공간구문론을 활용한 연구소 내 커뮤니케이션 공간배치 연구 = A Study on the Spatial Arrangement of Communication Spaces in Research Institutes Using Space Syntax

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In contemporary society, research facilities are evolving beyond functional containers for experimental equipment into "social communication platforms" that foster interdisciplinary knowledge fusion and creative inspiration. As the importance of convergence research grows, the strategic placement of communication spaces to facilitate informal interaction—beyond pre-planned formal meetings—has emerged as a pivotal design factor. However, traditional laboratory designs often feature closed, functionalist layouts that act as structural barriers to spontaneous encounters. Against this backdrop, this study quantitatively analyzes spatial layout strategies for communication within laboratories using Space Syntax and proposes an architectural plan for the Korea Basic Science Institute (KBSI) Metropolitan Integrated Center.
To ensure objective analysis and minimize subjective design bias, Visibility Graph Analysis (VGA) and Convex analysis were adopted as core methodologies, utilizing Depthmap X for data computation. Initially, five international research facilities (WERC, CNT, KCRB, Northeastern ISEC, and Allen Institute) recognized for their communication-enhancing designs were selected for comparative analysis. The derived design principles include: (1) loop-type circulation systems centered around atriums or courtyards; (2) open communicating stairs for vertical connectivity; (3) flexible collaborative spaces placed along primary corridors; and (4) "Open Lab" structures that minimize physical and visual barriers. These elements function as mechanisms to maximize visual connectivity and physical accessibility by increasing the spatial Integration values.
The derived principles were applied to the proposed site (Block la-4) within the Songdo Bio Cluster in Incheon. To overcome physical constraints, such as the site's trapezoidal shape and sunlight interference from adjacent northern buildings, the experimental and research blocks were separated but organically linked via a central atrium. During the floor planning phase, three alternatives (Loop-type vs. Cluster-type) were evaluated. Alternative 1, featuring a loop-type circulation, was selected as the final plan due to its superior Mean Integration value (1.0814), indicating lower cognitive depth and higher overall accessibility.
Final verification was conducted using VGA and Agent simulation. Analysis of the first-floor plan revealed a relatively low Mean Integration (0.7280) due to the intentional separation of visitor and researcher flows for security, yet it maintained internal connectivity through a high-integration lobby area. On typical floors, visual integration was maximized at nodal points where service cores and bridges intersected (Mean 9.5202), and Agent simulation confirmed that predicted user movement paths aligned with the intended loop circulation. This proves that the strategically placed communication nodes can quantitatively amplify the probability of "spontaneous encounters". In conclusion, by integrating Space Syntax-based quantitative feedback into the design process, this study holds architectural significance in establishing a "data-driven communication-centered research platform" model that reconciles the specialized security requirements of laboratories with the promotion of knowledge sharing and collaboration.

국문 초록 (Abstract)

현대 사회의 연구시설은 단순히 실험 장비를 수용하고 개별 업무를 수행하는 기능적 공간의 정의를 넘어, 서로 다른 분야의 지식이 융합되 고 창의적 발상이 촉진되는 ‘사회적 소통 플랫폼’으로 진화하고 있다. 특 히 연구원 간의 활발한 정보 공유와 협업은 연구 성과의 질적 향상과 직 결되는 핵심 요소로 작용하며, 이에 따라 계획된 공식적 회의 외에도 복 도나 라운지 등에서 발생하는 ‘비공식적 상호작용’을 유도하는 공간적 장 치의 중요성이 대두되고 있다. 그러나 기존의 연구소 설계는 대개 기능 중심의 폐쇄적인 공간 구성을 취하고 있어 연구자 간의 조우를 방해하는 구조적 한계를 지닌다. 본 연구는 이러한 문제의식 아래, 공간구문론을 활용하여 연구시설 내 커뮤니케이션 공간배치 전략을 정량적으로 분석하 고, 이를 설계 계획안에 실증적으로 적용하여 제시하는 것을 목적으로 한다.
연구의 방법론으로서 주관적 판단을 배제하고 공간의 구조적 위계를 객관화하기 위해 가시성 그래프 분석 및 볼록공간분석 기법을 도입하였 으며, Depthmap X 프로그램을 활용하여 지표를 산출하였다. 우선 커뮤 니케이션 증진을 주요 설계 목표로 삼은 미국 내 주요 연구시설 5개 사 례(WERC, CNT, KCRB, Northeastern ISEC, Allen Institute)를 선정하 여 분석을 실시하였다. 사례분석 결과 도출된 공통적 계획 요소는 첫째, 중정 및 아트리움을 중심으로 한 순환형 동선 체계, 둘째, 수직적 연계를 위한 개방형 계단, 셋째, 주요 가로 및 복도변에 위치한 가변적 협업공 간, 넷째, 물리적·시각적 장벽을 최소화한 오픈랩 구조로 요약된다. 이러 한 요소들은 공간의 통합도를 높여 연구원 간의 시각적 연결성과 물리적 접근성을 극대화하는 기제로 작동하고 있었다. 도출된 설계 원칙은 인천 송도 바이오 클러스터 내 지식정보산업단지 la-4 구역에 위치한 대상지 계획에 반영되었다. 대상지의 부정형 대지 형상과 북측 인접 건물의 일조 간섭 등 물리적 제약을 극복하기 위해 실 험동과 연구동을 분리 배치하되, 중앙 아트리움을 통해 이를 유기적으로 연결하였다. 특히 평면 계획 단계에서 순환형 동선(대안 1)과 클러스터 형(대안 2, 3)을 수립하여 공간구문론 검증을 실시하였으며, 분석 결과, 전체적인 평균 통합도가 1.0814로 가장 높게 산출되어 전체 공간의 인지 적 깊이가 낮고 접근성이 우수한 ‘순환 동선형(대안 1)’을 최종안으로 확 정하였다.
최종 계획안에 대한 정밀 검증을 위해 VGA 및 에이전트 시뮬레이션 을 수행하였다. 1층 평면 분석 결과, 보안 강화를 위해 외부인과 내부 연 구자의 동선을 분리함에 따라 평균 통합도는 0.7280으로 낮게 나타났으 나, 내부 로비 공간을 중심으로 높은 연결성을 확보하여 보안과 소통의 위계를 조율하였다. 기준층의 경우 서비스 코어와 연결 브릿지가 교차하 는 결절점에서 시각적 통합도가 극대화되었으며(평균 9.5202), 에이전트 분석을 통해 실제 이용자의 동선 궤적이 계획된 순환 경로와 일치함을 확인하였다. 이는 설계 의도에 따라 배치된 커뮤니케이션 공간이 실제 행태적 측면에서 ‘우연한 마주침’을 정량적으로 증폭시킬 수 있음을 입증 한 결과이다. 결론적으로 본 연구는 공간구문론 기반의 정량적 분석 데 이터를 설계 프로세스 전반에 통합함으로써, 연구시설의 특수성인 보안 기능을 유지하면서도 지식 공유와 협업을 극대화할 수 있는 ‘데이터 기 반의 소통 중심 연구 플랫폼’ 모델을 구축했다는 것에 건축 계획적 의의 가 있다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 i
• 목 차 iii
• 표 목 차 vi
• 그림목차viii
• 제 1장 서론 1
• 1.1. 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2. 연구의 범위 및 방법 2
• 1.3. 연구의 흐름도 4
• 제 2장 이론적 고찰 5
• 2.1. 공간구문론의 이해 5
• 2.1.1. 공간구문론 개념 5
• 2.1.2. VGA 분석방법 6
• 2.1.3. Convex 분석방법 7
• 2.1.4. 분석지표 8
• 2.2. 연구시설 내 커뮤니케이션 9
• 2.2.1. 커뮤니케이션 공간특성 10
• 2.2.2. 커뮤니케이션 증진을 위한 공간 14
• 2.2.3. 연구시설 내 커뮤니케이션 증진공간 18
• 2.3. 커뮤니케이션 증진 연구시설 23
• 2.3.1. 사례 선정 및 기준 23
• 2.3.2. 사례1 24
• 2.3.3. 사례2 28
• 2.3.4. 사례3 32
• 2.3.5. 사례4 36
• 2.3.6. 사례5 39
• 2.4. 소결 43
• 제 3장 송도 바이오 클러스터 47
• 3.1. 송도 바이오 클러스터 배경 및 현황 47
• 3.1.1. 송도 인근 바이오산업 현황 47
• 3.2. 지구단위계획 현황 51
• 3.2.1. 지구단위계획 분석 53
• 제 4장 커뮤니케이션 증진을 위한 연구소 계획안 54
• 4.1. 커뮤니케이션 증진 연구소 계획 54
• 4.1.1. 사이트 분석 55
• 4.1.2. 스페이스 프로그램 57
• 4.1.3. 평면 대안 개발 및 공간구문론 검증 59
• 4.1.4. 최종안 선정 66
• 4.2. 건축계획 70
• 4.2.1. 배치 계획 70
• 4.2.2. 평면 계획 80
• 4.2.3. 단면 계획 88
• 4.2.4. 입면 계획 91
• 제 5장 결론 95
• 5.1. 계획안 최종 검증 95
• 5.1.1. 공간구문론 검증 95
• 5.1.2. 소결 100
• 5.2. 계획의 결과 101
• 5.3. 계획의 의의와 한계 102
• 참고문헌 105
• Abstract 109