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고층 건물에 회전문 다는 이유는?

과학서평 / 사이언스 앤 더 시티

2017.09.21 10:15 심재율 객원기자

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과학기술이 인류의 미래와 앞날을 밝히는 지혜의 산실이요, 경제력의 근본이기는 해도, 현실과 분리되서 생각할 수는 없을 것이다. 과학기술이 가장 일상생활에 밀접하게 구현된 곳은 어디일까?

텔레비전, 냉장고 같은 가전제품을 비롯해서 자동차와 휴대전화 등을 생각할 수도 있지만, 사실 보이지 않게 과학기술이 숨어들어있는 부분은 바로 도시이다.

도시야 말로 과학기술이 종합적으로 스며들어있는 일종의 ‘거대과학시스템’이라고 할 수 있다.

물론 과학자들이 도시를 연구하지는 않는다. 도시는 오히려 도시개발이나 도시설계라는 부분에서 연구하는 경향이있다.

고층빌딩 흔들리지 않게 와류방지 설계

그런데 도시에 숨어있는 과학기술의 흔적을 추적하는 것이 과학자들에게 무슨 학문적인 도움이 될 수 있을까? 아마 없을 것이다. 도시과학을 연구한다고 연구비가 나오지도 않을 것이고, 사이언스나 네이쳐 같은 국제적인 명성이 높은 저널에 실릴 일도 기대하기 어려울 것 같다.

로리 윙클리스 지음, 이재경 옮김 / 반니 값 19,000원 ⓒ ScienceTimes

로리 윙클리스 지음, 이재경 옮김 / 반니 값 19,000원

그러나 조금만 생각하면 도시속에 스며들어있는 과학의 구석구석을 훑는 것이 얼마나 많은 지식이 있어야 할 것인지 금방 짐작이 갈 만큼 도시는 너무나 많은 요소를 안고 있다.

‘나도 잘 안다. 내가 얼마나 성가신 존재인지. 어려서 말을 뗀 이후로 나는 질문을 멈추지 않았다. 내 입에서 질문을 멈출 방법은 없었다.’

‘사이언스 앤 더 시티’(Science and the City)라는 책을 쓴 ‘로리 윙클리스’(Laurie Winkless)는 도시 속에 스며들어있는 과학을 탐구하기 위해 얼마나 많은 것에 관심을 기울였는지를 위의 문장과 같이 표현했다.

그녀는 물리학자이면서 과학 저술가이다. 아일랜드 더블린의 트리니티대학(Trinity College)에서 천체물리학을 전공하고 NASA 케네디 우주 센터에서 일했다. 이후 유니버시티 칼리지 런던(University College London)에서 우주과학으로 석사학위를 받고 영국 런던에 있는 국립물리학연구소의 재료과학분야 연구원으로 7년간 일했다.

그러다가 과학으로 대중과 소통하는 것에 매력을 느낀 후 연구소를 나와 글을 쓰기 시작했다. 이 책은 그녀가 트위터에 올린 글을 본 출판사에서 책 쓸 것을 권하면서 시작됐다.

도시 환경 이해에 큰 도움

책에서 소개한 내용 중 가장 흥미로운 내용은 고층빌딩에 관한 것이다. 사람들은 보통 초고층 빌딩은 높이 올리기만 하면 되는 줄 알지만, 이 책은 전혀 그렇지 않음을 자세히 설명한다. 세계에서 가장 높은 부르즈 할리파 빌딩을 예로 들어보면 분명하다.

로리 윙클리스 ⓒ 로리 윙클리스

로리 윙클리스 ⓒ 로리 윙클리스

고층빌딩을 지을 땐 와류가 생기지 않게 해야 한다. 높이 828m의 부르즈 할리파 건물은 바람이 많이 불면 상층부가 건물높이의 1/200~1/500 정도인 2~4m가 흔들릴 수 있다. 이를 상쇄하기 위해 ‘컴퓨터 유체역학’을 이용해서 설계한다.

사람들이 잘 모르게 건물 외부의 26개 지점의 ‘셋백’을 만들어 와류의 형성을 방해하는 것이다. 건물을 설계할 때 컴퓨터 모델링으로 와류가 얼마나 형성될지 추정하는 것은 물론이고, 풍동실험까지 했다.

이런 공기역학적 설계 말고 고층건물의 1층 입구는 거의 대부분 회전문으로 된 것 이유도 저자의 호기심 레이더에 걸렸다.

고층빌딩은 내부 공간이 굴뚝 효과를 낸다. 겨울에 난방을 하면 더운 공기가 비상계단이나 엘리베이터 승강통로를 굴뚝처럼 타고 건물 상층부로 이동해서 건물하층부를 진공상태로 만든다.

만약 보통과 같은 여닫이 문을 만들면 문이 열릴 때 마다 바깥의 차가운 공기가 안으로 빨려 들어오면서 로비에 있는 종이가 날리고 치마가 펄럭일 것이다. 더운 날씨에는 반대 현상이 나타난다.

회전문은 항상 문이 닫혀 있는 효과를 내므로 이같은 예상치 못한 현상을 방지할 수 있다.

이 책은 도시의 구석구석을 들여다 본 호기심 많은 젊은 여성과학자의 어드벤처로 가득하다. 도시를 더 잘 이해하면, 아마도 새로운 연구개발의 주제도 나타날 것 같다.

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