[ ㈜소프트아키텍쳐랩 ] ‘앰비언스 월 : 미래건축과 키네틱 인터랙션 디자인’

건축과 기술의 결합 통해 건축적 판타지를 현대적으로 재현
국내 최초 키네틱앰비언스 월 건축기술로 고정관념 넘어선 움직이는 건축물 구현
스마트 도시 구현에도 새로운 청사진 제시

㈜소프트아키텍쳐랩(대표 한은주/www.softarchitecture lab.com)의 키네틱 앰비언스 월(Kinetic Ambiance Wall) 기술은 외부 환경과 대화하는 유기체적 건축 공간을 현실화해 국내 키네틱 아키텍쳐 분야를 선두하는 기업이다.

현대 도시 환경은 빠른 인구 증가와 도시화로 인해 건물이 늘어나고 도시의 밀집도가 높아지는 동시에 다양한 환경문제가 증가하는 등 많은 도전과 과제를 직면하고 있다.

이에 따라 기존의 건물과 도시 인프라에 대한 새로운 접근 방식과 혁신적인 기술이 요구되고 있다. 키네틱 앰비언스 월(Kinetic Ambiance Wall)은 도시환경에 적응하고 외부 환경과 유기적으로 대화하는 건축 공간을 실현하는 기술이다.

건축물은 고정돼 있어야 한다는 기존 개념을 깨고 변화하는 시간･날씨･사용자 등의 외부환경을 매개 변수 삼아 스스로 자의적으로 반응하며 제어하도록 해주는 것이 키네틱 앰비언스 월 기술의 특징이다.

건축 형태나 구조를 바꾸는 수준을 넘어 공간적 혁신을 꾀하며 인간과 소통하는 건축물의 IoT(사물인터넷)을 구현해주는 혁신적인 건축 기술이라 할 수 있다.

또 건물과 일체형 구조로 형성돼 별도의 설치가 필요 없고, 햇빛이나 바람의 유입량을 조절해주는 회전 차광부재 외측 단부가 건물 외벽으로 돌출되어 건축 미학적으로도 독특한 분위기를 연출해준다.

키네틱 앰비언스 월의 핵심은 사람-건축물-자연환경이 시공간을 초월해 서로 유기적으로 대화하며 유연하게 적응하도록 하는 것이다.

앰비언스 월은 적응형 디자인의 본질을 구현해 끊임없이 변화하는 삶의 역학을 인식하고 대응하는 공간을 만든다. 조도, 바람 상태, 사람의 왕래, 점유 패턴과 같은 일상적인 데이터를 반영해 요소의 움직임을 프로그래밍 한다.

이러한 적응성은 시간이 지남에 따라 공간을 사용자의 요구에 맞게 변형해 건물의 수명을 연장하고 기능을 향상시킬 수 있다.

앰비언스 월은 현대 기술의 혁신적인 사용으로 내·외부적으로 끊임없이 진화하는 일상생활의 매개 변수를 반영하고 적응 가능한 공간을 제공한다.

사용자는 더욱 진보된 공간을 경험하며 건물과 상호작용하고 동시대 생활양식을 더욱 풍요롭게 만들어갈 수 있다.

키네틱 앰비언스 월 기술은 국내뿐 아니라 중국과 미국에서 특허 진행이 완료됐고, 현재의 기술과 미래의 발전 가능성을 모두 갖추고 있어 미래 스마트 도시에도 적용돼 지속 가능한 건축 및 스마트 도시 구현에 새로운 청사진을 제시하는 혁신적인 건축 기술로 많은 관심을 받고 있다.

㈜소프트아키텍쳐랩 한은주 대표는 “키네틱 앰비언스 월 기술은 건축과 기술과의 결합을 통해 건축적 판타지를 현대적으로 재현한 것”이라 설명하고 “시간성에 보다 적극적으로 대처하며 외부 환경 정보들을 빅데이터화하며 지속가능한 변화를 하기 때문에 빅데이터를 기반으로 도시의 본질적 방향성을 고민해야 하는 스마트 시티와도 연결될 수 있는 기술”이라고 강조했다.

영국 왕립예술대학원에서 도시에서의 위치기반 인터랙션 디자인 연구로 박사 학위을 받은 한은주 대표는 SPACE 편집장과 한양대 겸임 교수를 지냈으며, 2009 시그라프(Siggraph)에서 건축과 미디어 아트가 결합된 작품을 발표한 바 있다.

◼ 소프트아키텍쳐랩의 ‘키네틱 앰비언스 월’ 기술이 적용된 인천대공원 목재문화체험장 ‘목연리’

키네틱 앰비언스 월이 적용된 한국 최초 키네틱 건축물인 ㈜소프트아키텍쳐랩의 ‘목연리(木連理)’는 산림청의 목재문화진흥 프로그램의 일환으로 열린 인천 목재문화 체험관 설계경기 당선작으로, 소위 말하는 대박을 쳤다.

제25회 세계건축상을 비롯해 세계 3대 디자인상 중 하나인 2017 레드닷 디자인 어워드 콘셉트 부문 본상, 대한건축학회 대한민국스마트건축도시대상, 2017 한국건축가협회특별상수상 등 국내외 주요 시상식을 휩쓸었고, 세계적으로 괄목할 만한 무빙 아키텍쳐를 모은 도서 “New MOVE Architecture in Motion - New dynamic Components and Elements(Michael Schumacher, Michael-Marcus Vogt, Luis Arturo Cordon Krumme)”에 수록됐다.

‘목연리’는 ‘^’모양 나무 구조물을 쌓아 올린 높이 4m 길이 30m의 움직이는 목재 스크린을 통해 국내 최초로 키네틱 건축을 구현했다는 점에서 개장 당시 화제가 됐다.

기존 목재문화체험장은 나무에 대한 통념적인 해석으로 대부분 목재마감의 통나무집을 전형으로 지어졌다.

이 프로젝트에서는 나무에 대한 경험의 창의적 해석이 디자인의 핵심이었고, 나무를 경험할 수 있는 건축을 미학적이고 시적인 공간감으로 구현하기 위해 키네틱 건축을 도입했다.

인터랙티브 외피는 날씨나 사람의 밀도변화를 매개변수로 내부공간의 앰비언스 (공간의 분위기)를 실시간으로 변화시킨다.

날씨 변화와 온도, 이 나무 건축물을 둘러싸고 있는 숲, 시시각각으로 변화하는 빛의 움직임, 사람의 밀도에 따라 다른 모양으로 움직이는데 스크린에 부착된 센서가 바깥 환경을 감지해서 나무 패널을 상황에 맞게 조절하는 원리다.

움직이는 외피는 사람과 건축과 수목 사이의 상호작용을 이끌어내어 건축물의 내·외부 공간을 적극적으로 소통시킨다.

건축의 내·외부요소가 만들어내는 시공간이 상호작용하는 실시간의 다양한 상황을 통해 나무가 발생시킬 수 있는 요소를 공감각적으로 경험하고 공간경험을 확장한다.

또 ‘목연리’는 우리나라 전통건축의 문살을 현대적으로 해석한 디자인으로 현재의 첨단 기술과 전통의 목재건축 문화가 어우러져 목재에 대한 다양한 레벨의 경험이 이뤄지도록 했다.

이를 구현하기 위해 20여차례 이상의 기술전문가 자문과 10여차례 이상의 정식 목업을 통해 키네틱 메카니즘 방식과 부품을 직접 디자인하고 최적의 시공방식을 발전시켰다.

◼ 현상설계 공모 당선작, 옥수동 공공복합청사 ‘옥수연’

㈜소프트아키텍쳐랩(softarchitecturelab@gmail.com)은 목연리 성공에 이어 옥수동 공공복합청사 ‘옥수연(玉樹演)’도 진행했다.

현상설계 공모 당선작으로 2020년 11월 준공한 옥수연은 조선시대 독서당이 있던 옥수동에 세워진 건물로, 독서당의 역사적 의미와 과거 문화의 형상을 현대 건축언어와 첨단 기술을 결합해 재해석했다.

1만여세대가 살고 있는 절벽의 하부 경사지에 위치해 지형적･지질학적으로 매우 불리한 조건에 있지만, 도시 맥락상 생활양식에 깊은 영향을 미치는 곳으로 자연과 도시 데이터의 매개변수에 반응하는 인터랙션 건축을 통해 새로운 공간경험과 건축 조형언어를 보여주고 있다.

‘옥수연’의 앰비언스 월은 목재 루버가 센서와 매개변수에 의해 다양한 각도로 움직이는 키네틱 파사드 시스템이다.

이 스마트한 시스템은 기둥과 지붕 사이의 다층적인 목조 골조가 특징인 ‘다포’ 건축 양식에서 영감을 받았다.

지붕 무게를 효과적으로 배분하고, 긴 처마의 균형을 유지하며, 바람에 날리는 비를 막아주면서 일광 수준을 최적으로 조절하여 냉난방 시스템의 필요성을 효율적으로 줄여 쾌적한 실내공간을 조성한다.

또 건물 주변의 미세한 날씨와 인간의 활동을 반영해 실시간으로 도시에 상호작용하는 분위기를 조성하며, 내부 공간 프로그램과 하루 중에 변화하는 주위 상황에 반응해 내부와 외부의 소통을 이루어내고 공간의 개방성과 독립성을 조절한다.

‘옥수연’은 독일 디자인 협회에서 주최하는 국제 디자인상인 ICONIC AWARD의 innovative architecture와 innovative material 부문을 모두 수상하는 등 실시간 도시의 표정이 되어 새로운 문화적 맥락을 만들고, 지역사회와 상호 소통하는 혁신적인 공공 건축물로 평가받고 있다.

◼ 앰비언스 월이 적용된 첫 리모델링 프로젝트, 인천도시공사 본관동 ‘비연문’

‘비연문’은 앰비언스 월이 적용된 첫 번째 리모델링 프로젝트다.

인천도시공사는 준공(1993) 후 약 30년간 노후화된 상태로 동일 필지 내 신축된 별관동(2008)과 조화를 이루지 못했다.

또 30년간 자란 나무로 의해 저층의 4면이 둘러 쌓여 시민들이 접근하기에 답답하고 폐쇄적인 모습이었다.

이 프로젝트는 스마트 시티를 추구하는 공사의 이념을 담은 공간 브랜딩을 목표로 계획했다.

먼저 기존 청사 주 출입구의 수목과 계단부를 완전히 제거하고, 넓고 개방된 무대와 같은 계단을 만들어 시민들에게 열려 있는 모습으로 공공 공간을 재구성했다.

‘비연문’은 “시민과 교감하는 스마트 시티”를 선도하는 이미지에 부합하도록 전면부에 앰비언스 월을 적용해 시민과 상호작용할 수 있는 인터랙티브한 공간을 제공했다.

건물 주 출입구에 위치해 이곳을 오가는 시민들의 유동성과 밀접하게 반응하도록 설계됐다.

움직임 센서를 설치해 앰비언스 월 앞을 지나는 사람의 움직임이 인식됨에 따라 파사드가 움직여 활력 있고 ‘스마트 시티’ 다운 도시의 경관을 표현한다.

‘비연문’은 앰비언스 월을 통해 이곳을 단순히 “시민들이 이용할 수 있는 장소”의 의미를 넘어서 “시민들이 적극적으로 참여하고, 상호 소통하는 장소”로 작동한다. 이를 통해 시민들은 도시의 일부가 되어 활발하게 소통하며, 즐겁고 미래 지향적인 공간 경험을 누릴 수 있다.

◼ 건축을 넘어 미래 스마트 도시로! 키네틱 앰비언스 월(Kinetic Ambiance Wall)

앰비언스 월의 Application(2017년 레드닷 어워드 본상 수상).

키네틱 앰비언스 월은 자동화 시스템과 센서, 데이터 통신 기술 그리고 키네틱 엔지니어링 기술 등을 활용해 구현되는 스마트 파사드 시스템으로, 건축물의 외부 또는 내부 벽면을 매개 변수에 따라 움직이거나 능동적으로 반응할 수 있도록 설계됐다.

이 기술의 주요 기능과 장점들은 도시가 직면한 다양한 문제를 해결하는 데 도움을 주고, 도시 환경에 혁신적인 기술을 제공한다.

키네틱 앰비언스 월은 미리 프로그래밍된 알고리즘에 따라 자동으로 움직임을 제어하거나 센서를 통해 주변환경과 사용자 상태를 감지하여 동적으로 반응한다.

센서를 활용해 외부 조건을 감지하고 정보를 수집하며, 주변 환경의 온도･습도･조도 등을 측정해 앰비언스 월의 동작에 반영한다. 센서로부터 수집된 데이터는 데이터 통신 기술을 이용하여 제어 시스템으로 전송되고, 제어 시스템에서는 앰비언스 월의 동작을 지시한다. 이를 통해 에너지 효율성을 고려한 설계가 가능하며, 태양열 획득과 바람의 흐름을 고려해 냉난방 시스템의 효율성을 향상시키고 탄소 배출을 줄이는 데 도움을 준다.

또 건축물의 데이터를 수집하고 분석해 성능과 에너지 효율성을 최적화하고, 유지보수에 필요한 정보를 제공해 건물의 수명 주기를 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라 앰비언스 월은 다양한 움직임 패턴을 구현할 수 있다. 회전･이동･접힘･팽창 등 다양한 동작을 통해 건물의 외부와 내부 조망을 변화시키고 독특한 디자인 요소를 제공해 사용자들에게 새로운 경험과 놀라움을 제공한다. 움직이는 벽면이나 변형되는 공간에서 사용자는 더욱 흥미로운 환경을 경험할 수 있다.

◼ 앰비언스 월을 적용한 건축 : 옥수연

◇에너지 효율과 지속 가능성 = 건물 외부의 벽면이 움직이거나 변형돼 다양한 기후 조건에 대응한다.

또 에너지 효율성을 고려한 설계와 지속 가능성을 강조 하는 시대적 흐름에 맞춰 건물의 에너지 사용을 최적화하고 환경에 친화적인 건물을 구현하는 데 도움이 된다.

규모가 큰 건물이나 극단적인 날씨 조건이 있는 지역에서 앰비언스 월을 적용하면 에너지 효율성과 건물 관리의 효율성을 더욱 높일 수 있다.

◇상호작용적인 디자인 = 동적인 커뮤니케이션 플랫폼으로 작용해 시간과 날씨 업데이트, 교통 정보 등과 같은 관련 정보나 메시지를 주변 대중에게 효과적으로 전달하는 데 유용하다.

이러한 디자인은 도시의 문화적 측면 을 활성화시키고, 예술과 기술을 융합해 도시를 더욱 창조적이고 다양한 콘텐츠로 가득한 공간으로 만들 수 있어 도시의 삶의 질을 높이고 도시 커뮤니티를 화합시키는 데에 큰 역할을 한다.

◇빅데이터와 연결성 = 빅데이터를 활용하는 앰비언스 월은 도시 관리에서 인사이트를 제공하고 정확한 의사 결정을 지원해 교통･에너지･환경 등을 효율적으로 관리하며 시민들의 삶의 질을 향상시키는 데 기여할 수 있다.

◇시각적 매력과 브랜드 이미지 = 움직이는 벽면이나 다양한 동작을 통해 건물의 외부와 내부 조망을 변화시키고 사용자들에게 새로운 경험과 놀라움을 제공함으로써 건물의 시각적 매력과 브랜드 이미지를 강화하는 데 도움이 된다.

도보 교통에 의존하는 지역이나 사업 지구 등에서 앰비언스 월을 활용하는 것은 매우 효과적이다.

광고주는 건물 파사드를 광고 미디어로 활용해 제품, 브랜드 또는 이벤트를 주목받게 할 수 있다.

동적인 움직임이나 메시지 변경을 통해 지나치지 않고 효과적으로 광고 메시지를 전달할 수 있으며, 도시의 활발한 상업 활동을 지원한다.

◇적응형 기능 = 주변 환경 정보에 기반해 액추에이터가 파사드 요소를 조정해 외부 자연 바람을 적극적으로 활용하고, 적절한 공기 순환을 유지한다.

건물 내부의 공기를 신선하게 유지하고, 미세 먼지와 오염 물질을 제거해 건강한 실내 환경을 조성하는 데 유리하다.

또 파사드 요소의 위치를 조정하여 추가적인 방음 장벽 역할을 수행, 도시 내부의 다양한 소음에 대응해 사용자들에게 평온한 환경을 제공한다.

◇무한한 확장과 적용 가능성 = 앰비언스 월은 다양한 디자인과 크기로 건물의 형태와 용도에 맞춰 유연하게 적용할 수 있다.

태양광 패널과 스마트 윈도우 시스템을 통해 에너지 효율과 지속 가능성을 강화할 수 있다.

스마트 시스템과의 통합으로 건물 운영을 자동화하고 편의성을 증진시킬 수 있으며, 이는 건물의 효율적인 운영과 관리에 도움을 준다.

한국건설신문 김덕수 기자

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