대한민국은 건축법상 높이 200m를 넘거나 50층 이상의 건물을 초고층 빌딩으로 보고 분류하고 있습니다. 다만 세계초고층도시건축학회는 300m를 넘어야 초고층 빌딩으로 인정하고 있습니다. 이런 초고층 빌딩들은 그 높이와 질량 상 일반 빌딩과는 전혀 다른 공법이 들어갈 수밖에 없는데요, 덕분에 초고층 빌딩은 몇 가지 특징을 가지게 됩니다.
초고층 빌딩의 공법
초고층 빌딩의 역사는 미국이 대한민국보다 40년 정도 앞선 것으로 평가됩니다. 이 당시 세워진 초고층 빌딩은 철골을 이용한 강구조로 건축되었는데요, 이 구조는 열에 약해 9.11테러당이 세계무역센터가 무너진 원인이 되었습니다. 철골이 열에 녹았던 것이죠. 그 때문에 최근에는 철골에 콘크리트를 덧대는 철근 콘크리트 구조가 사용되고 있습니다.
최근 초고층 빌딩 건축에 사용되는 공법은 코어월 공법이 대부분입니다. 초고층 빌딩의 척추 역할을 할 코어구조를 콘크리트로 제작하는 공법으로 외력을 잘 견디는 것으로 유명하죠. 최근 롯데월드타워나 부산의 엘시티가 이 공법으로 건축되었습니다.
또 높이가 높이인 만큼 아래의 작은 흔들림도 높아질수록 점점 커지게 됩니다. 그 때문에 초고층 빌딩에는 특수한 내진 설계 장비와 공법이 적용됩니다. 우선 타이베이 101에 설치된 것과 같은 댐퍼가 설치됩니다. 댐퍼는 건물 내부에 거대한 추를 매달거나 상층부에 무거운 구조물을 스프링으로 고정하는 방식입니다. 이외에 면진 공법을 적용해 지진 발생 시 지면과 건물을 분리하는 방법도 도입되죠.
또 대부분의 초고층 빌딩은 외벽을 유리창으로 둘러싼 커튼월 공법을 사용하고 있습니다. 이 공법은 외벽을 기존 건물처럼 무게 지지 수단이 아닌 말 그대로 커튼처럼 바람을 막는 용도로 설치하는 방식입니다. 높이가 높아질수록 외벽 하단에 가해지는 부담이 높아지는데, 이 방식을 사용하면 건물의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 재료를 규격화해 공사 시간과 비용을 줄일 수 있죠.
전기설비/기계 특징
건물의 높이가 달라졌을 뿐이지만, 그것만으로도 일반 빌딩과는 다른 전기, 기계설비가 필요합니다. 일반 빌딩처럼 건물 지하에만 전기, 기계 설비를 설치하면 수백 미터 상공까지 보내는데 굉장한 부하가 걸릴 테니까요. 건물이 흔들리면 전선의 움직임 또한 길어질수록 커지기에 별도의 내진 설계가 적용됩니다.
특히 초고층 빌딩은 커튼월 방식을 도입한 만큼 복사열로 낮에는 냉방부하가 걸리고 밤에는 야간복사로 실내열 손실이 커 결로 현상까지 일어날 수 있습니다. 그 때문에 일정 층마다 이를 보완할 전기, 기계실을 배치해야 합니다. 당장 롯데월드타워만 해도 일정 층마다 기계실을 두고 있죠.
또 초고층 빌딩 환기를 창문이 아닌 기계식 환기에 의존합니다. 그 이유는 바람 때문인데요, 지면에서 실바람이 불 때 100층 높이에서는 초속 18m의 바람이 붑니다. 일반 태풍의 풍속이 17m/s임을 생각하면 늘 태풍이 불고 있는 격이죠. 그 때문에 초고층 빌딩에는 창문이 없습니다.
승강기의 버튼도 초고층 별딩은 차이가 있습니다. 층수가 많은 만큼 적으면 수십개에서 수백개까지 버튼이 늘어나게 됩니다. 그래서 이런 초고츨 빌딩은 스카이 라운지를 통해 하나의 엘리베이터가 이동할 수 있는 층에 제한을 두거나 특이한 방식의 버튼을 제공하고 있죠.
한국 초고층 빌딩은?
한국의 초고층 빌딩은 해외와 달리 50~70층 사이의 빌딩이 대부분이었습니다. 그러나 최근 롯데월드타워(555m)를 시작으로 엘시티 등 그 이상 층의 초고층 건축물이 추진되고 실제로 건축되는 중입니다. 현대의 GBC가 대표적이죠.
사실 100층 이상 초고층 건물은 전면도로와 공지의 합이 270m 이상 되고 완공된 이후 수요가 그만큼 따줘야 합니다. 2001년 한국 초고층건축포럼에서는 이와 관련해 수도권 내 100층 이상 초고층 빌딩이 들어설 수 있는 곳을 서울 6곳, 경기도 2곳으로 발표한 바 있습니다. 서울은 용산, 잠실, 여의도, 수색, 성수, 양재였고, 경기도에서는 분당과 일산이 선정되었죠. 이중 잠실과 여의도에는 이미 초고층 빌딩이 들어섰습니다.
초고층 빌딩의 장단점
초고층 빌딩은 도시 과밀화로 인한 자연생태계 파괴를 막을 수 있는 대안입니다. 좁은 면적에 최대한 많은 사람을 거주하게 하면서 직장·주거 접근에 의한 이동 및 생활 편의성도 노릴 수 있죠. 이런 초고층 빌딩은 도시의 상징성을 가져 관광자원이 될 뿐만 아니라 건설 기술의 발전까지 노릴 수 있습니다.
하지만 높아질수록 건설비용이 천문학적으로 높아지는 데다 지반침하, 화재 사고에 취약하다는 점은 단점입니다. 일조권과 조망권을 침해하거나 주변 상권이 망가지는 문제가 있을 수 있죠. 무엇보다 커튼월 방식으로 인한 에너지 과소비는 환경 문제 속 지속해서 지적되는 문제입니다.
사실상 명확한 철거 방법이 없다는 점도 단점입니다. 다행히 초고층 빌딩은 기초부터 튼튼하게 설계되고 1mm²만으로 80kg을 감당하는 HSA800같은 강재가 사용된 만큼 대부분의 건물 수명이 한참 남아 철거 기술의 발전을 기대할 수 있습니다. 다만 현재의 철거 방법으로는 도심 한가운데 위치한 초고층 빌딩을 철거하기 어렵다는 것도 특징 중 하나입니다.
