BMU(Building Maintanace Unit)

초고층 건물 청소 어떻게 할 거야?

Facade Access Equipment and System. 건물 외벽 유지 보수 계획,

미국 대학원 초고층 설계 수업에서, 내가 빌딩 형태를 처음으로 만들어 갔을 때 미스의 제자이자 끝까지 나이를 알 수 없었던 지도교수(사진왼쪽)가 처음 내게 했던 말이, 네가 디자인한 빌딩의 외벽청소를 어떻게 할 것이냐, 외벽 글라스가 부서져 교체를 하려면 어떻게 할 것이며, 겨울에 눈이 쌓이는 건 어떻게 해결할 것이냐는 것이었다. 새로운 디자인에 한껏 기대에 부풀었던 내겐 그런 질문은 너무나도 하찮게 생각되었고, 괜히 꼬투리 잡으려는 것 같아 큰 실망으로 다가왔다. 하지만 지금 현장에서 15년 넘게 일하고 있는 내게, 초고층 건축 외벽 디자인에서 건물 유지보수(BMU) 계획은 건축가로서 매우 중요한 부분이라 생각한다. 물론 이런 문제를 건축가 혼자 해결하는 것이 아니라 건물을 디자인하는 건축가로서 테크니컬 한 문제를 컨설턴트와 협업을 통해서 해결해야만 최종적으로 원하는 디자인이 완성될 수 있으며, 특히 초고층 건축 디자인에서는 이런 테크니컬 한 한계가 건물의 디자인을 제한하기도 한다.

회사에서 설계한 세계최고 높은 건물과 시카고에서 제일 높은 건물의 외벽 면적을 계산한 자료이다. 수직으로 세워져 있는 축구장 넓이의 17배-21배 되는 면적을 어떻게 유지관리/보수하는지는 초고층 건축 디자인에서 매우 중요한 요소가 된다. 평소에 건물 유리청소를 하는 것으로부터 유리가 깨져 교체를 하는 방법들로 이해할 수 있다.

일반적으로 다섯 가지의 수단으로 건물 외벽 유지관리/보수를 하게 된다. 이해를 돕기 위해 '청소한다'로 설명해 보겠다.

1. Abseiling

기본적으로 사람이 로프에 매달려 도구를 이용해 건물을 청소한다. 가장 원시적이지만 낮은 건물에서는 값싸고 쉬운 방법이다.

2. Aerial Working Platforms

실무에서는 쉽게 체리피커라고 부른다. 체리를 수확할 때 쓰는 도구로 많이 쓰여 대중화된 걸로 생각된다. 초고층 건축 설계에서도 포디엄이나 캐노피, 로비등의 낮은 부분에 많이 쓰이고 있으며, 건축설계를 할 때, 그 지역에서 사용 가능한 기계의 최대 가용범위(주로 커버할 수 있는 최대 높이)를 확인해야 한다. 최근에 완공된 프로젝트 중에 로비 글라스를 크게 설치하려 글라스 매뉴팩쳐와 이야기해서 비용을 계산하고 대형 유리로 하려 했으나, 그 지역에서 가용한 기계가 감당할 수 있는 무게를 초과하여 글라스 크기를 맞춰 줄인 사례가 있다.

3. Gantries, Davits and outriggers

실무에서는 데빗이라고 불리며, 고층건물에서도 사용할 수 있다. 주로 동남아 국가에서 중간 높이의 건물에 많이 쓰이는 것을 봤다. 장점은 공간을 많이 차지하지 않고, 사용할 때만 설치하는 탈착도 가능하며, 가격이 저렴하다.

4. Monorails

모노레일은 주로 높은 곳에 위치한 발코니 외벽 청소에 쓰인다. 레일을 천청에 깔아 놓고 필요한때 레일에 매달아 사용한다.

5. Building Maintenance Units (BMU)

초고층 건물에서 매우 중요한 요소이다. 주로 옥상에 기계를 설치해서 붐이 나와 매달려 건물 외벽을 청소한다. 하지만 매우 비싸고, 무겁고 자리를 많이 차지하는 단점이 있다. 건물 디자인에 영향을 미치는 요인이기 때문에 디자인 시 건축가가 고려해야 한다.

내가 참여한 중국의 530m 건물에서 컨설턴트가 제시한 방법은 일단 건물을 두 부분으로 나누어 윗부분(파랑)은 타워 옥상에서 2개의 BMU머신을 이용해 청소하고, 중간 부분(빨강)의 네 모서리에 4개의 BMU머신을 설치해 나머지 건물 아랫부분을 청소하도록 계획하였다. 두 달에 한번 정도 청소하는 것을 추천하고 있다.

옥상에 놓은 머신 하나의 가격이 10억이고 중간에 놓은 머신이 2천만 원 정도라고 견적을 내어 총 건물 청소 도구에 들어가는 비용이 46억이라고 설명하고 있다.

초고층 설계 시 건축가로서 머신의 가격은 기본적으로 고려사항이 아니다. 대신에 머신이 얼마나 멀리 뻗어 도달할 수 있는지, 보관 시 얼마나 넓은, 높은 면적을 요구하는지는 중요한 고려 사항이 된다.

평소에는 외벽 뒤에 설치되어 있다가 필요시에 외벽이 열리고 머신이 나와 청소를 한다. 초고층 건물의 경우 건물 옥상에서 지상까지의 거리가 너무 긴 경우 이렇게 중간 기계실이 있는 층에서 설치한다.

건물 꼭대기에서 설치되어 있기에 눈에 잘 띄기에 평소에는 숨겼다가 필요시 올려서 사용하도록 한 사례. BMU를 전문으로 하는 업체에서 보내준 사례들이다.

롯데타워에 적용되었던 기술로 높은 곳에서 안쪽으로 들어간 천정이나 벽을 청소하기 위해 시소와 가위의 원리를 이용한 방식. 이 기술로 높은 곳에서 안쪽으로 들어간 면을 청소할 수 있다. 뻗을 수 있는 거리의 제한이 있고 이런 장치를 추가할수록 비용과 기계의 크기가 증가한다.

건물의 형태가 복잡할수록 청소도구도 발전되어진다.

컨설턴트가 보여준 최대로 뻗을 수 있는 머신적용 사례. 무게만 10톤이 되고 47.5미터를 뻗을 수 있다. 구체적으로 어떻게 청소를 할 수 있는지 보여주는 사례이다. 이런 경우에 구조담당자들과 디자인 초기부터 함께 작업해서 위치를 잡게 된다.

자연스럽게 최근에는 사람대신에 자동화된 기계로 청소하는 방법을 연구 중이다.

건물 외벽 청소 어떻게 할 거야? 는 문제는 겨울에 건물에서 떨어지는 고드름(얼음) 어떻게 할 거야? 하는 문제와 함께 어떻게 생각하면 참 사소한 거지만, 초고층 설계 시 반드시 한 번은 고려해야 하는 문제이다.

설계가 어느 정도 진행되면 보통 컨설턴트를 통하던지 직접 제작회사에 연락을 해서 어떻게 할 거라는 나름의 방법을 결정해 클라이언트에게 제시를 하게 된다. 중국에 했던 프로젝트 중에 설계 시 독일 업체와 연락을 해서 디자인을 했는데 시공단계에서 중국 업체가 하는 것으로 결정되었으나 중국에 있는 기계는 아직 기술력이 발전되지 않아 생산할 수 없었다. 독일제를 수입하기에는 너무 큰 예산의 차이로 결국 완공 후 한동안 BMU 없이, 쉽게 말해 청소하지 않고 사용한 경우도 있었다.