곡면의 면분할 방식과 활용

소개글

현대 건축에 있어서 과거에 볼 수 없었던 건축가의 자유로운 디자인을 볼 수 있다. 이러한 자유로운 디자인은 건축가 자신의 디자인 의도가 많이 반영되나, 가장 핵심적인 것은 그 시대의 건축 동향과 기술 수준이 큰 몫을 하고 있다. 건축가의 뛰어난 디자인이 있어도 그것을 인정해 주는 시대 정신이 뒷받침 되어야 하고 그런 정신의 뒷받침 뒤에는 현실화 시킬 수 있는 기술이 있어야 한다. 고대건축에 있어서 돔과 볼트의 사용으로 이전에 볼 수 없었던 형태가 나타나게 된다. 기술의 발전에 다른 디자인의 변화라고 볼 수 있다. 이런 예로 자유로운 곡면을 디자인 언어로 사용 하는 대표적인 건축가 Gehry를 들 수 있다. Gehry는 과거에 상상도 못했던 자유로운 곡면들을 사용하여 건축물을 디자인 하고 또 이것을 현실화 시킨다. 그 전에도 자유로운 디자인을 하는 건축가들이 있었으나 그 것을 현실화 시키지는 못하였다.
Gehry의 현실화 과정에서 가장 큰 역할을 한 것이 컴퓨터의 사용이다. 기존의 방식에서 벗어나 자신의 디자인을 실현하기 위해 컴퓨터를 사용하여 고도의 계산을 할 수 있었던 것이다. 근래에 있어서 CAD/CAM의 발전으로 다양한 디자인의 건물을 현실화 시킬 수 있게 되었다.
그러나 아직 모든 디자인을 표현 할 수 있는 단계는 아니다. 디자인을 현실화 하기에는 많은 제약이 존재하기 때문이다. 시공에 있어 시공의 재료와 스케일, 시공기간, 시공비용 등의 제약에 의해 디자인은 제약을 받게 된다. 그리하여 건축가의 의도를 제대로 표현 못하는 경우도 생기게 된다. 이런 제약은 곡면의 종류에 따라 크게 달라지게 된다. 곡면의 종류에 다라 그 면을 분할 할 수 있는 방법이 다르고 규격화 할 수 있느냐, 얼마나 근사값으로 만들 수 있느냐가 다르기 때문이다.
본 연구에서는 곡면의 형상에 따른 면분할 가능성을 알아보고자 한다. 건축물의 실제 시공 사례를 비교하여 곡면의 분할을 알아봄으로써 건축 디자인에 자신의 생각을 최대한 표현 할 수 있는 곡면을 판단할 수 있는 능력을 가질 수 있는 기회가 되고자 한다.

목차

1. 서론
1.1 연구의 목적
1.2 연구의 범위

2. 곡면의 분류

3. 곡면의 분할

4. 곡면에 따른 면분할방식
4.1 삼각형 면분할
4.2 사각형 면분할
4.3 다각형 면분할
4.4 Prototype 면분할
4.5 임의 형태 면분할
5. BMW Welt

6. 맺음말

7. 참고문헌

본문내용

곡면은 두 가지 원리로 구분할 수 있다. 해석기하학적인 분류와 미분기학적인 분류가 있다. 해석기하학은 3차원 좌표계에서 존재하는 면을 수학적 방정식을 만족하는 좌표들의 집합이다. 여기서는 구면(sphere), 타원면(ellipsoid), 쌍곡면(hyperboloid), 포물면(paraboloid), 주면(cylinder), 추면(conoid), 회전곡면(seuface of revolution), 이동곡면(translate surface)등으로 분류한다. 미분기하학은 곡면상에서 임이의 점 부근의 곡률을 중시하는 것이다. 미분기하학에서는 전개도의 형식에 따라 가전면(developable surface)과 불가전면(non- developable surface)으로 분류할 수 있다.



곡면의분할에는 여러가지 방법이 있다. 분할의 방식에는 곡면의 특성이 가장 큰 영향을 미치게 된다. 곡면의 괜선에 의해 분할 면의 평면 여부가 결정이된다. 면분할에 영향을 주는 것이 단지 면의 특성만이 있는 것은 아니다. 건축물을 시공할 때의 시공재료의 특성에 따라 면분할 방식이 변경되기도 한다. 또한 곡면중에 개폐가 되는 부분이 있어 그 방법이 바뀌기도한다. 미닫이, 여닫이, 단방향, 양방향 등의 개폐방식이 면의 분할에 영향을 끼친다. 또한 슬라브와 내부벽의분할 선에 의해 영향을 받기도 한다. 내부벽라인과 면분할 라인을 맞출 것인가?, 슬라브 라인과 면분할 선을 맞출 것인가?의 여부에 따라 면분할 방식이 바뀌게된다. 면분할의 방식에는 여러 요인이 영향을 끼치지만 그 중 가장 중요한 것이 처음에 말한 곡면의 종류가 가장 큰 영향을 미치게 된다. 다른 요인들은 면분할 방식을 바꾸면 되지만 곡면의 종류는 면분할 방식을 한정 시키기 때문이다. 그림 1은 여러가지 면 분할 방식을 보여주고 있다.

참고 자료

1. A&C(2007.11), Detail06
2. 박정대(2005), 곡면형상의 구축을 위한 디지털 기술과 건축 디자인 프로세스, 서울대학교대학원
3. 류창수(2007), 곡면형상과 Glass Skin 구축에 관한 연구, 대한건축학회
4. A&C(2007.11), Concept
5. www.BMW-Welt.com
6. Tekla Structures News(2007.3)
7. 이원규, 오세규(2006), 곡면디자인 전개과정에 있어서 디지털 도구를 이용한 표현방법에 관한 연구, 대한 건축학회
8. 박철호(2005), 분할 경계 보간곡선을 이용한 자유형태 곡면 변형 방법