아직도 합성같나요? 텐세그리티 원리 구조 그리고 예시

안녕하세요.

오늘의 하루 레몬나입니다.

 

가장 가볍지만 견고한 구조, 중력을 거스르는 물체 텐세그리티를 아시나요? 언뜻 보면 합성 같기도 하고 자석의 밀어내는 힘을 이용한 듯하기도 하고, 마치 마술을 한 것처럼 의문점을 불러옵니다. 이름마저 생소한 이 구조체, 텐세그리티에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

Tensegrity

 

NASA SUPERball Tensegrity 로봇입니다

 

텐세그리티는 건축학 용어로 'tensional integrity'(긴장 상태의 안정성)의 축약어입니다.  인장(Tension)과 구조적 안정(Structure Integrity)의 합성어로 긴장상태의 안정구조를 말합니다. 튼튼한 구조체와 이 구조체에 달린 케이블이 서로 밀고 당기며 힘의 평형을 이뤄 구조체를 안정하게 유지시켜줍니다. 

 

구조체는 누르는 힘을 받고 케이블은 당기는 힘을 받게 되는데, 이 두 힘이 평형을 이뤄 마치 떠있는 듯한 디자인이 특징입니다. 속이 꽉 찬 대부분의 구조물과는 달리, 빈 공간을 품고 있기 때문에 구조물의 무게가 가볍다는 특징도 가집니다. 가볍고 튼튼한 경제적인 구조물이면서, 공중부양 모습을 지녀 사람들의 이목까지 끄는 매력적인 구조물입니다.

 

탄생

 

기원은 논란의 여지가 있습니다. 주로 언급되는 창시자는 건축가이자 발명가인 버크민스터 풀러 와 미술가 케네스 스넬슨 로 불리고 있습니다. 1948년에 스넬스가 혁신적인 X-Piece를 제작하였고, 풀러는 몇 년 후 '텐세그리티'라는 용어로 명명하였습니다. 

 

1962년 풀러는 이 구조를 처음으로 미국 특허 등록을 하였으며, 그의 제자인 스넬슨이 텐세그리티 컨셉을 기반으로 여러 형태의 작품을 만드는 활동을 하여 널리 알려지게 되었습니다. 1968년 제작한 니들 타워(Needle Tower)는 높이 18미터의 대형작품으로 텐세그리티를 적용한 최고의 작품이라 불리고 있습니다.

 

미국 워싱턴DC에 위치한 허시혼박물관에 전시되어 있는 니들타워입니다

 

장점을 살린 적용

 

건축구조로 이용되었을 때, 동일한 양의 재료로 더 많은 하중을 지지할 수 있기 때문에 매우 경제적입니다. 또한 구조물 자체가 탄성을 가지고 있어 하중을 빠르게 이동시킬 수 있기 때문에 지진 등에 유리합니다. 때문에 공중에 떠있다는 시공상의 어려움에도 불구하고 많은 나라에서 텐세그리티를 이용한 건축물을 활발히 설치하고 있습니다.

 

대표적인 건축물은 호주 퀸즈랜드의 브리즈번 강의 쿠릴파다리 입니다. 가볍다는 특징은 경기장의 지붕을 짓는데도 적합합니다. K-POP 공연장으로 많이 사용되고 있는 서울 송파 잠실에 위치한 올림픽 체조경기장의 지붕과, 2017년 11월 폭파 해체로 철거된 미국 애틀란타올림픽 조지아돔의 지붕에도 텐센그리티가 적용된 것으로 알려져 있습니다. 

 

교량 속 텐세그리티, 호주 브리즈번강 쿠릴파 브릿지 입니다

가볍고 튼튼하다는 장점을 아주 잘 살린 미국 조지아돔 입니다.

 

 

실생활에서의 활용

 

우리가 사용하는 제품에서도 찾아볼 수 있습니다. 작은 건축물이라 불리는 가구에서 가장 쉽게 볼 수 있는데요, 중력에 저항하는 테이블이나 의자 등이 그 예가 되겠습니다.

 

ebay 내 판매중인 hand-made테이블(왼쪽), MY MODERN MET사의 테이블과 의자(오른쪽)

 

 

이론적으로는 텐센그리티의 크기에는 한계가 없다고 합니다. 미세먼지를 피하는 방법으로 '우리나라에 지붕이 있으면 어떨까?' 라는 누리꾼의 엉뚱한 상상이 어쩌면 마냥 불가능한 일만은 아니겠습니다.