로마시대에 대규모 건축물이 건설될 수 있었던 이유는 아치의 확장형인 돔(DOME), 볼트(Vault)라는 기술력이 때문이다.

기술적으로 2차원인 아치를 3차원 선형화시킨 것이 볼트고, 한바퀴 돌리면 돔이 되는 것이다. 우선 현존하는 로마 시대 건물 가운데 가장 완벽한 돔을 보여주는 것은 판테온이다.

판테온은 원형 건물로, 그 현관인 주랑 현관 세 열의 거대한 화강암으로 된 코린트식 기둥들이 있다. 그 위에는 박공벽이 있다. 주랑 현관은 원형 홀을 향해 열려 있는데, 이 원형 홀 위에는 소란 반자들로 장식된 콘크리트 돔이 있다. 이 콘크리트 돔 가운데의 개구부는 하늘을 향해 열려 있다.

판테온은 4,535톤이라는 엄청난 하중을 견디기 위해 돔은 3개의 축인 X-Y-Z가 정확히 조율해야 했다. 판테온의 돔은 구조적으로 9.1m 지름의 홍예돌이 모인 테두리에 집중되어 개구부를 형성한다. 돔 아래를 향한 추력은 6.4m 두께의 원통형 벽 안에 있는 여덟 개의 원통형 둥근 천장들로 분산되어 기둥들까지 전해진다. 돔 두께는 기초 부분에서 6.4m이고 개구부 주변에서는 1.2m이다. 개구부까지의 높이와 실내 원의 지름은 43.3m로 일치한다. 따라서 이 건물의 실내 전체는 정육면체 안에 정확히 들어갈 수 있다.

다시 말하자면 판테온의 실내는 지름이 43.3m인 구를 감쌀 수 있다는 것. 판테온은 아직까지도 철근이 들어 있지 않은 세계에서 가장 거대한 콘크리트 돔이다.

판테온의 내부.소석회 반죽과 포촐라나(pulvis puteolanum)와 인근 화산에서 가져온 가벼운 부석(浮石), 주먹 크기의 돌들로 만들어진 콘크리트가 이 로마 건물의 주 재료로 알려졌다. 이 콘크리트는 현재 쓰이는 콘크리트와 매우 흡사하다.

판테온에 사용된 콘크리트의 인장시험 결과는 없다. 그러나 코완(H. W. Cowan)은 리비아의 로마 유적에서 나온 고대의 콘크리트가 20MPa의 압축력을 견딜 수 있다는 결과가 나왔다고 한다. 이 실험에서 이 표본은 1.5Mpa의 인장력을 견딜 수 있다고 한다.

거대한 규모의 돔은 결국 로마제국의 영광을 상징하는 아이콘으로 자리매김했다. 이후 1436년에 완공된 피렌체의 산타 마리아 델 피오레 대성당의 42m의 돔을 비롯해 19~20세기의 시청, 학교, 대학교에 적극적으로 채용됐다.

아치를 3차원의 선형구조로 변환시킨 볼트는 로마건축물의 정점인 콜로세움에서 가장 두드러진다. 볼트는 위쪽의 하중을 옆으로 흘려보내기 때문에 압축력과 인장력을 최소화시킬 수 있어 많은 압력을 견뎌야 하는 터널이나 지하구조에 많이 사용된다. 여기에 방수기술이 활용된다면 대규모 항만건설에도 가장 적합하게 사용될 수 있다.

볼트가 만들어내는 공간은 이동 통로, 사무실, 창고, 검투사 대기실, 맹수 우리 등으로 다양하게 사용했다. 이때 확립된 원형극장의 구조는 이후 스타디움의 표준형으로 자리 잡아서 서양문명 2천년 동안 지속적으로 반복 사용되었다.
-기사입력일 2011년 8월 11일-