Design Mentoring Subject 5-1

Design Mentoring Subject 5-1

 

NEW DEMAND 전략으로 환경 컨셉에 적합한 건축 외형의 변화

미래에 실현 가능한 건축의 모습 제안

 

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1. 

Biomimicry로의 건축 외형의 변화

 

 

 

Biomimicry란?

Bios 바이오스 + Mimesis 모방, 흉내

 

주어진 환경에 가장 적합하게 적용하여 진화해 온 생명체의 원리를 이해하고, 그 원리들을 인간의 생존에 필요한 여러가지 산업 전반에 적용하는 것을 말한다.

 

생체는 수백만년의 진화과정을 통해 생존에 가장 유리한 모습으로 발달, 

외부환경에 적응할 수 있는 최적의 시스템을 갖추고 있다.

 

= 건축물은 외부환경에 영향을 받고 내부 사용자를 보호하는 시스템을 만들어 낸다.

 

 

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ⓐ Funtional Energy Mimicry

 

 생태계와 자연서식지의 기능적, 물적 효율성과 기능을 최대한 효율적으로 수행할 수 있는 특유의 형태와 구조를 모방하고, 이를 건축 재료와 자연 환경의 유입을 통해 에너지를 자체 생산 및 재활용하는 순환 체계 구축하는 방식

 

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아랍문화원 (장누벨)
 눈의 홍채가 주위의 밝기에 따라 동공의 크기를 조절하여 눈으로 들어오는 빛의 양을 조절하는 원리를 응요한 사례
전통적인 격자문양인 아랍 전통문양을 유리, 알루미늄, 철재를 사용한 재료들로 외피를 구성
27,000개의 조리개 판과 242개의 그릴창은 빛의 강약에 따라 조리개가 열리고 닫히면 실내의 조도를 조정

 

 

 

 

Eastgate Shopping and Office Center ( Mick Pearce )
쇼핑센터와 업무시설인 건물의 에너지 사용을 줄이기 위해 방법을 모색하던 중, 흰개미 집의 실내 온도가 외부보다 낮다는 사실을 발견해 흰개미집의 자연환기 원리에서 착안하여 38도가 넘는 대낮에도, 실내 온도를 24도로 유지
건물 내 냉방시설 없이 자연적인 방법으로 환기 및 냉각 작용

 

 

 

 

Qatar Sprouts 
 선인장 표면의 깊은 주름은 라디에이터 역할을 하여 체온의 상승을 조절, 낮에는 기공을 닫고 있다가 시원한 밤에만 기공을 열어 이산화탄소를 저장해 해가 뜰 때까지 저장해 낮에 광합성을 하는 역할을 한다. 카타르의 사막성 해야기후로 인해 고온 다습한 카타르의 기후조건을 극복하기 위해, 건조한 환경에서 견뎌내는 선인장 기공의 기능적 특성 활용하고, 햇빛의 강도에 따라 반응하여 개폐되는 창문으로 에너지 효울성을 극대화 한다.

 

 

 

 

 

Green Product, Breathing Skins adapts to the environment
 인간의 미래를 단순화하기 위한 건축 실험으로, 피부의 기능인 팽창과  수축을 통한 모공과 색소 침착에서 아이디어를 얻어, 실내에 이런과정을 통해 음영을 만들도록 파빌리온을 구성했다. 환경에 따라 투과량을 조절하고, 내외부의 에너지를 조절하는 역할 을 한다. 

 

 

 

 

KAUST's Breakwater Beacon
사우디아라비아의 자연 냉각기능을 하는 등대로, 산호의 기다란 형태와 그물로 이루어진 구조를 통해 산호 표피처럼 내외부에 발생되는 압력차로 물의 흐름을 유도하는 기능을 한다. 건축 계획에서는 바다에서 시원한 공기를 가져와, 뜨거운 공기를 굴뚝으로 내보내면 바람의 흐름을 유도하는 방법으로 활용한다.

 

 

 

 

Spain Heliosphere 
해바라기 대롱꽃(관상화)을 모방한 태양열 발전 시스템으로, 자연의 에너지 생산 과정을 모방함으로서 에너지의 자생적 생산 방법을 구축하고 재활용할 수 있는 시스템을 갖게 되었다.

 

 

 

 

 

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ⓑ Natural Structure

 

자연변화 속에는 일정한 비례와 규칙과 패턴을 갖는데, 이를 분석하여 구조적으로 안전하고 효율적인 형태를 모방하려고 한 건축물 사례들이 있다.

 

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베이징 국가 수영센터
 축구장 10배 면적의 큰 건물이지만 기둥이 없고 비누거품 모양의 건축물이 건물 전체를 지탱하고 있다. 일정한 부피를 곡면 형태의 최소 면적으로 팽팽하게 감싸혹 있어, 가장 안정적인 구조를 갖고 있다. (표면적을 가장 작게 하면서 튼튼한 구조) 워터 큐브는 이런 비누거품 모양을 기본 구조로 만들어 안정성을 극대화 한 사례로, 합성수지인 ETFE를 건축 외피 재료로 선택해, 건물이 받는 태양 에너지의 90%를 흡수하여 난방으로 사용한다. 

 

 

 

 

베이징 올림픽 스타디움
새집의 구조적 특성을 모방하여, 구조와 파사드 지붕 그리고 공간 까지 한번에 구성한 건축물이다. 새 둥지 구조로 경기장의 자연 환기가 가능한 디자인을 갖고 있다.

 

 

 

 

워털루 인터네셔널 터미널
공기압을 견딜 수 있게 잘 구부러지는 배열을 통해 건축물을 구현한 사례다. 천산갑의 외피와 비슷하게 생긴 외부 구조체가 휨에 유연하게 대처하며, 바람에 잘 저항 할 수 있게 해준다.

 

 

 

 

Pavilion in Stuttgart
성게 껍질이 육각형 유닛으로 조직된 구조를 응요한 가벼운 구조물로, 조립식 요소로 만들어진 쉘에 가장 적합한 모델 역할을 지닌 파빌리온이다.

 

 

 

 

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ⓒ Recycling Material 

 

인간이 만들어낸 재료로 인해 막대한 양의 환경과 경제적 손실을 막기 위해, 이를 다시 건축에 사용하는 것을 목적으로 한다. 추가로 자연이 만들어 내는 고유의 물질을 이용한 건축 사례도 개발되고 있다.

 

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씨앗 대성당 (상하기 엑스포 영국관)
살아 있는 씨앗과 재활용 플라스틱을 이용해, 친환경 건축 디자인을 적용한 사례이다. 6만개의 재활용 플라스틱 막대로 덮여 있는 건물로서, 막대 끝에는 살아있는 씨앗이 있어 관찰이 가능하고, 투명 플라스틱 막대는 낮에 자연광을 내부로 끌어들이고, 밤에는 외관을 밝게 비춰주는 역할을 한다.

 

 

 

 

실크 파빌리온
네리 옥스만이 오랫동안 연구하던 재료로, 실제 누에를 사용해 자연적인 실크 구조물을 만드는 연구이다. 어둡고 낮은 온도로 이동하는 누에의 특성을 고려해, 빛과 열을 분배하는 프로그램을 만들어 누에의 움직임을 조정하여 제작했다. 3D 프린팅 기술을 생물학적 구성요소와 통합함으로서, 생물학과 기계공학이 유기적으로 하나 되는 미래의 기술환경 속에서 만들어진 결정체라고 볼 수 있다.

 

 

 

 

대만 국제 식물 박람회
150만개의 재활용 페트병을 활용해, 폴리브릭이라는 벽돌 대체재를 개발하여 건물의 외관을 만들 었다. 다각형의 폴리브릭은 접착제가 없이도 정교하게 서로 맞물려 지지력을 강화할 수 있으며, 일반적인 건축물 무게의 50%정도 밖에 나가지 않는다. 9.0강진과 태풍 등 자연재해에도 충분히 견딜 수 있고, 방음과 단열효과까지 높아 에너지 절감이 가능하다. 빛을 투과하는 페트병의 특징을 활용해 낮에는 조명이 필요 없고, 밤에는 페트병에 삽입한 LED로 조명 역할을 한다.

 

 

 

Tjibaou Culture Center
카낙의 전통 건축에서 영감을 얻고, 목조와 금속의 조합으로 건물의 골조를 형성한 사례로, 꺄즈 모양의 문화센터 건축물은 미래의 기술과 전통재료의 접목으로 만들어진 건축물이다. 바람을 고려한 설계와, 초목으로 둘러 쌓여 있는 점을 고려하여 설계했다.

 

 

 

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ⓓ Morphology 

 

기존 형태의 유지 또는 자연의 형상을 모방한 건축물

 

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예울마루
계곡과 지하 매립형 건물이라는 컨셉으로, 산을 파냈지만 훼손된 능선을 건축으로 다시 회복하는 개념의 건축물.
매립이라는 방식을 통해 자연파괴가 아닌 자연순응형 건물을 만들었고, 계곡을 따라 바다로 유입하는 듯한 형상을 띄고 있다. 경사지형을 활용한 열미로 시스템으로 에너지 효율을 높였는데, 이는 땅속에 묻히는 건물 좌우의 벽 부분을 이중으로 만들고 그 벽과 벽사이에 다시 미로를 설치, 내부 공조기에 들어갈 공기를 이 미로에서 미리 데우거나 식히는 기법을 사용 한 것이다. 

 

 

 

 

Academy of Sciences in San Francisco
지붕에 잔디가 깔린 이 건물은 외형으로만 친환경적인 것 뿐만아니라, 수천 갤런의 빗물을 흡수하도록 설계된 살아 있는 지붕으로, 온실효과를 노린 투명한 유리 구조 설계로 엄격한 캘리포니아주의 에너지 효율성 기준보다 사용량을 20% 이하로 낮춘 건축물이다. 내부 시설은 자연사 박물관과 수족관, 천문관으로 구성되어 있다.

 

 

 

 

하르파 콘서트홀
 올라프 엘리아손이 디자인 한 콘서트 홀로, 아이슬란드 현무암 지대의 주상절리에서 영감을 얻어 디자인을 한 건축물이다. 유리를 투과하는 빛의 방향과 강도에 따라 색이 다채롭게 변화하고, 날씨에 따라 변화하는 외관을 디자인 했다.

 

 

 

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 이처럼 자연에서 발견한 모습 또는 기능들을 모방한 건축물들은 굉장히 다양하다. 하지만 여전히 이런 디자인의 효율성이 검증 되었다고 할 수 있는 지 는 의문이다. 정말 어디서든 쓰일 수 있는 디자인이라면, 보편적으로 사용 됬을 텐데 그러지 못한 상황으로 봐서는 여러가지 크리틱컬한 문제들이 굉장히 많은 것으로 보인다.

 

하지만 이런 시도들이 지속적으로 진행되는 것은 앞으로 건축계의 긍정적인 영향을 미칠 것으로 생각된다.

 

Design Mentoring Subject 5-2

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