[연재기사]건축 잡상 (1) 노트르담 성당과 이중지붕구조

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이 양 재

건축사사무소 ELEPHANTS [email protected]

건축의 출발은 언제부터였을까? 한 예능 프로그램에 서는 원시의 자연에 던져진 현대인 출연자들이 음식을 구 함과 동시에 곧바로 얼키설키 보금자리를 만드는 광경을 볼 수 있다. 비록 따뜻하고 아늑하며 안전한 현대의 주거 들에 비할 바는 아니지만, 비·바람을 막고 몸을 뉘인 채 수 면과 안정을 취하는 주거의 본질로써 바라본다면 큰 차이 는 없을 것이다. 이를 통해 원시의 허름한 주거 형태나 현 대의 고층 빌딩에서도 물리적으로 동일한 요소가 요구됨 을 알 수 있다. 첫 번째는 사람이 들어갈 수 있는 평면 공 간의 범위를 벽이나 기둥으로 구획하는 것이고 두 번째는 공간을 실내화하기 위해 지붕이 필요하다는 점이다. 흔히 수직 부재인 기둥(Post)과 수평 부재인 인방(Lintel)의 결 합된 형태는 가구식 구조(Post & Lintel Structure)라 불리 며 고인돌이나 스톤헨지에서도 볼 수 있듯이 인류 역사 초 기부터 건축 구조의 방식으로 등장하였고 서양에서는 일

찍부터 석재로써 이러한 가구식 구조를 구현하여 왔다. 재 료적 성질을 보면, 석재는 압축 강도가 높고 부식이나 변 형이 잘 이루어지지 않아 견고한 수직 부재로써의 장점이 있는 반면에, 인장 강도가 현저히 낮고 무거우므로 수평 부재로써의 역할은 제한적일 수 밖에 없는 것이 특징이다.

그러다보니 사회가 발전할수록 넓은 실내 공간의 필요성 에 맞추어 수직 부재인 기둥 간격을 넓히면서도, 이를 연 결하는 수평 부재로서는 무겁고 부러지기 쉬운 석재 대신 에, 상대적으로 가볍고 인장 강도가 뛰어난 목재를 사용하 게 된다. 즉, 벽체나 기둥은 석재와 벽돌 등으로 세우더라 도 보나 지붕은 목조로써 구성하게 되는 이원화된 구조가 등장하는 것이다. 고대 그리스의 파르테논 신전을 보더라 도, 현재 남아 있는 구조물은 기둥들 및 경간이 좁은 외부 기둥 사이의 보 부분들뿐이며 기둥 사이가 넓은 실내 대규 모 공간의 보와 지붕은 과거에 목재로써 구성하였다. 이러

건축 잡상 (1)

노트르담 성당과 이중지붕구조

그림 1. 가구조 방식(Post & Lintel)의 스톤헨지 모습(출처: www.english-heritage.org.uk）.

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379 한 전통은 면면히 이어져 벽체는 벽돌이나 석재를 통해 구

성하더라도 층간 바닥과 경사가 필요한 지붕들은 목조로 써 그 프레임과 형태가 만들어지곤 하였다. 철골이 발명되 고 철근콘크리트가 본격적으로 개발되어 사용되는 19세기 이전만 하더라도 이렇듯 재료의 자연적 특성이 건축의 형 태와 구조 방식을 결정하였다.

이러한 방식에 대변혁이 일어나게 된 것은 아치(Arch) 가 적극적으로 활용되는 로마시대부터이다. 지금으로부 터 4000여 년 전 메소포타미아 지방에서 발명된 것으로 알 려진 아치는 건축의 역사에 있어 혁명적인 역할을 하게 된 다. 아치를 형성하는 각각의 부재는 상부로부터 전달받은 하중을 하단부에 놓인 또 다른 부재로 분산하게 되어 아치 의 형태를 따라 경간이 자연스럽게 넓어지는 효과를 낳는 다. 이렇게 되면 인장력에 대한 부담을 줄일 수 있어 석재

그림 2. 로마시대 수도교(출처: en.wikipedia.org).

그림 3. 노트르담 성당 구조 단면(출처: www.vox.com).

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의 활용도 또한 높아진다. 로마인들은 아치의 장점을 통해 기둥과 기둥사이를 넓히면서도 대규모의 실내외 공간을 자유자재로 건설할 수 있었으며 현존하는 로마시대의 수 도교들과 콜로세움, 판테온 등의 장쾌한 공간들 속에서도 우리는 아치를 쉽게 발견할 수 있다.

아치의 활용도는 중세의 성당 건축으로 이어져 더욱 발 전하게 된다. 1차원적인 아치의 형상을 연속적으로 연결하 면 2차원의 볼트(Vault)가 되고 아치를 회전시키면 3차원 의 돔(Dome)이 되는데, 중세 성당 건축은 이러한 아치·볼 트·돔들을 반복하여 활용함으로써 넓은 경간과 높은 층고 를 구현할 수 있었다. 이러한 아치에도 약점이 있으니, 하 부 부재들이 외부로 벌어지려고 하는 추력(Thrust)이 바로 그것이다. 이는 종이의 양끝을 좁게 붙잡아 아치 형태로 책상위에 세우더라도 한쪽을 놓게 되면 이내 퍼져버려 아 치의 형태가 사라지는 것으로도 쉽게 알 수 있다. 따라서 추력에 대항하기 위해서는 아치 하부의 양쪽을 벌어지지 않도록 무겁게 고정해주는 장치가 필요하다. 건물이 높아 지면 높아질수록 건물이 쓰러지지 않고 버틸 수 있도록 건 물의 외벽 바깥에서 지지해주는 부벽(Buttress)이 함께 발 달하는 까닭이다.

중세 고딕 성당들은 이렇게 석재로 완성된 벽체와 천 장을 외부의 날씨로부터 보호하고 아치 상부의 하중을 경

그림 6. 이중 지붕(숲)속 사진_３(출처：www.notredamedeparis.fr).

그림 4. 이중 지붕(숲)속 사진_1(출처：www.notredamedeparis.fr).

그림 7. 노트르담 성당 3D 모델링(출처: www.vox.com).

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381 감하기 위해서 목조로 구성된 별도의 박공 형태 지붕을 그

위에 얹게 된다. 석재로 구성된 하단부의 기둥·벽체·천장·

부벽 등이 실제로 건물을 지탱하는 ‘뼈대로서의 구조’라면, 상단부의 목조 지붕은 이를 보호하면서 미관을 고려한 ‘근 육으로서의 마감 방식’으로 볼 수 있는 것이다. 노트르담 성당의 목조 지붕은 습기와 방수에 취약한 목조 프레임을 보호하기 위해 표면을 뒤덮은 200여 톤에 이르는 1,300여 장의 납판들과 이를 지탱하는 삼각형 박공 형태의 목조 프 레임으로써 각각 구성되어 있다. 결과적으로 내부에서는 볼 수 없는 석재 볼트 천장 속이자, 외부에서는 박공 형태 의 납판 마감 뒤에 숨겨진 은밀한 지붕 속 공간이 생기게 된다. 이 공간은 하부의 볼트 형태 바닥 위로 수많은 목재 프레임들이 지붕을 받치고 있어 일명 ‘Forest(숲)’라는 애 칭으로 불려왔다. 성당을 완성한 13세기 당시에도 이미 수 백년 된 목재들이 지붕 속 프레임으로 쓰였다고 하니 발아 시기로부터 따지자면 천년도 넘는 목재들이 표현 그대로 천장 속 ‘숲’을 구현했다고 볼 수 있다.

안타깝게도 얼마 전 발생한 화재는 이러한 이중 천장 속 목재 프레임 공간인 ‘숲’에서 발화한 것으로 알려져 있 다. 밖에서 보이는 납으로 된 박공 지붕 안쪽이고, 건물 내 부에서 보이는 석재 볼트 천장 속에 있는 구조인 까닭에 초기 화재 진압에 어려움을 겪은 것은 어쩔 수 없는 귀결 이었다. 아울러 헬리콥터 등을 사용하여 공중에서 살수하 는 방식을 동원하지 않았던 이유 또한, 볼트 천장 상단에

순간적으로 상당한 하중을 가할 경우, 앞서 살펴보았던 아 치의 특성상 볼트 천장뿐 아니라 주변의 수직 부재까지 전 면적으로 붕괴시킬 가능성에 대한 염려 때문인 것으로 추 측된다. 반면에 재료가 각기 다른 이중 지붕 방식으로 구 성되었기에, 상부의 목조 지붕이 전소되면서 내뿜는 화재 열기를 내화성이 강한 석재 볼트 천장이 막아줌으로써 역 설적이게도 노트르담 성당 내부의 피해를 상대적으로 줄 일 수 있었다. 접근이 어려운 만큼이나 아이러니하게도 성 당을 지킬 수 있었던 점은 태생적으로 이중 지붕 구조가 가진 양면적 속성에서 비롯된 숙명이었다고 생각한다.

건축의 가장 기본적인 형태에서부터 출발한 가구식 구

조의 한계는 로마 시대의 아치를 통해 대규모 공간을 구성

함으로써 극복되었다. 중세 고딕 성당에서는 이를 더욱 발

전시키고 석재 볼트 천정과 목조 박공 지붕으로 이루어진

이중 지붕 형식을 도입함으로써 각각의 재료적 특성에 맞

게 구조와 마감을 분리하면서도 천상에 다가서는 거룩한

건축으로서의 이상을 구현할 수 있었다. 쉽게 눈에 띄지도

않고 접근도 어려운 이중 지붕 속에서 발화한 이번 화재

로 인해 인류의 크나큰 유산이 상처를 입게 되었지만 그로

인해 더 큰 피해를 입지 않을 수 있던 것도 사실이다. 지난

수백년 동안 여러 차례의 복원들을 통해 과거를 계승하면

서도 또 다른 미래를 제시하였던 노트르담 성당이 다시금

힘차게 일어서기를 기원한다.