부드럽게 움직이는 똑똑한 건물들

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살아있는 유기체 같은 건물이 있다면 어떨까? 이를테면 기상 조건이나 사용자의 사용방식에 따라 형태를 바꾸는 건물 말이다.

일단의 혁신적인 건축가들이 이러한 비전을 꿈꾸며 자신들이 생각하는 건축의 미래상, 즉 건물 안팎의 환경을 관찰하여 상황에 맞게 형태를 바꾸는 “반응성 구조체(responsive structures)”에 주력하고 있다.

텐스그리티(tensegrity: 장력조합 구조물)

살아있는 유기체의 특성을 지닌 건물이라면 바람과 기온, 일광의 변화와 같은 외부조건과, 동선이나 공기순환 같은 내부조건을 감지하여 그에 걸맞게 반응할 수 있을 것이다.

건축가이자 애리조나 대학(University of Arizona)의 건축학과 조교수인 존 폴런(John Folan)은 “만일 자연유기체처럼 정말로 환경에 반응하는 주거지를 개발할 수 있다면 이는 가장 성공적인 형태의 적응 건축이 될 것이다. 이것이 바로 앞으로의 동향이다.”라고 말한다.

로봇건축 미디어국 & 반응성 건축국(The Office for Robotic Architectural Media & The Bureau for Responsive Architecture)의 트리스탄 데스트레 스터크(Tristan d'Estree Sterk)는 현재 “감응 텐스그리티(actuated tensegrity)” 구조를 이용하여 형태 변경이 가능한 “건물 외피”를 개발 중이다. “감응 텐스그리티(actuated tensegrity)” 구조란, 모든 벽면의 틀을 형성하며 건물의 골격을 이루는 공기주입식 “근육”에 의해 조종되는 시스템으로, 여러 개의 막대들과 와이어들로 구성된다.

스터크는 내장된 지능형시스템에 이러한 골격을 연결하는 방식으로 똑똑한 건물을 만들고 있는데, 이 건물들은 가벼우면서도 매우 튼튼하며, 에너지를 크게 소비하지 않고도 형태를 광범위하게 변경시킬 수 있다.

그는 “형태 변경이 가능한 외피를 통해 건축가들은 매우 단순하고 자연스러우며 지속성이 강한 건물을 제작할 수 있다. 이렇게 되면 건물은 형태를 변경함으로써 거주자의 생활방식을 개선시켜주는 시스템으로 인식될 것이다.”라고 말한다.

이외에도 다른 이점이 있다고 스터크는 설명한다. 강한 돌풍이 불 때 그 충격을 분산시키는 방법으로 이에 대응하는 고층건물, 또는 지붕에 쌓인 눈을 스스로 흔들어 털어내는 주택을 상상해보라.

스터크에 따르면, 건축가들은 오래전부터 건물의 조명과 냉난방시설의 설계방식이 건물의 형태와 밀접한 관계가 있음을 알고 있었다. 예를 들어, 천장의 높낮이에 따라 냉난방 방식도 크게 달라진다.

“차세대 에너지 발생 원료로 외피를 입힌 건물은 태양의 위치에 따라 형태를 바꿀 수 있으며, 에너지 생성은 물론이고 차광과 채광 능력도 크게 높일 수 있다. 이러한 건물은 또한, 형태를 이용하여 통풍을 적절히 조절하는 방법으로 에어컨 의존도도 낮출 수 있다.”고 스터크는 말한다.

그는 현재 시카고에서 초경량 고층건물 건축에 열중하고 있다. “외골격과 감응 텐스그리티 구조를 사용하여 건물에 바람이 통하도록 만듦으로써 유해한 흔들림이나 진동을 줄일 수 있다. 이러한 구조는 또한 자체의 무게의 의존하여 고정시켜놓은 것이 아니기 때문에 바람에 따라 부드럽게 회전하거나 비틀어져서 건물의 무게중심을 제어한다. 이 같은 방식을 통해 건축가들은 보다 높고 보다 안정감 있는 건물을 지을 수 있다.”
기술이 진보하면서 건물의 인테리어는 더 똑똑하고 안락하게(지능형 조명과 지능형 냉난방 시스템 등) 발전했지만, 건물 자체의 형태를 변경하는 따위의 아이디어가 출현한 것은 얼마 되지 않는다. 그리 간단하지 않은 작업이기 때문이다. 샌디에이고 캘리포니아 대학의 구조 시스템 및 통제 연구소(Structural Systems and Control Laboratory) 소장인 로버트 스켈턴(Robert Skelton)은 현재 모든 자연건축에 적용되는 구조방정식을 이해하는 새로운 수학 부문을 개발 중이다.

시카고 예술대학(School of the Art Institute of Chicago)의 건축 및 실내건축, 디자인 조형학부 회장인 앤더스 너레임(Anders Nereim)은 건물 외부의 형태 변경이 가능하도록 만드는 것은 건물 전체의 효율성에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 매우 중요하다고 말한다.

너레임은 “구부러지는 나무는 그렇지 않은 나무보다 더 가볍고 더 강하다. 건물의 내부도 상황에 따라 바뀔 필요가 있다. 고정된 구성 때문에 여러 공간을 하루 중 상당 시간 동안 쓸모없이 방치해둘 수는 없는 노릇이다.”라고 말한다.

건축가이자 MIT 키네틱 디자인 그룹(Kinetic Design Group)의 연구원인 잔 카를로 매그놀리(Gian Carlo Magnoli)는, 앞으로 건물들은 오늘날의 자동차에 좀더 근접한 모습을 띠어야 한다고 말한다. 오늘날의 자동차들은 변화무쌍한 날씨나 도로 상황에 반응하는 정교한 안전 및 공조(空調) 장치를 갖추고 있다.

그는 “(오늘날 자동차의) 정교한 시스템은 브레이크나 핸들, 연료의 오용을 허용하지 않는다. 게다가 에어백은 비상시에 즉각 부풀어 올라 우리를 보호한다. 현재 이러한 기능을 갖춘 주택은 거의 없지만 앞으로는 가능하리라 믿는다.”고 덧붙였다.

출처 : wired news korea _ http://wired.daum.net/technology/early/article00838.shtm
원문 : wired news _ http://wired.com/news/technology/0,71680-0.html