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건축의 혁신을 위한 이종 소재의 콜라보: 이노빌트 TSC합성보

INNOVILT FANTASIA 5 [Architect's Pick]

건축의 혁신을 위한 이종 소재의 콜라보: 이노빌트 TSC합성보

2020/08/14


강남의 커튼월 빌딩 숲 사이 독보적 건축 양식을 자랑하는 빌딩, 어반하이브. 내력벽을 과감히 노출시킨 독특한 이 빌딩의 탄생 뒤에는 이노빌트 TSC합성보(Thin-plate Steel Composite Beam)가 있었다. 보는 기둥과 기둥을 연결하면서 건물의 바닥이자 천장이 되는 수평재. 어반하이브 빌딩은 내부에 기둥이 없이 오직 외벽으로 노출된 기둥을 17.35m에 달하는 보가 지지하는데, 이런 장경간 구조를 가능케한 것이 TSC합성보다.

TSC합성보는 센코어테크(대표 이승환)와 포스코가 공동 개발해 2004년 시장에 내놓은 우리나라 최초의 합성보로, 현재 국내 합성보 시장을 이끌고 있는 대표제품이기도 하다. 합성보란 이름으로 이해할 수 있듯 두 가지 이상의 이종(異種) 소재를 합성하여 제작한 구조재를 일컫는다. TSC합성보는 스틸과 콘크리트의 합성으로 제작된다.

콘크리트 X 강건재 강점만 살린 합성보

건축물에 있어 ‘안전성’은 가장 기초가 되는 필요조건이다. 이 조건을 갖춘 후에야 비로소 건물의 디자인적 차별성, 심미적 즐거움 등을 논할 수 있다. 그렇기에 안전성에 주요한 구조재- 그중에도 가장 기본적인 ‘기둥’과 ‘보’는 신중하게 선택되기 마련이다.

구조재로 가장 널리 사용되는 철근콘크리트. 무엇보다 재료비가 저렴하고 전통적 방식으로 무난한 선택이지만, 취약점을 꼽으라면 단연 ‘균열’일 것이다. 철근콘크리트보(Reinforced Concrete Beam)는 인장 측으로 콘크리트 균열이 자연히 발생하고 이를 메꾸는 주기적인 보수가 필요하다. 또 기술인력이 필요해 인건비가 높고, 분진 발생이 심하기 때문에 친환경 시대에는 어울리지 않는 건축자재라는 평. 그럼 강건재로 뼈대를 세우는 철골조는 어떨까. 분진 발생이 없고, 폐기 때에도 자재를 재활용할 수 있다는 점, 또 철근콘크리트에 비해 시공 절차가 간편해 시공일수와 시공비 절감에 이롭다는 부분에서 각광받는다. 다만 보(Beam)의 경우, 철골조는 장스팬을 구현하기 위해 춤(depth)이 두꺼워진다는 게 하나의 아쉬움이다. 보의 길이가 길어질수록, 처짐을 방지하기 위해 춤은 커져야 한다. 이는 곧 천장이 낮아진다는 것을 의미하니, 공간효율 면에서 제약적이다.

▲ 건축물의 수평재 ‘보’는 크게 철근콘크리트보, 철골보로 나눌 수 있다. 각각 장단점이 존재하는데, 이 둘의 단점은 없애고 장점만 살린 것이 합성보다.

이 두 소재의 단점은 없애고 강점만 극대화한 재료가 ‘합성보’다. TSC합성보는 스틸을 냉간 성형해 제작한 웨브(Web)의 속을 콘크리트가 채우는 형태다. 내부를 채운 콘크리트로 높은 강성을 확보하면서, 이 콘크리트를 스틸 웨브가 겉에서 감싸고 있기 때문에 균열에 대한 걱정을 덜 수 있다. 또 철골조에 비해 보 춤을 더 짧게 제작할 수 있기 때문에 천장이 높아진다. 이 여유분의 천장 공간들을 가지고 한 층을 더 올릴 수도 있는 것이다. 땅값이 금값인 부지에 빌딩은 짓는다고 가정해보자. 동일한 면적과 높이 조건에서 15층짜리 건물과, 16층짜리 건물 중 어떤 건물을 짓고 싶은가? 임대효율 측면에서 답은 정해져있고, 이를 구현하기 위해 TSC합성보만한 솔루션은 없을 것이다.

획기적으로 줄어드는 시공 기간과 비용

TSC합성보는 현재까지 약 400개 이상의 건축물에 적용됐다. 이렇게 시장에서 사랑받는 이유는 탁월한 구조성능 그 이상의 솔루션이 있기 때문. TSC합성보의 강점 중 획기적으로 줄어드는 시공기간과 그에 따른 비용절감을 빼놓을 수 없다. 철근콘크리트의 시공과정이 철근설치, 동바리작업부터 해체까지 크게 6단계로 이어진다면, TSC합성보는 공장에서 미리 조립해온 제품을 가지고 현장에서는 설치, 콘크리트 타설 단 2개 공정으로 끝난다. 시공시간이 절반가량 줄어드는 셈이다.

또 철근콘크리트 공정에서 거푸집과 동바리는 필수 공정이지만, 결국에는 철거되어야 한다. 비용과 시간 면에서 비효율적일 수밖에 없는 이유다. TSC합성보는 그 자체가 거푸집의 역할을 하기 때문에 거푸집을 별도로 설치하고 철거할 필요가 사라진다. 설계에 따라 동바리를 생략할 수도 있다. 또 공장에서 미리 제품을 제작해와서 현장에서는 그야말로 설치만 하면 된다. 아래 실제 TSC합성보의 현장 시공 사진을 살펴보면, 공장에서 미리 제작된 자재를 현장에서 바로 설치하고 있다. 이렇게 기둥과 기둥 사이에 보를 놓고, 이 위에 콘크리트 타설을 하면 공정이 끝난다. 보다시피 건물 중간 어디에도 기둥이 없어, 데드 스페이스(Dead Space)가 발생하지 않는다.

이 건물 외벽은 왜 콘크리트일까, 왜 동그란 구멍을 땡땡 뚫었을까, 창문은 어디에 있나?- 존재 그 자체로 호기심을 불러일으키는 건물. 어반하이브의 이런 존재감은 강렬한 콘크리트 외관에서 비롯되지만, 이런 외관을 가능케 한 것은 강력한 스틸의 솔루션이다. ‘철골조 빌딩=스틸커튼월 빌딩’이라는 생각에 갇혀있다면 어반하이브를 통해 그 틀을 깨보길. 이종 소재와의 콜라보를 통해 철골조 건축물의 가능성을 대폭 확장한 어반하이브 빌딩은 그 혁신성을 인정받아 2008년 한국건축가협회상, 2009년 서울특별시 건축상 대상 등을 수상했다.

※ 이노빌트 TSC합성보 제작/시공 문의 : 센코어테크 김태원 소장 (02-2629-3185)

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