내부 변화 대응을 위한 병원건축의 체계구성에 관한 연구

Abstract

의료 기능을 중요시하는 병원 설계는 당연하다. 일반적으로 병원에는 다른 건물에 비해 다양한 기능들이 존재하며 이러한 기능들은 복합적이며 유기적으로 연관되어 작용하기 때문에 의료 기능을 최적화하기 위한 병원 설계의 기술은 꾸준히 발전되어 왔다. 하지만 병원은 의료 환경의 변화, 사용자의 요구, 사회 구조의 변화에 민감하게 반응하는 건축물이다. 따라서 병원은 미래의 불확실성을 다루고 커뮤니티의 변화하는 요구 사항에 적응하기 위해 유연한 방식으로 설계되어야 하며, 이를 위한 융통성(flexibility)은 앞으로 병원건축의 필수적인 고려 사항이 되어야 한다. 내부 변화에 대응하기 위한 융통성을 고려한 설계는 체계중심 병원설계이다. 체계중심 병원설계는 병원 전체적인 체계를 우선적으로 결정하는 설계방식으로 체계를 고려한 평면 구조와 수직 동선, 설비 공간 등 고정 요소의 합리적인 배치가 반드시 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 내부 변화 대응에 유리한 설계 방식인 체계중심 병원설계를 위한 병원 건축의 체계 구성 요소를 파악하고 각각의 체계 요소들의 연대별 흐름 변화와 현재 계획되고 있는 방식을 분석하여 이를 통해 병원 건축 계획 시 내부 변화에 대응하기 위한 병원 건축 체계의 구성 방향을 제안하고자 한다.

1) 용도중심 병원설계에서 체계중심 병원설계로의 병원 건축 설계방식의 전환이 필요하다.

병원 건축 설계 방식을 크게 2가지로 분류할 수 있는데 하나는 각 부서의 용도, 기능을 우선적으로 고려하는 용도중심 병원설계이고 다른 하나는 각 부서의 용도 기능과 관계없이 병원 전체적인 체계를 우선적으로 결정하는 체계중심 병원설계이다. 용도중심 병원설계는 부서나 부문의 특성에 따라 평면 형태가 구성되기 때문에 병원의 기능 변화에 상대적으로 제한을 주는 구조이다. 따라서 평면 형태가 특정 기능이나 용도를 전제로 하여 결정되지 않아 부서 간의 상호 교환성에 유리한 체계중심병원설계로의 전환이 필요하다.

2) 내부 변화에 대응할 수 있는 병원 건축의 구조와 설비는 체계중심 병원설계를 위한 건축 체계 요소로 가변영역을 결정하는 공간 깊이와 고정 요소인 그리드, 설비 관련 공간이다.

건축 공간에서 융통성을 최대화하기 위해서는 융통성에 영향을 주는 고정 요소를 명확히 구분하고 그 요소의 개수 등을 최소화하여 계획해야 한다. 이에 해당하는 공간은 기둥 간격(구조 그리드), 수직 코어 및 샤프트, 지상층에 배치되는 공조실, 공용 복도에 해당한다. 체계중심 병원설계에서는 변화하는 기능도 물론 중요하지만 변화를 쉽게 할 수 있는 영역인 가변 영역은 중요한 의미를 갖는다. 병원건축에서 기능이 서로 다른 부문 또는 부서의 요구 사항을 모두 충족시킬 수 있는 적절한 공간 깊이, 가변 영역을 확보할 수 있는지에 대한 계획은 매우 중요하며, 이를 고려한 계획이 바로 체계중심 병원설계에 가깝다고 할 수 있다.

3) 병원의 내부 변화 대응을 위한 공간 깊이의 최소 적정 범위는 2개의 내부 복도를 포함할 수 있는 18m~23m로, 병원의 규모 및 요구 기능에 따라 다양하게 계획된다.

연대별 국내 종합병원의 공간 깊이의 변화를 분석한 결과, 공간 깊이는 병상수(병원의 규모)및 의료 환경의 변화와 밀접한 관련을 맺으며 변화하였다. 우선 최소 공간깊이인 외래진료부의 경우 의료 환경의 변화로 인해 1980년대에서 1990년대 초반에는 6m, 1990년대 중반에서 2000년대 초반에는 12~15m, 2000년대 중반 이후로 24~27m로 단계적으로 공간 깊이가 증가하며 계획되었으며, 외래진료부 공간 구성 변화에 큰 영향을 준 전문진료센터가 도입된 이 시기 이후는 외래진료부의 공간 깊이가 병원 규모에 따라 분류가 되는 경향을 보인다. 700이상 1000병상 미만의 병원에서는 20m 내·외에서 24m의 공간 깊이로 주로 계획되고 1000병상 이상의 병원에서는 27m로 외래진료부 블록이 계획된다. 영상의학과 공간 깊이의 경우 병원 규모에 따른 촬영 장비수 등에 영향을 받는다. 500~700병상 미만에서는 최소 28m의 공간깊이를 보였으며 700~1000병상 미만에서는 최소 32m, 1000병상 이상의 병원에서는 최소 42m의 공간 깊이로 계획되고 있었다. 최대 공간 깊이인 수술부 공간 깊이는 병원 규모에 따른 수술부 공간 구성 방식에 따라 깊이의 차이를 보이는데 로젯 방식의 구성에 따라 최소 38m~50m의 범위로 계획된다.

체계중심병원설계의 가장 핵심 개념은 서로 다른 기능간의 상호교환, 즉 내부 변화에 대한 대응이다. 따라서 공간 깊이와 깊이별 내부 변화율의 관계는 매우 중요하다. 공간 깊이 별 전체 변화율을 분석한 결과, 전반적으로 공간 깊이가 점점 증가할수록 변화율이 높아지다가 18m~23m의 범위에서 가장 높은 변화율을 보인 후 점점 낮아지는 추세를 보인다. 변화율이 높거나 낮은 원인 중 가장 큰 원인은 병원이 가지고 있는 공간 깊이의 차이 때문이다. 공간 깊이 간의 차이와 내부 공간 변화율은 반비례하는 현상을 보이는데 공간 깊이의 차이가 크면 변화율은 낮고, 공간 깊이의 차이가 작을수록 내부 공간 변화율은 높다. 공간 깊이에 따른 내부 변화 유형 별 변화율을 분석한 결과, 체계중심 병원설계에서 가장 중요한 부서 간 변화율은 공간 깊이가 증가할수록 점점 증가하다가 22m 내·외에서 가장 높은 변화율을 보이고 이후 점점 감소한다. 평면 유형(구조)의 변화는 공간 깊이 안에서 복도 및 모듈의 개수가 일정 이상을 가지고 있어야만 일어날 수 있는 변화이다. 사례 조사대상 병원들의 분석을 통해 평면 유형(구조)변화가 가능한 최소 공간 깊이는 16m로 2개의 모듈과 3개의 복도로 구성된 공간 깊이이다. 따라서 현재 의료 환경에 맞는 모듈이 가질 수 있는 최소 의료 기능과 복도 등을 고려하여 평면 유형의 변화가 가능한 모듈과 복도의 조합에 의한 공간 깊이를 제안해야 한다. 평면 유형(구조)의 변화가 가능한 공간 깊이는 최근 의료 환경의 가장 큰 변화인 전문진료센터를 고려했을 때 진료실, 검사 및 치료실, 접수 수납 및 대기 공간 등이 필수적으로 배치되어야 하므로 최소 3개의 모듈과 이를 연결하는 2개의 복도가 필요할 것으로 판단된다.

4) 병원의 내부 변화에 대응하기 위한 동선 체계에 따른 병원 건축 형태 유형은 이중 선형 시스템이다.

최소 및 최대, 각 공간 깊이들의 차이는 부서 기능 간의 상호 교환 가능성을 판단할 수 있는 근거가 될 수 있으며 이러한 공간 깊이의 차이는 동선 체계에 따른 병원의 형태 유형(집중형 / 선형 / 이중 선형)에 따라 큰 특징을 보이고 있다. 형태 유형 별로 공간 깊이들의 차이를 분석한 결과, 집중형 시스템은 코어 중심 영역에 따라 공간 깊이를 다양하게 계획할 수 있어 공간깊이의 차이가 비교적 고르지만 병원 건축의 성장에 있어 불리한 형태이다. 선형 시스템은 일반적으로 가운데 공용복도로 인해 두 개의 블록으로 계획되고 이 두 블록 간 공간 깊이 차이가 가장 크기 때문에 기능간의 상호 교환에 매우 불리하다. 반면 이중 선형 시스템은 두 개의 공용 복도로 인해 세 개로 계획되는 각 블록들의 공간 깊이 차이를 다소 균일하게 계획할 수 있고, 중간 블록의 조합으로 인해 최대 공간 깊이 또한 쉽게 계획할 수 있어 선형 시스템에 비해 체계중심 병원설계에 가까운 병원 건축의 형태 유형이라고 판단된다. 5) 체계중심 병원설계는 병원의 체계를 구성하는 요소인 고정 요소의 합리적인 배치가 반드시 필요하며 각 고정 요소들은 초기 건축 계획 시, 가장 우선적으로 계획되어야 한다.

체계중심 병원설계의 햄심 요소인 체계 요소는 구조 그리드, 설비 공간(기계/전기실, 공조실, 샤프트)이다. 병실 모듈의 폭과 깊이는 병원 전체의 구조 그리드에 매우 큰 영향을 주며, 이에 따라 병실의 계획은 구조 그리드 계획과 관련하여 중요한 역할을 한다고 사료된다. 또한 이러한 구조 그리드는 병원 기단부에서 다른 의료 기능들을 수용하기 위한 보편적 그리드 체계를 충분히 지원 가능하여야 한다. 병원 건축의 내부 변화 대응을 위해 설비 공간들은 기본적인 배치 원리와 함께 고정 요소로서의 체계로 인식하여 계획해야 한다. 기계/전기실은 건물 외곽의 가장 아래층에 배치하면, 병동부와 직접적인 수직 연결을 고려하여 계획해야 한다. 공조실은 공조 운영 방식이 변화됨에 따라 지하층과 기단부 최상층에 배치되는 방식(1990년대~2000년대)에서 지하층 및 기단부 전 층에 배치되는 방식(2010년대 이후)으로 변화하고 있다. 샤프트는 수직적으로 획일적인 위치에 배치하고 부서 내부가 아닌 복도에 따라 계획되어 가변 영역 내 고정 요소 배치를 최소화 하여 내부 기능 변화를 위한 flexible한 영역을 확보해야 한다. 설비 공간들은 서로 유기적으로 연결되어 평면 및 천정 내에 배치된다. 공조실이 층별로 배치되면 관련 샤프트 및 덕트의 개수를 줄일 수 있고, 덕트의 길이를 줄일 수 있다. 이에 따라 배관 및 덕트의 이동 통로인 샤프트들을 공용 복도에 배치하기 쉬우며 또한 천정 내 설비들이 적어지기 때문에 층고를 줄일 수 있는 효과를 가져 온다. 설비 관점에서 복도는 단순히 물류나 사람이 지나가는 통로가 아니라 배관들의 배치 및 이동 경로 등을 함께 고려해서 그 폭을 계획해야 한다.

6) 내부 변화 대응에 유리한 공조 설비 계획은 공조실을 각 층마다 배치하여 층별로 공조하는 각층 공급 방식이며, 이러한 설비 공간들은 건축가의 설비에 대한 이해도를 통해 종합적으로 계획되어야 한다.

병원의 공조 방식에는 공조기가 지하 및 기단부 최상층에 배치되어 공조하는 집중 공급 방식과 지하에서부터 지상 모든 층에 배치되어 공조하는 각층 공급 방식이 있다. 서로 다른 두 방식의 공조 관련 설비 공간들의 면적들을 분석한 결과, 전체 공조 관련 설비 공간의 면적(공조실과 공조 관련 샤프트) 비율은 집중 공급 방식이 8.06%, 각층 공급 방식이 6.18%로 집중 공급 방식이 각층 공급 방식 보다 약 2% 정도 더 높았다. 또한 평면 가운데 배치하게 되어 내부 변화에 불리한 요소로 작용할 수 있는 샤프트 면적 비율은 각층 공급 방식이 집중 공급 방식보다 낮아 전체적으로 면적 계획에 있어서는 각층 공급 방식이 집중 공급 방식 보다 체계중심 병원 설계에 유리한 공조 운영 방식이라고 판단된다. 공조 방식에 따른 집중 공급 방식과 각층 공급 방식의 설비 공간들의 공조 조닝 분석 결과, 집중 공급 방식은 대부분의 공조실이 4~5개층을 담당하는 반면, 각층 공급 방식의 공조실은 1~2개 층을 담당하고 있다. 이에 따라 각층 공급 방식이 집중 공급 방식 보다 공조실에서 각 영역으로 연결하는 배관의 길이를 절약할 수 있으며, 층고 역시 낮게 계획할 수 있다. 병원은 개원 후 공조기의 용량이 증가됨에 따라 공조실을 추가로 배치하게 된다. 공조실이 추가로 배치됨에 따라 이와 관련한 샤프트의 추가 배치 또한 필수적이다. 각층 공급 방식은 각 층별로 공조실이 위치하고 있기 때문에 처음 계획 시, 공조기 추가를 위한 공조실 면적 계획을 고려했다면 공조기를 필요로 하는 층에 쉽게 배치할 수 있으며, 이로 인해 배관 및 덕트들의 통로인 샤프트를 추가로 설치할 필요가 없다. 따라서 종합적으로 공조 조닝 계획 역시 집중 공급 방식 보다 각층 공급 방식이 체계중심 병원설계에 더 유리한 공조 운영 방식이라고 판단된다. 7) 공조 설비 계획에 있어서 용도 중심의 공조 조닝 계획에서 체계 중심의 공조 조닝 계획으로 인식 전환이 필요하다.

국내 종합병원의 공조 조닝 설계와 관련된 여러 기준들은 초기 의료 기능에 맞게 설정되어 적용된다. 하지만 내부 기능들은 항상 변화하기 때문에 용도 중심이 아닌 융통성 있는 기준 적용에 대한 계획이 필요하다. 공조 운영 방식과 관계없이 최근 병원 건축의 공조 조닝 계획은 용도 중심의 공조 계획 경향을 보이고 있다. 이러한 용도 중심의 공조 조닝은 공조 설비 계획 초기에 설계 기준들이 부서/실 단위로 세분화되어 적용된 당연한 결과라고 할 수 있다. 용도중심의 공조 조닝에서는 기능이 변화될 경우 공조기 자체가 그 용도에 맞게 또 변경되어야 되는 단점을 가지고 있지만, 체계중심 공조조닝은 기능이 변경되어도 영역화 되어 공조를 하는 특징으로 인해 특정한 공조기 교체 없이 덕트 라인만 변경하여 기능의 변화에 공조 조닝이 쉽게 대응할 수 있다고 판단된다. 따라서 기능 변화에 유리한 공조 조닝 설정을 위해서는 한 공조기가 한 개의 부서에 국한되지 않고 여러 개의 부서를 동시에 영역화할 수 있는 체계중심 개념의 공조 계획이 필요하다고 사료된다.