초고층 건축물의 현황과 미래 수업을 듣고서

 초고층 건축물의 기원을 보면, 흔히 ‘마천루’, 하늘을 비벼댈 수 있는 누각이란 뜻으로 역사적으로 언급된 최초의 마천루는 바벨탑이라고 설명하고 있다.
 초고층 건축물의 정의는 학교 수업시간에도 여러 번 정의되었고, 이 강의에서도 국내 건축법시행령에 따르면 50층 이상이면서, 높이가 200M 이상인 건물을 일컫고 있으며, 이는 국가별로 기준이 다르다.
 초고층 건축물의 높이 기준은 나라마다 상의하지만, 국내법 기준에서는 첨탑은 높이에 포함, 안테나, 피뢰침, 간판, 깃대, 통신장비 등은 높이에 미포함 한다. 건물이 기준인지라 탑이나 기둥은 아무리 높아도 마천루로 분류하지 않고 있다. 에펠탑이나 도쿄 스카이트리 같은 건축물은 형식적으로 마천루라 이름을 붙일 뿐, 공식적인 통계에서는 빠지고 있는 실상이다. 우리나라 초고층 건축물 중에서는 현대 차 사옥이 가장 높은 곳이란 것을 알았으며, 제가 살고 있는 부산 해운대에 고층 건물이 2곳이나 있다는 점에 주목할 만 하였다. 그렇다면, 사람들이 느끼는 초고층 건물의 인식은 어떠한지 알아보자. 사람들이 느끼는 초고층 건축물은 부의 편중이 심하며, 건축물의 비용이 비싸고, 새로운 상류층 구역이 생기는 현상이라고 받아들이고 있다. 또한, 초고층 건물들이 늘어나면서 빌딩풍이라는 신종 재난 용어도 발생하고 있다. 여기서 말하는 빌딩풍이란 초고층 밀집 지역에서 바람이 회오리치며 강해지는 현상을 일컬으며, 이는 해운대 해수욕장에서 마린시티로 태풍 급의 강한 바람이 발생되는 원인을 고층 빌딩 사이로 회오리바람이 부는 와류 현상 때문이라고 판단하고 있다. 또 다른 신조어로써는 고층난민이라는 고층에 거주할수록 밖에 나가지 않게 되거나 사람들과 만나고 싶어 하지 않는 경향이 있어 건강문제와 연관됨을 일컫는 신조어도 생겨났다. 현재 세계의 초고층 건축물 중 가장 유명한 건축물은 ‘부르즈 칼리파’라는 두바이의 건축물이다. 우리나라에서는 삼성물산 시공에 참여하여 큰 화제가 되었다. ‘부르즈’는 아랍어도 ‘탑’이라는 뜻이며, ‘할리파’는 아랍에미레이트 대통령의 이름인 ‘할리파 빈 자이드 알나하얀’에서 유래되었다고 한다.
세계 최고층 빌딩인 부르지 칼리파에는 축구장 60배 크기의 쇼핑몰이 있고, 연간 1,000만 명이 찾는 유명 관광지가 되었다. 두바이 몰의 연간 매출이 두바이 전체 경제의 5%를 차지할 정도로 변하였다. 이러한 초고층 건축물은 단순히 건축물이 모습이 주는 랜드마크적인 효과뿐만이 아닌, 경제적인 면에서도 큰 영향을 미치고 있다.
 그렇다면 이러한 초고층 건축물이 발전하게 된 배경을 알아보자. 우선, 건축물의 용도 변화를 살펴 볼 수 있다. 최초의 건축물은 신을 위한 건축에서 인간의 위대함을 기념하는 건축, 현재는 인간의 삶을 위한 건축으로 변화하여 왔다.
재료의 경량화적인면에서는 선사시대에는 움막위주였으며, 시대가 변하면서 벽돌, 진흙, 그리고 석재, 19세기 전반에는 철의 발명이 획기적이었으며, 19세기 후반 콘크리트의 발명, 초강도 콘크리트 등 초고층 건축물을 시공하기 위한 재료들이 강해지고 경량화되었다. 또한, 승강설비의 발전도 초고층 건축물의 발전에 큰 역할을 하였음을 배웠다.
IT산업의 발달도 중요한 요점이다. 캐드의 발전으로 인해 컴퓨터 지원 설계로서 컴퓨터를 사용하여 설계를 하는 시스템으로 디자인의 계획, 수정, 설계의 어려운 표현을 더욱 쉽고 간편하게 작업할 수 있도록 활용하게 되었으며, 이는 모든 산업 설계 분야에 적용 될 수 있었다. 또한, BIM의 발달로 전 건설 분야의 시설물의 생애주기 동안 설계, 시공 및 운영에 필요한 모든 정보를 체계화시켜 통합적으로 관리할 수 있는 건물 정보 모델링 기술을 이용하며 건설 프로젝트에서 모든 정보들을 통합 관리함으로써 초고층 건물의 설계를 도울 수 있었다.
 이번에는 초고층 건축물의 공사의 특성에 대해 알아보자. 작업장 높이에 따른 특성으로는 금융비용 절감 또는 사업성 확보를 위한 공기단축이 요구되며, 풍송의 영향을 많이 받고, 높이 증가에 공기 밀도가 감소되어 구조체의 팽창 수축 주의가 요구된다. 또한, 고속 양중 장비 설치가 요구되며, 압축 변위 등을 고려하여야 한다. 그 밖에도, 작업공간의 수직적 분포에 따른 특성, 재해 발생 특성 등의 다양한 특징들이 있다.
 다음으로는 초고층 건축물의 기술요소에 대해 알아보자. 초고층 건축물을 시공하기 위해서 가장 중요한 요소는 바로 콘크리트이다. 보통의 초고층 건물에서는 고강도 콘크리트를 사용해야 하며, 초고강도 콘크리트의 폭열 방지를 위해 내화성능을 추가하여야 한다. 초고층 직압 타설을 위해서는 자기 충진 성능 및 벽체 충진 성능이 우수한 고유동 콘크리트가 필요하며, 현장 부지 협소로 현장 B/P PLANT 설치 불가능 및 도심지 공사로 인한 돌발상황에 대비하여야 한다.
보통 고강도 콘크리트라 함은 설계기준강도가 보통 콘크리트에서 40MPa 이상, 경량 콘크리트 27 MPa 이상인 콘크리트를 말한다. 건물이 고층화 될수록 콘크리트의 고성능화는 필수요소가 된다. 이에 고강도 MASS 콘크리트를 사용하게 되는 고강도 매스콘크리트는 슬라브 두께 800mm, 벽체두께 500mm 이상, 내 외부 온도차가 25도 이상으로 예상되는 콘크리트이다.
 다음으로 소개하는 공법은 고강도 강재 TMPC 강이다. 가공 열처리 또는 열가공 제어법이라고 불리는데, 후판을 압연생산 시 온도를 제어하는 제어압연, 냉각시 공냉 또는 수냉의 의한 가속 냉각법을 이용하여 원하는 강재의 기계적 성질을 확보하는 공법이다. 이뿐만 아니라, 초고층 건물을 건축하고 관리하는 시스템 또한, 정밀한 시스템이 도입되고 있다. 최근에는 인공위성을 이용해 물체의 3차원 위치를 측량하는 시스템이 있다. 초고층 건물 시공 시 심각한 비틀림을 발생시키지 않고, 건물을 연직방향으로 건설하기 위하여 2개 이상의 기준국과 1개 이 상의 계측 국에 GPS 안테나를 설치하여 각각의 기선거리를 이용하여 측량하고자 하는 위치의 좌표를 구하여 건축물의 연직도를 관리하는 시스템이다.
초고층 건물의 변위 발생 유형에 대해 알아보자. 층간변위, 부동침하, 국소변위 등이 있다. 기둥축소의 발생 원인으로는 건물 하중에 의한 즉시변형인 찬성축고가 있으며, 응력의 변화 없이 시간의 경과에 따른 변형, 크리프, 그리고 콘크리틔 내부 수분의 증발로 인한 건조수축, 각 부재의 고유 축소량이 변하는 설비 변형, 건물 내외부의 온도차에 의한 인접 수직 구조체 간의 절대 축소량의 차이를 보여주는 부동축소가 있다.
 마지막으로 초고층 건축물의 이동요소 중 핵심적인 엘리베이터에 대해 알아보겠다. 엘리베이터 분절공법이란 골조 진행 중 적정 위치에 가설 기계실 설치 후 가이드레일 및 출입구를 설치하여 골조 공정에 따라 잔여 공사를 실시하는 공법을 말한다. 이의 장점은 조기 착공으로 건축 마감 작업을 조기에 실시 할 수 있으며, 엘리베이터 일정 단축으로 공사용 사용기간 증가, 작업 안정성을 확보할 수 있다.
엘리베이터 분절 시공의 작업순서로는 공종간 협의, 낙하물 방지대책 및 지수공사, 임시기계실 설치, 1단계 형판 작업, 엔드레스 윈치 설치, 1단 레일용 브라켓 설치, 작업대 설치, 레일 설치, 출입구 설치, 임시 기계실 해체, 단계별 반복, 본 설 기계실 작업으로 실시된다. 이 분절 시공법이 적용된 건축물로는 버즈 두바이, 상해 세계 무역센터, 롯데 월드타워 등이 이에 해당된다.
 현대 사회가 빠르게 발전되는 만큼 초고층 건축물에 대한 수요도 높아질 것으로 예상된다. 이 강의를 통해 초고층 건축물의 정의부터 세계의 현황, 그리고 초고층 건축물을 시공함에 있어 중점적으로 검토되어야 할 사항들을 배울 수 있었다.
최근 현대산업개발 광주 아이파크 현장의 붕괴사건을 보며 건축물을 시공함에 있어 철저한 이해와 준비가 필수라는 것을 배울 수 있었다.

초고층 건물이 즐비하 부산해운대