거중기를 사용하여 성의 돌을 올리는 방법

NAR> 5.7km의 전투요새 수원 화성!

NAR> 성문4개, 암문5개, 공심동3개, 치성8개, 포루 5개 등
100미터마다 방어 시설 구축

NAR> 화성 완공에 걸린 시간 28개월!

NAR> 39만평 대지 위에 세워진 정조의 계획 도시 화성.
5.7km에 이르는 성벽 100m마다 각종 방어시설을 갖춘 화성은
군사용 성이면서도 아름다운 위용 갖추고 있다.
놀라운 건 이 방대한 건축물이 28개월 만에 지어졌다는 사실이다.

sub> 거중기, 녹로, 유형거 등의 과학기계와 철저한 임금 지급을 하다보니까 애초에 계획했던 10년이 아닌 2년 9개월 만에 단축해서 화성 축성이 마무리 되게 됩니다.

sub> 실학과 건축의 만남
건축 신기재의 등장으로 이어져

NAR> 조선후기의 실학사상은
화성에서 건축과 결합해 놀라운 꽃을 피운다.
과학적인 설계공법과 새로운 기계들이 시도되면서
토목건축의 백미를 만들어 낸 것이다.

sub>조성호 학예연구사 / 수원화성박물관
이런 도구가 없었다면 얼마나 큰돈과 인력이 들어있을지
저희로서는 상상도 할 수 없어요.

sub> 수원 화성 공기단축의 비밀
조선의 끝없는 도전!

NAR> 10년 계획을 2년 반으 로!
경이적인 공기단축을 이뤄낸 실학의 거대한 실험장 수원 화성.
독특하고 아름다운 성곽 속엔
조선의 끝없는 과학정신이 녹아있다.

타이틀> 건축 신기재의 기적 수원화성

sub> 수원 화성(1794.1 ~ 1796.10 건설)
유네스코 세계유산인 수원화성은 조선 정조대 건립
첨단 기술로 쌓은 새로운 개념의 성

NAR> 1794년 정월에 시작한 축성이 마무리 된 건 1796년 10월.
그 사이 화성에서는 전에 없던 건축 장비들이 대거 투입됬다.

Sub> 달구지
발차
평차
동차
구판

NAR> 18세기 중기까지 건축 기구는
소가 끄는 대차와 인력으로 움직이는 썰매 등이 전부였다.

sub> 다산 정약용(1762.6 ~ 1836.2)
18세기 실학사상을 집대성한 한국 최고의 실학자이자
부국강병을 주장한 개혁가

sub> 기기도설
스위스인 테렌즈가 16세기까지의 서양기술을 최초로 중국에 소개한 책으로
기계를 그림으로 풀이하여 설명한 기계학 서적의 효시

NAR> 이 때 서른살의 다산 정약용은
정조가 내려준 서양의 기술소개서 기기도설을 연구한다.
그 결과 일손은 줄이면서 노동력은 극대화 시킨
새로운 건축 장비들이 속속 만들어지게 된다.

sub> 거중기
녹로
조선의 여건을 고려한 조선판 기중기인
- 실사 거중기거중기
- 의궤 녹로 물레와 도르래를 이용해 만들어낸
- 실사 녹로녹로 등이 그것이다.

sub> 수원화성박물관 / 수원시 팔달구

NAR> 수원화성박물관에서는
공기 단축의 핵심으로 꼽히는 거중기를
직접 체험할 수 있다.

NAR> 8개의 도르래로 물체 무게를 1/8로 줄여주는 거중기.
무거운 자재로 가득한 화성 건축 현장에선
백성의 수고를 더는 획기적인 장비였다.

sub> 이성원 / 수원화성박물관 축성교육강사
돌 무게를 80kg으로 잡았을 때 돌 무게의 1/8이면 10kg의 무게를 들 수 있죠. 그런데 양쪽으로 되어 있기 때문에 양쪽에서 5kg만 당겨주시면 돌이 들려지게 됩니다.

NAR> 양손으로 들기도 버거운 돌

sub>
무거워요?
네, 조금요

NAR> 하지만 거중기는 큰 힘을 들이지 않고 돌을 들 수 있게 한다.

sub> 진현준 / 신천초등3년
- 아까는 무거웠는데 지금은 가볍고 신기하고 대단한 거 같아요.
- 뭐가 대단한 거 같아요?
- 그 당시에 이런 기술이 발달 된 것이요.

NAR> 다산의 거중기는
힘의 방향을 바꾸는 위쪽 고정도르래 4개와
아래쪽 움직도르래 4개
물레 좌우의 양쪽 큰 도르래를 끈으로 연결한 구조로
적은 힘으로 무거운 물체를 들 수 있게 고안됐다.

sub> 조성호 학예연구사 / 수원화성박물관
정약용께서는 자찬묘지명에 (화성 축성) 공사비용에서 거중기 때문에 4만 냥을
절약했다고 합니다

sub> 거중기의 원리
힘의 방향을 바꾸는 고정도르래 4개와 힘의 효과를 크게 하는 움직도르래 4개를
이용하여 작은 힘으로 무거운 물체를 쉽게 들어올리는 방법

NAR> 화성성역의궤에 따르면 거중기를 이용해
12.000근의 돌을 30명의 장정이 들었다고 한다.
다시 말해
한 사람이 약 240kg의 무게를 들어 올릴 수 있었다는 얘기.
화성 공기단축에 일등공신이 아닐 수 없다.

sub> 김평원 교수 / 공학한림원 출판위원회 (인천대학교 국어교육과)
그전에 전통과학에서 보지 못했던 낮선 복합 도르래
신비롭게 힘을 절약해서 돌을 올리는 원리
서양 과학에 가장 근접해 있기 때문에 우리 근대화의 상징, 또는 조선후기 실학사상에 상징물로서 거중기가 높이 평가 되어 왔던 거죠.

NAR> 거중기의 최대 높이는 4.5m
채석장의 크고 무거운 돌을 수레에 올려주는 운송수단으로
사용됐다.

sub> 서북공심돈
동북공심돈
조선시대 성곽 중 화성에만 있는 시설, 공심돈.
벽돌로 쌓은 망루 위에 누각을 올려
군사들이 머물며 밖을 살필 수 있게 한 공심돈은
무려 13m에 달한다.

NAR> 높은 시설물은 과연 어떻게 쌓은 것일까?

NAR> 이전 건축에선 찾아볼 수 없는 높은 시설물은
과연 어떻게 쌓은 것일까?

sub> 화성성역의궤

NAR> 화성성역의궤를 살펴보면
거중기와 더불어 많은 면을 차지하고 있는 장비가 등장한다.
녹로다.
sub> 녹로
도르래를 이용하여 무거운 물건을 들어올리는 데 쓰이던 기구
조선후기에 성을 쌓거나 큰집을 지을 때 사용

NAR> 높이 달린 도르래에 밧줄을 걸어 물건을 달고
물레로 밧줄을 감아 물건을 들어 올리는 원리.

sub> 1685년 녹로
NAR> 다산은 녹로의 기본 원리에
자신만의 아이디어를 더해 전혀 새로운 녹로를 만들어냈다.

sub> 19세기 녹로

sub> 김평원 교수 / 공학한림원 출판위원회 (인천대학교 국어교육과)
기존에 녹로는 이런 프레임이나 주로 간단한 도르래의 지지 도구만 있었는데, 다산의 이 간주라고 하는 현대 지브크레인(Jib Crane)에 해당되는 클레인 축이죠
요것을 두 한 세트를 부착을 한거죠
높아 진거죠?
그렇죠, 이 높이를 높인 거죠. 사실은 모양으로 봤을 때는 현대 지브크레인(Jib Crane)과 유사한 형태입니다

sub> 지브크레인 / 녹로

NAR> 조선 최초의 크레인이 화성 건축과 함께 탄생한 것이다.

NAR> 다산이 개발한 녹로의 장대 길이는 35척.
오늘날 수치로 환산하면 약 11미터로
아파트 3, 4층에 해당하는 높이다.

NAR> 화성 건축엔 총 2대의 녹로가 사용되었는데
녹로를 이용해 무거운 돌을 높이까지 들어 올리면
갈고리로 이를 당겨 위치를 정한 후
돌을 내리는 방식으로 차곡차곡 성을 쌓아 올렸다.

NAR> 돌을 전후좌우로 옮기거나
대들보를 들어 올리는데 요긴했던 녹로!
이로 인해
전에 없던 높은 성을 쌓아올리는 것이 가능했던 것이다.

sub> 1970년대 수원 화성 복원 당시에도 녹로 활용

NAR> 때문에 1970년대 수원 화성 복원 사업 당시에도
크기는 다르지만 구조는 같은 녹로를 만들어
성을 쌓는데 이용했다.

sub> 이낙천 이사장 / 수원화성연구회 (화성복원사업 참여)
기계화 시공을 안 하고 인력으로 하려니까 인력은 농로를 쓰는 방법밖에 없죠. 만약에 녹로가 없었다면 사람의 힘으로 날랐으면 다 할 수가 없죠
일부러 목도를 해서 날랐을 거고 목도를 하거나 도르래로 올렸을 거고
이 녹로 때문에 무거운 물체를 들어서 자유자재로 움직여 쌓을 수 있었던 효력이 있었죠.

sub> 팔달문
서북공심돈
서장대
봉돈
동북각루(방화수류정)

NAR> 조선의 과학과 기술을 결합한
새로운 건축 장비를 탄생시키며
난공불락의 철옹성으로 완성되어 간 수원 화성!

NAR> 정조에게 새롭게 건설되는 도시 화성은 효심의 상징이자
왕도정치 실현을 위한 초석이었다.

sub> 정약용/ 조선22대 왕/ 정조채제공

NAR> 때문에 정조는 당시 최고의 실학자로 꼽히는
다산 정약용과 명재상 채제공을 투입 시켰다

sub> 지방석수
강화부 17명 개성부 42명 경기부 9명 충청도 11명 강원도 3명 황해도 15명
전라도 2명 평안도 1명

NAR> 화성성역의궤 기록을 살펴보면
국가의 거대한 사역을 완성하기 위해
조선의 장인들이 화성으로 몰려든 것을 확인할 수 있다.

sub> 직공별 임금 지급 기록
석수 쌀6승 4전 5푼
야장 쌀6승 4전 5푼
목수, 미장이, 조각장, 기칠장 등 4전 2푼
외벽장, 잡상장 쌀 3승 2전

NAR> 출신 지역뿐 아니라,
한 장인이 며칠간 공사에 투입돼 일했는지도 기록돼 있다.
날짜에 따라 노임이 지급됐기 때문이다.
이전까지 국가사업에 참여해도 노임을 받지 못해 던 것을 감안하면 파격적이고 혁명적인 정책이 아닐 수 없다

NAR> 이 정책을 뒷받침 했던 것이 바로 다산 정약용의 과학이었다.
하나의 기기를 만들어 낸다는 것은 여러 과학 원리와 수많은 실험, 현장의 실용성 등이 결합해야 한다.
청년 실약자 다산이 그것을 해낸 것이다.

sub> 김준혁 / 한신대학교 정조교양대학
특히나 녹로라든가 유형거, 거중기 등을 이용하게 되었을 때, 바로 기술자들의 다치는 확률이 훨씬 더 줄어들 수 있는 거 아니겠습니까
백성의 삶을 행복하게 만들기 위해서 기존에 생각과 행위 이런 것들을 새롭게 변화시키는 것이 혁신이거든요
그런 혁신의 정신을 가지고 만든 것이 바로 화성이고
그 화성을 통해서 새로운 미래로 나아가게 됐던 것이었죠

sub> 백성이 행복한 부국강성 국가 조선!
sub> 건축 과학 기술의 결정체 화성!

NAR> 백성을 한낱 국가를 위해 존재하는 노동력이 아니라,
백성과 더불어 부국강성의 꿈을 꾸는데서 탄생한
건축 과학 기술!
이 마음이 모여 조선 건축 성곽의 백미,
수원 화성으로 꽃 피운 것이다.