[화제의 건축물] 롯데월드타워, 7개국 머리 맞대 ‘내풍·내진 설계’… 세계 5대 초고층빌딩

사업지 선정 30년·착공 7년만에 준공 앞둬… 123층 555m 높이 국내 최고층 랜드마크로

세계 5번째 초고층빌딩 롯데월드타워가 준공을 눈 앞에 두고 있다. 롯데월드타워는 2014년 4월 국내 건축물 최고 높이(305m)를 넘어선데 이어, 이듬해 3월에 국내 최초로 100층(413m)을 돌파했다. 신격호 롯데그룹 총괄회장이 남다른 애착을 가져왔던 이 숙원사업은 사업지 선정 30년, 첫 삽(2010년 11월)을 뜬 지 7년 여 만에 마침표를 찍게 된다.

강산이 3번이나 바뀌는 동안 수많은 위기를 맞닥뜨린 롯데월드타워는 이제 세계적인 마천루인 두바이(부르즈 할리파), 상하이(상하이타워), 메카(클락타워), 선전(핑안) 등과 어깨를 나란히 하게 됐다. 사우디아라비아 제다의 킹덤타워와 중국 쑤저우의 중난센터 등이 완공되면 초고층 빌딩 순위 10위권 밖으로 밀려날 수 있지만, 초고층빌딩이 단순히 그 소유자 뿐만 아니라 도시 혹은 국가의 상징인 만큼 서울도 슈퍼톨 랜드마크의 도시에 합류하게 된다.

◇세계적 초고층 기술의 집약체 = 롯데월드타워는 글로벌 랜드마크라는 타이틀답게 세계 초고층 기술의 집약체라고 해도 과언이 아니다. 123층·555m 규모 국내 최고층으로 지어지는 만큼 내로라하는 세계 건축 업체들의 기술과 장비가 총동원됐다.

75만톤에 달하는 롯데월드타워의 하중을 완벽히 견디는 토목설계는 영국의 에이럽(ARUP)이 맡았다. 에이럽은 Δ두바이 버즈두바이 Δ베이징 올림픽 수영장 워터 큐브 Δ인천 송도 동북아트레이드 타워 등의 설계를 맡은 세계적 엔지니어링 기업이다.

제임스 시즈 왕초 에이럽 홍콩 지사 부사장은 “초고층 건물은 무거운 하중으로 침하되기 마련인데, 롯데월드타워의 지반은 부르즈 할리파 예상침하량의 반 정도 수준으로 견고한 편”라며 안전성을 강조하기도 했다.

롯데월드타워는 올림픽 체조경기장의 최대 수용인원인 1만5000명이 넘는 인원이 상주할 수 있도록 설계됐다. 해당 무게를 지탱할 수 있도록 건물 기초를 가로 72m, 세로 72m, 두께 6.5m로 완성했다. 32시간 동안 5300여 대의 레미콘 차량이 쉬지 않고 8만 톤의 고강도 콘크리트를 타설한 덕이다. 세계 최고층 빌딩인 두바이의 부르즈 할리파(3.7m)보다 2배 가량 두껍고, 사용된 콘크리트 양 역시 2.5배 많다.

구조 설계는 미국의 LERA(Leslie E. Robertson Associates)사의 손을 거쳤다. 이 회사는 롯데월드타워의 구조 설계 및 구조 안정성 검증을 진행했다. 사우디아라비아의 킹덤타워를 담당한 미국 TT사가 구조 검증을 별도로 실시해 이중으로 안정성을 확인했다는 게 회사 측의 설명이다.

두바이의 부르즈 할리파의 풍동 컨설팅을 맡았던 캐나다의 RWDI(Rowan Williams Davies & Irwin Inc)도 참여했다. 건물 외벽 커튼월은 일본의 릭실 사가 담당했으며, 컨설팅은 미국의 CDC사가 맡았다.

일반적으로 초고층 빌딩은 지진보다 바람이 더 문제라는 게 건축 전문가들의 중론이다. 일반적으로 지상 10m 높이에서 부는 ‘풍속 30m/s’의 바람은 롯데월드타워의 최고층인 555m 높이에서는 평균 ‘풍속 55m/s’ 이상의 강풍이 된다. 롯데월드타워는 최대 순간 풍속 ‘80m/s’의 바람을 견딜 수 있도록 설계됐다. 지난 2003년 불어닥친 태풍 ‘매미’의 중심 부근 풍속은 초속 40m 수준이었다.

물론 리히터 규모 7의 지진도 견딜 수 있는 가장 높은 수준의 내진설계도 적용됐다. 국내 대부분의 고층빌딩은 리히터 기준 6을 견디는 수준으로 설계돼 있다.

롯데월드타워의 내진설계는 횡력저항을 잡아주는 첨단구조물인 아웃리거(풍하중과 지진하중에 대한 횡력저항 시스템)와 벨트트러스(코어가 받는 힘을 분산시키는 구조물) 덕에 가능하다. 아웃리거는 건물 중심부의 코어월과 8개의 메가 컬럼을 연결해주고, 벨트트러스는 8개의 메가기둥을 연결해 외력에 저항하는 강도를 높인다. 타워크레인이 무거운 자재를 들 때 하부에 보조 다리를 두어 흔들리거나 넘어지지 않도록 버티는 것과 동일한 효과다.

피난층 주변에 설치되는 두 첨단 구조물로 탄성은 유지하되 흔들림은 최소화하는 효과를 가져 20~50층의 아파트보다 흔들림이 덜하다는 게 회사 측의 설명이다.

특히 곡선미를 강조한 롯데월드타워의 디자인 설계는 미국의 초고층 전문 건축설계업체인 KPF(Kohn Pedersen Fox Associates)에서 나왔다. 미국 시카고 333 웨스트 웨커 드라이브를 비롯해 Δ일본 도쿄 롯폰기힐스 Δ상하이 국제금융센터 Δ국내 삼성 서초사옥 등 이름만 들어도 알 만한 빌딩을 설계한 KPF가 롯데월드타워에 한국 전통의 곡선미를 살려냈다.

◇사용승인 앞둔 롯데월드타워… 마무리 작업 한창 = 롯데월드타워 시그니엘 레지던스는 국내는 물론 중국, 일본 등 아시아권 슈퍼리치들의 관심을 한몸에 받고 있다. 최근에는 민관 합동 소방재난 대응 훈련을 진행, 실제 건물 준공 시를 가정해 시민 3000명이 참여한 대규모 훈련을 벌였다. 특히 신동빈 롯데그룹 회장이 이 훈련에 직접 참여하면서 준공에 대한 의지를 내비쳤다. 그룹은 타워가 준공되기까지 안전에 대한 긴장을 늦추지 않는 것은 물론 하루 8시간을 꼬박 작업해도 21일이 소요되는 전체 유리창 청소를 2월 중 마무리 한다는 계획이다. 업계는 롯데월드타워의 사용승인이 올 1월 말 혹은 2월 초에 이뤄질 것으로 보고 있다.