 타입 직립 구조(Erecting)는 현존하는 건축물에 부가 될 때의 단면상에서 그 지지점 의 개수와 지지점의 위치에 따라 다양한 타입으로 구분된다. 두 개의 지지점을 가지는 경우 우수한 구조적인 안정성을 확보할 수 있고 최하단부까지 프로그램이 삽입될 수 있으므로 경제성으로 봤을 때 가장 합리적이라 할 수 있다. 하지만 건 축물의 전면부에 보도블럭과 같은 통행이 있는 경우라면 적용하기 힘든 타입니 다. 이와는 다르게 지지점이 한 개인 직립구조는 구조적으로는 두 개의 지지점을 가진 구조보다는 덜 안정적이긴 하나 단면 디자인이 훨씬 자유로워 질 수 있다. 이러한 다양한 타입들은 부가가 이루어질 건축물의 주변 상황에 따라 결정 된다. 그림 2-3 직립 구조 Scaffolding의 전면상의 점유방식에 대한 다 이어그램 이 타입의 Scaffolding 구조는 기본적으로 아래에서 위로 올라가는 적층되는 방식을 따르며 그 구조적 안정성을 바탕으로 기존 건축물의 입면에 전체적인 기 능적 파사드를 부가하기에 용이하다. 지면에 설치된 지지점의 상황에 따라 부분 적인 가감이 가능하며 시간의 경과에 따라 더 부가가 가능한 융통성을 가지고 있 다. 이러한 구조는 고층 건물 뿐만 아니라 저층 건물에서도 모두 적용하기 쉬운 구조라고 할 수 있다. - -

23 2.2.2 외팔보 방식(Anchoring) 외팔보 방식의 Scaffolding 구조는 기존의 입면에 캔틸레버 방식으로 고착되는 형식을 말한다. 이 방식에서는 구조를 전달하는 지지체가 부가 될 건축물의 기둥 및 구조 요소에 고정된다. 자체 하중을 스스로 지지할 수 없기 때문에 기존 건축 물에 대한 구조적 의존도가 높으며 따라서 기존의 건축물이 구조물의 부가 후에 도 안정성을 확보 할 수 없다면 사용이 불가능하다는 단점이 있다. 기존 건축물 의 지지력과 관련 법규만 허락한다면 입면을 기준으로 외부 방향으로 확장되는 거리는 더 증가할 수 있다. 그림 2-4 NL architect, Pixel city 그림2-5운생동,에버빌 직립구조에 비해 그 설치 및 운용의 유연성이 확실히 낮기는 하지만 입면 자체 에 고정되는 형식의 특성상 지상에 가까운 하부에는 통행이 금지되거나 방해하는 점은 없으므로 상대적 이점을 가진다. 뿐만 아니라 아래에서부터 적층을 해나가 야 할 필요가 없으므로 필요한 곳에만 부가 할 수 있는 장점도 이 구조만의 특징 이라 할 수 있다. 그림 2-6 외팔보 구조를 가진 Scaffolding 구조의 다양한 타입 - -

24 이 구조는 특별히 다양한 타입으로 구분 되지는 않으며 건축물의 상황에 따라 양면에서 서로 인장력으로 지지하는 타입도 가능하다. 구조 단면상 고정된 부분 의 구조부보다 외부방향으로 나아갈수록 그 두께가 가늘어지기 때문에 시각적으 로 가장 가벼워 보이는 조형성을 가진다. 그로 인해 타 구조보다 미려한 디자인 으로 계획하는 점에서 더 용이하다고 볼 수 있다. 그림 2-7 외팔보 구조 Scaffolding의 전면상의 점유방식에 대한 다이어그램 이 타입의 Scaffolding 구조는 적층형 방식과는 다른 필요 부분에 점( 占 )적인 부가가 두드러진 특징이라 볼 수 있다. 구조적 안정성만 확보 된다면 수평방향으 로 연결된 복수 유닛 구조를 취할 수 있으며 건축물의 입주자들이 독자적으로 구 성할 수도 있는 유연한 설치 조건을 가지고 있다. 필요 부분만 설치가 가능하므 로 상대적으로 경제적이라 할 수 있다 현수 방식(Suspending) 현수 방식은 이름이 의미하는 그대로 기존의 건축물로부터 매달린 구조 방식을 말한다. 이 구조 역시 자체 하중을 지면으로 독립적으로 전달하는 직접 전달 방식은 아니며 기존의 건 축물에 의존하는 정도가 높다. 리노베이션이 이 루어지기 전 기존의 건축물의 구조적 강도가 요구되는 무게를 감당 할 수 있는 여력이 된다 면 이 구조의 선결 조건은 충족이 되는 것으로 볼 수 있다. 기존 건축물 구조부분의 가장 높은 부분에 인장력이 걸릴 부분을 선정하고 기능이 들어가게 될 Scaffolding 구조의 프레임이 매달 그림 2-8 Neutelings Riedijk, New concert hall in Bruges - 2 -

25 리게 된다. 이 구조 방식 역시 지면에 종속되어진 형태가 아니므로 외팔보 구조 와 같이 지면부를 방해하는 요소는 존재하지 않는다. 게다가 고정 되는 입면부분 에 대한 복잡한 장치들 역시 필요하지 않으므로 세 타입의 골조 타입 중에서 가 장 빨리 구축 될 수 있다는 장점이 특성이다. 그림 2-9 현수 구조를 가진 Scaffolding 구 조의 다양한 타입 현수 구조(Suspending)는 기존 건물의 기둥의 상부에 지지점이 설치되기 때문 에 한 입면에만 구성 될 경우에는 구조적으로 한 설치된 입면 방향으로 하중이 집중되는 경향이 있다. 따라서 인장 케이블을 반대편 기둥 하부에 고정 시켜야만 안정성을 획득 할 수 있다. 또한, 단순하고 심플한 입면부와 다르게 지지점이 위 치하는 옥상 부분은 구조체가 설치 될 수밖에 없으므로 옥상의 활용성은 저하 될 우려가 존재한다. 양쪽 면으로 구성 될 경우에는 인장 케이블의 종단부에 동일한 규모의 프레임이 매달릴 경우 안정성을 쉽게 획득할 수 있다. 그림 2-2 외팔보 구조 Scaffolding의 전면상의 점유방식에 대한 다이어그램 기본적으로 상단에서 하단으로 매달리는 구조이기 때문에 입면에서의 기능적 파사드의 점유 방식은 선형적으로 이루어지는 경우가 가장 일반적이다. 하중을 지지하는 구조 크레인이 전면에 배치될 경우에는 직립 방식에서의 점유 방식과 마찬가지로 전면에 기능적 켜를 구성 하는 것도 가능하지만 과도한 하중 부담을 피하기 위해서는 기존의 입면의 상부를 기준으로 배열하는 것이 안정적이다. 건 축물의 상층부에 기능을 부여하는 상황에서 가장 적합한 부가방식이라 판단된다

26 2.3. Scaffolding Structure 현존하는 입면에 대한 부가 위치에 따른 종류 부가적 파사드를 구성함에 있어서 무엇보다 중요한 점은 기존의 건물에 부가가 될 수 있는가 하는 점일 것이다. 구조적인 해결책보다 선결해야 할 문제는 도시 블록 내에서 현재 적용되고 있는 법규와 제반 사항이 덧붙임 파사드를 허용하고 있는지를 파악하는 것이다. 지역과 상황에 따라 아무런 제약도 없이 여유공간을 널찍하게 확보하고 부가 할 수 있는 건물이 존재한다. 반면에 다른 건물은 건폐율을 모두 잠식하고 최대 한의 면적으로 들어가 있어서 더 이상의 부피 확장이 불가한 곳도 있기 마련이 다. 건축물에 부가 할 수 있는 용적을 제한하고 있는 상황을 한계상황 7) 이라 정의 하고 그 허용 한계에 맞추어 부가 입면의 단면상의 위치가 결정 된다. 그림 2-2 한계 상황에 따른 부가 위치의 변화에 따른 분류 공개 공지의 여유와 법적인 한계가 넉넉히 남은 상황이라면 입면 상에서 일정 거리만큼 유지하고 기능적 파사드를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 부가적 파 사드는 기존 건물과의 관계에서 종속 관계에 속하기 보다는 어느 정도 독립성을 획득하여 새로운 프로그램을 적극적으로 도입 할 가능성이 커진다. 하지만 주변 에 주어진 공지도 법적인 한계 상황도 포화 상태에 있는 건축물이라면 상황은 달 라진다. 이러한 상황에 부가할 수 있는 방법은 기존 입면을 일정 부분 잠식하고 설치되는 경우 외에는 별달리 방법이 없다. 물론 기존의 입면부분을 부가되는 기 능적 파사드의 부피와 동일한 양으로 침식해 들어가 버린다면 공간의 확장을 통 한 필요 프로그램 확충이라는 기능은 상실해 버리게 되지만 그 밖의 동선 생성을 7)Media Galaxy의 볼륨 설정에 대한 법적 허용 한계 상황에서 인용 - MVRDV 건축의 Datascape 공간조직 방법 연구, 윤혜영,

27 통한 공간 통합 및 환경 설비적 이점은 여전히 유효하다. 이 경우 부가되는 파사 드의 폭을 조절하는 등의 방법을 통해 각 대지의 상황과 필요 기능을 분석하여 적용하는 유연성이 필요하다. 그림 2-22 기능적 파사드의 부가면의 개수에 따른 분류 법적 한계 상황의 제약을 해결한 상태라 한다면 기존 건물의 입면에 부가할 파 사드를 어느 비율로 설정 할 것인가에 대한 부분이 다음 결정해야할 문제가 된 다. 이 문제 역시 주변 상황을 고려하여 최대한의 기능적 파사드 부가면을 확보 하는 전략이 필요하다. 단일 면만 설치된 건축물의 경우 기능 부가의 다양성 측 면에서는 그렇지 않은 건축물에 비해 불리하다. 건축적 산책로 개념의 동선의 구 축에서도 충분한 길이와 폭을 확보하기 힘들고 이미 선점하게 된 기능들의 부피 가 크다면 다른 기능들이 삽입되기 힘들다. 그러한 점에서 상황이 허용된다면, 모 든 면에 Scaffolding 구조가 부착되고 다양한 기능들의 유닛들이 삽입되는 점이 이 파사드 면을 최대한으로 이용할 수 있는 방법이라 할 수 있다 디자인 형태에 의한 분류 그림 2-23 Scaffolding의 디자인 형태에 의한 분류 Scaffolding 구조는 정형화된 타입이 특별히 존재하지 않는다. 다양한 크기의 - 5 -

28 구성 부재들과 재료들로 구성됨이 가능하다. 우선 가장 일반적으로 경제적이고 구조적으로 안정적이며 합리적인 Scaffolding 구조는 삽도 2-23의 첫 번째 유형인 직교 체계이다. 표준화 된 부재 들의 크기와 최대한의 공간적 효율성을 제공 하는 유형이라 할 수 있다. 가장 간 단하며 구축에 걸리는 기간도 최소의 시간으로 완성 될 뿐 아니라 삽입 될 유닛 과의 호환성도 가장 높다. 가장 적합한 부가 방식은 직립방식이라고 판단된다. 그리고 원통형 타입도 가능하다. 원통은 각 부재가 자체적으로 구조적 안정성 을 내재하고 있으므로 쳐짐이나 좌굴의 위험성이 상대적으로 낮은 Scaffolding 타입이라 할 수 있다. 하지만 유닛이 삽입 되었을 시 공간의 활용도가 제약이 심 하고 합리적인 이용이 어렵다는 단점이 있다. 이 단점을 어느 정도 보완하기 위 해 허니콤(honeycomb)의 형태로 구조적 안정성 및 공간의 효용성을 확보하는 것 도 하나의 방법이라고 판단된다. 적합한 부가 방식은 외팔보 방식이 될 것이다. 또한 자유 곡면 유형의 Scaffolding도 구축 가능하다. 공간의 합리적 이용과 구 조적 안정성은 다른 유형에 비해 낮을 수도 있지만 유기적 디자인을 추구하는 현 대 건축의 흐름에 가장 부합되는 형태로 인식되고 가장 시각적 조형성을 얻을 수 있는 타입이라 할 수 있다. 직립 방식과 현수 방식에서 가장 용이하게 구축되기 쉬운 형태라고 판단된다 구축 공간의 밀도에 의한 분류 그림 2-24 구축 공간의 밀도에 의한 분류 건축물의 목적에 따라 내부 공간이 균질하게 이루어진 건물과 비균질적으로 이 루어진 건물로 분류될 수 있다. 아파트와 같은 건물은 한 동의 경우 대부분이 동 일한 규모로 되어 있으며 이는 균질적인 공간을 담은 건축으로 분류된다. 반면에 기존에 다양한 공간으로 활용하고자 계획된 오피스 빌딩이나 주택, 산업 시설물 - 6 -

29 들은 비균질적 공간으로 이루어진 집합체라고 분류할 수 있다. 이와 같은 특성 분류에 부합하여 기능적 파사드도 부가되는 것이 당연한 구축 논리이다. 건축물 의 공간의 크기와 용도에 따라 입면 조직의 밀도가 결정되고 Scaffolding 구조가 계획된다. 균질적 Scaffolding 구조는 표준화된 타입의 반복으로 구성되지만 그렇 지 않은 구조는 밀도가 높은 곳과 낮은 곳을 고려하여 구조계획 및 부가 방식이 결정되어야 한다 구축면의 단면 형상에 의한 분류 Scaffolding 구조는 입면 상에서 보여 지는 평면적 형태에 의해서 분류되기도 하지만 건물에 부착되는 단면의 형상에 의해서도 분류가 세분화된다. 앞서 언급 한 한계 상황에 따라, 그리고 부가되는 기능의 종류 및 규모에 따라 단면 형상은 평행 타입으로부터 사선, 기하 곡선, 자유 곡선 등으로 다양하게 변화한다. 기존 건물의 입면은 변하지 않고 부가된 기능적 파사드의 다양한 단면 형상에 따라 독 특한 공간의 생성 및 운용이 파생된다. 그림 2-25 구축면의 단면 형상에 의한 분류 - 기존 건물의 입면 유지 입면에 새로운 기능의 켜를 구성하는 방법에는 크게 기존의 입면을 건드리지 않고 단순히 부가만 하는 것이 일반적인 방법으로 논의를 진해해 왔다. 하지만 부가를 한다고 해서 기존의 입면에 전혀 보수 및 수정을 가하지 말아야만 한다는 것은 아니다. 소량의 수정도 없이 부가만 하 는 방법은 소극적인 구축 논리에 속한다. 상 황에 따라서는 기존의 입면의 형태 및 재료와 같은 특성들을 같이 수정해야만 하는 경우도 그림 26 구축면의 단면 형상에 의한 발생할 수 있다. 이를테면, 한계 상태에 이르 분류 - 기존 건물의 입면 변형 지 않았다고 가정했을 경우, 기존 건물의 내 부 공간과의 연계를 통해 일부 기능의 확대가 이루어 질 가능성도 존재하는 것이다. 외부에 부가되는 기능적 파사드를 보강하 - 7 -

30 기 위해 입면의 부분 및 연계된 내부 공간의 수정이 겸해진다면 이는 기존의 방 법보다 적극적인 구축 논리를 표방하는 것이므로 더 확실한 기능부여 효과를 도 출해 낼 가능성이 증대된다 Prefabricated Unit 기능적 파사드를 구성함에 있어서 기본적인 두 가지 건축요소는 바로 Scaffolding 구조와 Prefabricated Unit이다. Scaffolding이 건축에의 접합 지점과 지지 구조를 형성한다면 이 Prefabricated Unit은 실질적인 기능이 담기는 공간적 특질을 지닌 요소라 할 수 있다. 쉽게 부착 및 설치가 가능한 Scaffoldling 구조 에 적합한 공간적 장치는 대량 생산 및 복잡하지 않은 조립과정, 효율성과 합리 성에 초점을 맞추어야 그 두 요소들 사이의 유기적인 조합이 가능하다. 유닛 모 듈러 시스템은 구조체와 내외장, 설비 등이 분리 가능한 공법으로서 개보수가 용 이할 뿐만 아니라, 단위 모듈의 조립화로 중개축이 용이하며 대량 생산을 통해 신속한 공급이 가능하다. scaffolding 구조에 바로 건축자재를 고정시켜 공간을 만들어 내기보다 이러한 프리패브 유닛을 사용함으로서 얻을 수 있는 기대효과로 는 건축 요소의 부품화, 조립화를 통해 공기를 단축하고 현장 인건비 절감이 가 능하다는 점을 들 수 있다. 유닛은 단계별 생산 과정을 거쳐 생산되게 되는데 그 과정 8) 은 다음과 같다. ) 철골가공 2) 프레임 조립 3) 천장, 바닥조립 4) 구조체 조립 5) 외벽 설치 Unit의 구성 요소 공장에서 체계적인 공정을 거쳐 신속하게 조립되는 유닛은 같은 모듈을 가지고 있지만 그 형태에 관계없이 표준화 한 구성 요소를 가지고 있다. 직육면체 모듈 8) 친환경 유닛 모듈라 주택의 공장 생산시스템에 관한 비교 연구, 임석호, 26 추계학술발표대회 논문집6권 - 8 -

31 유닛의 경우 바닥판 장, 천장 장, 그 리고 길고 짧은 벽체 2장씩으로 이루어 져 있다. 이 유닛들은 입면상에 부가 될 때 그 기능과 쓰임새에 따라 다른 특성 을 지닐 수 있게 하기 위하여 열린 부 분과 닫힌 부분의 양을 조절하여 다양 한 타입의 유닛을 구성할 수 있다. 뿐만 아니라 각 유닛에 고정되는 면 부재들 은 다양한 재료들로 개방성과 폐쇄성, 그리고 바로 옆 유닛과의 연결성의 정 그림 2-27 Unit의 구성 요소 도를 조절하게 된다. 유닛은 지정된 Scaffolding의 디자인에 따라 직육면체 유닛뿐만 아니라 다양하 게 주문된 형식들도 구성요소의 가감을 통해 같은 모듈 안에서 특이성을 가진 개 개의 모듈로 생산된다 Unit의 다양한 조립방식 ( Open Type < 4 면, Closed Type 4) Type Frame Floor Ceiling Wall-long Wall-short O O O 2 O O O 2 O 2 O 2 C 2 2 Open/ Close Image

32 O O O 2 O O C 2 O 2 C 2 C 2 2 O O O 2 O O O 2 O 2 C 2 C 2 2 O O C 2 O C C 2 C 2 C 2 C 2 2 표 2- 유닛 모듈러에서 구축 가능한 다양한 타입들의 경우의 수 - 2 -

33 동선 해결을 위한 Unit 그림 2-28 동선 해결을 위한 특수 유닛 경사로나 계단을 통한 건축물의 외부 입면 상에 건축적 산책로를 구성하기 위 해서는 동선을 해결할 수 있는 특수한 유닛들이 필요하다. 동선 해결 유닛에는 연결하고자 하는 지점들을 단거리로 연결하는 성질의 유닛과 느린 동선을 의도하 는 성질의 유닛으로 구분 할 수 있다. 전자의 대표적인 장치는 계단실 유닛이며 후자의 대표적인 장치는 경사로가 포함된 유닛이 해당 된다. 이러한 유닛들은 기 존의 건축물의 내부와 내부를 연결하는 외부 통로로도 계획되겠지만 또한 개개의 유닛들 간의 연결에도 사용된다. 이러한 관점에서 분석했을 때 동선 해결 유닛은 각 유닛들의 조합에 필수적인 요소가 된다. 특히 복수의 유닛들이 수직으로 연결 되어 하나의 기능적 파사드를 구성하는 경우에는 계단실 유닛이 없이는 불가능하 다. 3. 디자인 3. 프로토 타입 3... Scaffolding Structure 앞에서 고찰해왔던 Scaffolding 구조와 Prefabricated 유닛에 대해 실질적인 계획을 통해 기존의 입면에 기능적 파사드를 부가하는 것을 목표로 한다. 부가 방식은 직립 방식을 채용하고 Scaffolding은 직교형, 균질형, 입면에 대한 평행형, 그리고 입면의 기준면에 위치하는 가장 기본적인 프로토 타입을 제시한다. 건축 - 2 -

34 물의 층고는 3미터의 높이에 5층 규모의 박스형으로 일반적으로 주변에 존재하는 건물을 가정했다. 그림 3- 입면에 부착된 Erecting Scaffolding의 프로토 타입 Scaffolding 구조는 L-형강(5*2*5), U-형강(2**2)을 주로 사용하여 조립하였으며 접합은 3Ø 볼트를 사용하였다. 지상 면에 지지점을 설정하고 기초 공사용 파일을 박고 사각뿔 형태의 기초를 콘크리트로 제작하였다. 입면에 U-형 강을 사용하여 기둥을 잡아주는 고정부분을 입면의 기둥부분에 앵커볼트로 단단 하게 접합 시킨 후 입면 방향에 있는 기둥을 먼저 세우는 것으로 Scaffolding 조 립의 틀을 잡았다. 그리고 입면에 수직방향의 L-형강을 두 개 접합하여 강성을 확보한 후 바깥 기둥을 고정시킨 다음 입면에 평행한 수평 부재로 기둥들을 단단 히 결속 시키는 수순으로 조립이 되었다. 유닛을 받히는 부분의 형강은 지지폭을 확보함과 동시에 무게 감량을 위해 Ø의 구멍을 뚫었다. 그림 3-2 Scaffolding의 조합 분해도

35 그림 3-3 Scaffolding 프로토 타입의 평면 및 결합부 디테일 그림 3-4 Scaffolding 프로토 타입의 입면 및 결합부 디테일

36 3..2. Prefabricated Unit Prefab. Unit은 공장에서 주문에 의해 대량 생산 방식으로 조립이 되 며 프레임이 먼저 만들어진 이후 바 닥재와 천장재가 조립되어 설치되었 다. 프레임은 기존건물의 입면에 조 립된 Scaffolding 구조의 사이즈에 맞추어 규격이 정해졌으며 L-형강 6 개를 사용하여 용접으로 접합되었다. 그림 3-5 Prefab. Unit의 제작 모습 바닥재는 파형 강판을 사이에 보강함으로서 구조적인 안정성을 확보했고 상하로 결합된 3mm 철판과의 사이에 충진재를 삽입하여 바닥 진동을 흡수하고 단열 성 능을 꾀했다. 천장판은 3밀리 철판 두 장 사이에 수직 경량 금속 부재로 채우고 충진재를 채워 마감하였다. 입면에 접하는 면은 오픈된 상태 그대로 두고 건물 바깥쪽 면은 금속 멀리언과 유리로 마무리 하고 양쪽의 짧은 단면의 벽체는 중간 의 단열재와 흡음재를 사이에 두고 서로 다른 마감재를 사용하여 고정하였다. 그림 3-6 Prefab. Unit의 프로토 타입 디테일 분해도

37 3.2 기능적 파사드의 구축 구축 프로세스 입면에 Scaffolding 구조가 구축되어 있고 그 구조에 부합하는 Prefabricated 유닛의 조 립이 완료된 상태라면 남은 과정은 그 유닛 을 입면에 삽입하여 전체적으로 건축물의 내 부공간과 외부 공간 사이에 기능을 가진 파 사드를 구축하는 것이다. 공장에서 조립되어 진 Prefabricated 유닛은 화물차 등에 실려온 그림 3-7 Scaffolding 구조와 후 크레인으로 들어 올려지고 입면 계획에 Prefab. unit의 결합 모습 따라 정해진 위치에 삽입된다. 유닛이 확실하 게 자리를 잡은 후에 유닛과 Scaffolding 구조물을 볼트를 사용해 고정시킨다. 그림 3-8 기존 건물의 입면에 부가되는 기능적 파사드의 구축 과정 전반적인 구축과정의 프로세스를 정리 하면 우선, 기능적 파사드를 구성할 입 면이 위치한 지면에 수직 구조체가 하중을 지면으로 전달할 지지점을 설정한다. 그리고 입면상에 수직 구조체가 흔들리지 않도록 입면의 기둥부분에 앵커 볼트로 고정된 클립으로 잡아 준다. 다음은 외측 기둥을 지지점에 수직으로 고정시키고 안쪽 기둥으로부터 입면방향에 수직으로 튀어나온 형강으로 외측 기둥을 고정시 킨다. 그런 다음에 입면에 수평방향으로 형강을 고정시킴으로써 Scaffolding 구축 프로세스가 끝난다. 공장으로부터 Prefabricated Unit이 도착하면 크레인을 사용 해 삽입 후 고정시킨다. 이렇게 부가된 일정 두께의 파사드는 건물이 요구하는 여러 가지 기능들을 내부 공간과 함께 분담하며 단순히 외피만 바꾸는 방식과는 차별화 된 효과를 제공한다

38 복수 유닛의 공간적 다양성에 대한 실험 각 유닛들은 복수의 유닛을 구성하면서 계획을 반영한 조합된 공간의 다양성을 제공한다. 2개의 유닛의 경우, 3개의 경우, 4개의 유닛의 경우들의 대표적 조합 방식에 대해 실험을 실시하였다. 그림 3-9 복수의 유닛들 간의 다양한 조합들

39 부가 되어진 기존 건물과의 관계 새로이 부가된 기능적 파사드와 기존 건물의 내부 공간과는 새로운 관계들이 생겨난다. 레벨 차이, 경사도, 진입 방법 및 공간의 크기에 의해 내부와는 전혀 다른 공간들이 만들어 지기도 하며 필요에 따라 내부 공간의 확장적 성격을 띄는 공간도 생겨난다. 이러한 부가 공간은 포화상태의 기존 내부 공간에 공간 운용의 융통성을 부여하며 이는 획일적 단면 양상을 변화시킬 수 있는 중요한 요소로서 작용한다. 3.3 다양한 프로그램의 적용 수평적으로 결합한 조합방식은 단일 개체 유닛으로는 충족시켜 줄 수 없는 넓 은 영역을 필요로 하는 프로그램들을 삽입하는데 유리하다. 회의실 및 탁아소 유 치원 등 수평적으로 활동하기 편한 프로그램들이 적절한 공간이며 수직적 확장에 비해 동선을 고려한 측면에서 볼 때 확장이 용이하다. 그림 3- 수평형조합 및 수직적조합 개방형 조합과 폐쇄형 조합은 유닛들의 오프닝 정도에 따른 분류이다. 투명성 이 확보되어야 하는 프로그램의 경우에는 프리패브의 개구부가 최대한 열린 조합 을 사용하며 반대로 사적인 용도로 사용하는 공간은 폐쇄형 유닛을 이용하게 된 다. 그림 3- 개방형 조합과 폐쇄 형 조합

40 4. 디자인 적용 4.. 계획 대지 4... 대지 현황 그림 4- 광주광역시 대인동 7-번지 롯데백화점 부근 현황 998년 완공된 롯데 백화점은 광주광역시 대인동에 위치하고 있으며 주변의 작 은 상가건물들과 대비되는 큰 규모의 전형적인 백화점의 양상을 띄고 있다. 지금 까지의 우리나라의 대형 백화점들과 마찬가지로 폐쇄적인 입면을 가지고 있으며 특별한 디자인 요소가 없이 자리한 단순한 창고형 상업공간의 특징을 지니고 있 다. 근처의 새로운 지하철역 완공으로 인해 주변인근이 새롭게 발전하고 있으며 롯데백화점은 이 지역의 랜드마크적 요소로서 자리하고 있지만 오래된 입면디자 인과 폐쇄적인 단순한 상업목적성의 건물로 근린시설로서의 한계가 존재한다

41 4..2. 현존 건물 분석 그림 년 완공 당시의 모습 그림 4-3 현존하는 백화점의 입면 필수 개구부를 제외한 나머지 부분을 닫아버린 폐쇄적 입면으로 인해 건물 내 외부는 시각적 설비적으로 완전히 차단되어 있다. 이러한 전국 공통적 디자인은 이 지점만의 정체성을 살리기 힘들며 이는 랜드마크적 요소를 감소시키는 요인으 로 작용한다

42 그림 4-4 현존 건물의, 3층 평면 - 3 -

43 그림 4-5 현존 건물의 6,9층 평면 중심에 코어를 두고 매장들이 위치해 있으며 차단된 외부쪽으로 설비, 피난, 관 리시설들이 위치해 있다. 전형적인 내부 지향적 공간 활용을 보이는 건물이며 이 러한 점은 이용자의 행위를 제한하고 다양한 공간의 활용도를 떨어뜨리게 된다

44 그림 4-6 현존 건물의 종단면도 그림 4-7 현존 건물의 횡단면도

45 4.2. 기능적 파사드 디자인 비계 구조 디자인 그림 4-8 수직적으로 파형의 곡선으로 이루어진 비계 구조 전국적으로 발견되는 전형적인 현존하는 백화점의 입면 디자인을 바꾸고 새로 운 디자인 요소를 삽입시키기 위해 수직적 파형 비계 디자인을 사용하였다. 4개 의 층에 걸쳐있는 반복되는 패턴은 프로그램에 대한 수직, 수평적인 확장이 용이 하며 공간을 구성함에 있어서 다양한 체적과 형태를 제공한다

46 그림 4-9 2개의 수직부재로 한 쌍을 이루는 비계구조

47 그림 4- 비계 구성 요소들 간의 결합 디테일 기존의 입면상에 수직적 부재가 부착되고 지면으로 하중을 부담시키는 구조를 보여준다. 수직 부재가 먼저 설치되고 그 이후 수평 부재가 기존 건물의 층고에 맞추어 결합되어 구조적 안정성을 획득한다. 이렇게 구성된 내부 공간은 차후 프 리패브 유닛이 들어가는 공간을 형성한다

48 그림 4- 비계 구조의 결합 부분 디테일 수직적으로 부착된 구조 부재는 단일한 철물로 형성된 것이 아니고 위의 도안 에서와 같이 전체 폭의 절반에 해당하는 두께의 2개의 구조물이 반복적으로 결합 해 나간다. 이 수직 부재들의 결합 시 수평부재도 동시에 결합되며 프리패브 유 닛의 하중을 수직부재로 연결시키는 기본적인 구조를 형성한다

49 그림 4-2 기존 건물의 슬라브와 연결되어 확장되는 공간을 보여주는 비계 구조의 측면부

50 그림 4-3 비계부분에 삽입된 프리패브 유닛 각 유닛은 입면에 부착된 수직 부재들에 인장부재로 하중을 전달한다. 압축 부 재에 비해 상대적으로 얇은 인장부재는 각 유닛간의 수평 결합 시 동선을 연결시 키는 공간을 확보하는데 유리하다

51 적용 가능한 프리패브 유닛 비계 구조에 삽입 되는 프리패브 유닛은 이 구조의 형태적 특성상 4가지 유닛 형태로 나누어진다. 이 유닛들은 그 형태와 크기 및 공간 운용상의 활용 가능한 체적들이 각각 다르며 개별적 유닛으로부터 결합된 통합형 유닛으로의 확장도 용 이한 특징을 지니고 있다. 그림 4-4 비계구조에 삽입되는 프리패브 유닛의 종단면 및 횡단면

52 다양한 유닛 결합 및 적정 프로그램 삽입 그림 4-5 유닛들의 수직적 결합 패턴 개별적 유닛들은 적용되는 프로그램의 특성에 따라 수직적 수평적으로 결합되 어 공간의 확장이 가능하다. 수직적으로 확장되는 결합방식은 층간의 통합을 통 해 만들어지는 복층형 공간의 형성이 가능하며 반면 수평적으로 확장되는 결합 방식은 같은 평면상에서 넓은 공간을 필요로 하는 프로그램을 삽입 할 경우 적절 하게 사용 될 수 있다. 그림 4-6 유닛들의 수평적 결합 패턴 - 4 -

53 4.3. 디자인 결과물 프로세스 그림 4-7 백화점 내부의 변화 단계를 보여주는 다이어그램 기존의 백화점 평면은 전 층에 걸쳐서 획일적 평면 양상을 보이고 있다. 계획 은 전체적으로 5단계를 거쳐 완성 되어 진다. 단계는 기존의 입면을 철거하는 단계로서 내 외부를 완전하게 차단하고 있던 폐쇄적 입면을 제거하고 기능적 파사드 구축을 위한 정리 작업도 병행 된다. 2단계는 가장 바깥쪽에 위치한 기둥들을 구조적으로 필수적인 부분만 남기고 제거 하는 과정이다. 이 기둥들이 위치했던 부분들은 비계 구조 부재가 들어서는 부분으로 대체된다. 3단계는 이전단계까지 걸쳐서 정리된 입면부에 직립형 구조부재를 부착하고 완 성된 골조에 프리패브 유닛을 삽입하는 단계이다. 건축물의 외부를 감싸는 프로 그램이 삽입 가능한 일정 두께의 파사드 면이 완성된다. 4단계는 기존의 입면과 새로이 만들어진 기능적 파사드의 사이 공간에 건축물 을 점진적으로 경험 할 수 있는 경사로가 형성된다. 이 경사로는 도시가로의 연 장선상으로서 건축적 산책로의 기능을 겸하며 각 유닛들에 대한 접근도를 높여주 는 역할을 한다. 5단계는 전체적으로 부착된 확장 공간으로 인해 발생한 내부의 잉여공간을 층 간 통합 및 연결 기능을 하는 보이드 공간으로 전환시킨다. 이는 기존의 획일적 단면 양상을 다양한 공간으로 변화시킬 수 있는 방법이라 할 수 있다

54 그림 4-8 현존하는 건물의 상태 그림 4-9 입면과 최외곽 기둥의 제거

55 그림 4-2 내부와 기능적 파사드 사이공간에 건축적 산책로 구성 그림 4-2 비계 구조의 부착

56 그림 4-22 완성된 비계구조에 프리패브 유닛을 삽입 그림 4-23 곡면 유리를 사용한 커튼월 마감

57 입면적 특성 전체적으로 교체된 기능적 파사드는 주 출입구와 개구부는 프리패브 유닛 및 유리 커튼월 마감이 제외되어 구축된다. 투명한 파사드는 기존의 폐쇄적 외피와 다르게 내부의 행위를 바깥으로 보여주며 외부의 풍경 역시 내부로 전달된다. 그림 4-24 남측면도 그림 4-25 서측면도

58 그림 4-26 북측면도 그림 4-27 동측면도

59 단면적 특성 그림 4-28 횡단면도 그림 4-29 종단면도

60 D 이미지 그림 4-3 배치도

61 그림 4-3 Birdeye View 그림 4-32 입면 패턴

62 그림 4-33 곡면 유리 마감 그림 4-34 마감면 상세 - 5 -

63 그림 4-35 단면 투시도 그림 4-36 보이드 공간이 삽입된 내부 전경 - 5 -

64 그림 4-37 반사유리가 사용된 입면 예시 그림 4-38 내부 프리패브 유닛의 모습

65 그림 4-39 투명성이 확보된 기능적 파사드의 모습 그림 4-4 기존 건물과의 결합 방식

66 그림 4-4 랜드마크적 특징을 지닌 외관 그림 4-42 기존 건물과의 관계

67 그림 4-43 건축적 산책로가 투영되는 기능적 파사드 그림 4-44 야경

68 5. 결론 현대 건축에 이르기까지 입면은 지속적으로 그 의미가 변하여 왔으며 근대 건 축 이후 구조로부터 독립하여 조형성과 환경 설비적 기능을 포함하여 소수의 기 능을 수행하게 되었다. 본 논문에서는 리노베이션 시 현존하는 건물의 입면에 부 가되어 기존의 내부 공간의 특성과 건축물 자체의 목적에 부합하는 기능의 역할 을 수행하는 기능적 파사드의 구축 방법에 대해서 연구하였다. 급속한 경제 발전 의 논리 속에서 건물에 대한 신축이 압도적으로 행해지던 과거와는 다르게 건축 물의 지속 가능적 측면이 요구되어지는 오늘날을 살펴 볼 때 이러한 방법은 기존 의 건물을 보존 하면서 실질적인 기능성과 공간의 다양성을 추구 할 수 있는 것 이라 할 수 있다. 이 연구에서 분석된 기능적 파사드를 구축함의 장점을 극대화 하고 입면에 구성된 수직적 켜가 중요한 건축 요소로서 작용하기 위해서는 앞으 로 수많은 연구와 실질적 적용이 요구된다. 파사드와 내부 공간과의 조화로움에 대한 고려가 없는 상태로 상업적 논리로 입면만 수정하는 식의 리노베이션은 그 전략의 발전단계에서 임계점에 가까워졌다고 생각한다. 프로토 타입으로 제시된 가장 기본적인 구축방법 속에는 다양한 응용 방식이 내재되어 있고 그러한 다양성은 기존 건물이 위치한 대지의 성격, 내부에 담긴 프로그램의 특징, 그리고 앞으로의 건축물 운용 방안에 따라 세분화되어 주위의 컨텍스트에 따라 각기 새로운 디자인방법론으로서 발전 될 수 있을 것이다. 차후 이러한 부가 방법론이 기존 건물의 수명을 연장시키고 다양한 디자인을 통해 도 시가로 상에서 개개 건축물의 정체성을 살리며 내외부와 소통하는 열린 건축을 생산하는데 일조하기를 기대해본다

69 참고문헌. 헤르조그 & 드 뫼롱 건축의 외피구성 연구, 유진상, 서울대학교 건축학과 박 사 학위 논문, 23년 2. 친환경 유닛 모듈러 주택의 공장 생산 시스템에 관한 비교 연구, 임석호 외, 추계학술 발표대회 논문집 제6권 제2호, 26년 3. 브리즈 솔레이 유형 및 진화에 관한 연구, 김연준, 대한 건축학회 논문집 22권, 26년 4. 이중 외피 방식에 의한 초고층 주거 건축의 자연환기, 정동한, 25년 5. MVRDV 건축의 데이터스케이프 공간 조직 방법 연구, 윤혜영, 서울대학교 석 사 논문, 23년 6. Double Skin 설치에 따른 도로 교통 소음의 저감 효과에 관한 연구, 윤해동 외, 대한설비공학회 학술발표대회 논문집, 23년 7. Buildable Design of Multi-storey and Large-span Steel Structures, JY Richard Liew, Steel Structures 4, 한국형 공업화 주택의 오픈 시스템을 위한 모듈 정합 설계 기준 설정 연구, 임 석호, 대한건축학회 논문집 2권, 24년 9. 도심지 건축물의 외부 리노베이션 경향에 관한 연구, 여준기 외, 대한 건축학 회 논문집 8권, 22년

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<36C8A3B3EDB9AE5B31305B315D2E323020BCF6C1A45D2E687770> 기업옥의 파드디자인에 관한 연구 A Study on Facade design of an office building 문혜정 / 홍익대학교 공간디자인전공 석과정 Moon Hye jeong / School of Spatial Design, Hongik University moons81@nate.com 김주연 / 홍익대학교 산업디자인학과 Kim Joo yun/ Dept.