건축설계의 중요성과
최적설계가 건설에 미치는 영향
건축설계는 주택건설의 방향을 설정하는 행위로 건설분야 전반이 설계로부터 비롯된다.
설계단계에서 건축물의 전생애 주기 평가를 충분히 다루는 최적설계가 필요한 이유다.
글 우지환
- 건축 환경공학 박사 (한양대학교) · 건축 구조공학 석사 (한양대학교)
- 건축공학 학사 (서울과학기술대학교) · 건축기사1급, 건축사, APEC건축사
- 현) 엑스퍼트 벤처 건축사사무소 대표이사
- 현) 대한건축학회, 대한건축사협회, 한국 생태환경건축학회 정회원
- 현) 법원 행정처 특수감정인·전문심리 위원, 서울고등법원·지방법원 건설전문감정인
- 현) 국토교통과학기술진흥원 국책과제 평가심의위원, 한국부동산원 공사비검증 자문위원
- 전) 삼성엔지니어링(주)·SK건설(주) 근무
- 전) 서울시 건축사회 서울건축산업연구원장, 국제지속가능협의회 이사, 지속가능과학회 사무국장, 고양시 건축위원회 건축심의위원
연재를 시작하며
<기후위기시대 주택건설> 연재는 단 하나뿐인 우리의 지구를 잃게 될지도 모른다는 두려움에서 출발한다. 전 지구적 차원에서 건설 전반의 그 어떤 움직임도 이제는 환경을 전제로 하지 않는다면 의미와 가치를 부여하기 어렵다는 결론에 도달해 있다.
필자는 연재를 통해 우리나라가 미래세대를 위해 지향해야 할 건설환경의 명제가 친환경건축에 있음을 알리고자 한다. 45년간 다양한 건축분야에서의 섭렵과 체득의 결과로 도출된 친환경건축의 핵심 내용을 다룰 것이다. 이 가운데 현재 국내 주택건설 산업에 고착화된 문제를 살피고, 친환경적인 해결방법과 대안을 제시할 계획이다. <필자 주>
건축설계로부터 비롯되는 건설산업
대단위 아파트 단지를 조성하기 위한 설계에서 수많은 검토와 분석 가운데 가장 먼저 해야 하는 일은 무엇일까? 아마도 집을 지을 수 있는 조건이 갖추어져 있는지와 지을 수 있다면 규모가 어느 정도인가에 대한 확인일 것이다. 이는 통상의 건폐율과 용적률의 법적규제에 대한 최대한의 상한선 확보를 의미한다.
그러나 기후위기 시대에 대비하기 위해서는 생각을 바꾸어야 한다. 아파트를 건설하려면 얼마만큼의 재료와 에너지가 투입되어야 하는지, 투입된 재화들은 우리의 삶 전반에 어떤 위해요소가 있으며 그 위해한 영향의 최소화를 위한 대안은 무엇인지를 전제로 건설의 방향을 설정해 나가야 한다. 아파트 설계의 핵심을 수익 극대화보다 인간의 주거환경에 미치는 위해적 영향의 최소화에 둘 때 환경문제가 자연스럽게 해결되기 때문이다.
또한, 건설분야 전반이 건축설계로부터 비롯된다는 사실도 인지해야 한다. 설계자들은 일반상식을 뛰어넘는 기술적 토대 위에서 환경 기반의 설계 경험을 바탕으로 건축설계를 진행한다. 건설 전반이 설계자가 겸비한 건설지식과 건설에 의한 환경 피해를 최소화할 수 있는 건축물의 전생애 주기를 담은 포괄적 설계능력에 의해 이루어질 때 비로소 기후위기에도 대비할 수 있다.
[그림1] 건축물의 전생애 주기 평가 영향도
건설재료의 검토와 선택
기후위기 시대 건축에서는 건설에 투입되는 재료의 검토와 선택이 매우 중요하다. 왜냐하면 건설에 필요한 투입 에너지 가운데 재료에 투입되는 에너지의 위해요소가 가장 크기 때문이다.
투입 재료에는 누구나 손쉽게 눈으로 확인할 수 있는 마감재료와 눈에 잘 보이지 않고 확인 또한 쉽지 않은 구조재료가 있다. 마감재료와 구조재료는 일반인의 지식으로는 이해할 수 없거나 어느 정도 지식을 소유했다고 하더라도 경제적 조건이나 안전성 측면을 확인하기는 어렵다. 따라서 주거환경에 위해한 요소로 작용할 수 있는 재료의 선별과 선택은 오롯이 설계자의 몫이 된다.
종전에 설계도서에 명시하는 재료는 일반적인 호칭이나 통상의 재료 이름을 기재하는 일이 다반사였다. 그러나 최근 개정된 법령에 의하면 설계도서에 표기해야 하는 재료는 매우 구체적이어야 한다. 건축사는 각 부위별 재료의 선택에 앞서 재료 사용으로 인한 위해 요소는 어떠한 점이 있으며, 타 재료에 비해 안전하고 경제적이며 인체에 더 좋은 영향을 줄 수 있는 점은 무엇인지에 대해 면밀한 조사와 검토가 필수적이다. 건축사는 자신에 의한 재료의 최종선택이 결국 건축주의 육체적·정신적·경제적 환경과 직결된다는 것을 인식해야 한다.
최적설계를 통한 최적해 도출
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결론적으로 기후위기 시대를 헤쳐 나갈 수 있는 대안은 환경을 고려한 건축물의 최적설계라고 할 수 있다. 최적화(Optimization)란, ‘최고’란 의미의 라틴어 ‘Optimus’로부터 유래 되었다. 건축환경공학 측면의 최적설계란, 가능하면 짧은 시간과 최소의 비용으로 환경적 유해요소가 최소화된 건축물을 설계하는 것을 의미한다.
최적설계는 건축물의 전생애 주기(LCA)를 기준으로 진행한다. 건축물의 전생애 주기(건설-유지관리-해체)에 친환경건축 요소기술을 접목하는 최적화 프로세스 다이아그램(Process Diagram)을 활용하면 환경부하를 최소화할 수 있는 최적해를 도출할 수 있다.
최적설계 프로세스별 주요사항은 앞으로의 연재에서 다루겠다. 설계로부터 비롯되는 건설의 전과정이 환경을 고려한 최적설계에 기초할 때 그로 인한 결과가 건설 전반에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알게 될 것이다. -
[그림2] 최적화 Process Diagram