삼성물산, 20년 걸린다던 DDP…4년 반 만에 뚝딱

최첨단 공법 집약체…세계 최대 3차원 비정형 건축물

[프라임경제] '최첨단 공법의 집약체' 동대문디자인플라자(DDP)가 드디어 베일을 벗었다. 내·외부 모두 직선 하나, 벽 하나 없이 각기 다른 외장패널 4만5133장으로 만들어진 DDP는 내달 21일 일반에 공개될 예정이다. DDP 설계의 모든 것에 대해 알아봤다. 

일단 DDP는 설계부터 타의 추종을 불허한다. 세계적 건축가 자하 하디드가 설계한 비정형 건축물인 DDP는 기존 2D 도면방식으로는 시공과 검토가 불가능했다. 3차원 입체설계 방식인 BIM을 도입한 것도 이 때문이다.

BIM공법은 2차원의 평면적 도면 정보를 3차원 입체설계로 바꾸고 건축의 모든 정보를 데이터베이스화해 설계 및 시공에 활용하는 차세대 설계기법이다.

최첨단 설계기법인 BIM은 그동안 일반 건축물에서도 사전검토를 위해 적용되긴 했지만 건축물 외벽과 같은 일부분에만 쓰였다. 그러나 DDP는 초기 터파기 공정부터 △건축구조 △건축인테리어 마감 △기계전기배관(MEP) △조경부분까지 모든 공정에 BIM을 적용해 전체 건축물에 BIM을 적용한 최초 사례라고 할 수 있다.

'최첨단 공법의 집약체' 동대문디자인플라자(DDP) 외관. ⓒ 삼성물산

시공사인 삼성물산 측은 "BIM을 통해 제각기 다른 외장패널을 제작과정에서 한 치 오차도 없이 자동화 제작할 수 있었다"며 "설치시공에 있어서도 다시 고칠 필요 없이 한 번에 부착이 가능했다"고 설명했다.

이 같은 공법을 구현한 삼성물산의 애환은 이뿐만 아니다. 물결치듯 이어지는 곡선과 더불어 기둥이 보이지 않는 실내를 구현하는 것도 숙제였다. 오랜 고민과 고된 작업 끝에 삼성물산은 메가트러스와 스페이스 프레임 공법을 동시에 적용하기로 했다.

캔틸레버 구조의 스페이스 프레임으로 장스팬과 곡면을 살리고, 또 이를 지지하기 위한 공법으로 교량 등 큰 구조물에 들어가는 메가트러스를 사용한 것이다. 이러한 최첨단 기술을 바탕으로 DDP는 내부에 기둥 하나 없이 대형공간을 마련할 수 있게 됐다.

DDP와 일반건축물 간 가장 큰 차이점은 외관 대부분을 차지하는 패널이다. 세계 최대 비정형 건축물인 DDP는 단 한 장 동일한 것 없는 4만5133장의 알루미늄 외장패널로 만들어졌다. 
 

4만5133장의 알루미늄 외장패널로 만들어진 동대문디자인플라자(DDP). ⓒ 삼성물산

이에 대해 삼성물산 측은 "DDP 외관 대부분을 차지하는 외장패널은 모두 4만5133장으로 규격이나 곡률, 크기가 전부 다르다"며 "기존 생산방식과 시공방법으로는 디자인구현이나 품질확보, 공사기간 준수가 불가능하다"고 자부했다.
 
국내외 벤치마킹할 수 있는 사례가 없었던 만큼 그에 따른 어려움도 있었다. 외장패널 공사를 정해진 비용과 공기 내에 성공적으로 구현하기 위해 삼성물산은 선박·항공기·자동차 등 모든 금속성형분야 기술들을 총망라해 세계 최초로 2차 곡면 성형 및 절단장비를 제작하기 시작했다.

독특한 분위기 연출을 위한 다양한 모양의 노출콘크리트로 된 건물 안팎 시공도 까다로웠다. 노출콘크리트는 거푸집을 떼어낸 콘크리트 표면에 별도 마감을 하지 않고 콘크리트 구조체를 그대로 노출하는 마감으로, 거푸집 제작은 물론 콘크리트 타설 때 정밀한 작업과 풀질관리가 요구됐다. 게다가 DDP 노출콘크리트는 자유곡선으로 이뤄진 비정형으로 고난이도 작업이었다.

물결치듯 이어지는 곡선과 더불어 기둥이 보이지 않는 실내. ⓒ 삼성물산

이를 위해 삼성물산은 BIM을 활용, 비정형 구조체 단면을 300㎜ 간격으로 추출해 거푸집을 제작하는 립(Rib) 합판 거푸집 공법을 적용했다.

여기에 비정형 내부기둥 거푸집 제작에는 외장패널 성형장비를 이용해 스테인레스 스틸과 알루미늄을 함께 적용, 매끈한 비정형 노출콘크리트를 구현하기도 했다. 
 
DDP는 화려한 외부만큼 내부 또한 각기 다른 곡률과 형태로 모든 면이 설계됐다. 또한 내화성능이 우수한 친환경 마감자재인 천연석고보드와 G.R.G.보드, 코튼흡음재, 인조대리석으로 시공됐다.

삼성물산 측은 "동일한 모양이 하나도 없는 3차원 비정형 형태인 내부 마감공사 역시 일반 설계기법으로는 구현이 어려웠다"며 "외장판넬 시공처럼 최첨단 설계기법인 BIM을 도입해 본공사 시공에 앞서 비정형 내부마감 형상의 실물크기 모형을 수차례 제작해 수준 높은 시공품질을 확보할 수 있었다"고 회고했다.