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기사/뉴스 1도 어긋나면 8m 오차…569m GBC에 선보일 놀라운 신기술
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2020.05.31 17:16
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2026년이면 서울 강남 한복판에 우리나라에서 가장 높은 초고층 빌딩이 들어선다. 현대자동차그룹이 강남구 삼성동 옛 한국전력 본사 터에 짓는 신사옥 ‘글로벌비즈니스센터’(Global Business Center·이하 GBC)다. 서울시는 현대차가 2014년 이 땅을 약 10조5000억 원에 매입한 지 6년 여 만인 지난 5월 6일 착공 허가를 내줬다. 이달 안으로 공사를 시작할 전망이다.


GBC는 대지면적 7만9342㎡, 연면적 92만㎡에 105층(569m)으로 짓는다. 건설비만 3조7000억 원이 들어간다. 현대차는 국내 최고층 빌딩이자 세계 다섯째로 높은 건물이 될 GBC에 첨단 공법을 총동원한 기념비적 건물을 선보이겠다는 계획이다. 우리나라 현대건축 1세대 거장 김종성 건축가를 책임 설계자(Director of Design)로 선임했고 28명의 국내외 석학과 오피니언 리더들의 의견을 참고했다. 현대차그룹은 GBC에 어떤 신기술을 선보일까.

■105층 꼭대기까지 정사각형 모양 그대로 구현

일반적으로 100층 이상 초고층 빌딩은 바람과 무게 부담을 줄이기 위해 고층으로 갈수록 바닥 면적을 줄인다. 서울 잠실 롯데월드타워(123층·555m)가 대표적이다. 하지만 GBC는 기존 건물과 달리 네모반듯한 모양이 꼭대기까지 수직으로 곧게 뻗어있다. 자연계의 가장 안정된 상태인 ‘황금분할의 비’로 알려진 피보나치 수열을 응용한 디자인이 통합사옥 건물에 적용된다. 현대차 관계자는 “각 층의 가로와 세로 길이가 같고 고층과 저층 면적을 비슷하게 유지하는 방식으로 설계했다”면서 “자연에서 얻은 영감을 완벽함으로 진화시킨다는 기본 구상 아래 안정감과 미적 효과를 극대화한 것”이라고 했다.

이런 설계 의도를 구현하기는 쉬운 일이 아니다. 지진을 견디고 바람 저항을 최소화하는 설계가 필요하다. 롯데월드타워는 풍(風) 하중과 지진 하중에 효율적으로 저항하는 횡력저항 시스템인 아웃리거 벨트러스(Outrigger & Belt Truss) 방식으로 설계했다. 마치 대나무숲처럼 거대한 콘크리트 중심축(Core)에 외주 기둥을 만들어 보(樑·기둥 위에서 지붕 무게를 전달하는 건축 부재)로 연결하는 방식이다. 외부 기둥은 바람이나 지진에 따른 저항이 발생할 때 중심부가 덜 흔들리도록 하는 역할을 한다.

GBC는 롯데월드타워와 다른 새로운 내진·내풍 설계를 선보인다. 현대차는 우선 혁신 기술인 ‘X-브레이스(건물 변형 방지를 위해 대각선으로 잇는 건축부재)’를 설치한다는 계획이다. ‘X-브레이스’는 건물 외벽 안쪽에 비대칭으로 세우는 구조물로 바람 하중에 의한 건물 움직임을 효과적으로 제어하면서 건물 전체의 독창성을 보여주는 장점이 있다.

GBC 건물 최상층부 일부 입면은 피라미드를 본 떠 유리창이 건물 안쪽으로 살짝 기울어진 형태로 상부 꼭지점에서 모인다. 이는 바람을 자연스럽게 흐르게 해 건물에 생기는 바람 하중을 줄여주는 역할을 한다.


■ 롯데월드타워 2배 넘는 철강재 사용

초고층 빌딩을 지탱하려면 터파기부터 건물 기초 공사에 막대한 양의 철근과 고강도 콘크리트가 필요하다. 롯데월드타워를 지을 때는 지하 38m까지 땅을 파내고 그 아래 단단한 암반층에 지름 1m, 길이 30m 크기 쇠기둥 108개를 박아넣어 암반을 보강했다. 그 위에 철근 4200톤과 고강도 콘크리트 8만톤을 투입했다. 가로 72m, 세로 72m, 높이 6.5m (3만2000㎥)의 거대한 기초를 만들기 위해 레미콘 믹서 트럭 5300여대를 동원해 32시간 동안 연속으로 타설해 전체 공사에 22만㎥의 레미콘을 사용했다.
[땅집고] 초고층 건물에 사용하는 고강도·초 고강도 콘크리트의 사용 범위와 강도./조선DB
GBC는 연면적이 92만㎡에 달해 롯데월드타워(80만㎡)보다 더 크다. 롯데월드타워의 2배가 넘는 약 17만톤의 철강재가 필요하며 기초공사에 사용할 레미콘 양도 롯데월드타워보다 훨씬 많을 것이란 분석이다. 전체 공사에는 적어도 레미콘 35만여㎥가 들 것으로 예상한다.

초고층 건물을 안전하게 지으려면 첨단 위성측량시스템이 필수적이다. 건물 지표면에서 1도만 어긋나도 500m 높이에서 8m 이상 오차가 발생하는 탓이다. 롯데월드타워는 스위스 라이카의 위성측량시스템으로 오차 범위를 75㎜로 줄였다. 여의도 파크원 역시 최첨단 GPS 3대를 설치해 인공위성과 신호를 주고 받으면서 초고층 건물의 수직도와 기울기를 수시로 점검했다.

GBC는 위성 측량기술을 활용해 시공 오차와 설계 오류를 방지하기 위해 BIM(Building Information Modeling·빌딩정보모델) 시뮬레이션 기술을 도입할 전망이다. BIM 은 3차원 설계 방식을 기반으로 건축물의 모든 정보를 통합 활용할 수 있도록 지원하는 시스템이다. 시공 전에 발생할 수 있는 위험요소를 찾아내 드론과 레이저 스캐너로 3차원 데이터를 확보해 매우 정밀하게 시공할 수 있다.

■ “GBC, 아시아 최고 랜드마크될 것”

아시아 최고의 랜드마크가 될 GBC는 외관부터 화려한 디자인을 자랑한다. 설계를 맡은 김종성 건축가는 해가 동쪽에서 떠서 서쪽으로 질 때 건물 내부 유리로 들어오는 햇볕을 고려해 외부 마감재를 유리와 금속 틀로 구성했다. 일반 45㎝ 금속이 1.5 m 간격으로 박혀있는 구조로 건물을 정면으로 보면 유리가 투명하게 다 보이지만, 조금 옆의 각도에서 보면 금속 틀이 유리를 가려 안쪽이 잘 보이지 않는다. 즉, 태양의 변화와 보는 각도에 따라 건물 모습이 다르게 보일 수 있다는 것이다.

이명식 동국대 건축학과 교수(한국초고층도시건축학회장)는 “초고층 건물은 높게 올리는 것 외에 각종 첨단 기술을 집대성하는 작업이어서 그 나라 건축기술 발전을 한 번에 엿볼 수 있는 기회가 된다”며 “아시아에선 중국을 제외하면 초고층 빌딩을 많이 짓는 나라가 없다는 점에서 한국 건축사적으로도 의미가 크다”고 했다.
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