건축·토목

불국사 석축을 보면 아래는 울퉁불퉁한 자연석이고 위는 반듯하게 다듬은 돌입니다. 손이 덜 간 것이 아니라, 그렇게 쌓는 편이 더 잘 버티기 때문입니다. 왜 그런지를 힘의 전달로 풀어 봅니다.

온돌은 연소실을 거주 공간 밖으로 밀어내고, 그 사이에 돌과 흙이라는 축열체를 끼워 넣은 난방 방식이다. 아궁이에서 굴뚝까지 이어지는 다섯 구간은 각각 유속·재·역류를 다루는 역할을 맡는다. 오늘날 한국 아파트의 바닥난방은 열매체만 바뀐 채 이 원리를 그대로 이어받았다.

성곽의 부속시설은 장식이 아니다. 하나하나가 특정한 공격 방식에 대한 구조적 답이다. 치는 성벽 아래 사각을 없애고, 옹성은 성문의 직선 돌격을 끊고, 여장의 총안 세 개는 서로 다른 거리를 담당한다. 기하학으로 읽으면 배치의 이유가 전부 드러난다.

수원 화성은 2년 8개월 만에 완성됐고, 5년 뒤 그 공사의 비용·자재·임금·도면이 책으로 간행됐다. 『화성성역의궤』가 무엇을 적었는지, 그 기록이 20세기 복원과 세계유산 등재를 어떻게 가능하게 했는지, 그리고 어디까지가 과장인지 정리한다.

한옥의 기둥은 땅에 박히지 않고 돌 위에 얹혀 있다. 이음은 못이 아니라 서로의 몸을 파고 물린다. 이 구조가 왜 흔들림에 유리한지, 공포와 처마는 어떤 역학 문제를 함께 푸는지, 그리고 오늘날 어떻게 조사되고 복원되는지를 정리한다.

석굴암은 천연 동굴을 파낸 것이 아니라 다듬은 돌을 쌓아 만든 인공 석굴이다. 돔이 밖으로 밀어내는 힘을 쐐기돌로 붙잡는 구조, 그리고 20세기 보수 이후 이어진 습기와의 싸움을 공학의 언어로 정리한다. 원래 설계의 작동 원리를 모른 채 ‘더 튼튼하게’ 고치면 무슨 일이 벌어지는가.

온돌은 불로 공기를 데우는 장치가 아니다. 연소 가스의 열을 돌에 저장했다가 오랜 시간에 걸쳐 복사와 전도로 내보내는 축열 시스템이다. 아궁이·부넘기·고래·구들장·개자리·굴뚝이라는 여섯 부품을 열공학의 언어로 다시 읽고, 현대 온수 바닥난방과의 계승과 단절을 정리한다.

핵심 요약 거중기는 위 4개·아래 4개의 복합 도르래(활차, 滑車) 로 구성된 인력(人力) 기중기다. 설계도는 『화성성역의궤』에 전도와 분해도로 남아 있다. 『기중가도설』에 따른 이론상 성능은 40근의 힘으로 2만 5천 근(약 625배)을 든다는 것이다. 단, 이는 마찰을 무시한 이상적 계산에 가깝다. 정약용은 정조가 청에서 들여온 서양 기계서 『기기도설(奇器圖說)』을 참고했다. 순수 독창이라기보다 외래 지식의 창의적 소화·재설계다. 화성 축조에 실제…