[미래건축] 생체모방(Biomimicry Architecture) 건축

생체모방 건축의 배경

 

건물 디자인에 대한 최첨단 접근 방식인 생체모방 건축은 자연의 원리와 형태에서 영감을 얻습니다. 21세기가 진행됨에 따라 건축가와 디자이너는 지속 가능성, 자원 효율성, 환경 영향과 같은 현대 과제에 대한 솔루션을 찾기 위해 점점 더 자연 세계로 눈을 돌리고 있습니다. 그리스어 "bios"(생명)와 "mimesis"(모방)에서 파생된 생체 모방은 기능적일 뿐만 아니라 환경 친화적인 건물을 만들기 위해 수백만 년에 걸쳐 진화해 온 생물학적 구조, 시스템 및 프로세스를 모방하는 데 중점을 둡니다. 

 

건축에서 생체모방의 출현은 기후 변화에 대한 인식 증가와 건축에서의 지속 가능한 관행에 대한 필요성과 밀접하게 연관되어 있습니다. 전통적인 건축은 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 인공 재료와 에너지 집약적 기술에 크게 의존하는 경우가 많습니다. 대조적으로, 생체모방은 효율성, 적응, 탄력성과 같은 자연 원리를 통합하여 건축 환경과 생태계 간의 조화로운 관계를 촉진합니다.

 

이 건축 운동은 재료 과학, 디지털 모델링 및 지속 가능성의 발전 덕분에 20세기 후반에 상당한 추진력을 얻기 시작했습니다. Michael Pawlyn과 Janine Benyus(_Biomimicry: Innovation Inspired by Nature_의 저자)와 같은 선구적인 건축가는 생체모방 개념을 대중화하는 데 중요한 역할을 했습니다. 베뉴스는 비록 건축가는 아니었지만 건축을 비롯한 다양한 분야에 적용할 수 있는 프레임워크로서 생체모방을 도입한 핵심 인물이었다.

 

생체모방 건축의 가장 상징적인 초기 사례 중 하나는 영국 콘월의 Eden 프로젝트입니다. Michael Pawlyn과 Nick Grimshaw가 디자인한 이 거대한 온실 구조는 자연 생태계에서 영감을 받았습니다. 이는 생체모방 원리를 적용하여 낮은 생태발자국을 유지하는 동시에 기능성과 미적 매력을 제공하는 구조를 만드는 방법을 보여줍니다.

 

오늘날 도시가 지속적으로 성장하고 환경 파괴에 맞서기 위한 세계적인 노력이 증가함에 따라 생체모방 건축은 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 건축가는 인간의 요구에 부응할 뿐만 아니라 에너지 소비를 줄이고 폐기물을 제한하며 자연 생태계와 조화를 이루어 환경에 긍정적으로 기여하는 건물을 설계하는 임무를 맡습니다.

 

생체모방건축의 특징

 

생체모방 건축은 복잡한 건축 문제를 해결하기 위해 자연의 설계와 과정을 모방하려는 노력이 특징입니다. 이러한 특성은 전통적인 아키텍처 접근 방식보다 돋보입니다.

 

1. 지속 가능성 및 효율성

생체모방 건축의 핵심은 지속가능성의 원칙입니다. 자연은 폐기물이 최소화되고 자원이 효율적으로 사용되는 폐쇄 루프 시스템에서 작동합니다. 생체모방 건축은 친환경 재료를 사용하고, 에너지 소비를 줄이고, 태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지원을 구현함으로써 건축 환경에서 이러한 효율성을 재현하고자 합니다. 이러한 건물은 에너지 보존을 극대화하고 외부 전력망에 대한 의존도를 줄여 생물학적 유기체와 마찬가지로 자립하도록 설계되었습니다.

한 가지 예는 Mick Pearce가 디자인한 짐바브웨의 Eastgate Center입니다. 건물의 디자인은 에너지 집약적인 난방이나 냉방 시스템 없이도 기류를 이용해 내부 온도를 조절하는 흰개미집의 자연 환기 시스템을 모방한 것입니다.

 

2. 적응성과 유연성

자연의 유기체가 생존을 위해 주변 환경에 적응하는 것처럼, 생체모방 아키텍처에는 환경 조건에 반응하는 적응 기능이 통합되어 있습니다. 건물은 온도 변화, 조명 변화, 심지어 날씨 패턴까지 조정하도록 설계할 수 있습니다. 이러한 역동적인 접근 방식을 통해 다양한 기후와 조건에서 구조물이 효율적이고 기능적으로 유지될 수 있습니다.

예를 들어, 호주 시드니에 있는 Jean Nouvel의 One Central Park는 식물 성장의 자연적인 과정을 모방한 수직 정원 시스템을 특징으로 합니다. 건물은 식물로 덮인 외관을 사용하여 건물 내부 기후를 조절하고 자연 냉각을 제공하여 햇빛과 습도 수준에 적응합니다.

 

3. 형태는 기능을 따른다(자연에서 영감을 받은 미학)

생체모방 건축에서는 형태가 기능을 따르며 디자인은 자연에서 발견되는 가장 효율적인 형태와 구조를 기반으로 하는 경우가 많습니다. 이러한 모양은 미적으로도 아름다울 뿐만 아니라 실용적인 용도로도 사용됩니다. 껍질, 벌집, 나뭇잎과 같은 자연 현상에서 영감을 받은 유기적이고 유동적인 형태를 사용하여 구조적 무결성과 에너지 효율성을 향상시켰습니다.

예를 들어, Eden Project의 육각형 측지선 돔은 탄소 분자의 모양을 모방하여 최소한의 재료를 사용하여 넓은 공간을 둘러싸는 가벼우면서도 강한 구조를 만듭니다. 이 디자인은 시각적으로 눈에 띌 뿐만 아니라 자연 통풍과 빛 투과가 가능해 기능성도 뛰어납니다.

 

4. 재료 혁신

생체모방 건축에는 자연에서 영감을 얻거나 자연 과정을 모방한 재료를 사용하는 경우가 많습니다. 재료 과학의 발전으로 건축가는 스스로 치유하고, 이산화탄소를 흡수하고, 환경 자극에 반응하여 특성을 변화시킬 수 있는 생체 재료를 사용할 수 있게 되었습니다. 종종 생분해되거나 재활용 가능한 이러한 재료는 건물의 전반적인 환경 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.

재료 혁신의 주목할만한 예는 건물에 소수성 표면을 사용하는 것입니다. 물을 밀어내고 그 과정에서 스스로 청소하는 연잎에서 영감을 받은 일부 현대적인 외관은 유지 관리 및 청소의 필요성을 줄이기 위해 유사한 특성으로 설계되었습니다.

 

5. 자연 공정을 통한 에너지 효율성

생체모방 아키텍처는 바람, 햇빛, 열 에너지와 같은 자연 에너지 흐름을 활용하여 인공 난방, 냉방 및 조명의 필요성을 줄입니다. 식물이 광합성을 사용하는 방식이나 동물의 온도 조절 방식과 같이 자연 시스템이 에너지를 조절하는 방식을 연구함으로써 건축가는 수동적 태양 에너지, 자연 환기, 물 재활용 시스템을 활용하여 높은 수준의 에너지 효율성을 달성하는 건물을 설계할 수 있습니다.

종종 세계에서 가장 친환경적인 상업용 건물로 불리는 시애틀의 Bullitt Center는 생체모방 원리를 사용하여 순 제로 에너지 소비를 달성합니다. 이 건물에는 식물 잎의 에너지 수집을 모방한 태양광 패널이 통합되어 있으며 자연 환기를 사용하여 실내 온도를 조절합니다.

 

6. 생태계와의 통합

생체모방 건축의 주요 목표 중 하나는 건물을 주변 생태계와 통합하는 것입니다. 이는 지역 환경과 공존할 뿐만 아니라 적극적으로 기여하는 구조를 만드는 것을 의미합니다. 옥상 정원, 살아있는 벽 및 녹색 외관은 건물이 풍경과 조화를 이루는 동시에 지역 야생 동물에게 서식지를 제공하는 데 도움이 되는 일반적인 기능입니다.

생태계 통합의 예는 Stefano Boeri가 디자인한 이탈리아 밀라노의 Bosco Verticale(수직 숲)입니다. 이 주거용 건물은 900그루 이상의 나무와 2,000그루 이상의 식물을 통합하여 자연 단열을 제공하고 CO2를 흡수하며 도시 환경의 생물 다양성에 기여합니다.

 

생체모방 건축의 대표적인 건축가와 건축물

 

바이오미믹스 건축(Biomimicry Architecture)은 자연의 생물학적 구조와 원리에서 영감을 받아 건축물의 디자인과 기능을 개선하는 접근 방식을 의미합니다. 이 건축 사조는 자연의 효율성, 지속 가능성, 생태적 균형을 건축물에 반영하려는 노력이 특징입니다. 바이오미믹스 건축의 대표적인 건축가와 건축물은 다음과 같습니다.

 

1. 미하일라 마굴루(Michael Pawlyn)

대표 건축물: 에덴 프로젝트 (Eden Project), 영국

설명: 마이클 포울린은 영국의 바이오미미크리 건축가로, 자연의 생태계를 모방하여 에너지와 자원을 효율적으로 사용하는 건축 설계를 제안합니다. 그의 대표작인 에덴 프로젝트는 자연을 모방한 거대한 온실 단지로, 비정형적인 구조가 생태계를 상징합니다. 이 프로젝트는 지속 가능한 환경에서 식물과 인간이 공존할 수 있는 방법을 탐구한 예입니다.

 

2. 얀느스 버클만(Janine Benyus)

설명: 비록 건축가가 아니지만, 바이오미믹스(biomimicry) 개념을 대중화한 생물학자이자 저자입니다. 그녀의 연구는 바이오미믹스를 건축, 디자인, 기술 분야에 적용하는 데 큰 영향을 미쳤습니다. 많은 건축가들이 그녀의 원칙을 따라 자연에서 영감을 받은 설계를 하고 있습니다.

 

3. 노먼 포스터(Norman Foster)

대표 건축물: 더 거킨 (30 St Mary Axe), 영국 런던

설명: 노먼 포스터는 바이오미믹스 개념을 사용하여 자연의 환기 구조에서 영감을 받은 건축물들을 설계했습니다. 더 거킨은 비록 하이테크 건축으로 유명하지만, 이 건축물은 자연의 통풍 메커니즘에서 영감을 얻어 빌딩 내 공기 순환을 촉진하는 설계를 적용한 사례로, 바이오미믹스 건축의 일부 요소를 포함하고 있습니다.

 

4. 닉 그리밍(Nick Grimshaw)

대표 건축물: 에덴 프로젝트 (Eden Project), 영국

설명: 닉 그리밍 역시 에덴 프로젝트의 설계에 참여한 건축가로, 자연의 곡선과 형상에서 영감을 받아 건축을 설계했습니다. 그는 에너지 절약과 생태적 균형을 중요한 요소로 삼아, 에덴 프로젝트의 돔형 구조를 통해 자연적인 환기와 열 순환을 극대화했습니다.

 

5. 케네스 옌젤(Ken Yeang)

대표 건축물: 메나라 메스니가라 타워(Menara Mesiniaga), 말레이시아 설명: 말레이시아의 건축가 케네스 옌젤은 바이오미미크리와 친환경 디자인의 선구자로 알려져 있습니다. 그는 건축물이 자연 생태계와 유사한 방식으로 작동할 수 있어야 한다는 철학을 따릅니다. 메나라 메스니가라 타워는 자연 환기, 햇빛 조절, 그린 벽 등 다양한 바이오미미크리 요소를 반영한 건축물입니다.

 

6. 그레고리 카플로(Gregory Caplow)

대표 건축물: 페르마 클로스터(Farma Clostra)

설명: 그레고리 카플로는 농업과 도시 환경을 통합한 바이오미미크리 설계로 유명합니다. 페르마 클로스터는 도시 농업을 촉진하는 건축물로, 자연에서 발견되는 순환 경제와 자원 절약 원칙을 적용한 프로젝트입니다.

 

대표적인 생체모방 건축물

1. 에덴 프로젝트 (Eden Project), 영국

설계: 미하일라 마굴루와 닉 그리밍

자연의 생태계 구조에서 영감을 받아 설계된 온실 단지. 자연스러운 곡선형 돔 구조는 에너지 효율성을 높이고 지속 가능한 환경을 창출합니다.

 

에덴 프로젝트

 

 

 

 

 

에덴프로젝트 홈페이지

 

2. 동아프리카 항공사 본부 (Eastgate Centre), 짐바브웨

설계: 믹 피어스(Mick Pearce)

아프리카의 흰개미 집 구조에서 영감을 받아 자연적인 공기 순환과 냉각 시스템을 도입한 건축물. 에너지 절약에 혁신적인 역할을 했습니다.

 

Eastgate Centre

 

 

Showing how the Eastgate center functions. (Source: www.asknature.org)

 

 

3. 원 센트럴 파크 (One Central Park), 호주 시드니

설계: 장 누벨(Jean Nouvel)과 패트릭 블랑(Patrick Blanc) 건물 외벽에 설치된 수직 정원과 태양열을 반사하는 미러 시스템이 특징으로, 자연 환경과 통합된 바이오미믹스 설계의 대표 사례입니다.

 

One Central Park

 

One Central Park

 

One Central Park

 

바이오미믹스 건축의 중요성

바이오미믹스 건축은 자연의 지혜를 활용하여 지속 가능한 건축을 가능하게 하며, 에너지 절약, 자원 관리, 생태계와의 조화를 목표로 합니다. 자연에서 답을 찾는 이러한 접근법은 현대의 환경 문제를 해결하고, 인간과 자연이 공존하는 건축 환경을 만들기 위한 중요한 방향으로 자리잡고 있습니다.

 

결론

생체모방 건축은 우리 시대의 가장 시급한 환경 문제를 해결하는 건물 설계에 대한 미래 지향적인 접근 방식을 나타냅니다. 건축가는 자연 세계에서 영감을 얻어 지속 가능하고 에너지 효율적이며 자신이 거주하는 생태계와 조화를 이루는 건축물을 만들 수 있습니다. 기후 변화, 자원 부족 및 환경 파괴에 대한 우려가 계속 커지면서 생체모방 건축은 건축 환경의 미래를 형성하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다. 혁신과 적응을 통해 이러한 건축적 접근 방식은 건물을 설계하고 건설하는 방식에 혁명을 일으켜 다음 세대를 위해 인류와 지구 모두에 봉사할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.