기존 공법의 한계를 넘다:
광교 갤러리아 비정형 파사드와 3D 프린팅 스마트 노드
디지털 건축연구소 위드웍스 | 스마트건설 기술 케이스 스터디
1. 비정형 건축의 도전: 왜 3D 프린팅인가?
최근 도시의 랜드마크들은 정형화된 틀을 벗어나 화려하고 복잡한 비정형 디자인을 채택하고 있습니다. 하지만 디자인이 화려해질수록 시공의 난이도는 기하급수적으로 상승합니다. 3D 프린팅은 이러한 '소량 다품종' 생산에 최적화된 기술이지만, 높은 제조원가로 인해 보편화에 어려움이 있었습니다.
그 해답을 제시한 곳이 바로 광교 갤러리아 백화점입니다. 기존 공법으로는 구현이 불가능했던 복잡한 유리 파사드를 3D 프린팅 기반의 '스마트 노드(Smart Node)' 공법으로 해결하며 건축 기술의 새로운 지평을 열었습니다.
2. 설계 의도를 가로막는 기술적 장벽
광교 갤러리아의 파사드는 마치 보석이 박힌 듯한 불규칙한 다면체 구조입니다. 여기서 기술적 난제는 크게 두 가지였습니다.
- 중심축의 불일치: 비정형 다면체는 구조 부재와 외장재 마감의 중심선이 일치하지 않아 시공 오차가 발생하기 쉽습니다.
- 복잡한 접합부: 한 꼭짓점에 최대 9개의 부재가 16도라는 좁은 각도로 모이는 구간은 기존 '볼 노드(Ball Node)' 공법으로는 제작 자체가 불가능했습니다.
3. 대안의 모색: CNC 밀링에서 3D 프린팅 샌드몰드까지
처음에는 해외에서 주로 쓰이는 CNC 밀링 방식을 검토했습니다. 하지만 100kg의 원소재를 깎아 40kg의 노드를 만드는 방식은 재료 낭비가 심하고 제작 기간이 너무 길었습니다.
혁신의 핵심: 3D 프린팅 샌드몰드 + 주조(Casting)
결국 선택한 기술은 3D 프린팅으로 모래 몰드(Sand Mold)를 출력한 뒤, 그 안에 쇳물을 부어 노드를 제작하는 방식이었습니다. 이 방식을 통해 647개의 서로 다른 형상을 가진 노드를 ±1mm라는 초정밀 공차로 생산할 수 있었습니다.
4. 실측 없는 시공: DfMA 프로세스의 완성
스마트 노드 시스템의 진가는 현장에서 발휘되었습니다. BIM 데이터를 기반으로 공장에서 정밀 제작하는 DfMA(Design for Manufacturing and Assembly)를 적용한 결과입니다.
- ✅ 대형 블록 공법: 현장 용접을 최소화하기 위해 42개의 대형 블록으로 사전 조립 후 인양.
- ✅ 실측 없는 유리 제작: 총 1,652장의 비정형 유리 중 99.4%를 현장 실측 없이 BIM 데이터만으로 제작·시공 성공.
- ✅ 공기 단축: 난도가 높은 4,600㎡의 파사드를 단 7개월 만에 고품질로 완공.
5. 결론: 건설 산업의 미래를 묻다
광교 갤러리아 사례는 3D 프린팅과 같은 4차 산업혁명 기술이 단순한 '전시용'이 아님을 증명했습니다. 초기 비용은 높을 수 있지만, 제작 기간 단축, 시공 품질 확보, 재시공 리스크 감소라는 전체 생애주기 관점에서는 훨씬 효율적인 선택이 될 수 있습니다.
용접량을 줄이고 구조 성능을 극대화하는 스마트 노드 기술은 앞으로 더 많은 비정형 건축물과 복잡한 접합부 설계의 표준이 될 것입니다. 기술이 선도하는 건축의 미래, 여러분은 어떻게 생각하시나요?
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