1. 소개

라이프사이클타워는 국제적인 연구프로젝트로 건축가 헤르만 카우프만(Hermann Kaufmann)과 엔지니어사무실 아럽(Arup), 목조건축기업 비학(Wiehag) 그리고 그라쯔(Graz) 공과대학과 공동으로 작업하였다. 프로토타입은 이미 2011년 초반에 도른비른(Dornbirn)에서 개발되었다.

하이브리드 목재빌딩은 30층까지 실제 설계와 시공이 가능하다. 탄소를 먹고 성장한 목재는 이산화탄소 측면에서 가장 이상적인 재료로써 이 프로젝트를 통해 90% 이상 이산화탄소를 절감할 수 있다. 그리고 막대한 자원소비를 줄일 수 있으며 시공과정 중에 기존보다 소음과 먼지공해가 발생이 적다.

라이프사이클타워 프로젝트의 목표는 구조, 설비, 입면에서 종합적인 건물 컨셉을 하이브리드 목조건축형식으로 하여 전생애주기비용을 최소한으로 하는데 있다. 특히 30층 높이의 하이브리드 목조 고층건물을 기술적, 경제적, 생태적으로 시공하기위해 하중, 음향, 내화성능요구에 맞는 계획이 필요하다. 그리고 모듈화 된 시스템과 산업적으로 생산 가능한 복합목제시스템은 에너지성능 최적건물구조로 구현될 수 있는 디자인이 요구된다.

2. 자연과 기술의 새로운 접목

고층건물의 시공에서 주재료로 목재를 사용한다는 것은 매우 드문 일이다. 당연히 다른 건축재료와 비교해서 목조건축의 장점을 든다면 목재생산에서 많은 에너지가 소요되는 않는 것이다. 다시 말해서 목재는 자연에서 자란 천연재료이고 가벼운 중량임에도 불구하고 높은 강도와 단열, 내구성, 소음과 진동 방지에서 최고의 성능을 보장한다. 지구상에서 가장 오래된 건축재료로써 오늘날 현대적인 안전성능을 확보하여 100% 재활용이 가능한 재료이다. 특히 도시에서 미래의 환경을 대비해서 목재는 가장 적합한 대안책이라 볼 수 있다.

3. 자원 절약과 새로운 축조

라이프사이클 타워의 전체건물 바닥판 기본스팬은 중간에 기둥 없이 8.10m 내지 9.45m로 계획되었다. 대부분의 용도는 사무실, 호텔, 주거용으로 구성되며 평면의 가변성이 자유롭다. 재료를 보면 지하층과 지상1층은 철근콘크리트로 구성되고 지상 1층부터 목조-철근콘크리트 하이브리드구조로 된다. 그리고 입면지지구조재는 목조, 코어동선은 선택에 따라 목조 아니면 철근콘크리트구조로 디자인할 수 있다. 계획에 따라 입면에 태양광을 설치하여 플러스에너지하우스, 패시브하우스 수준의 에너지건축물이 가능하다.

건물의 외피는 방음과 단열성능을 높이는 시스템입면이 도입되며 여기에는 차양장치가 통합되고 자연환기를 확보하기 위해 개폐가 가능한 환기구가 설치된다. 계획에 따라 입면의 질감을 개별적으로 연출할 수 있다.

4. 지속가능한 미래의 도시개발: 라이프사이클 타워

라이프사이클 타워의 기본적인 도시개념은 밀도 있는 도시와 커뮤니티이다. 동시에 미래의 주거와 업무공간에 창조적이고 현실 가능한 방법을 제시한다. 이런 측면에서 라이프사이클 타워의 전생애주기를 통해 최소한의 자원과 에너지요구량으로 고밀도 고층건물을 실현할 수 있다. 특히 30층까지 90m 높이로 하이브리드 목조구조로 시공가능하다.

이런 종류의 건물의 경우 입면은 에너지사용을 거의 하지 않고 신재생에너지를 통해 에너지를 생산하며 이산화탄소 절감에 본질적인 기여를 한다. 연구관계자들은 기후변화시대에 도시의 하이브리드 목조건물은 이산화탄소 감소에 지대한 잠재력을 갖고 있고, 라이프사이클 타워가 지속가능한 건물형식에서 선두주자가 되리라는 것을 확신한다.

라이프사이클 타워는 모듈화를 이용한 시스템 구법으로 최적의 시공이 가능하다. 많은 모듈은 이미 공장에서 제작되어 현장으로 운반되어 그 자리에서 바로 조립된다. 이것은 종전의 건축구법과 비교하면 그 시공기간을 절반으로 단축시키는 효과를 갖고 동시에 먼지, 소음과 같은 공해를 줄여준다.

고층건물은 주거용뿐만 아니라 다양한 용도로 공간을 도시적인 개념으로 사용할 수 있도록 계획되었다. 특히 평면에서 구조체를 지지하는 내력벽을 생략하였기 때문에 공간은 가벽으로 자유롭게 공간을 분리할 수 있다. 그리고 건물의 전생애주기에서 개보수시 작은 투자로 새로운 용도의 공간(예를 들어 사무실, 호텔, 식당 등)을 연출할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그럼에도 불구하고 외부에서 보면 변형된 디테일이 쉽게 눈에 띄지 않는다.

5. 건물의 사양(구조, 바닥판, 코어와 입면, 내화성 등)

입면에서 목재기둥은 2.7m 간격으로 두개를 겹쳐 고층건물에서 수직하중에 잘 저항하도록 했다. 그리고 천정은 긴 스팬과 내화성을 유지하기위해 목재와 철근콘크리트가 복합적으로 구성된 하이브리드 형식으로 계획되었다. 또한 천정의 구성을 보면 가벽과의 접합부분은 가변성을 최대한 높이기 위해 3m 간격으로 이음부가 있다. 그리고 최적의 방음성능을 확보하기 위하여 미네랄 건축구성요소로 마무리했다. 천장의 마감은 주로 집성목재를 철근콘크리트와 접합하여 처리하고 집성목재 사이의 빈 공간에 설비시스템 모듈 즉 난방, 냉방, 조면, 환기, 스프링클러시스템이 설치되어 건물의 기능을 돕고 있다.

내화성능

목조건축에서 특히 내화성능은 중요한 요소이다. 그래서 계획에서부터 내화성능을 확보하기위해 코어 부분과 사무실공간을 확실히 분리한 통합적인 조닝을 계획하여 화재로부터 개별적인 안전성을 향상시켰다. 그리고 현대적인 소화시스템을 구축했고 하이브리드구조를 적용(바닥판이 철근콘크리트로 구성)했기 때문에 수직적으로 화재가 번질 우려가 없다. 또한 법적인 방화성능을 디테일하게 모두 준수하였다. 아래 그림은 방화테스트 결과를 보여주는 자료로써 천장에 집성목재가 분리되지 않고 화재 후에도 구조체의 안정성을 그대로 유지하는 것을 볼 수 있다.

▣ 원문제목 : Mit Holz hoch hina(Life cycle building)

▣ 원문의 주요목차********************************************************************

1. 소개

2. 자연과 기술의 새로운 접목

3. 자원 절약과 새로운 축조

4. 지속가능한 미래의 도시개발: 라이프사이클 타워

5. 건물의 사양(구조, 바닥판, 코어와 입면, 내화성 등)