토목시설의 디자인 향상방안에 관한 연구 : 교량을 중심으로

국문 초록 (Abstract)

근대화 이후 도시에 사는 사람들의 비율이 점점 높아지고 있다. 대부분의 도시가 태생기에는 자연 속에 만들어지기 시작하여 그 규모를 더욱 크게 키웠다. 도시는 물리적으로 자연과 토목시설 그리고 건축물로 이루어졌다고 할 수 있다. 도시의 세 구성요소를 미관적인 측면에서 보면 자연은 도시의 바탕으로 보존해야할 대상으로 여겨졌고 건축물은 전통적으로 주거공간이기 때문에 아름다운 미관을 확보하려고 노력해왔다. 반면 토목시설은 대부분 공공재로서 아름다운 외관보다는 최소한의 비용으로 기능을 확보하려는 방향으로 만들어져 왔다고 할 수 있다.
특히 단기간 내에 경제적 발전을 이룬 대한민국의 토목시설은 기능성과 경제성을 가장 우선시 해왔다. 하지만 국민소득 3만 달러를 바라보고 있는 시점에서 시민들의 요구조건은 많이 변했다. 그동안 고도성장기에 공급된 물량 덕분에 토목시설이 제공하는 기능은 어느 정도 만족하게 된 반면, 토목시설의 질에 대한 요구가 높아지고 있는 것이다. 토목시설의 질 중에서 가장 중요한 것은 미관이라고 할 수 있다. 고도 성장기에 기능위주로 만들어진 교량에 대해 미관이 좋지 않으니 개선해야 한다는 요구가 증가했고, 최근에는 경관교량이라는 말까지 생길 정도로 교량의 미관은 중요시되고 있다.
그러나 실제 현장에서는 아직 토목시설을 디자인 측면에서 보지 않고 공학적 측면에서만 바라보고 있는 실정이다. 대부분의 토목전공자들은 대학에서 공학설계에 대해서 배우지만 미관설계에 대해서는 배우지 않고 있다. 대학졸업 후 실무에서도 마찬가지로 발주청의 담당자나 설계사의 엔지니어도 미관설계에 시간을 할애할 여유가 없다. 제도적으로는 2007년 경관법이 제정되어 국토의 경관에 대한 제도적 장치가 마련되었다. 하지만 토목시설의 설계단계에서 경관설계를 어떻게 할 것인지에 대한 구체적인 방안이 마련되어있지 않다. 본 연구에서는 토목시설의 디자인을 개선하기 위해서 설계단계에서의 디자인 프로세스의 개선과 디자인 단계에서 객관적인 디자인 평가를 통해 보다 아름다운 디자인 안이 선택될 수 있도록 디자인평가 방법에 대해서 연구를 진행하였다. 연구진행 순서는 다음과 같다.
첫째, 도시 내에 건설되는 토목시설의 종류와 디자인 측면에서의 의미를 알아보았다. 도시는 자연, 토목시설, 건축물로 이루어져 있고 토목시설은 자연과의 경계, 건축물과의 경계 등에 만들어지는 경계성을 가지고 있다. 토목시설은 단절된 두 공간을 연결시켜주는 기능도 있지만 그 자체가 단절의 기능을 하기도 한다. 특히 교량은 단절된 공간을 연결해주는 기능을 가지고 있어 랜드마크로서 인식되는 경향이 강하다. 영국의 런던타워브릿지나 미국의 금문교는 그 지역을 대표하는 랜드마크로서의 좋은 예이다. 토목시설은 한번 만들어지면 100년 이상 오랜 기간 사용되는 도시의 랜드마크로 인식하고 디자인에 임해야 한다.
둘째, 현재 토목시설이 설계․시공되는 과정과 디자인 프로세스에 대해서 알아보았다. 토목시설은 대부분 공공재로서 정부 또는 지방자치단체, 공기업에서 발주하고 있으며 법․제도상으로는 기재부, 국토부, 지자체 조례 등에 따라 설계 및 시공이 이루어지고 있다. 중앙정부나 지자체에서는 경관법, 디자인 조례 등을 만들어서 운용하고 있지만 실제로 토목시설을 설계하는 설계단계에서 디자인 전문가의 참여는 없고 경관심의 또는 디자인심의 등 심의 위주로 디자인이 관리되고 있는 것을 알 수 있었다.
셋째, 교량의 디자인 요소를 분석했다. 교량의 디자인 요소는 조망점, 교량형태, 배경으로 이루어진 것으로 보았다. 교량은 조망점이 매우 다양한 규모가 큰 조형물로서 조망점에 따라 이미지가 많이 다르다. 교량을 디자인 측면에서 분해하여 재구성했다. 교량의 형태를 분해한 결과 교량은 수평선, 수직선, 경사선, 곡선 등의 선으로 분해할 수 있었다. 교량의 형상은 이 선들이 재구성된 것으로 보았다. 이 선들이 재구성되어 노면, 노면부착선(면), 노면관통선, 횡방향부재, 하부부재 등으로 만들어지는 것으로 보았다. 교량의 면은 완전히 채워져서 불투명한 면과 얇은 부재들로 이루어져 투과성이 있는 면으로 구분했다. 투과성이 있는 면도 먼 거리에서 보면 막혀 보이기도 하는 속성을 가진 것으로 보았다.
넷째, 토목시설의 디자인 평가에 대해서 알아보았다. 토목시설을 설계하는 과정에서 적절한 디자인 평가가 이루어지기 위해서는 적절한 디자인 평가방법이 필요하다. 디자인 평가에 대한 범위는 토목시설 중 랜드마크 효과가 큰 교량으로 하였다. 본 연구에서는 디자인 과정에서 보다 나은 디자인안을 선정하기 위한 평가방법을 제안하였다. 교량은 다양한 지점에서 조망되기 때문에 조망점별로 평가항목을 달리 했고, 세 개의 조망점(원경, 중․근경, 주행자뷰)에 대해서 배경과의 어울림, 비례, 균형, 개방, 연속, 안정, 조화 등의 평가항목에 대해서 점수를 매기는 정량적 평가방법을 제안하였다. 제안한 평가방법을 한강교량 중 12개의 교량에 시험적용하였다. 그 결과 대부분의 교량에서 원경이 선호도가 높았고 주행자뷰의 선호도가 가장 낮았다. 따라서 본 연구에서 제안한 평가방법이 개선해야 할 부분을 찾는데 도움이 될 것으로 판단된다.
다섯째, 토목시설의 디자인프로세스와 평가의 개선을 위한 제언으로서 발주처에서 심의 위주의 사후 평가보다는 초기 설계단계부터 디자인 전문가가 참여하도록 하고, 디자인업무에 대한 대가가 마련되어야 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 교육적인 측면에서는 토목공학 전공자들에게 대학교육에서부터 디자인의 중요성을 가르치는 것이 필요하다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 범위 및 방법 4
• 1) 연구의 범위 4
• 2) 연구방법 6
• 3. 선행연구 고찰 8
• 1) 토목시설의 디자인 프로세스에 관한 연구 동향 8
• 2) 토목시설의 디자인 평가에 관한 연구 동향 9
• 3) 선행연구의 시사점 및 본 연구의 의의 10
• 제2장 디자인 측면에서 토목시설의 의미 고찰 10
• 1. 도시의 구성요소 10
• 2. 토목시설 디자인의 특징 14
• 1) 토목시설의 특징 14
• 2) 토목시설의 경관요소 15
• 3. 토목시설 디자인시 고려해야할 특징 17
• 1) 상징성 17
• 2) 경계성 24
• 3) 연결성 27
• 4) 시간의존성 31
• 4. 소결 34
• 제3장 토목시설의 디자인 프로세스 현황 35
• 1. 토목시설의 디자인 관련 법제도 35
• 1) 토목시설의 디자인 관련 법제도 개요 35
• 2) 토목시설의 디자인 관련 중앙정부 법률 36
• 3) 토목시설의 디자인 관련 지방자치단체 법률 41
• 4) 디자인 전문인력 및 전문기업 45
• 5) 디자인 대가 50
• 2. 교량의 설계 프로세스 52
• 1) 토목시설의 발주 방법 52
• 2) 교량의 설계 프로세스 55
• 3) 토목시설 설계 대가 59
• 3. 소결 63
• 제4장 교량의 디자인 평가 65
• 1. 교량의 개념 및 분류 65
• 1) 교량의 분류 66
• 2) 교량 상부 형식 66
• 3) 교량 하부(교각) 형식 70
• 4) 주탑 형식 71
• 2. 교량의 디자인 요소 고찰 73
• 1) 교량 디자인 요소의 특징 73
• 2) 조망점 74
• 3) 교량 자체의 디자인 요소 : 형태 77
• 4) 배경 90
• 3. 교량의 디자인 평가 94
• 1) 평가 개요 94
• 2) 평가방법 95
• 3) 평가항목 99
• 4) 교량의 디자인 평가 사례 103
• 4. 소결 125
• 제5장 토목시설의 디자인 문제점 분석 및 개선방향 127
• 제6장 결론 131
• 참고문헌 132
• ABSTRACT 134