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현장여건에 맞춘 구조역학 ‘막구조’... 빼어난 디자인에 견고함까지 
 
“막구조물 치수, 원단 등은 기본이다.
핵심은 구조설계를 어떻게 하는냐가 안전성과 견고함을 유지시키는 기술이다”
 
비, 바람, 눈, 강한 햇볕 등을 일시적으로 피하기 위해 과거에 막구조가 성행했다면 지금은 어떤가?
최근의 막구조 트랜드는 안전한 쉼터 개념이 더 커졌다. 그만큼 안전하고 견고해졌다는 방증이기도 하다.
여의도에 설치된 대형 행사장, 한강변에 설치된 조개 모양의 그늘 막구조물, 횡단보도 앞에 설치된 우산모양의 막구조물 등 막구조물은 우리가 생활하고 있는 주위에서도 흔히 볼 수 있다. 주위에서 흔히 볼 수 있다는 것은 문제가 발생시 위험도 도사리고 있다는 뜻도 된다.
때문에 막구조물의 안전성과 견고함 그리고 도심은 물론 행사장 등에 설치되기 때문에 디자인까지 중요시되고 있다.
특허뉴스에서 만난 막구조 전문기업 BSD Membrane structure(대표이사 배상진/이하 BSD) 배상진 대표는 “막구조물 치수, 원단 등은 기본이다. 핵심은 구조설계를 어떻게 하는냐가 안전성과 견고함을 유지시키는 기술이다”며 현장여건에 맞춘 구조역학 설계로 안전하고 견고한 막구조물을 시공하고 있다.
 
차별화만이 경쟁력이다... BSD, 막구조물 미래를 주도하다
 

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막구조물 전문기업 BSD는 차별화된 막구조물 시공으로도 유명하다.
BSD는 스마트폰을 연동한 사물인터넷(IoT) 기술, 에너지 절약을 위한 태양광 시스템도 막구조에 접목했다.
막구조물에 사물인터넷 기술을 접목했다는 것에 의아해 할 수 있지만 돔구장을 생각하면 이해가 빠르다. 날씨가 좋은 날은 돔을 오픈해 경기를 하다 갑자기 비가 올 경우 자동으로 돔을 닫는 것과 같은 맥락이다.
BSD의 전동돔 슬라이딩 스마트폰 원격제어시스템은 사진에서 보듯 기존 막구조물은 물론 공장, 창고 등 돔 형태의 막구조물이나 가정에서 손쉽게 접목이 가능한 슬라이딩 그늘막도 설치중이다.
고층아파트나 고층사무실의 경우 발코니를 이용한 공간도 BSD 전동돔 슬라이딩 그늘막 하나면 혁신적인 분위기 연출이 가능하다.
BSD는 정부의 에너지 시책에 맞춰 막구조물에 기둥에 태양광 시스템도 적용할 예정이다.
배상진 BSD 대표는 “BSD 막구조를 단순히 그늘막 수준으로 평가해선 안된다. 형태가 같다고 다 똑같은 막구조물은 아니다. BSD 막구조물은 사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI) 등 4차산업혁명 기술을 접목한 혁신에 혁신을 더한 막구조이다”고 강조했다.
BSD 막구조물 연구팀은 막구조물과 인공지능(AI)을 접목한 획기적인 막구조물을 연구중이다.
연구팀은 기존의 막구조물에서 탈피해 그늘막으로서의 용도는 물론 영화, 음악, 날씨, 뉴스, 외국어 등을 서비스하는 AI스피커를 막구조물에 접목해 미래지향적인 막구조물을 선보일 준비를 마친 상태이다. 또한 BSD는 5G시대에 발맞춰 막구조물에 개방형 와이파이를 설치할 예정이다.
BSD 연구팀은 “스마트폰 없이도 AI가 접목된 막구조물에서 우버나 그랩같은 콜택시를 부를 수 있고, AI스피커가 전세계 언어로 답변이 가능하다면 한국을 찾는 외국인이 많아져 한국 경제에도 많은 도움이 될 것이다” 며 개발 배경을 설명했다.
 

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남다른 차별화 선보인 막구조물의 大家, ‘BSD’
 
우리가 흔히 축구장, 야구장, 테니스장, 한강공원, 시민공원, 학교, 지역축제, 재래시장 등 경기를 즐기고, 여가를 즐기며 뜨거운 태양을 혹은 비를 피하며 무심코 지나쳤던 구조물이 바로 과학적인 설계를 기반으로 시공된 막구조물이다. 전국 지자체들은 시민의 편의성을 위해 시민이 이용하는 공원, 경기장, 지역축제 등에 막구조물을 설치하고 있다.
막구조(Membrane Structure)는 건축분야에서 새로 등장한 신조어로 “Fabric structure” 또는 “Tension structure” 와 같이 사용되는 용어로 코팅된 직물(Coated Fabrics)을 주재료로 사용하는 구조를 말한다. 특히 구조체로서 연성의 막을 사용, 이것에 초기 장력을 주고 외관의 강성을 늘림으로써 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 장점을 갖고 있다.
막구조는 횡력에 의해서 발생되는 불안정성에 대하여 구조체의 자중으로 저항하는 일반적인 강체 구조와는 달리 매우 가벼운 구조이다. 얇은 인장면은 골조나 아치와 같은 강철부재나 공기압에 의해서 지지된다. 인장구조는 자중이 없고 공중에 떠있기 때문에 이들의 안정성은 복잡하게 얽힌 곡선의 3차원 기하학과 밀접한 관계가 있다.
막의 하중전달 메커니즘 특성을 이용하는 막구조는 다양한 형태의 공간 창출이 가능한 특유의 조형적인 특성과 대공간 형성 및 재료사용의 경제성이라고 하는 구조적 특성으로 인하여 현대 산업사회가 요구하는 기본적인 목적에 크게 부응하는 제 3의 건축구조로 인정받고 있다.
이러한 막구조물은 재료의 투광성 및 경량성, 시공성 등 유리한 장점 덕분에 최근 다방면에서 활용되고 있는 건축 구조물이다. 실제로 막구조물은 스타디움, 실내경기장, 공항, 산업박람회, 전통시장, 행사 등에 적용되어 다양한 공간 창출에 효과적인 역할을 맡고 있다.
막구조는 초경량적 재료가 이용되는 만큼 구조해석 및 설계 등에 상당한 노력을 기울여야 한다. 막구조물 재료가 어떤 것이 사용되었는지, 얼마나 구조적으로 설계되었는지에 따라 안정성 여부가 결정되기 때문이다.

▲ BSD Membrane structure  배상진 대표     ©특허뉴스

막구조 설계 및 막구조물 시공 전문 기업인
BSD는 아직까지 미흡하다고 평가 받고 있는 국내 막구조물 엔지니어링 기술력을 한 단계 끌어 올린 선도 기업이다. BSD는 국내 주요 대형경기장, 막구조 파고라 및 전통시장 현대화 사업, 야외무대 등 다양한 종류의 막구조물 설계·시공을 진행하고 있다.
BSD 막구조 건축물의 특성을 살펴보면 첫째, 곡선미다. 인위적으로 만들 수 없는 자연스럽고 아름다운 곡선미로 직선의 현대사회에 여유를 안겨주고 있다.
둘째, 빠른 시공성이다. 일반적인 콘크리트 구조처럼 양생기간이 필요없고, 자중이 적어 구조물 부재의 크기를 줄일 수 있어 경제적이며, 공장에서 제작하여 현장에서 조립만 하기 때문에 공기를 단축할 수 있다.
셋째, 뛰어난 자정능력이다. 다른 구조물과 달리 막재표면에 특수 코팅이 되어 자정능력이 뛰어나 물과

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함께 깨끗이 정화되는 성질을 가지고 있다.
넷째, 뛰어난 연출성이다. 팽팽한 Tension 곡선 면의 미려함으로 시선을 고정시키고 다양한 색상의 조명으로 내외부의 조명연출 및 효과를 얻을 수 있다.
다섯째, 뛰어난 투과율이다. 자연광을 이용하여 필요한 조도를 얻어 자원절약 및 관리비용을 절감할 수 있다.
배상진 BSD 대표는 “세월호 사건, 경주 마우나리조트 붕괴사고 등 대한민국은 ‘안전’ 불감증에 시달리고 있다. 이러한 시기 편의성을 위해 전국 곳곳에 설치된 막구조물도 예외는 아니다”며 “막구조는 설(雪)하중이나 풍(風)하중을 고려해 구조역학적 설계와 시공이 이루어져야만 안전하고 견고한 구조물이 완성된다” BSD만의 막구조 기술의 우수성과 안전한 견고성을 피력했다. 특히 BSD는 BSD만의 디자인과 기술력으로 설계부터 시공까지 원스톱 시스템을 갖추고 있는 대표적 막구조 전문기업으로 수많은 특허와 디자인등록을 보유하고 있다.
BSD는 특허 기술력을 바탕으로 막구조물을 응용하여 어떠한 막구조의 형태라도 안전성을 고려한 제작 및 디자인이 가능하다.
1987년 미국캐노피사와 기술제휴 및 수출계약체결로 국내 및 해외시장에 첫 진출을 한 BSD는 오랜 기술력의 바탕 하에 수많은 디자인과 특허를 바탕으로 시각적인 아름다움을 제공하고 있으며, 친환경이고 경제적이며 전문 디자이너들이 설계부터 시공까지 원스톱 시공은 물론 유지보수 비용에서도 우위를 점하고 있다.
 
소재부터 안전에 안전을 더하다... 방염과 난연 소재는 기본
 
인천 강화도 캠핑장 화재로 5명이 숨지고 2명이 중상을 입는 사고가 발생했다. 그 사고원인은 전기화재로 추정되고 있으며, 사망원인은 유독가스에 의한 질식사로 국과수에서 보고됐다. 이번사고로 문제점이 대두되고 있는 것이 재난재해 방화대책이다.
재난재해 방화대책의 가장 기본적인 수단은 출화방지다. 캠핑장의 구성물 등이 난연화 또는 방염화해야 한다는 것이다.
BSD의 막구조물은 소재부터 방염과 난연을 기본으로 설계했다.
BSD는 염화비닐섬유 원단(Polyester fabric)과 유리섬유 원단(Fiberglass fabric)을 막구조물의 기본 소재로 사용중이다.
이 모재 중 염화비닐섬유 원단(Polyester fabric)은 플로라이즈코팅과 필름접합으로 10~15년의 내구연한은 물론 내구성과 방오성능이 뛰어난 원단이다. 특히 난연재로서 역할이 탁월하고 프로라이즈코팅을 3회 이상 모재위에 코팅하여 오염물이 쌓이지 않고 청결을 오래 유지할 수 있는 원단을 채택했다.
유리섬유 원단(Fiberglass fabric)은 내구연한 30년을 자랑하고 내구성 또한 매우 우수한 모재로 손꼽히고 있다. 방오성능 또한 최상의 기능을 유지하고 있으며 자정능력을 보유하고 있고, 무엇보다 화재시 톡톡히 역할을 하는 불연재다. 테프론막 처리(방염처리)로 화재시 모재에 불이 붙지 않고 번지지 않는다. 유리섬유 원단이기 때문에 모재 자체가 PVC모재에 비해 고가이지만 영구 막구조물(30년)에 사용된다. 특히 PTFE의 내구성을 지닌 막구조물 모재로 표면에 물을 뿌리는 것만으로도 깨끗함을 유지할 수 있다.
이와 같이 BSD는 막구조물 모재(천소재)부터 안전에 차별화를 선언했다. 막구조물을 단순구조물(1회성)이 아닌 건축물을 짓는 기업가 정신으로 무엇보다 사용자의 안전을 최우선으로 했다.
배상진 BSD 대표는 “과거 천막이 단순히 햇볕을 차단해 그늘을 만들고 비를 막아주는 역할을 했다면 지금의 막구조물은 디자인과 편리성, 예술이 융합된 건축물로 승화했다. 사용자가 편히 쉬고 안전하게 이용할 수 있어야 그 건축물이 제 역할을 하듯 막구조물의 역사를 디자인하고 있다”며 막구조물이 나아가야 할 방향을 제시했다. 
   

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지자체 예산절감 팩트로 떠오른 ‘막구조물’
 
# 본격적인 무더위의 시작으로 전국 각지는 물놀이가 한창이다. 하지만 신나게 놀던 물놀이도 잠시. 뜨거운 태양아래 그늘은 천국이나 다름없다. 이에 전국 지자체는 각 지역별 물놀이장을 개장하며 이용객들의 편의를 위해 막구조 및 차양시설을 지원해 이용객들의 휴식공간을 제공하고 있다.
# 국립생태원에 설치된 막구조물은 생태관람 이용객들의 편의 제공은 물론 생태원 분위기에 맞는 디자인 설계로 기존 건축물과의 하나됨을 느끼게 하고 있다.
# 교육원에 설치된 막구조물은 뜨거운 태양아래 단비와 같은 그늘을 선사해 교육생들의 안식처 역할에 손색이 없다.
# 종합운동장 관람석에 설치된 막구조물은 강렬한 태양빛을 막아주어 솔솔 부는 바람을 느낄 수 있어 경기관람에 더욱 집중할 수 있어 사용자들의 찬사가 높다. 또한 갑자기 발생할 수 있는 기상악화에도 경기관람에 문제가 없다.
 

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이처럼 막구조물은 시민들에게 세심한 배려로 다가서고 있어 지자체들이 적극 도입하고 있다. 현장상황, 현장 분위기와 융·복합된 디자인으로 시각적인 효과는 물론 이용객들의 편의까지 제공하고 있어서다.
하지만 이러한 시민의 편의를 위해 설치되는 구조물 때문에 지자체들의 예산걱정이 만만치 않다. 일반 구조 건축물의 경우 공기(공사기간)에 따른 공사비 증가는 물론 기존 건축물과의 디자인 매칭 또한 어렵고, 행사시작 전까지 공사가 마무리 안되는 상황까지 초래할 수 있다. 이러한 문제점을 획기적으로 해결하고 지자체 예산 걱정을 줄일 대안으로 손꼽히며 막구조물이 최근 지자체를 중심으로 설치가 늘어나고 있다.
막구조물 전문기업 BSD는 막구조물로 주변환경, 행사내용에 맞는 디자인을 설계해 행사 시 참석자들로 하여금 융화된 행사를 보여줄 수 있고, 이미 디자인되어 제작된 막구조물을 현장에서 조립, 설치만 하면 되기 때문에 공기가 짧고 지자체 예산 걱정 또한 줄일 수 있게 했다. 특히 일반 건축물과 달리 막구조물의 설치, 해체가 쉬워 최근 지자체들은 예산을 줄이면서 행사내용은 더욱 알차게 할 수 있는 막구조물 설치를 선호하고 있다.
홍대성 BSD 이사는 “막구조물 프레임 하나하나엔 깍고, 다듬고, 뚫는 등 섬세한 제작과정을 거친다. 비, 바람, 눈 등 예측할 수 없는 자연적인 상황까지 계산해야 안전한 막구조를 제작할 수 있다”며 “시공 후 시민들이 안전하게 이용하고 있는 모습을 볼 때 제작할 당시 힘들었던 과정에 보람을 느낀다”며 안전한 막구조물 시공을 다시금 약속했다.
 
또 하나의 경쟁력으로 떠오른 무선 전동장치를 이용해 막구조물 맴브레인의 자동개폐 기술을 선보인 BSD.
BSD는 1987년 미국캐노피사와 기술제휴로 국내 및 해외시장에 막구조물 시공을 시작으로 농협중앙회, 삼성전자, 아이템풀, 대한 적십자사, 신세계 이마트, LG전자, 그랜드 백화점, 롯데월드, 수협중앙회, 해태유통, 용인시청, 구리시청, 홍천군청, 고양시청, 화성시청, 안산시청, 광주광역시청, 오산시청, 수원시청. 김포시청, 의정부시청, 남양주시청 등 납품 업체 선정되는 등 괄목할만한 성과를 거두고 있다.
인터뷰를 진행하며 홍성승마장 시공 후기를 말하던 배 대표는 “혹한기에 시공을 진행해 어려움이 많았다. 혹한기였지만 구조역학 설계에 맞춰 정해진 자재와 정해진 스케쥴로 시공하는 것이 기본이다”며 “주어진 환경보단 막구조물을 사용할 사용자의 입장에서 시공해야 안전한 구조물이 탄생하게 된다”며 그 당시 어려웠던 시공상황을 회상했다.
“기본을 지킨다는 것”을 강조하는 배상진 대표.
그가 말하는 기본은 역시 ‘안전한 막구조물’이었다.
 

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