포스아트(PosART)를 통해 문화재청의 궁·능유산 복원 현장이 공공예술과 휴식의 공간으로 새롭게 태어났다.

문화재청 궁능유적본부는 지난달 25일 오후 최응천 문화재청과 필립 골드버그 주한 미국대사, 포스코 오도길 강건재가전마케팅실장, 포스코스틸리온 윤석철 컬러마케팅실장 등이 참석한 가운데 서울 덕수궁 선원전 권역과 포스아트로 만든 ‘아트펜스’가림막을 공개하는 기념행사를 가졌다.

포스코그룹과 문화재청은 지난해 8월 궁능 복원현장의 디자인 개선과 강재 사용 및 순환 활성화를 위한 업무협약을 맺고, 디자인환경 개선을 위한 아트펜스용 강판 후원, 강재절감 등을 위한 구조설계 검토 지원, 강재의 재활용 활성화, 궁·능 전통철물의 보존·연구 활용 등 4가지 분야에서 협업을 진행해왔다.

이날 공개된 포스아트 아트펜스는 포스코그룹과 문화재청간 헙업의 첫 성과물이다. 문화유적 복원 현장의 가림막을 플라스틱 판넬과 시트지 대신에 포스아트를 적용해 공공디자인 환경을 개선한 것이다.

덕수궁에는 덕수궁 선원전 터 내부 (길이 79m)과 덕수궁 선원전 터 외(길이 85m)에, 경복궁의 영훈당 3곳에 포스아트 아트펜스가 설치되었다. 궁능유적본부 홍보대사인 이명호 사진작가가 선원전 터에 남아 있는 회화나무 등을 모티브로 만든 디자인으로 제작되었다.

포스코와 포스코스틸리온은 경복궁 등 문화유적 복원공사 대상으로 PosART, Pos-H 등 철강제품의 적용을 지속 확대해나갈 계획이다.

▲덕수궁 선원전 권역 복원공사 현장에 설치된 포스아트 아트펜스. 선원전 터에 남아있는 회화나무를 모티브로 한 디자인이 적용되었으며 길이는 79m이다.

▲경복궁 영훈당 권역 복원공사 현장에 설치된 포스아트 아트펜스.

우리나라도 지진 안전지대가 아니다. 2016년 9월 경주 규모 5.8, 2017년 11월 포항 규모 5.4 지진 이후 지난해 10월 충북 괴산군에서 규모 4.1 지진에 이어 올해 1월에도 강화도 해상에서 규모 3.7의 지진이 발생하는 등 한반도에 지진발생 횟수는 계속 증가하고 있는 추세다. 이웃나라 일본에서는 30년 안에 규모 9.0 이상의 지진이 발생할 확률을 99%로 예측하고 있고, 일본에서 대지진이 발생하면 한반도에도 규모 5 이상의 지진이 발생하였던 역사 기록은 우리에게 시사하는 바가 크다.

우리나라는 2000년 이후 건축물의 내진설계 의무화가 본격화되었으며 신축 건물과 주요 공공시설에 내진설계가 반영되어 꾸준히 내진성능 확보율이 높아지고 있다. 그러나 전국적으로 건축물 10채 중 8채 이상이 내진성능을 갖추고 있지 않다.

내진은 지진에 견디는 것으로, 내진설계는 건축물이 지진에 버티며 붕괴하지 않도록 하여 인명의 손상을 막기 위한 목적의 구조설계를 말하며, 내진구조에는 내진구조, 제진구조, 면진구조가 있다.

내진구조는 구조물 자체가 지진에너지에 견디는 것이며, 면진은 구조물에 전해지는 지진에너지를 줄이는 것, 제진은 지진에너지 자체를 소산시키는 것을 말한다.

내진설계 대상 구조물과 그 구성부재는 건축물의 하중을 지탱할 수 있도록 충분한 강도를 갖춰야 하며 지진의 흔들림에 유연하게 대응할 수 있는 연성도 지니고 있어야 한다.

‘연성’은 당기는 힘을 받아 파괴되기 전까지 늘어나는 것으로 철강이 지닌 대표적인 특성이다. 반대로 부서지거나 깨지는 성질을 ‘취성’이라 하는데 콘크리트가 대표적이다. 콘크리트에 철근을 함께 사용하는 가장 큰 이유도 연성을 확보하기 위해서다.

건축물의 구조재로 가장 많이 사용되는 재료로 철강, 콘크리트, 목재를 꼽을 수 있는데, 이중 외부 충격을 가장 잘 흡수하면서 균열이나 파괴 가능성이 가장 낮은 것이 철강이다. 지진이 자주 발생하는 일본과 대만에서는 건축물, 교량 등 구조물의 내진성능을 확보하기위해 강구조를 우선적으로 적용하고 있다.

현재 설계 기준상 항복비* 0.85 이하면 내진용 강재로 분류된다. 항복비가 낮을수록 내진성능이 우수하다고 하는데, 이는 지진 등의 충격으로 건축물이 기울어지기 시작해서 붕괴되기 전까지 대피 등 지진에 대응할 수 있는 시간을 그만큼 더 확보할 수 있다는 것이다.

*항복비 : 항복강도를 인장강도로 나눈 값. 물체에 힘을 가하여 양쪽에서 당길 때 물체의 길이가 늘어나는데, 어느 정도 힘까지는 힘을 놓으면 원래 크기로 돌아가게 된다. 이 때 원래 상태로 돌아갈 수 있을 때의 최대 힘을 ‘항복강도’라 한다. 항복강도를 넘어 더 많은 힘을 가하면 물체가 늘어나면서 마지막에는 절단되는데, 절단되기 전까지 가해지는 힘 중 가장 큰 힘을 ‘인장강도’라고 한다.

▲ 대만 타오위안 공항 제3터미널 조감도

◆ SN : SN(Steel New)강은 항복비가 0.8으로 내진강의 대명사다. SN재는 고베 대지진이후 일본내 건축물의 내진설계강화 및 강재의 용접성 향상을 목적으로 1994년에 제정된 SN(Steel New Structure) 규격을 따르는 강재다. 포스코는 1995년 SN강재개발 상용화에 성공하고 1999년 KS규격(KS D 3632) 인증을 획득했다. 포스코의 SN강재는 신도림 테크노마트, 고양 체육관 등 일반 건축물에서부터 대형 공공시설까지 널리 사용되고 있다. 삼성물산이 시공중인 대만 타오위안 국제공항 제3터미널 신축 공사에 소요되는 건설용 후판 7만톤을 포스코가 전량 수주했는데, SN재가 90% 이상을 차지한다.

△ 서울대 관정도서관

◆ HSA : HSA는 내진 성능을 가진 건축구조용 전용 강재이다. 그중 인장강도 600Mpa과 항복비 0.8을 보증하는 HSA600은 포스코만 생산이 가능하다. 기존 건축구조용 일반 강재보다 약 1.7배 강하고, 중량은 약 30% 가벼워 초고층 건물에 적격이다. 서울대 관정도서관, 동대구역 복합환승센터 그리고 우리나라에서 가장 높은 롯데월드타워 등에 적용됐다.

◆ HSA80 : 항복강도가 80MPa인 HSA80은 항복비 0.6 이하의 저항복비, 연신율 50% 이상의 저항복점의 특성을 가지고 있다. 지진의 충격에너지를 댐퍼에 집중시킴으로써 주요 부재인 기둥과 보의 손상을 최소화하는 제진댐퍼 전용 강재이다.

건축물이 제대로 된 내진성능을 확보하기 위해서는 내진 강재의 품질 확보 뿐 아니라 강재와 강재를 접합하는 용접 기술과 건물의 연성능력을 유도하는 보기둥 접합부의 디테일이 동시에 갖춰져야 한다.

바람이나 지진으로 건축물이 휘거나 변형되는 정도를 층간변위라 하는데, 보기둥 접합부의 내진 등급은 보와 기둥 접합부가 견뎌내는 층간변위의 정도(층간변형각)에 따라 보통모멘트(1%), 중간모멘트(2%), 특수모멘트(4%) 접합부로 구분되고 있다. 중간모멘트, 특수모멘트로 갈수록 내진성능이 높아지는 것이고, 내진성능이 높아진만큼 안정성을 인정받아 구조부재의 물량을 추가로 10~20% 절감할 수 있는 효과가 있다.

하지만 중간모멘트나 특수모멘트 접합부로 설계, 제작, 시공할 수 있는 기술이 국내에 보급되지 않아 내진접합부를 이용하는 사례가 거의 없다가 최근에 포스코에서 세계최대 사이즈의 특수모멘트 개발 및 설계, 제작 기술을 제공하면서 원가 절감 및 구조물의 내진안정성을 위하여 발주처나 건설사에서 내진접합부를 적용하는 사례가 증가하고 있는 추세이다.

▲ 창원 스타필드 조감도 (출처: 창원시청 홈페이지)

◆ Pos-H : Pos-H는 포스코의 내진강을 절단 후 용접하여 만든 맞춤 형강이다. 건축물의 안전에 필요한 최적의 사이즈로 제작할 수 있기 때문에, RH형강 대비 15~20% 상당의 강재량 절감이 가능하다. 진정 지진에 안전한 강구조 건축물인지는, 사용된 강재의 항복비가 0.8 이하인지 그리고 대형단면에서도 최고 내진등급인 특수모멘트 골조의 성능 구현이 가능한지를 확인하면 된다. Pos-H는 세계 유일하게 보 높이 1,500mm에 대해서도 특수모멘트를 구현했다. 고양 데이터센터, 창원 스타필드 등에 적용되었다.

◆ ES-Column : SN강으로 제작된 ES-Column은, 각형 강관의 내부에 구멍이 있는 원형 강관을 삽입하고 그 구멍 안에 콘크리트를 채우는 합성기둥시스템으로 내진성능 뿐 아니라 내화성능*도 갖추었다. 국회 소통관, 넥센 R&D센터 등에 적용되었다.
*내화성능 : 어떤 구성요소 또는 부재가 지속적으로 화재에 견딜 수 있는 시간

◆ P-Box : 포스코 WTP(World Top Premium) 열연 제품인 HSA600(High performance Steel for Architecture 600)을 구부려 만든 사각형의 기둥 내부에 콘크리트를 채워 강도를 향상시킨 제품이다. 서울 장충동 호텔신라 부설주차장, 서울 문정동 업무시설, 경기 하남 신축 아파트 등에 적용되었다.

▲ 강릉원주대학교 치과병원. 하이퍼 댐퍼(HIPER-DAMPER)로 규모 6~6.5의 지진에도 인명을 보호할 수 있도록 내진성능 보강이 되어 있다.

◆ HIPER-DAMPER : 일반강 대비 2배의 연신율을 갖춘 고연성 저항복점강 HSA80을 활용한 강재댐퍼(HIPER-DAMPER)는 기존 일반강 대비 2배 이상의 에너지 소산 능력을 발휘한다. 지진 시 소성변형을 댐퍼에 집중시켜서 주요부재인 기둥과 보의 손상을 최소화할 수 있다. 신축부터 기존 건축물의 내진 보강까지 적용이 가능하다. 원주대 치과병원, 충북지방중소기업청, 부산대와 충북대 등에 적용되었다.

◆ 삼축내진말뚝 : 모든 방향에서 동일하게 수평방향 하중에 저항하는 구조시스템으로 건물 하부의 트러스 기둥이 설치되는 효과로 수평과 수직적 저항에 우수하다. 삼축내진말뚝은 직접기초에서 지내력이 부족한 경우와 말뚝 기초에 수평력이 부족한 경우 안정성을 확보해준다. 소규모 건축현장에서도 시공이 용이해 기존 건축물의 내진 보강에도 최적화된 공법이다.

▲ 여의도 파크원

◆ STS 웨이브 물탱크 : 물탱크의 파손 원인은 다름 아닌 탱크 속 물 때문이다. 물과 지진파의 진동이 일치하게 되면 수면이 요동쳐 물탱크의 천장이나 벽면이 파손된다. 포스코가 개발한 STS 웨이브 물탱크는 벽체가 평평한 형태의 패널이 아닌, 물결 모양이며, STS304 수준의 내식성을 가지면서도 항복강도는 STS304 보다 1.7배 높은 고강도 스테인리스강(PossHN1, STS316HN3, STS329LD) 패널로 구성되어 있다. 지진 모의실험에서 설계 지진력(진도 약 6.5 수준) 보다 2.5배 큰 지진에서도 주요한 구조적 손상 없이 충분한 내진 성능을 확보하는 것으로 나타났다. 여의도 파크원 등 건축물부터 각종 산업시설에 적용되었다.

내진 설계에 꼭 필요한 존재인 내진 강재는 지진 발생 시 인명 피해, 2차 참사 등을 막는데 중요한 역할을 한다. 포스코는 최근 발생한 지진의 영향으로 대형건축물, 공공이용시설 등에 안전한 내진 강재가 쓰이는 것이 더욱 중요해질 것으로 보고, 관련 솔루션의 개발과 적용 확대에 더욱 박차를 가할 예정이다.

얼마 전 신발을 사러 갔다. 원하던 디자인의 신발을 발견하고 직원에게 235mm 사이즈 제품을 요청했다. 그런데 이게 웬걸? 사이즈가 10mm 단위로만 나온다는 직원의 대답. 마음에 쏙 드는 디자인이었기에 아쉬움을 안고 240mm 제품을 신고 매장을 나섰다. 걸을 때마다 뒤꿈치가 빠지는 신발을 끌고 다니며 생각했다. ‘아, 235mm로 맞춤 제작해 신을 수 있다면 얼마나 좋을까!’

갑자기 웬 신발 이야기냐고 묻는다면 포스코와 동양에스텍(대표: 조남욱)이 함께 만드는 Pos-H가 건설 시장에서 이와 비슷한 고민을 해결해 주는 묘책이기 때문이라고 대답하겠다. 동양에스텍은 어떤 회사고, 포스코와 어떤 사이인지, Pos-H는 무엇인지 궁금하다면 지금, 이얼 탐방기 2편을 펼쳐보자!

l 포스코의 40년 지기 파트너, 동양에스텍

동양에스텍 대전 공장에 들어서자마자 건물 외벽에 붙은 두 개의 간판이 눈길을 사로잡았다. 반짝반짝한 <INNOVILT Alliance> 현판 옆에 세월의 흔적이 느껴지는 <포스코 가공센터> 팻말이 듬직하게 붙어있었다. 동양에스텍과 포스코, 보통 사이가 아닌 게 분명하다! 둘 사이에 어떤 스토리가 있는 건지 동양에스텍 대전공장 SS(Steel Structure)사업부 총괄을 맡고 있는 이행재 부장과 동양에스텍 마케팅그룹판매팀 곽진영 팀장, 포스코 강건재마케팅실 강한조 차장을 만나 이야기를 들어보기로 했다.

1981년 설립한 동양에스텍은 포스코가 생산하는 철강 소재를 절단, 가공하여 판매하는 공식 가공센터다. 약 100명의 직원이 대전사업부를 포함해 포항에 있는 2개의 공장과 서울사무소에서 일하고 있다. 포스코의 가공센터로서 국내 철강업계에서 이름을 알린 동양에스텍. 올해 초에는 포스코 이노빌트 얼라이언스로 선정되며 포스코와의 파트너십을 더욱 공고히 하고 있다. 동양에스텍이 이노빌트 얼라이언스에 합류하게 된 계기는 바로 Pos-H! Pos-H는 간단히 말해 건축물의 뼈대로 쓰이는 강건재인 BH(Built-up H) 형강이다. 기존 ‘표준화’ 형강 시장의 한계를 깨기 위해, 고객 ‘맞춤형’ 형강을 포스코가 파트너사와 함께 내놓은 것.

기존 RH(Rolled H) 형강이 기성복처럼 정해진 규격의 제품만 생산 가능하다면, BH 형강인 Pos-H는 고객이 요구하는 사이즈 그대로 강재를 절단, 용접하여 제작한다. Pos-H에 대해서는 포스코 뉴스룸 <강건재 백과사전>을 참고하면 이해에 도움이 될 것이다. ☞ 강철로 만든 건물 뼈대, 강하기만 할까?

▲동양에스텍에서 발견한 Pos-H 모형

동양에스텍은 2015년부터 포스코의 Pos-H 연구 개발 과정에 참여했다. ‘가공센터’에서 ‘신제품 개발, 생산 파트너’로 양사의 협력 수준이 한 단계 업그레이드되는 순간이었다. 동양에스텍 곽진영 팀장은 “우리에게는 Pos-H와 이노빌트 얼라이언스가 돌파구였다”라고 높이 평가했다. 그는 “이전까지는 포스코에서 철강 소재를 받아 단순 가공 유통하는 게 우리의 주요 사업이었다. 그런데 최근 중국발 소재가 국내 철강 시장에 교란을 가져오고, 경쟁 업체마저 늘던 차에 Pos-H와 이노빌트 얼라이언스라는 돌파구가 생겨 매출 증대와 고객 신뢰도 상승 등에 큰 도움이 됐다”라고 말했다.

동양에스텍은 Pos-H 생산을 위해 공장 개조, 기계 도입 등 과감한 설비 투자를 단행했다. 포스코 역시 동양에스텍의 투자가 성과를 볼 수 있도록 기술 연구 지원을 아끼지 않았다. 포스코 강한조 차장은 동양에스텍과의 협업에 관해 이렇게 설명했다. “건설사에 Pos-H를 제안할 때, 포스코와 동양에스텍, 설계엔지니어링 사무소가 함께 다닙니다. 삼자가 힘을 합치는 것이죠. Pos-H는 기존 RH 형강 대비 경제성, 납기, 생산성이 우수합니다. 이러한 장점이 알려지면서 RH 형강이 주를 이루고 있는 보수적인 건설 시장에 Pos-H 공급이 점진적으로 확대되고 있는 추세입니다.”

l 원가 절감은 물론 내구성까지 믿고 쓸 수 있는 Pos-H

Pos-H의 가장 큰 장점은 경량화를 통한 원가 절감이다. Pos-H는 RH 형강 대비 15~20% 상당의 강재량 절감이 가능하다. 예를 들어 RH 형강이 100톤 필요한 현장에 Pos-H가 투입된다면 85톤으로 튼튼한 건물을 지을 수 있다는 이야기. 동양에스텍 이행재 부장이 설명을 보탰다. “이전에는 RH 형강의 규격에 맞게 건축물을 설계해야 했다면, Pos-H를 사용할 경우 원하는 설계에 맞춰 형강 디자인을 주문 제작할 수 있습니다. 예를 들어 형강 높이가 850mm면 충분한 현장이 있다고 가정해봅시다. RH 형강의 경우 규격이 900mm로 정해져 있으니 과설계를 해서 900mm짜리를 써야 한다면 Pos-H는 850mm로 맞춤 제작이 가능합니다. 이런 식으로 자재 경량화를 통한 원가 절감이 가능한 것이죠.”

▲동양에스텍은 Pos-H 생산 공정의 핵심 단계인 용접 단계에 자동화 시스템을 도입해 안정된 품질을 얻고 있다.

맞춤 제작, 경량화, 원가 절감이 가능한 Pos-H, 안전성은 어떨까? Pos-H는 용접해서 만드는 거다 보니 용접 부분이 취약할 것 같다는 생각이 들었다. 고개를 갸우뚱하는 에디터에게 포스코 강한조 차장이 명쾌한 대답을 내놓았다. “포스코와 동양에스텍, RIST(포항산업과학연구원)가 반 년 이상 연구한 결과 Pos-H는 RH 형강 대비 최소한 동등하거나 우수한 성능을 갖춘 것으로 나타났습니다. Pos-H를 위아래로 쭉 당기면 대게 용접부가 파단이 날 거라고 생각하는데 수차례 고강도의 테스트를 거친 결과 용접부가 아닌 중간 부분이 끊어졌습니다. 그만큼 용접부는 강합니다” 그의 목소리에 자신감이 묻어났다.

이토록 매력적인 Pos-H, 그렇다면 건축 구조물의 전통적 소재인 철근콘크리트와 비교했을 땐 어떨까? 이행재 부장은 철근콘크리트 대비 Pos-H의 강점을 세 가지로 요약했다. 첫째는 친환경성이다. 재활용이 불가능한 콘크리트에 비해 Pos-H의 원재료인 철은 무한대로 재사용이 가능하다. 둘째는 경제성이다. 철근콘크리트 공법은 공정 단계가 복잡하고, 공사 기간이 길다는 단점이 있다. 그만큼 비용이 증가하는 건 당연지사. 이에 비해 Pos-H는 빠른 생산과 납기가 가능해 보다 경제적이다. 셋째는 내진에 강하다는 점이다. 동양에스텍이 생산하는 Pos-H의 재료는 포스코의 내진용 강재(SN355, HSA500)다. 포스코가 오랜 연구와 테스트 끝에 만든 내진용 강재가 원자재이니 더 이상의 설명은 생략하겠다.

l 이노빌트 Pos-H, 이렇게 꼼꼼하게 만들어지더라고요!

공장에선 Pos-H 제작이 한창이었다. 천장에 설치된 여러 대의 크레인이 거대한 강판을 쉴 새 없이 옮기며 제작 공정을 이어갔다. 크레인의 움직임에 따라 시선을 이동하니 POSCO 마크가 찍힌 거대한 강판은 어느새 건축물을 든든히 지탱하는 Pos-H로 탈바꿈되어 있었다.

Pos-H 제작 공정은 크게 7단계로 나뉜다. 포스코에서 고품질의 열연재 혹은 후판이 입고되면 고객사가 주문한 규격에 맞게 소재를 절단한다. 절단한 소재를 H 모양으로 조립하고 단단하게 용접한 뒤 교정을 실시한다. 그리고 완성된 제품의 길이와 용접부에 대한 검사를 수행한다. 백문이 불여일견. Pos-H의 제작 공정을 보다 생생하게 느끼고 싶다면 아래 영상을 통해 확인해보자.

이렇게 생산된 제품은 건설 현장으로 가기 전, 2차 가공 업체로 판매된다. 2차 가공 업체에서는 동양에스텍이 생산한 Pos-H를 현장에서 설치할 수 있게끔 홀 가공을 하거나 페인트칠을 하고 소부재(부자재)를 부착하는 등의 내화 및 보강 작업을 한다. 그렇게 완성된 Pos-H는 우리 주변의 교량, 공장, 빌딩 등 건축물의 뼈대로 사용된다.

l 믿고 맡길 수 있는 동양에스텍

왜 동양에스텍인가? 동양에스텍이 경쟁 업체보다 제품/기술력 부분에 있어 우수한 점을 꼽자면 우선 원자재가 100% 포스코 제품이라는 것이다. 이노빌트 얼라이언스의 아이덴티티가 바로 이런 점. 이행재 부장은 타사 제품 특히 수입재는 전혀 사용하지 않는다고 단호히 못 박았다. 실제로 이 부분이 고객들이 동양에스텍을 가장 신뢰하는 부분이라고 한다. 곽진영 팀장은 동양에스텍의 장점에 대해 이렇게 정리했다. “동양에스텍은 포스코의 이노빌트 얼라이언스입니다. 믿고 맡길 수 있는 회사라는 말이죠. 원자재부터 생산, 검수, 2차 가공, 납품까지 원스톱 솔루션을 제공하고 혹여라도 제품에 문제가 생길 경우 사후 관리까지 책임지고 있습니다. 그러나 현재까지 문제가 발생한 경우는 단 한 건도 없었습니다.”

포스코는 동양에스텍에 원활한 원자재 공급으로, 동양에스텍은 넉넉한 재고 보유로 협력하고 있다. 이행재 부장의 말에 따르면 약 3만 톤의 상시 재고를 보유하고 있다고. 보통 월 2만 톤을 판매하고 있으니 3만 톤의 재고를 보유하고 있다는 건 월 판매량의 1.5배 물량을 확보하고 있는 셈이다. 그는 “이노빌트 얼라이언스 협력사로서 Pos-H를 안정적으로 생산 및 공급할 수 있도록 재고를 많이 비축해 놓는 것입니다. 넉넉한 재고 덕에 다양한 규격의 제품을 신속하게 생산할 수 있습니다”라고 말을 맺었다.

인터뷰를 마치고 노트에 ‘신뢰★’라는 두 글자를 적었다. 단어 주위에 동그라미를 치고 별표를 달았다. 포스코와의 이노빌트 얼라이언스를 통해 동양에스텍이 고객들로부터 얻은 신뢰. 40년 지기 가공센터와 신제품을 개발하고 시장에 진출한 포스코가 보여준 신뢰. 포스코 스틸로 꼼꼼하게 만들어 믿고 쓸 수 있는 건축 구조재 Pos-H까지. Pos-H라는 튼튼한 제품과 굳건한 신뢰를 바탕으로 이노빌트 얼라이언스라는 새로운 도약점에 선 두 회사의 앞으로의 40년이 기대된다.

이는 강철이 대부분의 건축물 구조재에 사용되기 때문인데요. ‘철근콘크리트’라는 말 들어보셨죠? 대표적인 건축방식 중 하나입니다. 스틸만 가지고 건물을 세우는 것을 ‘철골조’라고 합니다. 스틸로 건물의 뼈대를 짓는다고 하면, 처음으로 떠오르는 생각이 “튼튼하겠구나” 일 텐데요. 이제는 튼튼한 것은 기본이거니와, 시공자가 최적의 설계를 할 수 있도록 맞춤형으로 제품을 공급해주고, 시공일수과 비용은 줄여주며, 안전성은 높이면서 지진과 화재에도 강한 ‘만능 구조재’가 요구되고 있어요. 건축에 사용된 자재들의 친환경성과 재활용 가능 여부 또한 중요하죠. 다른 소재의 단점을 보완하는 유기적 구조재의 역할도 가능해야 합니다.

포스코가 고객사와 함께 개발한 강건재들이 그 요구에 자신 있게 응답하고 있습니다. 튼튼함은 기본! 만능 구조재로 활약 중인 건축구조용 강건재 대표 제품들을 소개해드릴게요.

l 시공자의 입맛에 딱 맞게! 맞춤 제작 형강 Pos-H

건물의 기둥과 기둥을 연결하고 지탱하는 ‘보(Beam)’로는 H형태로 생긴 형강, RH형강(Rolled H-Beam)이 대표적으로 쓰여왔습니다. RH형강은 제철소에서 주조된 반제품(블룸, 빌릿 등)을 압연해 제작하는데요. 구매자 입장에서는 정해진 기성품 사이즈에 맞춰 건물을 설계해야 한다는 한계점이 있었죠. 아시다시피, 포스코는 압연형강류를 만들지 않습니다. 그럼 뭘 소개하려는 걸까요? 국내 형강시장은 연간 3백만 톤 규모. 포스코는 시공자에게 더욱 친화적인 제품을 개발하여 2016년부터 형강류 시장에도 진출했는데요. 바로 포스코의 프리미엄 강판을 절단, 용접, 교정하여 만드는 Built-up 형강, ‘Pos-H’로 말이죠.

Pos-H는 440종 이상의 규격으로 준비되어 있습니다. 건축물의 안전에 필요한 최적의 사이즈로 제작할 수 있기 때문에, RH형강 대비 15~20% 상당의 강재량 절감이 가능하죠. Pos-H의 원자재로는 포스코의 SN(Steel new)강, TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)강, HSA(High performance Steel for Architecture)강 등 더 강하면서도 유연한 WTP 제품이 건축물의 필요 성능에 따라 쓰입니다.

Pos-H는 2016년 최초 개발된 이래 매년 보완, 강화를 거듭해왔는데요. 평창IBC센터, 두산분당센터 등 여러 대형 건물에 적용되며 그 경제성과 편리성을 인정받았습니다. 수원시의 랜드마크인 수원컨벤션센터에도 Pos-H가 쓰였는데요. 기존 방식을 따랐을 경우 1,700톤가량의 형강이 필요했지만, Pos-H를 적용한 결과 1,300톤만 사용하여 약 23%의 강재 절감 효과를 거뒀습니다.

l 사용자의 층간 소음 줄여주고, 화재에도 강한 강건재 데크(Deck)

층간 소음, 누구나 피하고 싶은 경험이죠. 층간 소음을 줄이는 데에는 당연히 바닥, 즉 데크(Deck)가 중요한데요. 포스코의 용융아연도금강판으로  제작하는 ‘TUBE DECK’가 층간 소음 걱정을 덜어드립니다!

TUBE DECK는 이름에서 알 수 있듯이 속이 비어있는 튜브 모양의 강관을 활용하여 제작한 데크플레이트입니다. 튜브 모양 강관의 구조성능 덕분에 바닥슬래브를 지탱하던 보 구조물을 최소화할 수 있습니다. 이로 인해 보가 차지하던 공간이 사용자의 공간이 되며, 전체적인 층고 효율화가 가능합니다. 또 철골조의 특징인 ‘장스펜(기둥과 기둥사이의 거리가 넓은 구조)’ 구조로 넓은 공간 확보에 용이하죠. TUBE DECK는 구조물 최소화 및 층고 효율화를 통해 시공비를 절감할 수 있을 뿐 아니라, 그 속이 비어있는 두툼한 구조형식 덕분에 층간 소음 저감효과가 탁월합니다. 또한 별도의 보호피복을 하지 않아도 2시간까지 화재에 견디는 내화 성능을 자랑하기도 합니다.

l 콘크리트와 ‘콜라보’하는 합성구조 강건재

포스코 스틸로 만드는 강건재는 Pos-H처럼 기존 제품을 더 효율적으로 대체하고, 또 전통 방식의 단점을 보완하는 솔루션으로도 역할하고 있습니다. 포스코 뉴스룸에서 소개해드린 한 번에 3층을 쌓아올리는 공법으로 건설신기술을 따낸 기둥 ‘P-Box’도 대표적인 합성구조 사례인데요. P-Box는 포스코 스틸로 네모난 강관을 만든 후, 그 안을 콘크리트로 채워 강도와 내진성을 향상시킨 충전식 강관입니다. (P-Box 기둥 공법 자세히 보기)

또 다른 합성구조 강건재로 ‘TSC합성보(Thin-plate Steel Composite Beam)’가 있습니다. TSC합성보 역시 스틸과 콘크리트를 합성하여 만드는데요. 그 구조가 조금 독특해요. 우선 콘크리트로 만든 판을 ┕┙ 모양의 강재가 받쳐주는데, ┕┙ 속에도 콘크리트를 채워 넣습니다. 마치 스틸로 만든 컵 안에 콘크리트를 채우고 그 위에 콘크리트 판을 얹어놓은 모양새로 이해하시면 됩니다.

TSC합성보와 함께 P-Box와 같은 콘크리트 충전식 합성기둥을 사용하면, 철근콘크리트 공법과 비교해 제작 기간을 절반으로 단축시킵니다. 그뿐만 아니라 기존에는 콘크리트 양생과 타설, 거푸집 제거로 인해 발생하던 분진을 줄여 작업환경 개선에도 도움을 주죠. 각 건축물에 가장 알맞은 강도, 연성, 사이즈의 스틸로 제작된 강건재가 콘크리트를 만나, 두 소재의 장점을 극대화하는 것이 합성구조라고 정리할 수 있겠네요. 우리나라 건축에서 가장 큰 숙제인 공기단축과 건축비 절감이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있어 최근 다양한 건축물에 적용 중이랍니다.

건축구조물의 안전성이 매우 중요한 반도체나 디스플레이 공장, 대형 빌딩에도 TSC합성보가 그 역할을 톡톡히 해내고 있는데요. 서울시 건축대상을 수상한 ‘어반하이브’ 빌딩. 누구나 눈여겨보게 만드는 이런 감각적인 대형 건축물에도 TSC 합성보가 적용되어 건물의 고품격 가치 구현에 기여하고 있습니다.

▲ 서울시 강남구에 위치한 어반하이브 빌딩

강건재로 만드는 건물의 뼈대, 그저 튼튼하기만 한 게 아니죠? 건축 시공자가 원하는 가장 효율적인 구조가 탄생하도록, 사용자도 더 안전하고 편안하게 지낼 수 있도록, 강건재는 스스로 진화할 뿐만 아니라 타 재료와도 시너지를 내는 중이랍니다. 그리고 그 강건재에 포스코가 만든 프리미엄 스틸이 사용된다면 더욱 믿을만하지 않나요? 포스코는 강건재가 건설 시장에서 발전과 혁신을 만들 수 있도록 시장 친화적인 소재 개발과 솔루션 연구를 지속해오고 있습니다.

포스코 스틸로 만드는 프리미엄 강건재의 모든 것, [강건재 백과사전] 시리즈를 통해 만나보세요.