아치, 볼트, 돔 - 로마 건축

구조 실용주의는 예술적 관점에서 보면 고급 작품이 아닌 토목 구조물을 담당해서 건축과 연관이 없어 보일 수 있으나 적어도 로마 건축에서는 빠질 수 없는 핵심 내용이다. 어떤 면에서는 가장 로마다운 건축 분야일 수 있다. 한 문명을 대표하는 건축물이 콜로세움, 세고비아의 수로, 가르교 등 운동장, 수로, 다리 등인 점은 분명 특이한 현상이긴 하지만 그만큼 로마의 국민성이 견실절검(堅實節儉)했음을 보여주는 좋은 증거이기도 하다. 가장 로마다운 건축, 구조 실용주의 시간의 끈을 통사로 늘려보면 로마의 구조 실용주의는 로마가 서양문명에 남긴 가장 큰 선물 가운데 하나이다. 서양문명이 물질문명에 의존해서 발전해온 측면이 큰 것을 생각해볼 때 물질을 합리적으로 다루어서 인간의 복리를 위해 잘 활용할 줄 아는 능력은 매우 중요한 것인데 이것을 최초로 문명단위로 이루어서 그 덕을 톡톡히 본 것이 로마문명이었다.

이후 서양은 이것을 중요한 자산으로 물려받아 물질주의를 중요한 한 축으로 삼아 문명의 발전을 이루었다. 구조 실용주의는 다분히 제국의 산물이다. 광활한 영토 내 각 지역에 표준화된 도시를 조영하고 공급할 필요성이 생겼다. 전쟁도 중앙에서 대규모 군단을 파견하는 형식으로 치러졌다. 농업과 도시생활을 위해 물 관리도 필수적이 되었다. 여러 관점에서 넓은 영토를 종합적으로 관리할 필요성이 생기게 된 것이다. 이런 필요는 시빌 엔지니어링의 탄생을 가져왔다. 흔히 토목공학이라고 해석하지만 원래 ‘civil’이라는 단어는 ‘시민의’, ‘문명의’라는 뜻을 갖는다. 시민공학이나 문명공학이라고 하지 않고 토목공학이라고 부르는 것은 산업혁명을 거치면서 기술적 측면이 중요해지면서부터이다. 댐이나 다리를 놓고 터널을 뚫는 일을 하는 분야에 한정시킨 것도 산업혁명 이후이다. 시빌 엔지니어링의 원뜻은 ’시민이 공공의 목적을 위해 합리적 정신으로 무장하고 가용 기술을 적절히 활용해서 원하는 바를 성취함으로써 그 결과로 현실적, 물질적 편리를 누리게 한다‘이다.

라스 페레라스 수로(Las Ferreras Aqueduct). 타라고나(Tarragona). 스페인 서기 1세기 - 아치는 인장력이 발생하지 않아서 장 스팬이 가능하고 이는 다리와 수로 건설에 결정적 기여를 했다.

로마 구조기술의 위대한 발명품, 아치 로마의 시빌 엔지니어링이 낳은 위대한 발명품으로 아치를 들 수 있다. 로마의 아치는 그리스의 오더와 함께 서양 고전주의 건축의 양대 산맥을 이룬다. 그리스의 오더에서는 정교한 부재와 세밀한 비례가 대표적 특징인데 반해 로마의 아치는 구조적 우수성과 형태적 가변성이 뛰어나다. 두 특징은 정 반대일 수 있는데 이 둘을 합하면 비로소 서양 고전주의 건축, 나아가 서양 문명의 기본 틀이 잡히게 되는 것이다.

아우구스투스교. 이탈리아 리미니. 서기 1세기 초 – 로마 제국의 초대 황제 아우구스투스 때 지어진 이 다리는 지금까지도 트럭이 지나다녀도 끄떡없이 잘 사용되고 있다.

아치는 홍예돌이라고 부르는 쐐기 형태의 부재를 반원형으로 이어 붙여서 만든다. 홍예돌은 사선 방향으로 공중에 떠 있기 때문에 아치에서는 오더의 구조적 약점인 인장력이 발생하지 않는다. 아치에서 발생하는 힘은 홍예돌 각각에 작용하는 사선방향의 힘이며 이것이 아치의 곡률 반경을 벗어나지 않는 한 좌굴은 일어나지 않는다. 홍예돌 사이의 마찰력이 추가로 발생하기 때문에 안전성은 배가되며 시멘트 같은 접착제를 사용해서 붙일 경우 더욱 그렇다. 인장력이 발생하지 않기 때문에 반원형만 완벽하게 축조할 수 있으면 지름은 어렵지 않게 늘릴 수 있다. 장 스팬이 필요한 구조물에 제격인 것이다. 이미 로마 시대에 30~40미터짜리 아치들이 많이 세워졌고 최장 60미터짜리도 있었다. 아치의 활약이 두드러진 구조물이 다리와 수로였다. 둘 모두 장 스팬이 필요한 구조물이기 때문이다. 유럽의 강들은 폭이 넓지 않기 때문에 암반 등을 잘 이용하면 이 정도 스팬의 아치 하나로 강을 한 번에 건널 수도 있었다. 프랑스 님의 가르 교가 좋은 예이다. 이 다리는 강폭이 제일 좁은 곳에 폭 27미터짜리 아치를 세워 강을 건너 양안을 잇는다. 양 옆의 조금 작은 아치는 19미터 폭이다. 아치 윗면은 상판으로 이용했고 다시 그 위에 아치 열을 한 단 더 쌓은 다음 제일 상층부에 수로를 쌓았다. 수로는 4.3미터 폭의 작은 아치 35개가 270미터를 달리며 강의 폭을 담당한다.

아치를 이용한 로마 건축술이 돋보이는 프랑스 님의 가르교. <출처 : wikipedia>

이 다리는 곡창지대에 세워졌기 때문에 수로를 겸했지만 보통은 다리와 수로는 별도로 지었다. 로마시대에는 제국 내에 이런 식으로 수 없이 많은 다리를 세웠는데 그 중 일부는 지금도 거뜬히 서 있어서 잘 사용하고 있다. 다리는 로마의 길에서 중요한 연결마디였다. “모든 길은 로마로”라는 말 속에는 실제 길을 구성하는 이런 토목인프라의 훌륭한 시설도 들어있었다. 평지를 달리던 길이 강을 만나고 계곡을 만나면 이어줘야 했는데 이것을 한 것이 아치를 이용한 다리였다. 볼트와 원형극장 아치는 공간의 관점에서 보면 2차원 면 요소이다. 이것을 늘어트려 3차원 공간으로 만든 것이 볼트(vault)이다. 볼트의 구조적 강점은 둥근 천장에서 나오는데 이것은 아치의 장점을 3차원으로 확장한 것으로 보면 된다. 위쪽의 하중을 옆으로 흘려보내기 때문에 압축력과 인장력을 최소화한다. 천장 두께를 두껍게 하면 이런 장점은 배가된다. 이 때문에 토압 등을 견뎌야 하는 터널이나 지하구조에 많이 사용한다.

  

콜로세움(Colosseum). 로마. 서기 72~80년 - 관중석 밑 부분을 볼트로 처리해 서 재료를 절약하고 관중의 이동 통로를 확보함으로써 비로소 로마의 원형극작이 탄생할 수 있었다.	콜로세움의 연속된 아치의 모습 <출처:NGD>

볼트는 로마 발전과 제국건설에 중요한 역할을 했다. 아치로 다리와 수로를 세웠다면 볼트로는 지하시설 같은 각종 저장시설을 지을 수 있게 되었다. 특히 방수기술과 함께 사용되면서 항구건설에 중요한 전환을 가져왔다. 시기적으로 보면 기원전 2세기 때 볼트 기술이 완성에 이르는데 이는 당시 로마 사회가 헬리니즘화에 따라 첫 번째 타락의 길로 접어들 때 이것을 막고 로마 특유의 견실절검의 정신을 일깨워주기 위한 자정 노력의 일환이었다. 사회를 되돌리기 위해 새로운 실용기술의 발명에 몰두하게 되었고 그 결과 탄생한 것이 볼트였다. 기원전 179년에 지은 포르티쿠스 에밀리아나 기원전 1세기에 지은 크립토포르티쿠세스 등이 대표적 예이다. 로마의 원형극장은 볼트 구조의 산물이다. 도심 안에 지어지면서 크기가 엄청 커졌는데 이에 따라 관중석 밑 부분을 처리하는 일이 큰 문제로 떠올랐다. 흙으로 메울 경우 그 양이 엄청날 뿐 아니라 관중이 들고나는 동선확보가 안 되는 결정적 문제가 있었다. 정답은 이 부분을 비우는 것이었다. 자재도 절약할 수 있고 출입 통로로 활용할 수 있기 때문이다. 이때 위쪽의 관중석 무게를 지탱해야 하는 점이 풀어야 할 과제였다. 이것을 가능하게 해준 것이 볼트였다. 토압에 강한 장점에서 토압 대신 관중석 무게를 감당하면 되는 일이었다. 볼트가 만들어내는 공간은 이동 통로, 사무실, 창고, 검투사 대기실, 맹수 우리 등으로 다양하게 사용했다. 이때 확립된 원형극장의 구조는 이후 스타디움의 표준형으로 자리 잡아서 서양문명 2천년 동안 지속적으로 반복 사용되었다.

돔과 판테온

판테온(Pantheon). 로마. 서기 120~124년 - 판테온은 조적조만으로 완전 반구의 돔 천장을 완성시킨 최초의 건물이다.