이든 프로젝트(Eden Project) 구조 해설 — 채석장 위에 올린 육각-삼각-육각 돔과 ETFE 쿠션

WORLD ARCHITECTURE

이든 프로젝트 — 채석장 구덩이 위에 올린 거품의 구조

육각-삼각-육각 이중 강관 프레임과 3겹 ETFE 쿠션이 만든 두 채의 바이옴

숲 사이에 돔이 자리 잡은 이든 프로젝트 전경.

Fossick, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

한눈에 보기

• 설계: 니컬러스 그림쇼 앤 파트너스(Nicholas Grimshaw & Partners) / 구조: 앤서니 헌트 어소시에이츠(Anthony Hunt Associates) / 설비: 아룹(Arup)
• 시공: 맥알파인(McAlpine) 합작법인, 강재·외피 패키지는 메로(Mero), ETFE 외피는 벡터 포일텍(Vector Foiltec)으로 알려져 있다
• 1998년 11월 현장 착수, 2001년 3월 17일 전체 개장
• 부지: 영국 콘월 보델바(Bodelva)의 고령토 채석장, 깊이 약 60m 안팎
• 핵심 구조: 육각-삼각-육각(hex-tri-hex) 이중 원형강관 프레임 + 3겹 ETFE 필름 쿠션
• 규모: 열대우림 바이옴 높이 약 50~55m, 길이 약 200~240m, 폭 약 100~110m(자료마다 수치가 다름)

① 무엇을 짓고자 했는가 — 사라져 가는 채석장 위의 온실

이든 프로젝트는 영국 콘월(Cornwall) 주 세인트오스텔(St Austell) 근처 보델바의 고령토(china clay, 도자기 원료로 쓰는 흙) 채석장 위에 지은 식물원이다. 채석장은 160년 넘게 쓰인 곳이고, 구덩이 깊이는 위치에 따라 30~70m, 흔히 60m 이상으로 설명된다. 면적은 약 22ha다. 암반은 단단하고 신선한 화강암에서 손으로 빚을 수 있을 만큼 고령토화된 암까지 상태가 자리마다 크게 다르다. 땅의 성질이 균일하지 않다는 점이 이 건물의 첫 번째 공학적 조건이었다고 판단된다.

구덩이 바닥을 쓴다는 것은 물을 함께 다룬다는 뜻이기도 했다. 바닥이 지하수위와 가까워(자료마다 깊이 수치가 다르다) 설계에는 100년에 한 번 올 폭우를 기준으로 한 도랑과 저수지 체계가 포함됐다. 흙은 약 80만㎥를 옮기되 밖으로 반출하지 않았고, 바닥에는 최대 15m 두께로 성토했다고 한다. 움직이는 땅 위에 수십 미터 높이의 대공간을 올려야 했으니, 무게를 최대한 줄이는 구조가 설계의 출발점이었던 것으로 보인다.

채석장 구덩이 안에 자리 잡은 돔 건물군.

A1personage, Wikimedia Commons, 퍼블릭 도메인

② 어떻게 서 있는가 — 거품에서 출발한 기하

건물은 두 채의 바이옴(biome, 기후대별 식물을 담는 대형 온실)이다. 열대우림 바이옴은 높이 약 50~55m, 길이 약 200~240m, 폭 약 100~110m, 지중해 바이옴은 높이 약 30~35m로 소개된다. 각 바이옴은 서로 맞물린 여러 개의 지오데식 돔(geodesic dome, 삼각형·육각형 격자로 구면을 근사한 돔)으로 이뤄져 있고(한 기사는 네 개씩이라고 적는다), 내부에 지지 기둥이 없는 자립 구조다.

육각 쿠션으로 덮인 맞물린 돔들. 

Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, 퍼블릭 도메인

그림쇼 팀은 비눗방울에서 형태를 가져왔다고 이든 공식 소개는 설명한다. 거품은 울퉁불퉁한 바닥에 맞춰 늘어나고, 서로 만나는 자리에서는 곧은 선을 이룬다. 이 성질이 계속 움직이는 채석장 지반 위에 돔을 맞물려 앉히는 데 적합했다는 설명이다.

③ [엔지니어 시각] 육각-삼각-육각 — 두 겹으로 짠 강관 프레임

처음 안은 지름 500mm 원형강관(CHS, circular hollow section)으로 짠 단층 공간 프레임이었다. 최종안은 두 겹의 육각-삼각-육각(hex-tri-hex) 프레임으로 바뀌었다. 바깥층은 육각형이 외피를 받치고(가장 큰 육각형은 약 11m), 안쪽층은 육각형과 삼각형이 섞여 강성을 낸다. 기술 기사에 따르면 바깥 부재는 지름 193mm 강관으로 접합부에서 반쯤 강접(semi-fixed)되고, 안쪽 부재는 지름 약 114mm 강관으로 양끝이 핀(pin) 접합이다. 바깥층이 휨까지 일부 분담하고 안쪽층은 축방향 힘 위주로 전달하도록 역할을 나눈 것으로 읽힌다.

안에서 올려다본 이중 구조의 지오데식 격자.

Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, 퍼블릭 도메인

돔과 돔이 만나는 자리에서는 접합점(노드)을 서로 맞출 수 없어 격자형 아치를 추가로 넣었다. 접합부는 볼트로 연결하는 방식이고, 구조 해석에는 변형으로 생기는 추가 모멘트까지 반영하는 2차 해석(second-order analysis)이 쓰였다고 소개된다. 부재는 용융아연도금(hot-dip galvanising, 녹을 막으려 아연 용액에 담그는 처리)으로 방청 처리했다.

강관이 한 점에 모이는 접합 노드 근접 사진.

Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, 퍼블릭 도메인

가벼움을 보여 주는 수치도 있다. 이든 공식 소개는 열대우림 바이옴의 강재 구조가 약 465톤으로, 안에 든 건조 공기 약 426톤(표준 상태 기준)보다 조금 무거울 뿐이라고 적는다. 이렇게 가벼운 건물은 바람에 눌리기보다 들려 올라갈 위험이 더 크다. 공식 소개는 "무너지기보다 날아갈 가능성이 크다"는 취지로 설명하며, 구조를 지반 앵커(텐트 말뚝에 비유한다)로 묶었다고 한다. 둘레를 따라 콘크리트 기초를 목걸이 모양으로 이어 12주 만에 끝냈고, 시공 위치는 일반 도면 대신 3차원 좌표와 전자거리측정기(EDM)로 잡았다고 한다.

④ [엔지니어 시각] ETFE 쿠션 — 유리 대신 공기를 쓰는 이유

외피는 ETFE(에틸렌 테트라플루오로에틸렌, 불소수지계 투명 필름) 세 겹을 가장자리에서 붙이고 공기를 불어넣어 만든 쿠션이다. 쿠션 하나는 깊이 약 2m의 베개 모양이고, 내부 공기압은 크기와 기온에 따라 60~200Pa 정도다. 필름 한 겹은 두께가 50~200㎛에 불과하고, 쿠션 전체도 같은 면적 유리의 1% 미만 무게라고 한다. 쿠션은 육각형, 오각형, 삼각형이며 가장 큰 것은 대각 길이가 약 11m(자료에 따라 9~11m)에 이른다.

육각 프레임 사이에 채워진 ETFE 쿠션 근접.

Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, 퍼블릭 도메인

가시광선 투과율은 94~97%, 자외선 투과율도 83~88%라고 소개된다. 식물에게 필요한 자외선까지 통과시킨다는 점이 유리와 다른 장점이다. 열성능은 수평으로 설치했을 때 복층 유리만큼 좋고 경우에 따라 3중 유리보다 낫다고 한다. 외피 무게는 약 15kg/㎡, 강재를 합쳐도 약 40kg/㎡ 수준이어서, 외피가 가벼운 만큼 강재 단면도 줄일 수 있었던 것으로 보인다.

식물 위로 펼쳐진 육각 격자 천장.

Nilfanion, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

쿠션은 압출 알루미늄 프레임에 키더(keder, 가장자리 끈을 홈에 끼워 고정하는 방식)로 고정된다. 막 구조는 당겨지고 부풀어야 형태와 강성이 생긴다는 점에서, 공기압을 유지하는 일이 곧 구조를 유지하는 일이다. 아래 사진은 단지 안의 다른 막 구조물에서 기둥 끝의 체인으로 막을 당겨 고정한 연결부로 보이며, 막이 팽팽해야 서 있다는 같은 원리를 눈으로 확인하게 해 준다.

기둥과 체인으로 막을 당겨 고정한 연결부.

Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, 퍼블릭 도메인

⑤ 시공 기술과 난이도 — 폭우 속의 구덩이

현장 공사는 1998년 11월 시작됐다. 초기에는 비가 많이 와 구덩이 일부가 물에 잠겼다고 하며, 이든 공식 소개는 90일 동안 4,300만 갤런의 비가 내렸다고 적는다. 구덩이 사면을 붙잡기 위해 길이 약 11m의 암반 앵커 2,000개를 박았다고 한다.

비계 없이 지었다는 이야기가 흔하지만, 기술 기사는 프레임을 올릴 때 임시 새장(birdcage) 모양 비계를 썼다고 적고, 공식 소개는 비계가 총 230마일 분량이었다고 말한다. 이동식 크레인과 함께 가장 큰 열대우림 돔에는 말뚝 기초 위에 세운 타워크레인도 쓰였다.

강관은 노드 부분에 아연 도료를 더해 보호했고, 부재마다 번호를 붙인 키트로 반입해 현장에서 맞췄다. 용융아연도금은 큰 보수 없이 30년 이상 버틸 것으로 기대된다는 설명이다.

삼각·육각으로 교차하는 강관 프레임 흑백 근접.

Mike Peel, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

쿠션은 로프 접근(rope access) 기술자가 바이옴 둘레에서 위쪽으로 올라가며 설치했고, 설치 직후 바로 공기를 채웠다.

시점	사건
1997년	밀레니엄 위원회 보조금 확정
1998년 11월	현장 공사 착수
2000년 5월	방문자 센터 개장
2000년 9월	첫 식물 반입
2001년 3월 17일	전체 개장
2005년 9월	교육 시설 코어(Core) 개관

⑥ [엔지니어 시각] 바람과 유지관리 — 구덩이가 만든 방풍막

표준 규정만으로는 이 지형의 풍하중을 믿고 산정하기 어려웠다. 설계팀은 영국의 BMT(British Maritime Technology)에서 축척 모형 풍동 시험을 했고, 구덩이가 건물을 감싸 바람을 막아 주어 설계 풍압이 처음 예상보다 훨씬 낮아졌다고 한다. 눈이 쿠션 사이 골에 쌓이는 현상도 별도로 검토했다. 지형 자체를 구조 조건으로 읽은 사례라고 판단된다.

수명은 쿠션이 40년 이상으로 기대되지만 보증은 할 수 없다고 한다. 구조는 50년 설계수명으로 잡았는데 이 값을 두고 오래 논쟁이 있었다고 한다. 청소는 필름이 비에 스스로 씻기는 성질에 기대고, 필요하면 작업자가 로프로 매달려 돔 위에서 작업한다. 작은 구멍은 ETFE 테이프로 땜질할 수 있고, 높은 곳의 환기창은 내부 작업대로 접근한다. 아래 사진은 2024년 9월 촬영된 것으로, 돔 위에서 로프에 매달린 작업자가 보인다.

돔 외피 위에서 로프로 작업하는 작업자.

DS Pugh, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0

⑦ 지금의 모습 — 지붕 아래의 인공 기후

열대우림 바이옴 안에는 식물 사이로 보행로가 이어지고, 위쪽으로는 육각 격자 사이로 빛이 들어온다. 강재 구조가 기둥 없이 이 대공간을 덮고 있어서, 안에서는 구조물이 거의 배경처럼 보인다.

식물 사이로 이어진 열대우림 바이옴 보행로.

Rob Young, Wikimedia Commons, CC BY 2.0

설비는 아룹이 맡았다. 개장 당시 기술 기사는 난방 용량 9MW와 120bar 안개 분무 장치를 소개한다. 2005년에는 교육 시설 코어가 개관했다. 코어의 구리 지붕은 식물의 잎·씨앗 배열 원리(phyllotaxis)에서 착안해 설계했다고 한다.

자주 묻는 질문

Q1. 왜 유리가 아니라 ETFE를 썼나요?
이든 공식 소개는 유리의 무게와 위험성 때문에 피했다고 설명한다. ETFE 필름은 같은 면적 유리의 1% 미만 무게라 강재 구조를 가볍게 만들 수 있고, 자외선을 통과시키며, 스스로 씻기는 성질이 있다.

Q2. 강재가 공기보다 가볍다는 게 사실인가요?
이든 공식 소개는 열대우림 바이옴의 강재 구조가 약 465톤으로, 안의 건조 공기 약 426톤보다 조금 무거울 뿐이라고 적는다. 건조 공기, 표준 상태 기준의 비교라서 "공기와 맞먹는 무게"라는 뜻의 홍보성 수치로 읽는 편이 안전하다.

Q3. 비계 없이 지었나요?
그렇지 않다. 프레임을 올릴 때 임시 새장 모양 비계를 썼고, 공식 소개도 230마일 분량의 비계가 쓰였다고 말한다.

가장 가벼운 건물은 재료를 줄인 건물이 아니라, 하중이 지나갈 길을 거품처럼 단순하게 만든 건물이었다.

공식 자료 및 확인일

Ingenia (Royal Academy of Engineering), "How an Eden was created in Cornwall" (확인일: 2026-10-10)
Building, "Domes and gardens" (확인일: 2026-10-10)
Eden Project, "Architecture" (확인일: 2026-10-10)
Dlubal Software, "Customer Project: Rainforest Biome of Eden Project, UK" (확인일: 2026-10-10)
Wikipedia, "Eden Project" (개장 일정, 참여사, 유지관리 참고, 확인일: 2026-10-10)

이미지 출처

00 대표 이미지: 사용자 제공(AI 생성 이미지, 실제 사진 아님)
01 채석장 구덩이 전경: A1personage, Wikimedia Commons, File:Eden project.JPG (퍼블릭 도메인)
02 돔 외피 전경: Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, File:L’involucro con le bolle gonfiate (Cornwall 2002).jpg (퍼블릭 도메인)
03 이중 강관 프레임 내부: Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, File:Il reticolo della geodetica (Cornwall 2002).jpg (퍼블릭 도메인)
04 강관 노드 디테일: Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, File:Dettaglio del nodo (Cornwall 2002).jpg (퍼블릭 도메인)
05 육각 프레임과 ETFE 쿠션: Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, File:Le maglie esagonali (Cornwall 2002).jpg (퍼블릭 도메인)
06 육각 격자 천장: Nilfanion, Wikimedia Commons, File:Interior of tropical biome, Eden Project.jpg (CC BY-SA 3.0)
07 막 긴장 체인: Piergiorgio Rossi, Wikimedia Commons, File:Attacco della copertura (Saint Austel 2002).jpg (퍼블릭 도메인)
08 강관 프레임 근접: Mike Peel, Wikimedia Commons, File:Eden Project 1.jpg (CC BY-SA 4.0)
09 돔 위 로프 작업: DS Pugh, Wikimedia Commons, File:Mediterranean Biome roof replacement - geograph.org.uk - 7893252.jpg (CC BY-SA 2.0)
10 열대우림 보행로: Rob Young, Wikimedia Commons, File:Aerial Walkway - Rainforest Biome @ Eden Project (9757432826).jpg (CC BY 2.0)
※ 00번은 AI로 생성한 이미지이며 실제 항공사진이 아닙니다. 01~10번은 모두 실제 촬영 사진입니다.