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길이쌓기에 따른 벽돌건축의 곡면형태 생성방법에 관한 연구 - 파라메트릭 디자인 프로세스를 중심으로 -
A Study on the Curved Form Generation Methodology of the Brick Architecture by Stretcher Bond - Focused on the Parametric Design Process - 원문보기

한국실내디자인학회 논문집 = Journal of the Korean Institute of Interior Design, v.26 no.6 = no.125, 2017년, pp.163 - 171  

조혜연 (연세대학원 실내건축학과) ,  이현수 (연세대학원 실내건축학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Brick is not only aesthetically beautiful and emotional material, but also eco-friendly and good building commodity for human health. Nonetheless, the use of brick has declined, due to the difficulty of building high-rise buildings and the limitation of the free form implementation. However, modern ...

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문제 정의

  • 셋째, 새로운 벽돌의 배열과 길이쌓기 방식에 따른 디자인 프로세스를 바탕으로 파라메트릭 디자인 방법을 개발한다. 다시 말해, 곡면의 기하학적 특징을 이해하고, 형태의 유형을 검토하여 벽돌의 절단 없이 온장벽돌의 사용을 최대화하여 곡면 형태를 구현함으로써 설계자의 의사결정을 돕는 설계 방법을 제시하는 것이 본 연구의 궁극적인 목적이다.
  • 하지만 이는 디자인적 사고를 제한하거나 시공비를 상승시키는 요인이 된다. 따라서 본 연구는 벽돌의 절단 없이 곡면에 벽돌을 배열하는 조적방법을 개발하고자 한다. 이를 위해서 벽돌을 배열할 때 벽돌을 위치시키는 기준점을 어디에 설정하느냐가 중요하다.
  • 이러한 변수들은 연속적인 상호작용이 가능하게 연결되며, 변경 및 수정을 통해 생성되는 결과물에 대한 데이터 값을 추출하는 것이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 파라메트릭 디자인의 장점을 활용하여 벽돌 건축의 곡면 형태를 생성할 때 곡면의 유형에 따라 벽돌의 배열과 쌓기 방식을 쉽게 변형, 수정할 수 있는 파라메트릭 디자인 방법을 사용하여 다양한 디자인 안을 생성할 수 있는 조적 방법을 개발하기로 한다.
  • 하지만 국내의 경우 벽돌건축에 대한 관심은 증가하였으나, 여전히 기존 설계방식을 고수하고 있고, 경제성과 시공성을 이유로 직선적 형태를 벗어나지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 파라메트릭 디자인 방법론을 적용하여 다양한 벽돌 곡면 형태를 생성하고 실시간 피드백에 자동적으로 대응할 수 있는 파라메트릭 디자인 방법을 제안하였다. 이에 따라 본 연구가 기여하는 바는 다음과 같다.
  • 본 연구는 벽돌을 자르지 않고 온장 벽돌을 그대로 사용하여 다양한 곡면의 디자인을 구현할 수 있는 방법을 개발하였다는 점에서 그 의의가 크다. 본 연구에서 개발한 조적 방법을 사용함으로써 벽돌 곡면의 형태 생성을 신속하게 할 수 있다는 것이 곡면 조적 디자인 방법론의 장점이다.
  • 본 연구는 벽돌의 곡면 형태를 구현함에 있어 초기 설계 단계의 디자인 계획요소들을 검토하고, 디자인 과정에 있어 매개변수적 접근을 통해 다양한 곡면 형태를 생성하고, 즉각적으로 수정이 가능한 파라메트릭 알고리즘 개발을 목적으로 한다. 파라메트릭 디자인 지원 도구로는 3차원 CAD 프로그램 중 시각적 프로그래밍 언어(Visual/Graphic Programming Language)를 기반으로 건축적 알고리즘의 구현을 가능하게 하는 그래스호퍼(Grasshopper)5)를 사용한다.
  • 파라메트릭 디자인 지원 도구로는 3차원 CAD 프로그램 중 시각적 프로그래밍 언어(Visual/Graphic Programming Language)를 기반으로 건축적 알고리즘의 구현을 가능하게 하는 그래스호퍼(Grasshopper)5)를 사용한다. 본 연구에서는 건물 외관의 내력, 비내력의 치장 등의 관점에서 벽돌의 조적 문제를 다루기로 한다. 또한 국내에서 주로 사용되고 있는 지지용 철물과 수직보강재를 사용하는 조적방법에 적합한 길이쌓기 방법에 대한 알고리즘을 개발한다.
  • 다양한 쌓기 방법 중에 길이쌓기는 길이방향으로 벽돌을 배열하는 방법으로 비교적 시공이 쉽고 경제적이다. 본 연구에서는 다양한 쌓기 방법 중 길이쌓기에 의한 벽돌 조적 방법에 대해 다루기로 한다. 복잡한 곡률을 갖는 곡면에 길이쌓기 방법으로 벽돌을 배열하기 위해서는 곡면의 곡률을 조정하거나 벽돌을 절단해야 한다.
  • <표 3>은 벽돌로 곡면을 조적할 때 면의 생성 방법이 복합적으로 나타나는 곡면의 유형과 그 특징을 보여준다. 이와 같은 곡면의 유형 중에 본 연구에서는 이동곡면과 선직면의 특징이 복합적으로 나타나는 이중곡률 곡면을 중심으로 벽돌의 파라메트릭 디자인에 관해 다루기로 한다. 다양한 곡면 유형 중에 이동곡면과 선직면의 특징이 복합적으로 나타나는 이중곡률 곡면을 다루는 이유는 다양한 곡률을 갖는 곡선을 추출할 수 있어, 벽돌 디자인 시 파생되는 난이도 있는 문제를 다룰 수 있기 때문이다.
  • 이와 같은 배경 하에 본 연구는 디지털 기술을 활용하여 벽돌의 곡면 형태를 구현하는 파라메트릭 디자인 방법을 개발하려는 목적을 갖는다. 이와 관련된 세부 연구 내용은 다음과 같다.
  • 본 연구에서 고려한 계획요소는 3가지이다. 첫째, 벽돌 배열과 곡면유형과의 상관관계를 어떻게 설정하느냐에 관한 문제이다. 둘째, 디자인된 곡면에 벽돌을 배열할 때 벽돌의 기준점의 설정과 관련된 이슈이다.

가설 설정

  • 매개변수들은 구성인자들 간의 관계를 결정하고 재조정하는 역할을 한다.10) 구성인자들은 독립적이면서 동시에 다른 요소들에 영향을 준다. 본 연구에서는 벽돌 곡면 디자인을 계획함에 있어 계획요소에 영향을 주는 인자들을 매개변수로 정의한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현대사회의 건축물의 특징은? 과거 가우디(Gaudi), 훈데르트바서(Hundertwasser), 라이트(Wright), 알토(Aalto)와 같은 건축가들은 자연을 모방한 곡선 형태의 유기적 건축을 통해 심리적, 미학적 측면을 강조하였다.2) 그러나 현대사회는 대량생산에 의한 효율성을 강조하고 기능주의 원리(functionalism)에 입각한 모더니즘 건축물들이 주를 이루고 있다.
벽돌건축의 가장 큰 문제점 중 하나는 무엇인가? 벽돌건축의 가장 큰 문제점 중에 하나는 곡면 구현이 어렵다는 것이다. 역사적으로 벽돌건축의 시공기술은 재료 그 자체를 가장 쉽게 사용할 수 있는 직선적 형태이거나, 복잡한 곡률을 갖는 형태일 경우에는 숙련된 기술자에 의존했다.
현대에 자유로운 곡면 형태의 건축물이 나타날 수 있는 이유는? 현재 디지털 기술의 발전은 다양한 디지털 툴을 이용한‘비정형(irregular, non-orthogonal, non-linear, curved)' 건축을 가능하게 한다. 이로 인해 자유로운 곡면 형태의 건축물들이 나타나고 있다.
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참고문헌 (15)

  1. 김민석, 건축설계과정에서 그래스호퍼(그래스호퍼(Grasshopper) 프로그래밍의 효율적 접근에 관한 연구, 한국CDE학회논문집, 제21권, 제4호, 2016 

  2. 김종국, CGI 소프트웨어를 기반으로 한 파라메트릭 건축 디자의 형태 형성 프로세스에 관한 연구, 대한건축학회연합논문집, 제16권, 제6호, 2014 

  3. 김형범, 2010년대 서울의 중.소규모 건축에서 나타난 벽돌쌓기와 구축성에 관한 연구, 서울시립대 석사논문, 2017 

  4. 류호창, 디지털 건축에서 나타나는 재료의 기술적 표현 유형 및 특성, 한국디자인트렌드학회, 제33권, 2011 

  5. 문성우, 패러메트릭 기술을 이용한 건축 디자인 체계화에 관한 연구, 아주대 석사논문, 2011 

  6. 박정대, 곡면형상의 구축을 위한 디지털 기술과 건축 디자인프로세스, 서울대 박사논문, 2005 

  7. 박중하 외 2명, 비정형 초고층건물의 곡면분할을 위한 파라메트릭 디자인 프로세스 제안, 대한건축학회논문집 계획계, 제31권, 제3호, 2015 

  8. 박형진, 라이트와 이토 건축의 유기적 개념과 해석 특성에 관한 연구, 한국실내디자인학회논문집, 제22권, 제4호, 2013 

  9. 임진규, 박정대, 파라메트릭 디자인을 활용한 비정형 형태생성 기법에 관한 연구, 대한건축학회논문집 계획계, 제29권, 제8호, 2013 

  10. 황태주, 현대건축에 나타난 유기적 표현에 관한 연구, 과학과 문화, 제2권, 제3호, 2005 

  11. Andres Cavieres 외 2명, Knowledge-based parametric tools for concrete masonry walls: Conceptual design and preliminary structural analysis, Automation in Construction, Vol.20, 2011 

  12. Burry, Mark, Paramorph, AD Profile 139: Hypersurface ArchitectureII, London: Academy Editions, 1999 

  13. Campbell, J. W, Brick: a world histor, London, UK: Thames & Hudson, 2003 

  14. Kereshmeh Afsari 외 2명, Integrated Generative Technique for Interactive Design of Brickworks, Journal of Information Technology in Construction, Vol.19, 2014 

  15. Lampugnani, Vittorio Magnago, Architektur und Stadebau Des 20, 1980 

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