국내 아파트 방진 설계, 지진에 얼마나 버틸까?

[아시아경제(대전) 정일웅 기자] 국내 아파트 방진 설계에 대한 세간의 관심이 높아지고 있다. 지난달 일본에서 규모 7.0 이상의 강진이 발생했을 때 현지 아파트가 ‘위에서 아래로’ 쪼개져 피해를 줄였단 의견이 SNS상에서 퍼졌고 이는 국내 아파트에 적용된 내진 설계공법과 건축물이 지진을 견디는 강도에 대한 관심으로 옮겨갔다.

당시 일본에선 ‘익스팬션 조인트’라는 내진 공법을 아파트에 적용한 것으로 알려졌다. 각 건물을 분할해 지은 다음 그 사이를 연결하는 이 공법은 일체형으로 지어진 건물과 달리 충격(지진) 발생 시 접속 부위가 끊어져 건물전체가 받는 충격을 경감하는 방식으로 이뤄진다.

국내에서도 지진을 견디기 위한 다양한 공법들이 개발·적용되고 있다. 특히 기존에 초고층 빌딩 또는 중요 시설에 적용되던 공법이 현재는 일반 아파트에까지 적용, 규모 7 이상의 지진에도 견딜 수 있게 한다.

8일 특허청에 따르면 현재 국내에서 이뤄지는 주된 아파트 방진 설계는 ‘면진(免震) 설계’와 ‘제진(制震) 설계’ 방식으로 꼽힌다.

이중 면진설계는 지반과 건축물 상이에 탄성체 등을 삽입해 지반으로부터 전달되는 지진 진동을 감소, 제진설계는 지진 진동에 대한 반력을 가하는 방식으로 지진의 영향을 상쇄시키는 공법으로 이뤄진다.

이들 공법은 기존 일반 아파트에 적용되던 내진(耐震)설계보다 지진에 최적화, 대규모 지진을 견디는 여력을 증대시킨 것으로 알려졌다.

가령 건물의 보와 기둥의 단면을 단순히 크게 설계하는 방식의 내진설계가 규모 6.0 가량의 지진을 견딜 수 있게 설계됐다면 면진 및 제진 구조가 적용된 건물은 규모 7.0 이상의 지진을 견딜 수 있게 한다는 게 특허청의 설명이다.

실 적용사례에서 서울 서초동 소재 T아파트는 볼베어링과 납 면진 받침을 기초공사에 적용하는 방식의 면진 구조를 국내 최초로 구현했고 부산 해운대구 소재 C아파트는 건물 옥상에 설치된 부가적 질량체가 진동의 반대방향으로 움직이게 해 건물의 중심을 잡는 원리의 ‘TMD형 제진 장치’를 적용했다.

또 서울 잠실동 소재 G아파트는 감쇠기의 변형으로 진동을 흡수하는 ‘점탄성 댐퍼형 제진 장치’를 적용해 건물을 완공했다.

국내 건축물의 방진 설계 의무화는 지난 1988년 관련 법령의 제정(도입)으로 시작돼 지난 2005년 3층 이상 또는 연면적 1000㎡ 이상으로 확대·강화, 실상 최근 건축된 모든 아파트가 이를 반영하고 있다.

지진을 견디는 방진 설계에 대한 일반인과 업계의 관심은 관련 특허출원의 증가세로도 대변된다. 실제 2000년대 연평균 35건이던 방진설계 부문의 특허출원은 2010년~2015년 사이 연평균 94건으로 두 배 이상 증가한 것으로 파악된다.

중소기업과 대학 연구소의 방진 관련 연구개발도 활발하게 이뤄지고 있다. 실례로 중소기업 A사는 격자모양의 철골프레임에 강판 패널을 교차 배치해 방진 성능을 향상시켰고 B사는 부산대 산학협력단과 ‘라멘 골조의 층간 변형을 이용한 제진 댐퍼’를 출원하는 등의 가시적 성과를 올렸다.

특허청 관계자는 “2000년대 들어 국내에서도 규모 5이상 지진이 3회 발생하는 등 우리나라도 더 이상 지진으로부터 자유롭다고 단언하기 어렵게 됐다”며 “최근 세계 각지에서 발생한 지진 피해가 방진 설계 기술력에 따라 큰 차이를 보이는 만큼 국내에서도 방진설계 기술에 대한 연구와 개발이 지속적으로 이뤄져야 할 것”이라고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr