140719 소외된 90%와 함께하는 창의융합설계 아카데미 [대상]

ⓒHICEE 한동공학교육혁신센터

제7회 소외된 90%와 함께하는 창의융합설계 아카데미

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일시

2014년 7월 17일(목) - 19일(토) 2박3일

장소

한동대학교 일원

주최

한동대학교, (사)나눔과기술

후원

부산대학교 공학교육거점센터

주관

한동공학교육혁신센터

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 올해로 7회째를 맞이한 소외된 90%와 함께하는 창의융합설계 아카데미에 2박3일간 진행된 워크샵에 참석을 했다.

우연히 졸업설계 중간평가를 마감하고, 감길듯 말듯한 눈을 지켜가며 기숙사가는 길에 보게된 당일이 참가신청 마지막날이었다.  

이런 기가막힌 우연이 또 있을까? 하지만 참가비가 개인이 부담하기에 조금은 고민하게 되었다. 액수보다는 수중에 있는 돈이 많지가 않아 입금하고 난 뒤 조금은 힘들게 생활했다...

(여담이지만, 다른참가자들의 학교에서는 공학교육센터에서 참가비, 교통비 일체를 지원해줬다고 한다. 하지만 나는 솔로플레이를 했다.)

하지만, 돈보다 중요한 것은 경험이라고 생각했기에 바로 참가신청을 완료했다.

그리고 일정과 함께 팀원들이 결정되었다.

팀원 중 한명은 건강문제로 참가하지 못했고 우리는 5명이서 2박 3일간 해당주제를 가지고 열심히 연구했다.

우리 팀의 주제는 주최측에서 정해진 문제를 참가자들이 선택해서 팀을 조성해주었기에 같은 분야에 대한 관심있는 학생들로 구성되었다.

주제는 "[기계]빗물에 강한 벽돌과 기와제조" 대상지역으로 콩고민주공화국의 Lubumbashi 였다.

더 이상의 참고자료와 데이터는 존재하지 않았다. 우리 팀에게 남은 것은 관련서적과 연구논문 등 리서치를 통해서 최대한 DR콩고에 관한 이해가 필요했다. 또한 적정기술에 대한 관련사례들도 중요했다. 

평소에 관련서적을 읽긴했지만, 관심만 있어서인지 깊이있게 이해를 위한 어떠한 행동도 하지 않았는데 이번 기회를 빌미로 최대한 공부하기로 나름의 약속을 한 상황이라 즐기면서 팀활동을 진행했다. 필요한 자료를 찾기는 어려웠지만 반면에 적정기술에 오랫동안 연구하신 혹은 실무에 계신 튜터님과 함께 콩고유학생이 참가자들에게 많은 도움이 되었다.

ⓒHICEE 한동공학교육혁신센터

참가자들 중 나는 유일한 5학년이었다. 그리고 고학년이라고 해서 팀원들과 마찬가지로 우리가 해결해야하는 문제는 고학년이라고, 나이가 많다고 쉽게 풀 수 있을 만한 내용들은 아니었다. 왜냐하면 각자 전공도 다르면서 적정기술은 사실 공대생에게 생소할 수 있기 때문이다.

결국에는 다들 관심이 있고 흥미를 갖고 있었기에 순수한 융합작업이 가능했다. 이쯤되니 대학 5년동안 학과학우들의 작업만큼이나 학제간의 교류를 많이했었던 것 같다. 그 경험이 뿌리가 되어 팀장을 맡게 되었고, 팀원들과 계속 이야기를 나누고 아이디어를 생산해냈다.

그리고, 다가온 1차 중간 발표

1차발표는 설계실에서 약식으로 진행되었다. 전지에 손으로 드로잉한 패널을 가지고 우리는 중간발표에 임했다. 사실 중간발표까지 우리팀은 옥수수 전분과 벽돌의 적정비율을 통해 제작을 제안했다. 새벽이 다가도록 작업은 했지만 생각보다 일이 너무 잘풀려서 서둘러 마감을 하고 발표를 했다. 허나... 빈곤한 지역에서 식재료를 이용하는 것에 대해 튜터분들의 크리틱에 우리 팀 또한 가장 적절한 대답을 준비하기에 많이 부족했던 제안이었다. 

그리고 알게된 연구논문

우리는 기계분야의 적정기술을 내놓아야 했지만 그보다 중요한게 재료에 대한 이해와 보완점이었다. 흔히 DR콩고의 변두리지역의 주거형태는 Adobe라는 벽돌(굽지 않은 날흙의 벽돌, 강도가 낮고 흡수율 등이 높기 때문에 사용도가 낮지만 열전도율이 낮아 단열 및 보온재료로 적합)을 사용하고, 지붕재는 주변에 마른 지푸라기를 이용한다. 예전 초가집 지붕과 흡사하지만 더 빈약해 보이는게 사실이다.

콩고유학생으로 부터 알게된 사실로 비가 많이오는 우기때에는 수위가 30cm가량 높아져 민가들이 많은 피해를 입는다고 한다.

그에 대한 해결책도 필요해보였다. 여러가지의 해결책에 대한 대안으로 관련 논문과 재료의 이해를 통해 만든 다른문화의 사례를 통해 연구했다. 

최종발표에 앞선 현장스케치

그리고 준비한 최종 결과

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1. 문제정의

DR콩고에서는 많은 가구에서 단순히 흙과 물을 섞어서 벽돌을 만들어 집을 짓거나 혹은 보강을 하고 있다. 하지만 우기에는 벽돌이 빗물에 젖어 집이 쉽게 붕괴되거나 파손의 영향으로 위기에 처해있다. 세계에서 2번째의 빈곤국으로 벽돌재료로 시멘트 혹은 보다 강한 벽돌을 구입하는데 어려움에 있어 언제 닥칠지 모르는 재앙을 알면서도 막지못하는 상황

2. 설계목표

우리는 콩고의 지역민들이 쉽고 간편하지만 싸고 단단한 벽돌을 만드는 것을 우선적 과제로 생각했으며, 더나아가 지역적 재료로 생산 및 소비가 가능하며, 현재처럼 주민들 스스로가 개보수가 가능한 방법으로 아이디어를 제시

3. 설계과정

우리는 워크샵 교육을 통해 알게된 대안평가의 표를 사용하여 많은 아이디어를 추려내는데 주력했다. 대안들로는 옥수수전분, 껍질, 석회, 폐비닐, 숯 등이있었다. 친환경성, 가격, 접근성, 가공성 등을 평가기준으로 우리는 순위를 선정했다. 그래서 얻게 된 옥수수껍질을 이용하기로 했다. 

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원래 벽돌을 만들 때에는 시멘트가 필요하다. 공교롭게도 콩고에는 시멘트 매장량은 풍부하지만 추출하는 기술과 돈이 부족한 상황이다. 이에 대한 대체제로 플라이애쉬를 사용하려고 했다. 플래이애쉬 역시 석탄을 태울 때 나오는 가스를 압축시켜서 만드는데 이러한 석탄을 공정하는 기술이 어려울뿐 아니라 가격도 비싸서 적합하지 않았다.

그래서 우리는 옥수수껍질재(Corn Husk Ash)를 이용하기로 했다. 그 이유로는 말린 옥수수껍질을 태운 재 속에는 Pozzolana라는 플라이애쉬가 함유하고 있는 성분(SiO2, Al2O3, Fe2O3)을 함유하고 있었다. 즉 시멘트의 구성성분과 옥수수껍질재의 구성성분이 유사하기에  흙과 적정량의 배합비율을 찾는 것이 중요했다.

이 부분은 관련논문을 이용했다. 본문내용을 참고해 28일간 서로 다른 Husk Ash의 배합비율로 측정한 결과 압축강도와 흡수율 면에서 [Red Soil + 25% Husk Ash]가 가장 이상적이라고 결론을 내렸다.

이후 벽돌을 만들 때 필요한 프레스 기계 또한 설계를 했다.

현재에도 콩고에는 벽돌을 제조하는 기계를 한국에서 보급을 하였으나 경량화와 쉽게 이용할 수 없는 단점을 보완하고자 했다. (이 부분의 자세한 내용은 생략)

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4. 최종대안

실제로 우리조는 벽돌 제작 및 실험을 했다.(이 부분이 이번 워크샵의 최고의 추억인듯) 새벽 2시쯤 설계실을 뛰쳐나가 인근 한동대에서 연구목적으로 활용하는 옥수수하우스에서 서리를 했다. 다시 한 번 죄송합니다.

(최종 발표회장에서 이 부분에 대한 해명을 하였고, 웃으며 넘어가셨다.)

그래서 구한 옥수수껍질을 40~50분간 헤어드라이기로 말렸다. 수분이 빠져나간 옥수수껍질을 조심히 불에 그을려서 재를 모았고, 이후 실시된 우리의 배합실험.

실험이라고는 하지만 정확한 배합비율과 프레스로 가해지지 않았다. 하지만 재료를 얻고 만들기 위한 방법론으로 탁상공론이 아닌 직접 만지고 해보면서 우리는 더욱더 단단한 벽돌재료를 찾기 위한 방법에 대한 이해에 주안점을 두었다. 

최종적으로 옥수수재를 첨가하지 않은 대조군과 첨가한 실험군들을 만들었다. 그리고 물을 부어 실험을 하였고, 옥수수재를 가장 많이 넣은 실험군이 가장 튼튼했다.

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5. 추가 보완책

우리는 최종안을 만드는 중간 튜터실에 노크하여 피드백을 받으면서 부족한 부분을 채우려고 했다. 그 중 지나칠 뻔한 방수에 대한 부분을 지적하셨다. 우리는 지붕의 발수성을 높이기 위해 최대한 지역적 재료에 대한 리서치를 시작했으며, 지붕재료로는 기존의 지푸라기 안쪽에 타로 토란이라는 소수성을 갖고 있는 재료를 사용했으며, 물리적 재료의 효과로는 지붕이 물을 머금지 않고 외벽에 영향을 주지 않으면서 흘러내린다는 아이디어였다. 

또한 벽돌 겉면을 코팅을 위한 재료로는  물고기 기름을 제안했다. 대상지역의 인근에 위치한 호수 '탕가니카'에서는 충분한 어획량 확보지 이며, 콩고 주민의 최고의 식재원이다. 물고기 기름을 사용하는 이유는 20세기 초에 그린랜드에서는 페인트 재료를 얻기위해 활용한 물고기 기름(고래기름, 대구간유 등)을 활용했다고 했다. 그 결과 방수성과 부식성에 대해서 우수한 효과를 보였고 최대 5년에서 10년까지 피막을 형성해 준다고 알려졌다. 

그래서 우리는 건기시 모아둔 물고기의 잔해를 이용한 기름을 활용한 벽돌코팅제를 제안했다. 그리고 일반 민가의 단위 평면당 필요한 물고기 기름량(7L)을 환산한 가격인 6달러로 예상해 가격대비 충분한 효율이라고 생각했다. 물론 이 6달러도 순수히 기름을 얻기 위한게 아니라 식자재 구입비용이기에 결과적으로 돈이 들지 않는다.

마지막으로

우리 팀의 아이디어 상당부분은 가격이 들어가지 않고, 순수히 노력으로 얻을 수 있는 결과물이었다라고 생각된다.

주변의 자연에서 재료를 얻어 이용하기에 친환경적이며 지속 가능한 방법으로 쉽게 얻을 수 있는 방법을 제안했다. 마지막까지 발표내용에는 들어가 있지 않지만, 건축적인 해결로는 기단과 마을 배수로의 체계적인 시스템화 타로 토란을 이용했을 때 지역적 경관변화를 위한 대안제시가 있었지만, 제한적인 발표시간과 슬라이드로 필터링을 했다.

물론 과할 수도 있지만, 아이디로 해결을 하더라도 이후에 발생되는 다른 과제들이 생겨난다. 물론 사소한 부분이지만 이 부분은 공학도가 아닌 건축학도로서 민감한 부분이었다. 

ⓒHICEE 한동공학교육혁신센터

제 7회 소외된 90%와 함께하는 창의융합설계 아카데미 @한동대학교 : REVIEW

이 프로그램 같은 경우 어설프게 스펙 한 줄을 위한 참가자, 열정 없는 참가자, 관심과 관련지식이 전혀 없는 참가자는 일단 참가하지 않는게 좋을 것 같다. 팀원들에게 피해를 입히기 쉬운 자리이다. 나는 개인 참가자라 학교에서 지원도 없었으며, 교통 부분에서도  접근성이 좋지 않은 위치인 한동대학교는 비용적, 시간적 측면에서 사실 많은 손해가 있었지만 그만한 가치와 뜻깊은 자리임을 다시 한 번 강조한다. 그리고 2박 3일의 일정은 길면 길고, 짧다면 짧다라고 생각되지만, 개인적으로 상당히 적당한 시간이다.

(하지만, 이 긍정적인 표현은 작업을 위한 시간이지, 인적교류를 위한 자리로써 시간은 상당히 부족하다. 그래서 인지 우리 팀원은 사이 좋게 즐겁게 작업했지만, 서로를 알아가는 시간이 상당히 부족했다. 이 부분이 나는 아쉬움이 많이 남는다.)

생산적인 워크샵이지만, 인적 네트워크쉽에서는 아쉬운 부분. 그리고 보다 더 전문적인 분야의 튜터들이 참가를 한다면 결과물들이 한층 성숙하게 나올 것이라고 생각된다. 그리고 지난 행사는 어떻게 했는지 모르겠으나, 이번에는 전기/IT, 기계, 기타 부분으로 분야를 나눠 진행했다. 이 부분에서 나는 조금 부정적이다.

우리 팀에서 가장 큰 문제점으로는 빗물에 강한 벽돌과 기와 제조라는 문제를 해결하기 위해 기계적 방법보다는 재료적 이해와 원리를 이용했다. 물론 기계설계도 있었지만 이 제안은 우리팀에서 크게 비중을 차지하지 않았다. 이렇게 최종결과가 기계적 비중이 적었지만, 우리 팀은 기계적 아이디어를 도출해야한다라는 스트레스로 사실 많은 갈등이 있었다. 

그래서 과연 이렇게 분야를 나눠서 제한을 두는 것이 참가자로 하여금 어떠한 의미인지 다시 한 번 생각해 봐야한다.

마지막으로, 전체적인 운영총괄적인 부분에서 상당히 유연해서 마음에 들었다. 자율적인 분위기에서 참가자들은 수단과 방법을 가리지 안고 설계실 안과 밖에서 과제를 진행했다. 그리고 각자 다른 지역에서 서로를 자세히 모르지만 한 가지의 주제를 위해서 서로 합심하고 끝까지 프로젝트를 마감해준 팀원들에게 감사함을 전하고 싶다. 물론 수상을 해서 기분도 좋았지만, 수상은 솔직히 우리가 예상하지 못한 결과라 크게 의미를 두지 않았다. 결과물을 끝까지 완성했다라는 점과 스스로도 2박3일간의 결과물 치고는 제법 완벽했다라고 자체적 평가를 했지만, 자만이 아니라 그 만큼 후회없는 작업이라는 의미로 생각된다.

나 또한 나의 건축적 아이디어를 소개한 자리(사실 기회가 아직 없음)가 아닌 한 번쯤 경험하고 싶었던 이타적 디자인분야에 200여명이 참가한 자리에서 프레젠테이션을 한 경험은 소중했으며, 남다르게 다가왔다. 앞으로도 계속되는 관심 속에 새로운 아이디어로 소외된 90%를 위한 아이디어를 제안하고자 한다. 

※혹시 자료가 필요하신 분은 따로 연락해주시길 바랍니다.