< Previous기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 78 자연,터널 그리고 지하공간 Hiltunen(2013)에 따르면, 핀란드에서 세 번째로 인구가 많은 도시이자 북유럽 국가에서 가장 큰 내륙 도시인 탐페레는 이미 지하공 간 활용에 있어서 새로운 시대를 시작했다. 새로운 주차 솔루션은 그림 14에 제시되어 있으며, Tampere Central Arena의 미래 비전 (2011)은 그림 15에 나타나 있다. <그림 14> 새로운 주차 솔루션인 P-H ä mppi는 탐페레의 주요 도로 하부에 위치 <그림 15> 다양한 시설을 수용하는 주요 기차역 위에 건설된 중앙 ‘아레나’를 갖춘 미래의 탐페레 탐페레의 972대 차량을 위한 새로운 주차 솔루션은 2013년 유럽 주차협회(EPA) 상을 받았다. 또한 2013년 유럽 최고의 신규 주차 장과 핀란드 최고의 실내 조명 프로젝트로 선정되었다. 이 지하주차장 계획은 2013년에 시작되었으며, 2007년에 건축 허가를 받았고 2009년에 최종 허가를 받았다. 건축기간은 2009~2012년이고 비용은 7,500만 유로였다. 지하 주차장 P-Hämppi(2012)는 탐페레 도심 하부에 있으며 길이 600m, 폭 30m, 높이 12m 이다. 자동차용 출입구 2개(양방향)가 있고 7개 위치에 엘리베이터 14개가 있다. 핀란드 북부의 수도 오울루도 ‘지하화’에 나섰다. 현대적이고 편리한 지하주차장과 상업 및 공공서비스를 통해 옛 시장과 도심의 활력을 보장하도록 하였다(그림 16).제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 Vol. 26, No. 2 79 <그림 16> Kivisydän(록 하트) - 오울루의 지하 주차장 동굴 4.2 핀란드의 지하공간 개발 사례 4.2.1 Central Station Underground 그림 17에서 보는 바와 같이 중앙역 지역(아세마투넬리)을 중심으로 한 지하구역은 헬싱키에서 가장 큰 상호 연결된 지하시스템으 로, 일반인에게도 개방되어 있다. 그것은 주요 기차역, 상점이 있는 지하철 노선과 터널로 연결된다. 여러 개의 대형 주차장과 연결되 며 서비스 차량이 헬싱키 중심부를 통과할 수 있는 Kehu 서비스 터널에도 연결된다. <그림 17> Central Station Underground기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 80 자연,터널 그리고 지하공간 4.2.2 Temppeliaukio Underground Church 건축가 Timo와 Tuomo Suomalainen은 헬싱키 구시가지에 있는 아파트 건물로 둘러싸인 부지에 교회를 설계하는 공모전에서 우승 했다. 그들의 제안은 그 장소가 암석 노두였기 때문에 교회를 부분적으로 묻는 것이었다. 그림 18에서 보는 바와 같이 Temppeliaukio 교회는 1969 년에 완공되었으며 도시에서 더 나은 현대건물 중 하나가 되었다. <그림 18> Temppeliaukio Underground Church 4.2.3 Amos Rex Underground Art Gallery 그림 19에서 보는 바와 같이 2018년에 완공된 Amos Rex Art Gallery는 핀란드에서 가장 큰 개인 소장품을 소장하고 있으며 거의 전체가 지하에 있는 주요 갤러리 공간이다. 헬싱키 시내의 공간이 너무 적어, 해결책으로 모든 갤러리를 지하에 두는 것이었다. 건축가 JKMM은 지붕 조명을 추가하여 메인 갤러리에 자연스러운 확산광을 제공하고 지붕조명의 곡선돔 처리로 위에 새로운 사각형을 만들 었다. <그림 19> Amos Rex Underground Art Gallery제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 Vol. 26, No. 2 81 4.2.4 Itakeskus underground swimming centre 그림 20에서 보는 바와 같이 이테케스쿠스 지하 수영 센터는 1993년에 기반암을 굴착하여 만들었다. 스파형 지하 공간에는 50m 길이의 수영장, 월풀 욕조, 사우나, 헬스장 등이 있다. 이 시설은 3,800명을 수용할 수 있는 대피소로 개조될 수 있다. <그림 20> Itakeskus underground swimming centre 5. 지하공간 개발을 위한 고려사항 5.1 지하공간 개발을 위한 지반공학 초기 조사에서는 헬싱키에서 홀과 같은 대형 공간 건설에 적합한 지역과 고도 수준을 조사했다. 표준크기의 지하동굴(폭 50m, 길이 150m, 높이 12m)을 적용하여 암반 데이터를 기반으로 한 모델을 사용하였다. 기반암 모델은 노출된 암석 및 지표 고도에 대한 기본 지도 데이터를 기반으로 하였으며, 보링을 사용하여 점 데이터를 얻었다(그림 21). 또한 조사에서는 이미 조사된 단층대와 지하암반 자원도 고려했다. <그림 21> 헬싱키 지역의 지하암반 모델링 기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 82 자연,터널 그리고 지하공간 일반적으로 헬싱키와 핀란드의 기반암은 지표면에서 그리 멀지 않은 곳에 있으며, 지하시설물 건설에 적합한 합리적이고 안전한 위치가 많다고 할 수 있다. 조사 결과, 시내 중심가 밖에서 주요 교통 동맥 근처의 대형 지하 시설을 수용하기에 충분한 크기의 암석 지역 55개가 조사되었다. 많은 지역에서 미래의 지하 프로젝트는 기존 지하 시설의 입구를 활용할 수 있다. 이 입구는 UMP 지도에 삼각형으로 표시되어 있다. 기반암의 열에너지도 눈에 띄는 자원이라는 점은 언급할 가치가 있다. 도시 및 기타 기술 서비스(에너지, 물 공급 및 통신)를 위한 지하 시설은 본질적으로 대규모 폐쇄 네트워크이다. 이러한 시설은 이를 연결하는 유틸리티 터널과 함께 다양한 기능으로 구성된다. 유틸리티 터널은 공간 예약이 다른 지하 시설에 큰 영향을 미치지 않는 깊이에 위치해 있다(그림 22, 그림 23). <그림 22> 대심도에 위치한 유틸리티 터널 헬싱키에는 200km가 넘는 유지관리 터널이 있으며, 그 중 60km는 여러 운영자가 사용하는 유틸리티 터널이다. 1977년 헬싱키에 건설된 터널은 지역 난방, 지역 냉방, 전기 및 물 공급 시스템을 위한 송전선과 파이프는 물론 다양한 케이블 링크를 수용하고 있다. 헬싱키시 부동산부의 지반공학부는 유틸리티 터널, 지하 폐수 처리장 및 처리된 폐수 배출 터널의 지하암반 건설에 필요한 예비 및 건설 단계 계획을 담당하는 주요 설계자였다. 지반공학부에서 설계한 시설에는 터널 라인, 홀, 수직 샤프트 및 필요한 접근 터널이 포함된다. 헬싱키 지역의 물은 길이 120km의 암반 터널을 통해 Päijänne 호수에서 공급된다. Päijänne 호수의 중간 수위는 +78.3m이고 헬싱 키 수도권의 최고 수위는 +42.0m이며 Päijänne 터널의 수위는 9~11m3/s이다. 주요 투자자이자 설계자는 수도권 물 회사인 PSV였다. 대심도 터널(지하 평균 40m)에서 운송하는 동안 우수한 수질과 일정한 저온 덕분에 원수에는 소량의 박테리아가 존재하므로 사용 전 최소한의 처리만 필요하다. 터널 건설은 1972년에 시작되어 1982년에 약 2억 유로의 비용으로 완료되었다. 원래 터널 설계는 최소 보강을 기반으로 했다. 1999년에는 낙석으로 인해 터널의 일부가 수리되었다. 2001년과 2008년에 터널은 대규모 보강 공사를 거쳤으 며, 함몰을 방지하기 위해 록볼트로 고정하고 두 부분으로 숏크리트를 타설하였다. 폐수 처리는 Viikinmäki 지하 폐수 처리장에서 중앙 집중식으로 수행된다(그림 23). 폐수는 광범위한 터널 네트워크를 통해 처리장 에 도착하며, 처리된 폐수는 해안에서 약 8km 떨어진 배출구가 있는 지하터널을 통해 바다로 배출된다. 처리장의 터널 용량은 120만 m3이다. Viikinmäki 폐수 처리장은 6개 마을과 도시의 폐수를 처리하는 중앙 공장이다. 헬싱키 중심부에서 10km도 채 떨어지지 않은 곳에 위치한 이 시설은 매일 약 750,000명의 주민이 배출하는 280,000m3의 폐수를 처리한다. 약 1억 8천만 유로의 비용으로 완공된 이 시설은 1994년에 운영을 시작했다. 이 시설은 지상에 있는 10개 이상의 소규모 처리 시설을 대체하여 이러한 부지를 보다 가치 있는 용도로 구역화할 수 있게 되었다. 지하 플랜트 건설은 지상 인프라 및 주거용 건물 건설과 동시에 진행되었다. 3,500명의 주민이 거주하는 Viikinmäki 주거 지역은 터널 상부에 있다. 또한 동일한 Viikinmäki 언덕 지역에 미래 주거용 블록을 위한 다양한 구역별 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 Vol. 26, No. 2 83 지상 구역과 지하 폐수 처리장 확장 가능성이 있다. <그림 23> Viikinmäki 지하 폐수처리장 헬싱키의 서비스 및 유틸리티 터널은 신뢰할 수 있으며 기반암의 대규모 네트워크를 최적화하여 몇 가지 장점은 다음과 같다. (1) 다중 링크가 있는 네트워크를 통해 안정적인 에너지 공급이 가능(필요한 경우 대체 경로 허용) (2) 주요 전송 네트워크를 통한 에너지 생성 최적화, 즉 전력 수요는 언제든지 가장 저렴한 소스를 사용하여 에너지를 생성함으로써 충족 (3) 여러 사용자가 비용을 공유 (4) 기타 건설 목적으로 토지를 공개 (5) 환경훼손을 줄일 수 있어 도시의 미관과 이미지가 향상기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 84 자연,터널 그리고 지하공간 (6) 지하 파이프 및 선로에서 수행되는 건설 작업은 지상에서 수행되는 유사한 작업보다 훨씬 적은 단점을 가지고 있음 (7) 터널건설 시 발생하는 발파석을 활용 (8) 터널의 파이프 및 라인은 유지 관리가 덜 필요하며 도로 밑에 매설된 파이프 및 라인보다 유지 관리가 더 쉽고 터널 경로는 기존 솔루션보다 짧음 (9) 파이프, 라인, 케이블의 파손은 대중에게 큰 위험을 초래하지 않음 (10) 터널은 주변 구조물 영향에 대해 더 안전한 옵션 5.2 지하공간 개발을 위한 비지반공학 헬싱키는 육지 214km2, 바다 500km2로 구성되어 있다(그림 24). 헬싱키는 헬싱키 육지 면적의 62%를 소유하고 있다(HelsinkiCity, 2013). <그림 24> 헬싱키의 지도와 공공 녹지공간 부동산부 토지과에 따르면 시는 도시계획(구역설정) 이전에 필요한 토지를 녹지(즉, 농업용, 조경용으로 사용되거나 자연적으로 진화하는 미개발 토지)로 매입하려고 한다. 녹지가 부족해짐에 따라 도시는 이전 전략에도 불구하고 오늘날 특히 해안 지역을 개발할 때 브라운필드(이전에는 산업 목적으로 사용됨) 재개발에 점점 더 직면하고 있다. 또한 다른 사람의 소유지보다 자신의 부동산에서 지하자원을 개발하는 것이 더 쉽다. 핀란드의 지적 시스템은 현재 3차원 지적 시스템이 개발되고 있지만 여전히 2차원적이다. 핀란드 법률은 토지 소유권의 범위(상향 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 Vol. 26, No. 2 85 또는 하향)에 대해 정확하지 않다. 핀란드에서 3D 지적 시스템을 위한 작업이 2016년에 완료되었다. 재산 사용권과 토지 소유권 사이 에는 차이가 있다. 재산 사용권의 하한은 기술적으로 활용될 수 있는 깊이로 제한되었다. 실제로 이는 기존 핀란드 지하실의 깊이가 6m에 달함을 의미한다. 토지 소유자가 건물에 여러 지하층을 건설하려면 건축허가를 받아야 한다. 문제는 토지 소유권이 아니라 건축 목적으로 토지를 사용할 권리에 관한 것이다. 이는 주로 마스터 계획, 도시 계획, 최종적으로 건축 허가에 의해 통제된다. 지하 6m라는 숫자는 지상 아래에 1개(최대 2개)의 지하실을 짓기 위한 실용적인 척도이다. 지하 6m 수치는 핀란드 법률에 규정되어 있지 않으며, 오히려 헬싱키에서는 전통에 가깝다. 더 많은 공간이 필요한 경우 허가가 필요하다. 깊은 지하실(6m 이상)을 갖춘 대부분의 건물은 도심에 위치해 있다. 도심 외부의 지하자원 이용을 안내하기 위한 노력이 이루어져 왔다. 헬싱키 중심부에는 이미 깊은 지하실, 지하 공간, 터널이 많이 존재하기 때문에 지역 냉방을 위한 새로운 지하 냉수 저장소를 지상에서 50~90m 사이에서 굴착했다. 부동산 소유 자의 토지 지표면 아래의 모든 지하공간은 소유자의 소유이지만, 사용하는 공간이 유해하거나 소유자에게 손해를 끼칠 경우에만 사용 을 제한하거나 보상을 받을 수 있다. 이는 주로 (지방)정부 지하프로젝트인 경우에 해당된다. 민간사업의 경우, 회사가 지하공간 사용 료를 지불하지 않더라도 시공사와 토지소유주 사이에 계약이 체결된다. 지열 에너지를 활용하기 위한 깊은 시추공은 도심에서도 점점 더 보편화되고 있다. 일반적으로 이러한 시추공의 깊이는 150m이다. 시공자의 주장에도 불구하고 이러한 시추공은 일반적으로 원하는 방향으로 진행되지 않는다. 헬싱키시는 실제 위치를 파악하기 위해 일부 시추공의 전체 길이를 따라 몇 가지 측정을 수행했다. 시추공은 지상 위치에서 수십 미터까지 기울어질 수 있다는 사실이 밝혀졌 다. 그 결과, 한 부지 아래에 수직으로 시추공을 뚫어야 했던 시추공이 다른 부지나 심지어 인근 도시 블록 아래에 있게 되었다. 실제로 깊은 시추공은 구멍의 정확한 위치가 불확실하기 때문에 지하공간 건설에 해를 끼치게 된다. 전체 길이를 따라 이러한 깊은 시추공을 측정해야 하는 의무는 상황을 상당히 개선할 수 있으며, 여러 지하활동이 서로 가까이 안전하게 위치할 수 있다. <그림 25> 헬싱키 등 주요 도시의 지하공간의 소유권기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 86 자연,터널 그리고 지하공간 6. 헬싱키의 지하공간 개발 및 추진사업 6.1 헬싱키의 지하공간 개발 헬싱키의 토지 취득 수단은 간략히 다음과 같다. 시의 주요 목표는 구역 지정이 시작되기 전에 자발적인 거래(구매 또는 토지 전환) 를 통해 구역 지정에 필요한(그린필드) 토지를 획득하는 것이다. 따라서 구역 설정의 가치 증가는 거리, 공원, 학교 및 운동장과 같은 공공 서비스 자산 등을 건설하는 도시계획 구현에 완전히 사용될 수 있다. 또한 토지를 소유하면 시가 시행 일정을 결정할 수 있는 권한을 갖게 된다(토지 소유자와 협상할 필요 없이). 핀란드 법안은 자발적 인 협상이 실패할 경우 시가 토지를 몰수할 수 있도록 허용하고 있다. 그러나 헬싱키는 이 옵션을 사용하는 것을 꺼려왔다. 특히 사유 지 구역을 재조정할 때, 시는 관련 토지 소유자와‘구역설정 합의’도 협상한다. 이 합의서는 토지 소유자가 공공구역 재구축 시행 비용 중 얼마를 지불해야 하는지를 규정한다. 지불금은 신도시 계획에 따라 발생하는 토지 가치 상승(추가 및/또는 더 가치 있는 건축권)과 연결된다. 토지 소유자는 토지 및/또는 금전의 형태로 자신의 몫을 지불하게 되며, 지불은 도시계획이 승인되고 몇 달 이내에 완료되 어야 한다. 6.2 헬싱키의 지하공간의 주요 추진사업 6.2.1 Garden Helsinki 다양한 편의 시설, 시설 및 서비스를 갖춘 세계적 수준의 이벤트 경기장인 가든 헬싱키(Garden Helsinki)가 헬싱키 중심부에서 개발 중이다(그림 26). 세계에서 가장 앞선 기술 솔루션을 활용하는 이 경기장은 헬싱키 주민과 방문객에게 일 년 내내 매일 엘리트 스포츠 및 문화 행사와 볼거리는 물론 운동과 취미를 제공할 것이다. 계획은 가든 이벤트 경기장을 거의 완전히 지하에 건설하는 것이 다. 공간이 필요한 작업과 기타 필수 서비스는 지하에 배치되어 도시 지역의 집중도를 높이는 동시에 지상 환경에 대한 제약을 제한한 다. 암반공학은 건설의 에너지 효율성을 크게 향상시킨다. 빙상 스포츠에 적합한 이벤트 경기장을 에너지 효율적으로 만드는 것은 어려운 일이지만 이를 기반암에 채석하면 에너지 소비가 기존 건설 솔루션의 약 절반으로 줄어들게 된다. <그림 26> Garden Helsinki제8강. 핀란드 헬싱키의 지하공간 개발에 관한 고찰 Vol. 26, No. 2 87 6.2.2 The FinEst Railway tunnel FinEst Link는 헬싱키시, 탈린시 정부, 에스토니아 경제 통신부, 핀란드 교통 통신부, 헬싱키-우시마 지역 협의회 및 에스토니아 하르주 카운티 정부가 설립하고 실행하는 이니셔티브이다(그림 27). FinEst Link 협력의 목표는 헬싱키와 탈린 간의 이동성을 개발하 고 교통 연결을 개선하는 것이다. 이 협력은 또한 헬싱키와 탈린 간의 경제 협력을 심화하고 제안된 헬싱키-탈린 철도 터널의 경제적 전제 조건과 영향을 조사하기 위한 틀을 제공할 것이다. 철도 운송 인프라 프로젝트인 Rail Baltica와 함께 FinEst 철도 터널은 헬싱키, 탈린, 페르누, 리가, 파네베지스, 카우나스, 빌니우스, 바르샤바를 연결하고 중부 유럽까지 연결된다. <그림 27> The FinEst Railway tunnel 6.2.3 Lansimetro, West Metro extension, phase 2 그림 28에 나타난 바와 같이 West Metro 확장 2단계에서는 Ruoholahti에서 Matinkylä까지 West Metro를 건설했다. Ruoholahti에 서 Matinkylä까지의 첫 번째 단계 승객 운송은 2017년 11월에 시작되었다. Matinkylä-Kivenlahti 구간에서는 5개의 새로운 역, 2개의 평행 터널에 있는 7km의 철도 노선, Sammalvuori의 지하차량기지 건설이 진행 중이다. 목표는 2023년까지 시설을 운영사인 헬싱키 도시교통(Helsinki City Transport)에 넘겨주는 것이다. <그림 28> Lansimetro, West Metro extension, phase 2Next >