아치, 돔, 볼트

[20서시원]

석조 건축의 역사를 바꾼 아치의 발명

옛부터 인류는 돌이나 벽돌을 쌓아 올려 많은 장대한 구조물을 쌓았는데 그 역사에서 가장 획기적인 발명이 아치였다. 아치의 원리는 쐐기이다. 쐐기형의 돌을 반원형으로 놓으면 돌은 서로 밀어내느라고 밑으로 떨어지지 않는다. 위에서부터 무게가 걸리면 밀어내는 힘이 더욱 긴밀해져서 오히려 강도를 더해 간다. 위의 무게는 아치 맨 끝에 집약되어 있어서 가느다란 기둥으로도 받칠 수 있다. 나무나 돌로 된 기둥은 가로나 비스듬한 방향에서 힘이 가해지면 부러지기 쉽지만 위로부터 수직으로 힘이 걸리면 아주 강해진다.
유럽이나 이슬람 제국에서 흔히 볼 수 있는 일이지만 중세의 묵직한 석조건축이 아치의 열로 받쳐지고 그 아치가 다시 아주 가느다란 기중으로 받쳐지고 있어서 보는 사람을 놀라게 한다. 보기에도 아치와 가느다란 돌기둥의 열은 매우 아름답다.

아치가 돔과 볼트로 발전

 
볼트의 변천사                                                                            리브볼트

① 아치를 둥글게 회전시키면 돔 (dom, 궁륭)이 된다.
② 아치를 길게 옆으로 연장시키면 원통볼트 (barrel vault, 반원통 볼트, 터널 볼트)가 된다.
③ 원통 볼트를 십자로 교차시키면 (원통)교차볼트 (cross vault)가 된다.
④ 원통 볼트에서 변형되어 단면이 뾰족 아치로 된 볼트를 첨두 볼트 (pointed vault, 포인트 볼트)라고 한다.
어느 것이나 쐐기의 원리로 위로부터의 무게를 받치는 힘이 강한 점은 아치와 같다.

아치는 고대 오리엔트에서 비롯되었다
아치는 고대 메소포타미아와 이집트에서 발명되어 지중해 세계로 퍼져 페르시아 건축을 통해 유럽 건축에 활용되기에 이르렀다. 중국에는 옛부터 전해지고 있었는데 우리나라에도 그런 건축법이 다리 등에 이용되어 아치식 돌다리가 남아 있다.
관광여행에서 자주 들르는 곳으로 중앙 아메리카의 마야 문명 유적, 서남 아시아 대륙으로부터 동남 아시아에 걸쳐서 분포되어 있는 오래된 힌두교 사원이나 불교의 석조 사원 건물 등이 아치식 건물이다.
아치를 모르면 상인방식이나 까치발식으로 하는 수밖에 없다. 전자는 길고 무거운 돌을 필요로 하며, 후자는 많은 돌을 쌓아 올리지 않으면 안된다. 그것을 받치려면 출입구 경우에도 돌을 튼튼하게 쌓아야 한다. 그러므로 아치처럼 경쾌한 기둥의 열로 받칠 수는 없다.
기독교의 대성당이나 이슬람교의 큰 모스크 안에 들어가 천장을 올려다 보면 건축 공간이 넓직하고 천정이 굉장히 높다는 것을 실감하게 된다. 그리고 그것이 모두 돌로 되어 있다고는 믿기지 않을 정도이다. 그것을 간으케 해주는 기법이 바로 아치, 돔, 볼트이다.