[Special Column] 자연의 생명력과 에너지로 가득 채운 지속가능한 유리 돔

자연의 생명력과 에너지로 가득 채운 지속가능한 유리 돔
알버트 아인슈타인 교육 및 연구 센터(AEERC)

 

 

Safdie Architects는 전문 건축가 Perkins+Will과 협력하여 의대와 연구 시설을 수용한 알버트 아인슈타인 교육 및 연구 센터(Albert Einstein Education and Research Center(AEERC))를 설계했다. 브라질에 위치한 이 연구 센터는 유리 천장이 있는 거대한 아트리움을 중심으로 설계했는데, 마치 ‘나무 캐노피 아래에 있는 것 같은 느낌’을 불러일으키도록 디자인된 것이 특징이다. 돔 형태의 거대한 유리 지붕은 내부로 들어오는 빛을 굴절시켜 열 획득을 줄이는 브리즈 솔레이를 적용하여 밝고 쾌적한 환경을 자랑한다. 특히 브라질의 조경가 이사벨 두프랏(Isabel Duprat)과 협력하여 전체 공간을 식물원으로 채운 점이 인상적이다. 현지의 다양한 토종 나무와 하층 식물들로 꾸며진 아트리움 가든은, 생명력 있는 자연의 에너지를 직접 호흡하게 하며, 이곳에 들어오는 모든 이들에게 건강한 휴식을 제공한다. 그만큼 전체 건물은 자연과 조화를 이룬 지속가능한 설계 방식으로, 미국 그린빌딩위원회(USGBC)에서 주관한 친환경 건축물 인증제도인 LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)에서 골드(Gold) 등급 획득과 국제 및 브라질 건축 규정, 표준을 모두 충족했다.

 

 

글. 박하나 편집장

설계 및 제공. Safdie Architects

인테리어 기획 및 총괄 건축가. Perkins & Will

클라이언트. Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Albert Einstein

사진. Timothy Hursley

 

 

 

Educational and Research Program

알버트 아인슈타인 교육 및 연구 센터(AEERC)는 의학, 간호, 대학원 연구뿐만 아니라 의료 연구 활동까지 모두 모두 한 공간에서 진행되며, 주 병원인 소시에데이드 베네피센테 이스라엘리타 브라질레이라 알버트 아인슈타인(Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Albert Einstein) 단지와 직접 연결되어 있다. 또한 아인슈타인의 학제 간 접근 방식을 반영하며, 교육, 연구, 의료 제공에 대한 그의 관점과 21세기에 의학이 어떻게 가르쳐지고 실천되어야 하는지에 대한 비전을 보여주고 있다.

 

이번 프로젝트는 40개의 기술 지원 교실을 갖추고 있으며, 전체 교실은 가변형 파티션과 유연한 가구 구성을 통해 30명에서 60명까지의 학생들이 팀 기반 학습을 할 수 있도록 설계되었다. 또한, 400석 규모의 다목적 강당과 해부학 및 형태학 연구를 위한 학술 실험실, 그리고 검사실, 클리닉, 수술실 등을 재현할 수 있는 최첨단 시뮬레이션 시설도 포함되어 있다. 이곳에서는 의사와 간호사가 함께 공부하는 혼합 커리큘럼이 운영되며, 총 2,000명의 학생이 시설을 이용하고 있다.

 

그만큼 이 센터는 최신 연구 시설들이 다양하게 잘 갖추어져 있는 것이 특징이다. 그중 분자생물학 실험실에는 조직 배양 시설과 생물안전 2등급(BSL-2) 실험실 2개를 포함한 방, 그리고 나노기술, 유세포분석, 현미경, 유전체 연구 시설이 마련되어 있다. 또한 세포 연구와 유전자 치료를 위한 클린룸도 마련되어 있다. 각종 실험실들은 모듈형 가구와 유연한 서비스 모듈로 구성되어 있어서 다양한 연구에 적합하게 설계되었다.

 

 

Skylight Structure and Shading

 

3,800㎡ 크기의 유리 지붕은 세 개의 통합된 구조적 돔으로 설계되었다. 이 돔들은 격자 셸(grid-shell) 구조로 만들어진 강철 구조물로 높이 86m 이상의 아치를 효율적으로 지탱할 수 있도록 구조화되었다. 또한, 이 지붕은 여러 겹으로 이루어져 햇빛을 필터링하고, 열을 조절하며, 소리를 흡수하는 역할도 하고 있다.

 

외부 스카이라이트는 1,854개의 투명 유리 패널로 구성되어 있고, 이 패널들은 열 흡수를 줄이기 위해 트리플 실버 태양광 차단 코팅이 되어 있으며, 빛 차단을 위해 반투명 세라믹 도트 무늬로 인쇄되었다. 또한, 유리의 반사율이 낮아 외부 반사를 방해하지 않도록 설계되었다.

 

지붕의 내부층은 투명한 멤브레인으로 되어 있고, 미세 구멍이 뚫려 있어 소음을 흡수하는 역할을 하며, 맞춤형 도트 패턴이 인쇄되어 있다. 이 도트 패턴들은 빛에 따라 빛나면서 그늘을 제공해 주었다. 동쪽과 서쪽 끝 쪽에는 점의 밀도가 높아져 낮은 각도의 태양 빛을 차단하는 역할을 했다. 반면, 중앙 돔은 완전히 투명해서 중앙 정원의 식물들이 충분한 햇빛을 받을 수 있게 했다. 아래에서 보면, 점들이 겹쳐진 모습이 나뭇잎 사이로 비치는 햇빛처럼 보여서, 마치 나무 그늘 아래에 있는 듯한 자연스러운 느낌을 준다.

 

 

Brises Soleil

이 건물은 실내에 충분한 자연광을 들이기 위해 전체 높이의 유리 파사드를 사용했다. 또한 각 층마다 차별화된 설계가 적용되어 있는데, 어떤 층은 깊은 차양으로 햇빛을 차단하고, 다른 층은 브리즈 솔레이(Brises Soleil, 햇빛 차단용 가벽)로 햇빛과 눈부심을 조절하면서도 주변 경관을 볼 수 있도록 설계된 것이 인상적이다. 이렇게 설계된 덕분에 실내는 밝고 쾌적하면서도 눈부심이나 과도한 열기가 방지되며, 동시에 주변 경관을 보존할 수 있다.

 

특히 루버의 에어포일 형태, 각도 및 간격은 컴퓨터 태양광 연구와 실물 크기의 모델 테스트를 통해 개발되었다. 루버는 각각의 건물 외벽이 태양의 경로에 따라 대각선 또는 수평으로 배치되어 있으며, 내부에는 조절 가능한 태양 차단막과 블라인드가 있어 자연광을 유연하게 조절할 수 있는 것이 장점이다.

 

 

Environmental Controls

아트리움 가든은 프로젝트의 학습, 협력, 커뮤니티 공간의 중심지라고 할 수 있다. 이 공간은 쾌적하고 건강한 환경을 유지하기 위해 정교한 환경 제어 시스템이 작동하고 있으며, 이는 프로젝트의 지속 가능성 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 기계 시스템은 아트리움에 필요한 곳에만 냉방을 제공하도록 설계되어 있어 에너지 사용을 최소화하면서도 쾌적함과 습도 조절을 잘 유지할 수 있도록 도와준다. 또한, 건물 내 습도를 조절하여 쾌적함을 제공하고 식물의 필요를 충족하는 동시에 엄격한 실험실 환경 요건을 충족하도록 습도 조절 환경이 설계되었다. 이와 함께, 열 분포와 화재 시 연기 배출을 시뮬레이션하기 위해 방대한 유체 역학 컴퓨터 시뮬레이션이 활용되었다는 점도 인상적이다. 그만큼 전체적으로 매우 정교한 안전성을 고려한 설계라고 볼 수 있다.

 

아트리움 너머로, 센터는 두 개의 동으로 구성되어 있다. 동쪽 동에는 교육 공간이, 서쪽 동에는 연구 공간이 마련되어 있다. 1층 입구에서부터 열린 공간의 중앙까지 잎이 펼쳐져 있고, 이 공간은 계단식으로 이어져 중앙 만남의 장소와 나무가 심어진 테라스를 형성한다.

 

위층에는 통로가 연결되어 있으며, 메자닌 구조로 아트리움이 내려다보인다. 최상층에는 본관에서 갈라져 나온 원형 테라스가 있어 이용객을 위한 푸른 야외 공간을 조성한다.

 

 

Landscape

이 아트리움 가든은 브라질의 조경가 이사벨 두프랏(Isabel Duprat)과 협력하여 디자인됐다. 이 정원은 현지의 다양한 토종 나무와 하층 식물들이 심겨있고, 계단식 화단이 아트리움의 곡선을 강조하며 마치 땅에서 깎아진 듯한 느낌을 안겨준다. 또한 나무와 식물의 층이 여러 공간을 만들어내어, 사회적 용도의 원형극장과 전시 공간, 그리고 작은 분수 주변에 앉을 수 있는 조용하고 아늑한 공간까지 다채로운 분위기를 즐길 수 있다.

 

특히 브라질에서는 이와 같은 크기의 정원과 토종 나무를 완전하게 통제된 환경에서 조성하는 것은 매우 드문 일이다. 이에 국제 조경, 환경, 원예팀이 2년 동안 다양한 측면에서 연구를 진행했다. 여기에는 종 선택, 토양 혼합, 화분 디자인, 관개 시스템, 유지보수, 그리고 제어 시스템이 포함되어 있다. 전체 팀은 싱가포르의 가든 바이 더 베이, 프로젝트 쥬얼, 영국의 큐 가든 같은 여러 프로젝트를 참고하며 익혔다고 한다.

 

특히 식물들은 이식 전에 상파울루 외의 묘목장(아트리움 내부의 빛 조건을 모방한 환경)에서 2년 동안 적응 과정을 거친 점이 인상 깊다. 다양한 종류의 나무들은 각각 필요한 햇빛량에 맞게 배치되었으며, 이는 3D 컴퓨터 모델을 통해 예상되는 일조량에 따라 결정됐다.

 

아트리움에는 150개 이상의 나무가 심어졌고, 그 중에는 아스피도스퍼마 폴리뉴론(Peroba rosa), 칼리코필룸 스프루세아눔(Capirona), 유테르페 에둘리스(Juçara palm), 플리니아 카우리포라(Jabuticaba), 홀로로컬릭스 발란세(Holocalyx balansae), 잉가(Inga sp.), 에리오테카 칸돌레아나(Eriotheca candolleana), 라포엔시아 글립토카르파(Lafoensia glyptocarpa), 크립토카리아 아셔소니아나(Cryptocarya aschersoniana) 그리고 쉬누스 몰(Schinus mole) 등 다양한 종이 포함되어 있다. 이들 중 몇 종은 민간요법에서 질병 치료에 사용되는 약용 성분을 가지고 있다.

 

외부에는 180개 이상의 나무가 심겨져 있다. 이 나무들은 브라질 철목인 리비디비아 페레아(Libidibia ferrea), 흰 아이페인 타베부이아 로제오알바(Tabebuia roseoalba), 알드라고인 프테로카르푸스 비올라세우스(Pterocarpus violaceus), 크림 너트인 레키티스 피소니스(Lecythis Pisonis), 자토바인 Hymenaea courbaril(히메네아 쿠르바릴), 핑크 트럼펫인 핸드로안투스 아벨라네다에(Handroanthus avellanedae) 등 다양한 나무들이 포함되어 있다.

 

또한 아트리움에서 거리로 흘러내리는 식재, 북쪽의 대나무 숲과 남쪽의 야자수 숲, 그리고 보호받는 자토바 나무가 건물 입구 근처에 잘 배치되어 있다. 아트리움의 자갈 바닥은 상파울루의 현지에서 채취할 수 있는 규암으로 만들어졌다. 길가에는 덩굴 식물이 심어진 해자 형태의 채광정이 있어 지하에 있는 교실과 실험실에 자연광을 제공한다. 특히 모든 진입로와 보도에는 투수성 포장재를 사용하여 강우량을 흡수하고 빗물 유출을 최소화한다.

 

 

Materials

이번 프로젝트에는 현지에서 조달된 여러 수종의 목재들이 사용되었다. 도서관에는 제키티바(Jequitiba)와 자토바(Jatobá) 목재가 사용되었고, 강당에는 세드로 로소(Cedro Rosso) 목재가 적용되었다. 또한, 엘리베이터 코어를 감싸는 곳과 맞춤형 문에 사용된 임부이아(Imbuia) 목재는 이전에 수확된 목재 더미에서 손수 선택된 것이다.

 

교실과 실험실에서는 천연고무 바닥재가 사용되었으며, 다섯 가지 색상이 제공되었다. 이 색상들은 테라코타 색의 레드부터 계란 노른자색의 옐로우까지 다양하며, 각 층마다 하나의 색상이 배치되어 있어 공간의 개성을 살리고 방향 감각까지 도와준다.

가구 역시 브라질 현지에서 조달하였으며, 유연하고 진화하는 학습 및 연구 프로그램에 맞춰 모듈식 및 이동식 가구로 연출되었다.

 

 

Artwork

브라질 아티스트인 카우디오 토지(Caudio Tozzi)는 4층 높이의 화려한 유리 타일 모자이크 벽화를 디자인했다. 또한, 브라질 디자이너 구토 인디오 다 코스타(Guto Índio da Costa)는 전시 공간을 위해 조각 벤치를 설계하고 제작했다.