피츠버그 마천루 가운데 가장 높은 U.S. Steel Tower에는 겉으로는 절대 보이지 않는 비밀이 하나 있다. 건물을 떠받치는 바깥 기둥 18개가 전부 속이 빈 강철 관이고, 그 안이 액체로 꽉 차 있다는 것. 정확히는 물에 부동액과 방청제를 섞은 혼합액이다. 1970년에 완공된 64층, 높이 256m짜리 오피스 타워가 왜 굳이 기둥 속에 물을 채웠을까?
답을 먼저 말하면, 보여 주고 싶었기 때문이다. 철강회사 U.S. Steel은 자기 본사 건물을 통째로 자사 강철의 쇼룸으로 만들고 싶었고, 그러려면 기둥을 콘크리트나 내화 뿜칠로 덮어 버릴 수 없었다. 불에 약한 강철을 맨몸으로 내놓으면서도 불을 견디게 할 방법, 그게 물이었다. 반세기 넘게 피츠버그 스카이라인을 지키는 이 다크 브라운 삼각 타워를, 기둥 속 물부터 따라가 본다.
피츠버그 마천루 1위, 끝까지 굵기가 같은 삼각 타워
U.S. Steel Tower는 피츠버그 다운타운 한가운데 선다. 1967년 3월 15일 착공해 1970년 완공됐고, 1971년 9월 30일 공식 헌정식을 열었다. 높이 256m(841ft), 64층으로 지금도 피츠버그에서 가장 높은 빌딩이다.
평면은 세 모서리를 안쪽으로 깎아 들인 삼각형이다. 두 강이 합류하며 뾰족한 삼각 지대를 이루는 피츠버그 도심, 이른바 Golden Triangle을 닮았다는 해석이 늘 따라붙는다. 위로 갈수록 가늘어지는 대신 꼭대기까지 같은 단면으로 밀고 올라가서, 옥상 면적만 약 1에이커(4,000m² 남짓)다. 같은 높이 이상의 건물 가운데 가장 넓은 지붕이라는 타이틀이 여기서 나왔다. 층마다 1에이커에 가까운 사무 공간이 깔린다는 뜻이기도 하니, 수직으로 세운 거대한 사무실 평원이라 불러도 과장은 아니다.
기둥을 왜 밖으로 꺼냈나 — 철강회사의 쇼룸 빌딩
이 건물의 첫인상은 외벽 바깥에 도드라진 기둥들이다. 보통의 오피스 타워는 기둥을 커튼월 안쪽에 숨기는데, 여기서는 18개의 기둥이 파사드 밖으로 나와 건물의 표정을 통째로 만든다. 이유는 단순하다. U.S. Steel은 자사가 개발한 내후성 강 코르텐강(Cor-Ten)을 도시 한복판에 진열하고 싶었다.
외장에 쓰인 코르텐강은 피츠버그 근교의 U.S. Steel Homestead Works에서 생산됐고, 건물 전체에 들어간 구조용 강재는 4만 4,000 US톤(약 4만 톤)이 넘는다. 1901년 J. P. Morgan, Andrew Carnegie 등이 손잡고 출범한 U.S. Steel은 출범 직후 미국 철강의 약 3분의 2를 생산하던 거인이었다. 그런 회사가 고향 피츠버그에 짓는 본사라면 건물 자체가 카탈로그가 되는 건 당연한 수순이었달까.
녹이 갑옷이 되는 강철, 코르텐강
코르텐강은 U.S. Steel이 1933년 특허를 낸 내후성 강(weathering steel)이다. 원래는 석탄·광석을 실어 나르는 철도 화차용으로 개발됐는데, 표면에 생긴 녹이 오히려 속살의 부식을 막아 준다는 성질이 금세 주목받았다. 젖었다 마르기를 반복하며 표면에 치밀한 다크 브라운 산화막이 자리 잡고, 이 막이 스스로 재생되며 갑옷 노릇을 한다. 페인트칠이 필요 없는 이유다.
건축에 처음 쓰인 사례로는 Eero Saarinen(에로 사리넨)이 설계해 1964년 완공한 일리노이주 Moline의 John Deere World Headquarters가 꼽히고, 시카고 Richard J. Daley Center도 같은 소재로 지어졌다. 다만 대가도 있었다. 산화막이 안정되기 전 빗물에 씻겨 내려온 녹물이 주변 보도와 이웃 건물을 물들였고, 회사가 대부분 닦아 냈지만 지금도 일부 보도에는 녹빛 얼룩이 남아 있다. 코르텐강은 그 자체로 녹이 안 스는 금속이 아니라서, 물이 고이면 부식이 오히려 빨라진다. 이 소재를 쓰는 건축가들이 빗물이 어디로 흐르는지, 배수 디테일부터 챙기는 이유다.
기둥 속에 물이 흐른다 — 액체 충전 기둥의 원리
이제 본론이다. 바깥 기둥 18개는 모두 속이 빈 강철 상자형 기둥이고, 그 안을 물·부동액·방청제를 섞은 혼합액이 채운다. 액체를 채운 내화 기둥을 고층 건물에 본격적으로 적용한 첫 사례로 바로 이 빌딩이 꼽힌다. 시공 당시 기록에 따르면 기둥들은 높이 약 60m(200ft)씩 네 개의 수직 구간으로 나뉘고, 구간마다 약 12만 5,000갤런, 모두 합쳐 약 50만 갤런(약 190만 L)의 액체가 들어간다. 구간 안에서는 배관이 기둥끼리를 이어 주고, 16·34·50·64층에 2,000갤런짜리 물탱크가 하나씩 놓인다. 불이 나면 펌프 같은 기계 장치 없이도 액체가 스스로 돌도록 짠 시스템이다.
원리를 이해하려면 강철의 약점부터 알아야 한다. 강철은 타지는 않지만 뜨거워지면 힘을 잃는다. 미국 표준 내화시험(ASTM E119)은 기둥 단면의 평균 온도가 538°C(1,000°F)를 넘거나 어느 한 지점이 649°C(1,200°F)에 이르면 ‘실패’로 판정할 정도다. 일반적인 수냉 기둥 이론에서 물은 이 열을 빼앗아 가는 역할을 한다. 화재로 기둥 한쪽이 달궈지면 그 부분의 액체가 데워져 위로 올라가고, 그 자리를 차가운 액체가 채우는 대류가 생긴다. 열이 한곳에 쌓이지 않고 액체를 타고 흩어지는 셈이다. 온도가 더 올라 물이 끓기 시작하면 기화열이 한 번 더 열을 삼킨다.
이론이 그렇다면 이 빌딩의 실제 사양은 어떨까. 피츠버그 현지 기록들은 이 액체 충전 방식 덕분에 기둥이 약 4시간 동안 화염을 견디도록 했다고 전한다.
부동액과 방청제는 왜 넣었나 — 콘크리트 대신 물을 고른 이유
기둥이 건물 바깥에 나와 있다는 건 피츠버그의 겨울 찬바람을 그대로 맞는다는 뜻이다. 맹물이었다면 기둥 속에서 얼며 부피가 늘어 강관을 상하게 할 수 있으니, 부동액이 들어간 이유도 이 맥락으로 읽힌다. 방청제는 반대편 문제를 막는다. 바깥 면은 코르텐강의 산화막이 지켜 주지만, 안쪽 면은 수십 년 동안 물과 맞닿아 있어야 하니 따로 녹을 막아 줘야 한다.
그렇다면 왜 이렇게 번거로운 방식을 택했을까. 건축법은 강철 기둥을 콘크리트로 감싸거나 내화 피복을 뿜어 붙이는 식으로 불에서 보호하라고 요구한다. 그렇게 하는 순간 코르텐강은 보이지 않게 된다. 물을 채우면 강철 표면을 그대로 드러낸 채 내화 성능을 확보할 수 있었다. 물론 공짜는 아니었다. 철골 골조 전체를 물 한 방울 새지 않는 수밀 구조로 만들어야 했으니까. 보여 주기 위한 구조가 얼마나 정교해야 하는지 보여 주는 대목이다.
19세기 공장에서 온 아이디어, 1960년대 마천루에 오르다
기둥에 물을 채워 불을 견딘다는 발상 자체는 새롭지 않다. 1894년 미국에서 등록된 한 특허는 공장·제분소의 속 빈 금속 기둥에 불이 나면 물을 흘려 넣고, 위쪽 통기구로 증기를 빼내는 장치를 담고 있다. 특허 문서는 이런 건물들이 불이 나면 달궈진 기둥이 무너지면서 통째로 소실되곤 한다는 문제를 직접 적어 두었다. 1960년대 말에는 독일의 한 철강회사도 이 방식을 다시 파고든 특허를 냈다. 기둥 속에 관을 하나 더 넣고 지붕 위 얕은 물탱크와 이어, 불이 나면 대류로 물이 돌며 열을 빼고 증기는 탱크 쪽으로 빠지게 하는 구조다.
U.S. Steel도 1969년 수냉 기둥 내화 시스템 설계 지침을 펴냈다. 강재 온도와 열전달, 물 순환을 계산해 시스템을 설계하는 방법을 담은 문서다. 그 직후 자사 본사를 첫 무대로 삼았다는 건, 이 빌딩이 강철뿐 아니라 기술까지 파는 쇼케이스였다는 뜻이다. 구조 설계는 당시 Worthington, Skilling, Helle & Jackson이라는 이름이던 사무소가 맡았다. 뉴욕 World Trade Center 쌍둥이 빌딩의 구조 엔지니어로 잘 알려진 Leslie E. Robertson이 몸담았던 곳으로, 지금의 Leslie E. Robertson Associates로 이어진다. 시공은 Turner Construction.
알루미늄 회사엔 알루미늄 옷, 철강 회사엔 강철 옷
건축 설계는 Harrison, Abramovitz & Abbe가 맡았다. 뉴욕 UN 본부 설계를 이끈 Wallace K. Harrison과 Max Abramovitz가 중심이 된 사무소다. 이들은 이미 피츠버그에 비슷한 ‘재료 광고판’을 세운 적이 있다. 1953년 완공된 Alcoa Building이다. 알루미늄 회사 Alcoa의 본사였던 이 31층 빌딩은 외벽 전체를 알루미늄으로 두른 첫 마천루로 꼽힌다.
17년 뒤 같은 사무소가 이번엔 철강회사를 위해 강철을 입혔으니, 두 빌딩이 가까이 이웃해 선 풍경은 그 자체로 미국 기업 본사 건축의 교과서랄까. 20세기 중반 미국 대기업에게 본사 건물은 브랜드를 보여 주는 거대한 광고판이었고, 소재 회사라면 그 광고판이 곧 자사 제품이었다. 기업 본사라는 타이폴로지가 ‘일하는 곳’을 넘어 ‘회사의 얼굴’이 된 시기, 피츠버그에는 그 얼굴이 알루미늄과 강철 두 가지 버전으로 남아 있다.
미스의 장식 기둥과 무엇이 다른가 — 구조가 곧 파사드
모더니즘 오피스 타워의 계보 위에 놓고 보면 이 건물의 의미가 더 선명해진다. 1958년 Mies van der Rohe(미스 반 데어 로에)는 뉴욕 Seagram Building 외벽에 브론즈 I형강을 덧붙였다. 진짜 구조체는 내화 피복 속에 숨어 있었고, 바깥의 I형강은 ‘이 안에 철골이 있다’는 사실을 표현하는 장식에 가까웠다. 법이 요구하는 내화 피복 때문에 철골을 그대로 보여 줄 수 없던 시대의 우회로였던 셈이다.
U.S. Steel Tower는 그 우회로를 정면으로 돌파한다. 밖에 보이는 기둥이 장식이 아니라 실제로 하중을 받는 구조체이고, 내화 문제는 물로 푼다. 형태는 군더더기 없는 격자를 반복하는 인터내셔널 스타일 오피스 타워의 문법을 따르지만, 구조를 감추지 않고 드러내려는 태도는 이후 구조와 설비를 바깥으로 꺼내 보인 하이테크 건축의 흐름과도 맞닿아 보인다. 저층부에서는 이 기둥들이 캐노피 아래까지 그대로 내려와 땅을 딛는다. 마천루를 떠받치는 강철 기둥이 지면에 닿는 순간을 사람 눈높이에서 볼 수 있다는 것, 그게 이 건물 1층의 진짜 볼거리다.
엘리베이터 54대와 1에이커 지붕 — 수직 동선과 꼭대기의 기억
64층짜리 오피스 타워에서 가장 중요한 동선은 결국 엘리베이터다. 이 건물에는 8대씩 묶은 승객용 엘리베이터 뱅크 6개에 화물용 4대, 전용 2대까지 모두 54대가 들어간다. 승객용을 여섯 무리로 나눈 건 운행 구간을 층별로 쪼개 대기 시간을 줄이는 초고층 오피스의 전형적인 수직 조닝으로 읽힌다. 각 층의 넓은 삼각형 평면이 수천 명의 출퇴근을 감당하려면 이 정도 수직 동선이 필요했던 셈이다.
꼭대기에도 이야기가 있다. 62층에서는 1971년부터 약 30년 동안 레스토랑 Top of the Triangle이 영업하며 도시를 내려다보는 자리를 내줬고, 2001년 문을 닫았다. 1에이커에 가까운 평평한 지붕은 한때 헬리포트로 쓰였지만 1992년 이후로는 쉬고 있다. 이 지붕을 시민에게 여는 명소로 바꾸자는 제안도 나왔지만 소유주는 관심을 보이지 않았다. 도시에서 가장 높은 곳이 가장 닫힌 곳으로 남아 있는 건 조금 아쉬운 대목이다.
밤의 타워 — 창 조명과 UPMC 사인
해가 지면 다크 브라운 외벽은 거의 어둠에 묻힌다. 짙은 마감은 빛을 먹기 때문에 같은 조명을 받아도 밝은 석재나 유리 빌딩보다 훨씬 어둡게 읽힌다. 그래서 밤의 U.S. Steel Tower를 그리는 건 외벽 조명이 아니라 창 안쪽의 실내 불빛, 그리고 꼭대기의 사인이다. 2008년 피츠버그 250주년에는 사무실 불빛을 조합해 외벽에 숫자 ‘250’을 띄우기도 했다. 같은 해 최대 임차인 UPMC가 꼭대기에 높이 약 6.1m(20ft)의 UPMC 글자를 달았는데, 건물 역사상 첫 외부 사인이라 건설에 참여했던 이들 사이에서 비판도 나왔다. 이 사인은 2019년 네온에서 LED로 바뀌었다.
조명 설계의 원리로 보면, 이렇게 짙은 외장은 면 전체를 고르게 비추는 투광보다 기둥 같은 수직 요소를 따라 빛을 끊어 넣을 때 재질감이 산다. 코르텐강처럼 거친 표면은 바로 아래에서 비스듬히 쳐올리는 그레이징(grazing) 조명을 받을 때 산화막의 결이 가장 잘 드러난다. 국내 상가나 카페 파사드에 코르텐 패널을 쓴다면, 2700~3000K 웜톤 라인 조명을 패널 하단에 숨겨 두는 것만으로 낮의 녹빛이 밤까지 이어진다. 반대로 4000K 이상의 흰빛을 정면에서 때리면 녹빛이 칙칙한 그레이로 죽어 버리니 피하는 게 좋다.
반세기를 버틴 강철 마천루가 지금 말하는 것
지금 이 빌딩의 주인은 U.S. Steel이 아니다. 소유는 부동산 회사 The 601W Companies로 넘어갔고, 최대 임차인은 약 46,000m²를 쓰며 본사를 둔 의료 그룹 UPMC다. U.S. Steel은 여전히 주요 임차인으로 남아 있고, 2025년 6월 Nippon Steel(일본제철)에 인수된 뒤에도 피츠버그 본사와 회사 이름을 유지하기로 했다. 건물은 에너지 효율 개선을 거쳐 2019년 LEED Silver(기존 건물 운영·유지관리 부문) 인증도 받았다.
1970년대 이후 미국 철강업이 기울면서 피츠버그는 ‘철강 도시’에서 의료·교육·기술의 도시로 체질을 바꿨다. 철강회사 본사로 지은 타워 꼭대기에 의료 그룹의 간판이 걸린 풍경이 그 변화를 가장 압축적으로 보여 준다. 그래도 기둥 속 물은 반세기 넘게 그 자리에서 다음 불을 기다리고 있다. 구조와 재료를 숨기지 않으려는 욕망도 여전하다. 앞서 소개한 〈채석장 위 코르텐 주택〉처럼 코르텐강은 지금도 시간이 입혀 주는 마감으로 사랑받고, 〈40년 다 돼도 안 촌스러운 홍콩 오피스〉의 Lippo Centre가 보여 주듯 분명한 아이디어를 품은 빌딩은 쉽게 낡지 않는다. 피츠버그의 이 다크 브라운 마천루도 그쪽에 서 있다.
