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초속 80m 강풍에도 끄떡없는 국내 최고층

중앙선데이 2016.04.24 00:03 476호 7면 지면보기
서울 강변북로에서 잠실대교 쪽으로 달리다 보면 하늘 높이 우뚝 솟은 초고층 빌딩이 눈에 들어온다. 롯데건설이 높이 555m, 123층 규모로 짓는 롯데월드타워다. 최근 외관 골조 공사를 끝내고 마무리 공사가 한창이다. 국내 최고층이다. 세계 초고층 빌딩 10위권 안에 든다. 여기에는 롯데건설과 세계 주요 구조·설계업체 등의 최첨단 초고층 건축 기술이 녹아 있다.



 


[국가대표 건축기술 현장] 롯데건설 ‘롯데월드타워’

서울 잠실 롯데월드타워가 5월 말 완공을 앞두고 있다. 2010년 11월 착공에 들어간 지 5년여 만이다.



롯데월드타워 건설에 들어간 주요 기술은 하중, 풍속, 지진, 콘크리트 등과 관련해 20여 가지나 된다. 구조와 설계는 물론 검증 단계에서도 신기술이 적용됐다.



높이 555m, 123층 위용 자랑 롯데건설은 최첨단 기술의 집약체인 롯데월드타워를 건설하기 위해 고강도 콘크리트 배합 기술, 초저발열 콘크리트 배합 및 타설 기술, 초고층 콘크리트 압송 기술 등 5건을 특허출원했다. 타워크레인 최적화 배치, 경사 코어월 시공기술, 초정밀 측량 기술 같은 초고층 건설 관련 신기술도 적용해 국내 초고층 빌딩의 역사를 새로 쓰고 있다.



롯데건설은 화강석 암반 위에 4200여 t의 철근과 8만t의 고강도 콘크리트를 넣어 기초를 단단히 다졌다. 이를 위해 32시간 연속으로 콘크리트를 타설할 수 있는 초저발열 콘크리트를 사용했다. 중심부 최고 온도가 60 도가 넘지 않도록 사전에 실물모형실험을 거쳐 콘크리트를 배합했다. 80MPa(넓이 1㎠ 콘크리트가 무게 800㎏을 견딜 수 있는 강도)의 초고강도 콘크리트를 높은 곳에서도 사용할 수 있도록 배합해 시공 효과를 높였다. 원재료를 철저하게 관리해 고품질의 고강도 콘크리트를 안정적으로 시공했다.



고강도 콘크리트를 한 번에 520m까지 직접 쏘아올리는 기술을 선보였다. 높은 점성의 반죽인 고강도 콘크리트를 배관으로 내보내는 것이 어렵기 때문에 초고압 콘크리트 이동 장비와 압송배관 시스템, 최적의 배합기술이 필요하다. 콘크리트를 타설할 때 콘크리트 수송관 안에서 콘크리트가 굳는 현상을 막아주는 섬유를 개발해 콘크리트 반죽을 부드럽게 배합했다. 압송 모니터링을 통해 실시간으로 품질을 관리했다.



타워크레인 선정과 배치도 최적화했다. 메인 타워크레인의 경우 주요 작업인 철골자재의 최대 중량과 반경 등을 고려해 기종을 선정하고, 보조 역할을 하는 타워크레인은 철골자재 중량, 자재를 두는 야적장 반경을 고려했다.



공사에 필요한 자재 수량을 파악하고, 정해진 기간 내에 공사를 끝낼 수 있는 적정 대수를 산정해 각각의 타워크레인이 서로 간섭받지 않도록 배치했다.



초고층 빌딩의 형태를 만들기 위해 임시로 가설하는 거푸집은 내구성과 안정성을 갖췄다. 여기에 공사기간까지 단축할 수 있는 최첨단 시스템을 도입했다. 층이 올라갈 때 별도의 해체나 재설치가 필요 없이 유압장치에 의해 스스로 상승하는 ‘ACS(Auto Climbing System) 거푸집’을 적용했다.



초고층 빌딩은 강한 바람과 지진에 견디는 기술이 중요하다. 지상 10m 높이에서 부는 풍속 30m/s(초속)의 바람은 롯데월드타워의 최고층인 555m 높이에서는 평균 풍속 55m/s 이상의 강풍이 된다.



롯데월드타워 첨탑부에 설치한 높이 120m의 초대형 구조물인 다이아그리드를 비롯해 아웃리거, 벨트트러스 등 횡적 저항을 높여주는 첨단 구조물이 설치돼 순간 최대 풍속 80m/s, 규모 9.0의 지진에도 견딜 수 있다.



초고층 빌딩 건설엔 초정밀 측량기술이 필요하다. 지표면에서 각도가 1도만 어긋나도 500m 높이에선 8.72m의 차이가 발생하기 때문이다. 롯데건설은 위성측량 수신기와 지상 기준국을 설치해 4대 이상의 인공위성으로부터 측정 정보를 받아 오차를 바로잡는 ‘위성측량시스템(GNSS)’을 가동했다.



세계 최첨단 건축기술 총집결 초고층 관련 신기술을 보유한 세계적 기업이 대거 참여했다. 토목 설계는 세계적 엔지니어링 회사인 영국의 에이럽(Arup)이 맡았다. 구조 안전성 검증을 위해 호주의 코피(Coffey)와 미국의 에이컴(AECOM)사가 지반 컨설팅 및 제3자 검토를 담당했다.



구조 설계 부분은 상하이 금융센터 등 유명 초고층 빌딩의 구조 설계를 맡은 미국의 레라(LERA)사가 맡았다. 미국 TT(Thornton Tomasetti)사가 구조 검증을 해 이중으로 안정성을 확인했다. 한국 고유의 곡선미를 살린 롯데월드타워의 건축 설계는 미국의 초고층 전문 건축설계업체인 KPF(Kohn Pedersen Fox Associates)가 맡았다. 강풍을 견딜 수 있는지는 세계에서 가장 높은 빌딩인 두바이 ‘부르즈 할리파’의 풍동 컨설팅을 맡았던 캐나다의 RWDI(Rowan Williams Davies & Irwin Inc)사가 검증했다.



초고층 장비에도 세계적인 업체가 참여했다. 스위스 라이카(Leica)사의 위성측량시스템, 오스트리아 도카(Doka)사의 ACS 거푸집 등이 대표적이다. 400여 개의 국내 협력업체도 롯데월드타워 시공에 참여해 대한민국 초고층 건설 기술 역량을 한 단계 끌어올릴 수 있는 경쟁력을 확보했다. 롯데건설 석희철 부사장은 “롯데월드타워를 안전하게 짓기 위해 초고층 건립 기술과 관련한 연구를 꾸준히 진행해 왔다”며 “세계적인 초고층 관련 회사의 기술을 적용하고 검증받았다”고 말했다.



롯데월드타워는 각종 친환경 신재생 에너지 시스템을 적용해 친환경 녹색 복합단지로 조성된다. 이미 완공된 롯데월드몰은 국내 친환경 건축물 최우수등급을 획득했다. 롯데월드타워는 완공 시점에 취득할 예정이다.



앞으로 초고층 빌딩 시장 규모는 점차 확대될 전망이다. 현재 전 세계에서 지상 300m 이상 초고층 빌딩 프로젝트 100여 건이 추진되고 있다. 한국건설산업연구원에 따르면 전 세계 곳곳에서 이런 빌딩을 짓는 데 560조원이 투입될 전망이다.



롯데건설은 롯데월드타워 시공으로 초고층 첨단기술 노하우를 쌓고, 초고층 전문인력을 확보해 초고층 빌딩 시장에서 경쟁력을 갖춰 나간다는 방침이다.



롯데건설 김치현 사장은 “롯데월드타워의 안전한 시공으로 향후 국내외 초고층 빌딩 시장에서 선도적 역할을 담당할 수 있도록 다각적인 시행전략을 세울 것”이라고 강조했다.



 



 



글=한진 기자 jinnylamp@joongang.co.kr, 사진=롯데건설 제공

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