Pneumatic structure

최근 언론매체를 통해 지진과 같은 재난이 발생하여도 일반구조에 비해 에어돔(air dome)이 안전하다는 홍보용 기사를 본적이 있다. 먼저 결론부터 말하면 지진의 영향이 아직 크지 않은 지역에서는 내진설계가 잘 이루어진 일반구조가 에어돔에 비해 더 큰 쓰임새가 있다.

에어돔은 공기막구조이다. 공기막구조는 풍선에 비유될 수 있다. 풍선에 공기를 불어넣으면 공기압이 풍선을 부풀어 오르게 하며 궁극적으로 팽창하려는 공기부풀지 않으려는 풍선이 서로 맞서고 있는 형상이 된다.

공기막구조를 건설하기 위해서는 막재, 케이블, 앵커시스템 그리고 공기조화시스템(Heating Ventilation and Air Conditioning or HVAC)이 필수적이다.  공기조화시스템은 온도, 습도, 기류, 청정도를 조정하기 위한 기계설비로 이를 제외하면 막재, 케이블, 앵커시스템이 하나의 구조시스템으로 막구조를 이루게 된다.  막구조에 공기를 불어넣으면 풍선과 같은 효과로 공기압이 막재를 지탱하게 되고 비로소 공기막구조가 된다.

막재는 공기를 가두어 두는 역할을 하게 되며 공기압은 케이블에 의해서 궁극적으로 지탱된다. 막구조에 공기가 채워지는 과정에서 발생하는 구조거동의 변화는 구조해석을 통해서 검토할 수 있다. 기본적으로 막재를 지지하는 케이블에 발생하는 응력을 확인하면서 막구조에 공기를 채워넣게 된다.

공기막구조는 내부의 공기압을 일정하게 유지하기 위해서 지속적으로 공기를 공급해야 하는 단점이 있고 체육시설과 같은 단순시설에 이용되기 쉬우나 복잡한 공간과 기능을 제공해야 하는 건축물에 사용되기는 아직 시기상조이다.