막구조(Membrane Structures)의 구성, 장점, 고려사항

막구조(Membrance Structure)는 현대건축에서 독특한 디다인을 가능케 하는 건축 구조의 일종입니다. 이러한 구조는 튼튼한 천막으로 구성되어 구조, 외장 및 인테리어 시스템이 하나로 통합되어 있습니다. 막구조는 강철 케이블에 의해 지지되며, 폴리에스터나 테플론, 실리콘으로 코팅된 유리섬유 등의 고급 소재를 사용하여 형성됩니다.  

막구조(Membrane Structure)의 구성

막구조는 구조, 외장, 인테리어 시스템들은 완전히 하나가 됩니다. 일반적으로 최적의 구조 형상을 얻기 위해 형성되는 천막은 붙어 있는 강철 케이블에 의해 땅에 고정되고 지붕이나 내부공간을 형성하는 강철이나 알루미늄 기둥에 매달리게 됩니다.

임시 사용을 위한 천막은 일반적으로 바깥층이 폴리비닐염화물로 코팅된 폴리에스터(Polyester) 물질로 만들어집니다. 어 비싸지만 오래가는 천막은 테플론(Teflon)이나 실리콘(Silicone)으로 코팅된 유리섬유입니다. 천막은 케이블에 의해 고정되는데, 천막은 사용되는 구조형상의 페턴에 따라 재단되고 박음질됩니다. 

천막 구조의 디자인을 결정하는 구조적 기하학의 법칙은 변형을 쉽게 허용하지 않는 독특하고 특별한 형태를 보여줍니다. 텐션 구조의 정상적인 품질은 굴곡 표면과 안장형상의 면에서 비롯됩니다. 

 

장점

몇 가지 특징으로 인해 텐션 구조는 저단가의 목재나 철재 또는 콘크리트 구조를 능가하는 이점을 갖습니다. 대략 15년 정도의 수명이 시설에 필요하다면, PVC로 코팅된 텐션 구조는 저렴한 초기 비용으로도 가능합니다. 더 나은 결과물을 위한 일반적인 해결책은 테플론으로 코팅된 유리섬유재입니다. 경량의 천막 구조로 인해 30m에 이르는 열린 공간의 확보가 용이해집니다. 

색채는 천막의 통합적 요소이며 차양 아래에서 얻어지는 자연조명의 질에 영향을 미칩니다. 천막이 내외부 모두의 마감면을 한 번에 제공하기  때문에 대체로 기둥이나 지지대들은 조명 기구들과 전기 콘센트를 설치할 수 있는 유일한 구조재가 됩니다. 기둥이나 지지대에 매달린 가교들이 추가적인 서비스 공간을 제공합니다. 

디자이너들은 공법 및 시공도면에 대해 전문가들의 의견을 얻을 수 있습니다. 디자인-빌드 회사는 완벽한 시공도를 작성하여, 종종 현장에서 모든 부재들을 조립, 구조를 직접 건설합니다.  

 

고려사항

형태 디자인에 중점을 두는 건축가는 종종 컨설턴트나 엔지니어와 협동하여 모형 스터디로 디자인을 시작합니다. 하중을 예측하고 천막의 패턴 제작을 돕기 위해 3차원 모델링 및 분석이 필요합니다. 

일반적으로 이러한 구조의 외피와 케이블은 장력이 작용하고, 기둥과 아치에는 압축력이 작용합니다. 동하중이 걸리는 조건에서 장력 구조는 효율적으로 적은 병형을 조절하고 받아들입니다. 

기체역학의 독특한 속성은 개방된 텐션구조가 바람을 동반한 폭우 문재를 극복할 수 있도록 도와줍니다. 즉, 바람은 대부분 천막에 마이너스 압력을 가하는데, 이로 인해 외부의 비가 내부로 침투하는 것을 막게 됩니다. 지표면의 개구부에 초목이나 건축적 방벽을 사용하는 것 역시 차양시설 아래에서 비바람의 영향을 줄여줍니다. 

공연장을 위한 천막 구조는 일반적으로 젖었을 때 안전하도록 디자인된 전기 설비를 갖춥니다. 지지대가 위로 튀어나온 상태의 텐션구조에서 꼭대기 구멍을 봉하는 것은 일반적으로 불필요합니다. 

현재 몇몇의 주요한 건축법 규정이 텐션구조를 다루고 있지만 디자인과정 초기에 지역의 담당 공무원과 상담할 것을 권장합니다. 강성의 기둥이나 지지대 안에 설치되거나 고정되는 전기배선은 어느 정도의 움직임이 가능하도록 디자인되어야 하는데 주의 깊게 다루어져야 합니다. 어떤 천막은 불연성으로 분류되며 어떤 천막은 방연성이기 때문에 특별한 상황에서 어떤 종류의 천막이 가능한지 결정하는 것 역시 중요합니다. 대부분이 시각적으로 노출되기 때문에 강철과 케이블 요소, 조인트, 고정철물 등에 대한 세심한 상세처리는 전체적인 외관을 위해 중요합니다. 강철과 강선 제작업체들이 상세처리에 도움을 제공할 수 있을 것입니다.     

 

마무리

막구조는 독특하고 효과적인 디자인을 통해 현대 건축물에 새로운 시각을 제공하고 있습니다. 경제적이면서도 다양한 디자인 옵션을 제공하며, 장력 및 압축력이 잘 균형을 이룬 안정적인 구조를 제공합니다. 건축가는 엔지니어와 협력을 통해 안정적인 막구조를 만들어야 합니다.