집을 알면, 집이 조금 다르게 보입니다.우리가 매일 생활하는 집과 건물에 숨어 있는 원리를 쉽게 풀어봅니다.
알아두면 쓸모 있는 건축 이야기, 집의 원리.
사람 20여 명이 운동을 했을 뿐인데 39층 건물의 고층부에서 흔들림이 느껴졌습니다.2011년 서울 강변 테크노마트에서 실제로 있었던 일입니다. 당시 건물에서 이상 진동이 느껴지면서 사람들이 대피했고, 처음에는 지반이나 바람, 기계설비 등 여러 가능성이 거론됐습니다.그런데 이후 진행된 재현실험에서 의외의 장면이 나타났습니다. 12층 피트니스센터에서 23명이 일정한 박자로 단체운동을 하자 높은 층에서 진동이 다시 커진 것입니다.수십 층짜리 건물을 사람이 뛰어서 흔들었다니 쉽게 믿기지 않습니다. 사람의 힘이 건물보다 강했던 것도 아닙니다.핵심은 힘의 크기보다 그 힘이 반복되는 ‘박자’에 있었습니다.건물도 저마다 잘 흔들리는 박자가 있다책상 위의 자 한쪽을 잡고 튕겨보면 자가 일정한 속도로 떨립니다. 길이를 ..
영화에서 화재가 나는 장면을 보면천장에 달린 스프링클러가한꺼번에 작동하면서 건물 전체에물이 쏟아지는 경우가 있습니다.저도 예전에는 실제 스프링클러도화재감지기가 연기를 감지하면주변의 헤드가 동시에 작동하는 줄 알았습니다.그런데 아파트에서 흔히 볼 수 있는스프링클러는 작동 방식이 조금 다릅니다.천장에 보이는 작은 헤드 하나하나가주변의 열에 반응하도록 만들어져 있고,일정한 조건이 되면 해당 헤드가 열려물을 뿌립니다.그렇다면 한 곳에서 불이 나면정말 그 주변의 스프링클러만 작동할까요?그리고 천장에 있는 화재감지기와스프링클러 헤드는서로 어떤 관계일까요?불이 나면 스프링클러가 전부 터질까?결론부터 말하면 일반적인 아파트의폐쇄형 스프링클러 헤드가 하나 작동했다고 해서다른 헤드까지 줄줄이 함께 열리는 것은 아닙니다.폐..
변기 레버를 누르면 몇 초 만에 물과 오물이 사라집니다. 눈앞에서 보이지 않게 되니 그다음은 그냥 땅속으로 흘러가는 것처럼 느껴집니다.그런데 이 물은 사라진 것이 아닙니다.변기 안에서는 오물을 밀어내는 물이었다가, 건물 배관에서는 오물을 운반하는 하수가 되고, 하수처리시설에 도착하면 다시 처리해야 할 물이 됩니다.같은 물이지만 장소가 바뀔 때마다 해야 하는 일이 달라지는 셈입니다.변기 안의 물은 왜 항상 고여 있을까?물을 내리기 전 변기 안을 보면 일정한 높이까지 물이 차 있습니다.이 물은 단순히 변기를 깨끗하게 보이게 하려고 남아 있는 것이 아닙니다. 변기의 굽은 배수 통로에 물이 고여 있으면 마치 뚜껑처럼 배수관 쪽의 냄새와 가스를 막아 주는데, 이것을 수봉(물로 막는다는 뜻)이라고 합니다.레버나 버..
벽에 푹신한 흡음재를 붙이면 옆방에서 들리던 소리도 줄어들 것 같지만, 막상 붙여보면 기대와 다른 경우가 있습니다. 방 안의 웅웅거리는 울림은 확실히 줄었는데 벽 너머의 말소리는 여전히 들리는 식입니다.이상한 결과처럼 보이지만 이유는 간단합니다. 우리가 흔히 ‘방음’이라고 부르는 문제 안에는 서로 다른 두 가지 일이 섞여 있기 때문입니다.흡음은 방 안에서 되돌아오는 소리를 줄이는 일이고, 차음은 다른 공간으로 넘어가는 소리를 줄이는 일입니다.빈 방에서 손뼉을 한 번 쳐보자가구가 거의 없는 방에서 손뼉을 치면 소리가 유난히 크게 울리는 경우가 있습니다.손뼉에서 나온 소리가 벽과 천장, 바닥 같은 단단한 면에 부딪힌 뒤 여러 방향으로 반사되기 때문입니다. 직접 들리는 소리 뒤로 반사음이 계속 겹치면 공간이 ..
솔직히 저는 꽤 오랫동안 엘리베이터가 굵은 줄 하나에 매달려 있다고 생각했습니다. 높은 층에서 엘리베이터를 타다가 문득 “저 줄이 끊어지면 어떻게 되는 거지?”라는 생각이 들면 괜히 발밑이 아득해지는 느낌도 들었습니다.그런데 엘리베이터 구조를 들여다보면 우리가 영화에서 보는 모습과는 꽤 다릅니다. 로프식 엘리베이터는 카를 매다는 장치 하나에만 안전을 맡기지 않습니다. 여러 현수 장치와 브레이크, 조속기, 비상정지장치, 가이드 레일 등이 서로 다른 역할을 맡고 있습니다.그렇다면 정말 극단적인 상황에서 로프에 문제가 생겨 엘리베이터가 비정상적으로 내려가기 시작하면 무엇이 카를 멈추게 할까요?엘리베이터는 정말 줄 하나에 매달려 있을까?제가 처음 엘리베이터 구조를 살펴봤을 때 가장 먼저 깨진 오해가 바로 이것이..
미세먼지가 많은 날이면 창문부터 닫게 됩니다. 그런데 어느 날 천장에 있는 환기구를 보다가, 이 전열교환기를 계속 켜 둬야 하는지 궁금해졌습니다.공기청정기도 켜져 있는데 이것까지 계속 돌려야 하는지, 겨울에는 따뜻한 공기를 괜히 밖으로 버리는 건 아닌지, 무엇보다 하루 종일 켜두면 전기요금이 많이 나오는 건 아닌지가 궁금했습니다.알아보니 전열교환기 사용법을 판단할 때 먼저 정해야 할 기준은 의외로 단순했습니다.지금 이 집에 외부 공기를 들이고 실내 공기를 내보내는 환기가 필요한가?공기청정기를 켰다면 환기는 필요 없을까처음에는 저도 공기청정기를 돌리고 있으니 전열교환기까지 켤 필요가 있나 싶었습니다.하지만 두 기기는 하는 일이 다릅니다.공기청정기는 기본적으로 실내 공기를 기기 안으로 통과시켜 필터로 입자를..
수도꼭지를 틀면 거의 기다릴 필요도 없이 물이 나옵니다. 너무 당연한 일이라 평소에는 그전에 무슨 일이 일어나고 있는지 생각할 일이 별로 없습니다.저도 처음에는 정수장에서 보낸 물이 수도관을 따라 그대로 우리 집까지 오는 정도로 생각했습니다. 그런데 아파트처럼 여러 층에 수많은 세대가 있는 건물에서는 그것만으로 설명되지 않는 부분이 있습니다.아침마다 여러 세대가 동시에 샤워하고 세탁기를 돌리는데도 필요한 물이 공급되어야 하고, 높은 층에서도 수도꼭지를 열었을 때 물이 나와야 하기 때문입니다.우리가 수도꼭지를 열기 전부터 건물의 급수설비는 물과 압력을 준비하고 있습니다.첫 번째 준비는 물을 받아두는 방식에서 갈린다아파트로 들어오는 수돗물이 모두 똑같은 경로를 거치는 것은 아닙니다.건물에 저수조가 있는 경우..
밤에 조용히 누워 있는데 천장에서 갑자기 “딱!” 하는 소리가 날 때가 있습니다. 발걸음도 아니고 무언가 떨어뜨리는 소리도 아닌데, 한동안 조용하다가 다시 딱 소리가 납니다.이런 소리를 들으면 가장 먼저 윗집을 떠올리기 쉽습니다. 하지만 공동주택에서는 실제 소리가 만들어진 곳과 우리가 소리를 느끼는 곳이 다를 수 있습니다. 배관이나 마감재, 구조체에서 발생한 진동이 다른 위치로 전달될 수도 있기 때문입니다.그렇다면 이 짧은 소리의 정체를 어떻게 좁혀볼 수 있을까요? 의외로 중요한 단서는 소리 자체보다 언제 소리가 나는가에 있습니다.첫 번째 단서, 날씨가 추워지자 소리가 늘었다겨울이 되면 아파트 안에서는 평소보다 큰 온도 변화가 반복됩니다. 난방이 시작되고 멈추면서 바닥과 배관 주변의 온도가 달라지고, 낮..
높이 500m가 넘는 초고층 빌딩 안에 무게 660톤짜리 거대한 쇠공이 매달려 있습니다.대만 타이베이 101 이야기입니다. 전망대에 올라가면 건물 안에 매달린 황금색 구체를 실제로 볼 수 있는데, 단순한 전시물이 아닙니다.정식 명칭은 동조질량감쇠기(TMD, Tuned Mass Damper). 바람 등에 의해 건물이 흔들릴 때 그 움직임을 줄이기 위해 설치한 장치입니다.저도 처음에는 의아했습니다. 건물을 튼튼하게 만들려면 기둥이나 벽을 더 보강할 것 같은데, 왜 굳이 건물 꼭대기 가까이에 수백 톤짜리 물체를 매달아 놓았을까요?답은 건물의 흔들림을 무조건 막는 것이 아니라, 흔들리는 방식 자체를 이용해 진동을 줄이는 데 있습니다.660톤 쇠공은 어디에 매달려 있을까?타이베이 101의 TMD는 건물 87층에서..
지진이 나면 고층 아파트가 더 위험할 것 같다는 생각이 먼저 듭니다. 저도 예전에는 건물이 높고 무거울수록 지진에 더 취약할 거라고 생각했습니다.그런데 내진설계 원리를 찾아보면서 생각이 조금 달라졌습니다. 지진에 강한 건물은 단순히 단단하게 만든 건물이 아니었습니다. 흔들림을 견딜 수 있는 강도와 강성은 물론, 큰 힘을 받았을 때 갑자기 무너지지 않고 변형을 받아내는 능력까지 함께 고려합니다.그렇다면 아파트는 지진이 났을 때 어떤 방식으로 버티는 걸까요?건물이 흔들리면 내진설계가 잘못된 걸까?지진이 발생하면 땅이 움직이고, 그 위에 서 있는 건물은 관성 때문에 흔들리게 됩니다. 이때 건물에 작용하는 힘은 건물의 무게만으로 결정되지 않습니다. 지진파의 특성, 건물의 높이와 구조, 지반 조건, 건물의 고유주..