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문제 정의
- 그리고 LH공사(구“대한주택공사”)의 도심환경 개선사업을 위해 공가(空家)상태인 시영아파트 2개동에 기존 철거방식에 의한 철거공사(이하 ‘기존방식’이라함)와 신규방식에 의한 철거공사를 수행하고, 앞서 구축한 평가체계를 근간으로 수행 결과를 비교 검토함으로써 신규방식의 시공성을 검증하고자 하였다.
- 그러나 향후 급격히 증가할 노후공동주택의 개선방안으로 리모델링은 장기적인 관점이나 산업적, 정책적인 측면에서 대안으로 부각되고 있다. 본 연구에서는 리모델링 공사에서 체계적인 철거공사계획, 철거안정성 확보, 철거폐기물의 감소, 폐기물 재활용 등의 문제를 해결할 수 있는 신규철거공사 프로세스의 평가체계를 제시하고 시공성을 평가하였다.
- 본 연구의 목적은 현행 리모델링 공사를 위해 단순 시공성만을 강조한 기존의 철거공사의 프로세스 및 단위작업을 재정립한 선행연구(이하 ‘신규방식’이라 함)를 근간으로 해당 단위작업의 시공성을 검증하고자 함이다.
- 그 원인은 신규방식에 대한 시공성을 포함한 적용 가능성평가가 미흡했기 때문이다. 이에 본 논문에서는 리모델링 철거공사의 체계적인 계획과 폐기물 재활용성을 향상할 수 있는 시공성 평가체계를 구축하고 검증하는 절차를 통해, 건설업체 및 철거관련업체들로 하여금 신규방식에 대한 선호도를 상승시켜 신규철거방식의 정착화를 유도하고자 한다.
- 기존철거방식과 신규철거방식을 모니터링하면서 분석한 결과를 바탕으로 신규방식에 투입된 작업자와의 인터뷰를 시행하였다. 인력철거작업에 투입되었던 3명의 작업자와 장비철거에 투입되었던 2명의 작업자를 대상으로 실제 작업을 수행하면서 느꼈던 시공성에 대해 조사하였다. 표 2와 같은 시트양식으로 수행하였으며 결과를 정리하면 표 8과 같다.
- 자재 및 장비의 실 투입량과 손실량을 파악하며, 폐기물 현황을 파악하는 것이 목적이다. 철거공사 과정을 직접 관찰하면서 투입되는 장비명, 투입량 등을 조사표에 기록하며, 디지털 카메라를 이용하여 촬영한다.
- 투입된 인력의 실 투입량을 파악하며, 투입된 인력에 대비해 인력의 부족 및 추가소요인원을 파악하는 것이 목적이다. 철거공사 과정을 직접 관찰하면서 투입되는 인력량, 작업조 구성, 노무비등을 조사표에 기록하며, 디지털 카메라를 이용하여 촬영한다.
제안 방법
- 가구 및 보일러 철거, 창호철거, 잡철물 제거는 대상 현장이 소규모이므로 철거물량이 극히 미미하여 이 단계를 분리할 경우 철거공사의 효율이 저하될 수 있어, 이를 통합하여 하나의 단계로 실험하였다. 또한 조적벽 철거후 폐기물 투하 단계는 철거도면으로 표현 될 수 없으므로 실제 철거공사 실행시 이를 별도단계로 추가하였다.
- 광주 학동 시영아파트는 총 2개의 동으로 이루어져 있으며, 본 연구를 통해 개발된 폐기물 재활용의 향상을 위한 신규방식을 적용하기 위하여 1개동 양 단부를 그 대상으로 선정하였다. 계단실을 기준으로 양 측에 있는 2개 부위는 평형과 평면형태, 구조형식 등 동일한 구조로 되어있어 한쪽을 기존철거방식을 적용하였고, 다른 한쪽에는 신규철거방식을 적용하여 성능을 비교평가하는 방식으로 실험을 진행하였다.
- 차우철 외(2008)는 다양한 리모델링의 가능성을 판단하기 위해 기존 건물전체의 고유한 성질을 평가하는 ‘전체레벨(MACRO LEVEL)’과 특정목적을 위해 특정의 방안을 적용하는 경우를 고려한 ‘부분레벨(MICRO LEVEL)’로 구분하였다. 그리고 국내법규 및 몇몇 건축물의 평가에 대한 대표값을 적용하여 산출된 값을 통해 공동주택의 리모델링 용이성을 평가하였다.
- 측정요소별로는 각각의 단위작업별 시공속도를 측정하고, 인력, 장비의 실 투입량과 손실량을 정량적인 방법으로 파악, 비교하였다. 그리고 작업의 문제점을 파악하고 철거공사의 지연요인과 효율요인을 도출하며, 시공과정에 대한 평가를 정성적인 방법으로 파악, 비교하였다.(표 4)
- 평가요소의 계층 구조를 작성하고 개별비교를 통해 각 평가항목별 가중치를 산정하고 검토하였다. 그리고 정량적인 요소와 정성적인 요소로 구분한 후, 평가 값을 부여하고 AHP기법을 사용하여 최적의 시공성을 나타내는 대안을 선정하였다.
- 기존방식과 신규방식을 단위시간별, 층별, 그리고 사용장비에 따라 소요작업시간을 측정했다. 기존방식은 창호 및 잡철물제거, 내외부 벽체 철거작업, 폐기물 투하작업의 3단계의 단위작업에 의해 진행되었다.
- 기존철거 방식의 문제점을 해결하기 위한 대책인 신규철거 방식의 적용을 위해, 철거공사 수행시 시공성에 영향을 미치는 요소들을 도출하여 정량적인 요소와 정성적인 요소로 구분하였다. 이러한 요소들을 반영하여 사례연구(Case Study)를 통해 기존 방식과 신규방식을 비교, 평가하였다.
- 기존철거방식과 신규철거방식을 모니터링하면서 분석한 결과를 바탕으로 신규방식에 투입된 작업자와의 인터뷰를 시행하였다. 인력철거작업에 투입되었던 3명의 작업자와 장비철거에 투입되었던 2명의 작업자를 대상으로 실제 작업을 수행하면서 느꼈던 시공성에 대해 조사하였다.
- 기존철거방식에 대비한 신규철거방식의 성과를 정량적, 정성적으로 평가하여 비교하고자 한다. 철거만을 전문으로 하는 업체 5군데를 선정하여 철거공사 경력 15년 이상인 현장소장급을 대상으로 전문가 면담을 실시하였다.
- 따라서 본 연구에서는 기존의 연구동향을 맞춰 ‘환경친화적인 리모델링 철거공사의 시공성평가’에 대한 연구를 수행하였다.
- 가구 및 보일러 철거, 창호철거, 잡철물 제거는 대상 현장이 소규모이므로 철거물량이 극히 미미하여 이 단계를 분리할 경우 철거공사의 효율이 저하될 수 있어, 이를 통합하여 하나의 단계로 실험하였다. 또한 조적벽 철거후 폐기물 투하 단계는 철거도면으로 표현 될 수 없으므로 실제 철거공사 실행시 이를 별도단계로 추가하였다. 기존철거방식의 철거공사 프로세스는 철거업체의 면담을 통해 3단계로 작성되었고 각 단계별 철거공사의 전경은 그림 6과 같다.
- 장비를 이용한 철거의 단계로, 내부 및 외부의 벽체를 철거하였다. 마지막으로 발생한 조적 폐기물을 투하하는 작업 및 마무리작업을 수행하였다. 다음의 그림 7은 이러한 신규방식의 단계별 전경을 나타내고 있다.
- 김춘우 외(2000)는 공용주차장 시공성 평가 프로세스를 통해 최적의 시공성을 나타내는 대안을 선정하기 위해 시공성 평가 프로세스를 정립하였다. 문헌연구와 전문가면담을 통해 평가항목과 세부평가항목을 도출하였다. 평가요소의 계층 구조를 작성하고 개별비교를 통해 각 평가항목별 가중치를 산정하고 검토하였다.
- 선행연구인 ‘친환경 리모델링 철거공사 프로세스 모델(황영규 2008)’을 기초로 기존방식과 신규방식의 철거공사계획과 작업방법 및 순서를 구축한 다음, 문헌조사를 통해 시공성 평가요소를 도출하였다.
- 시공성 평가를 위해 도출된 정성적, 정량적 요소들을 측정하기 위해 각 요소들마다 평가시트를 작성하여 결과를 정리하였다. 표 6은 실제 사례연구를 진행하면서 모니터링한 결과를 평가시트에 정리한 예이다.
- 신규방식의 정착을 위해 중요한 요소인 시공성에 대한 검증연구의 필요성을 인식하고 문헌조사와 선행연구분석을 실시하였다. 선행연구인 ‘친환경 리모델링 철거공사 프로세스 모델(황영규 2008)’을 기초로 기존방식과 신규방식의 철거공사계획과 작업방법 및 순서를 구축한 다음, 문헌조사를 통해 시공성 평가요소를 도출하였다.
- 신규철거방식의 5단계 프로세스를 각각 분석해보았다. 창호 및 잡철물제거 작업단계에서는 폐기물 투하 경로를 확보하기 위하여 창호 철거를 먼저 진행하였다.
- 이러한 5점 척도를 활용해 체크리스트의 체크결과를 해당 ‘건축물의 환경친화적 성능’에 따라 각 등급별 빈도로 나타내는 방식을 제시하였다.
- 선행연구인 ‘친환경 리모델링 철거공사 프로세스 모델(황영규 2008)’을 기초로 기존방식과 신규방식의 철거공사계획과 작업방법 및 순서를 구축한 다음, 문헌조사를 통해 시공성 평가요소를 도출하였다. 이러한 과정으로 도출된 평가요소를 정량적인 요소와 정성적인 요소로 구분하여 평가시트를 작성하였다. 작성된 평가시트를 이용하여 광주광역시에 위치한 라멘조 3층 노후공동주택을 대상으로 사례적용을 실시하여 각 기술별 시공성을 분석하였다.
- 기존철거 방식의 문제점을 해결하기 위한 대책인 신규철거 방식의 적용을 위해, 철거공사 수행시 시공성에 영향을 미치는 요소들을 도출하여 정량적인 요소와 정성적인 요소로 구분하였다. 이러한 요소들을 반영하여 사례연구(Case Study)를 통해 기존 방식과 신규방식을 비교, 평가하였다.
- 이러한 전문가 면담을 통해, 시공성 평가요소를 도출하였다. 정량적인 평가요소로는 시공속도, 투입인력, 투입장비를, 정성적인 평가는 작업과정 조사, 작업지연 여부, 인력의 여유 및 부족, 시공난이도, 타공정과의 연계성을 도출하였다.
- 본 연구의 목적은 현행 리모델링 공사를 위해 단순 시공성만을 강조한 기존의 철거공사의 프로세스 및 단위작업을 재정립한 선행연구(이하 ‘신규방식’이라 함)를 근간으로 해당 단위작업의 시공성을 검증하고자 함이다. 이를 위해 현업에 종사하고 있는 전문가 자문을 통해 시공성을 객관적으로 평가할 수 있는 주요요인(key factors)을 도출하였으며, 기존연구 및 전문가 자문을 토대로 시공성 평가 시트를 작성하였다. 그리고 LH공사(구“대한주택공사”)의 도심환경 개선사업을 위해 공가(空家)상태인 시영아파트 2개동에 기존 철거방식에 의한 철거공사(이하 ‘기존방식’이라함)와 신규방식에 의한 철거공사를 수행하고, 앞서 구축한 평가체계를 근간으로 수행 결과를 비교 검토함으로써 신규방식의 시공성을 검증하고자 하였다.
- 이러한 과정으로 도출된 평가요소를 정량적인 요소와 정성적인 요소로 구분하여 평가시트를 작성하였다. 작성된 평가시트를 이용하여 광주광역시에 위치한 라멘조 3층 노후공동주택을 대상으로 사례적용을 실시하여 각 기술별 시공성을 분석하였다. 이러한 연구의 흐름과 방법을 도식화하면 그림 1과 같다.
- 정성적 평가 목적은 작업의 문제점을 파악하고 철거공사의 지연요인과 효율요인을 도출하며, 시공과정에 대한 세부적인 평가를 수행하기 위함이다. 철거공사 과정을 관찰하고, 작업 마감 후 공사를 수행했던 작업자와 인터뷰를 통하여 정보를 수집하여 측정한다. 작업자와의 인터뷰양식은 표 2와 같은 형태의 자료를 활용하여 평가하고자 하였다.
- 철거공사 과정을 단위작업별로 관찰을 하면서 자재, 장비, 인력의 흐름을 기록하여 문제점과 기회요소를 분석한다.
- 투입된 인력의 실 투입량을 파악하며, 투입된 인력에 대비해 인력의 부족 및 추가소요인원을 파악하는 것이 목적이다. 철거공사 과정을 직접 관찰하면서 투입되는 인력량, 작업조 구성, 노무비등을 조사표에 기록하며, 디지털 카메라를 이용하여 촬영한다.
- 자재 및 장비의 실 투입량과 손실량을 파악하며, 폐기물 현황을 파악하는 것이 목적이다. 철거공사 과정을 직접 관찰하면서 투입되는 장비명, 투입량 등을 조사표에 기록하며, 디지털 카메라를 이용하여 촬영한다.
- 기존철거방식에 대비한 신규철거방식의 성과를 정량적, 정성적으로 평가하여 비교하고자 한다. 철거만을 전문으로 하는 업체 5군데를 선정하여 철거공사 경력 15년 이상인 현장소장급을 대상으로 전문가 면담을 실시하였다.(표 1)
- 철거시 발생하는 폐기물의 재활용성을 향상하기 위한 신규기술의 프로세스는 5단계로 구성하여 진행하였다. 가구, 보일러, 창호 및 잡철물을 제거하고 천정과 벽 마감재를 철거하였다.
- 비교 대상인 두 방식의 공사기간을 추정하며, 노무량을 비교하기 위함이다. 측정방법은 철거의 시작시간과 종료시간을 하나의 타임워치를 이용하여 분단위로 측정하도록 하였다. 또한 ‘작업제외시간’은 또 다른 타임워치를 이용하여 공제대상 시간(분)을 기록하도록 하였다.
- 측정요소별로는 각각의 단위작업별 시공속도를 측정하고, 인력, 장비의 실 투입량과 손실량을 정량적인 방법으로 파악, 비교하였다. 그리고 작업의 문제점을 파악하고 철거공사의 지연요인과 효율요인을 도출하며, 시공과정에 대한 평가를 정성적인 방법으로 파악, 비교하였다.
- 문헌연구와 전문가면담을 통해 평가항목과 세부평가항목을 도출하였다. 평가요소의 계층 구조를 작성하고 개별비교를 통해 각 평가항목별 가중치를 산정하고 검토하였다. 그리고 정량적인 요소와 정성적인 요소로 구분한 후, 평가 값을 부여하고 AHP기법을 사용하여 최적의 시공성을 나타내는 대안을 선정하였다.
대상 데이터
- 광주 학동 시영아파트는 총 2개의 동으로 이루어져 있으며, 본 연구를 통해 개발된 폐기물 재활용의 향상을 위한 신규방식을 적용하기 위하여 1개동 양 단부를 그 대상으로 선정하였다. 계단실을 기준으로 양 측에 있는 2개 부위는 평형과 평면형태, 구조형식 등 동일한 구조로 되어있어 한쪽을 기존철거방식을 적용하였고, 다른 한쪽에는 신규철거방식을 적용하여 성능을 비교평가하는 방식으로 실험을 진행하였다.
성능/효과
- 2%가 감소되었다. 결국 전체적으로 기존방식에 비해 신규방식의 작업시간이 약 11.3% 증가하였다.(그림 8) 그림 9는 이러한 내용을 공정표로 나타내어, 기존방식에 비교한 신규방식의 작업시간을 단위작업별로 비교하였다.
- 신규방식이 기존방식에 비해 많은 단계를 거치므로 각 단계가 종료되고 작업자나 장비의 이동에 소요되는 시간이 증가되었다. 그리고 작업회의에 소요된 시간도 기존방식에 비해 430% 증가된 것으로 나타났는데, 이는 작업자가 처음 수행하는 방식이므로 작업 중 회의 시간이 증가 된 것에 기인한다. 작업자 및 장비이동에 대한 사전계획의 수립이 필요하다.
- 내부수장재 철거 공정에서는 신규방식이 종류별, 마감재의 분리철거, 인력철거 실시로 기존방식에 비해 약 9.6%가 증가하여 생산성이 저하된 반면, 신규방식에서의 내외부벽체 철거 공정은 작업시간이 약 31.2%가 증가하였다. 이는 마감재가 선행작업에서 제거됨에 따라 조적벽체 철거만 진행되어 작업의 생산성이 높아진 결과이다.
- 9%정도 작업시간이 단축되었다. 또한 혼합폐기물을 배출하는 기존방식보다 조적 폐기물만을 배출하는 신규방식이 폐기물 배출에 소요되는 시간이 적어 시공성이 좋았다. 유휴시간의 경우 신규방식이 이동에 소요되는 시간이 많고, 생소한 작업 프로세스이므로 작업회의 시간이 증가한 결과가 나왔다.
- 3%(약 139분) 증가되었으나, 조적벽 철거의 경우 신규철거방식이 내부 마감재가 분리되어 있어 기존방식에 비해 작업시간이 단축되었다(기존 442분, 친환경 394분). 뿐만 아니라 폐기물 배출에 소요되는 시간 또한 혼합폐기물을 배출하는 기존방식보다 조적 폐기물 만을 배출하는 신규방식의 시공성이 좋았다. 유휴시간의 경우 신규방식이 이동에 소요되는 시간이 많고, 생소한 작업 프로세스이므로 작업회의 시간이 증가한 결과가 나왔다.
- 신규방식이 기존방식에 비해 많은 단계를 거치므로 각 단계가 종료되고 작업자나 장비의 이동에 소요되는 시간이 증가되었다. 그리고 작업회의에 소요된 시간도 기존방식에 비해 430% 증가된 것으로 나타났는데, 이는 작업자가 처음 수행하는 방식이므로 작업 중 회의 시간이 증가 된 것에 기인한다.
- 신규 리모델링 철거공사의 시공성 평가를 위해 작업시간분석, 유휴시간분석, 단위작업 분석의 결론을 다음과 같다. 신규철거 방식이 내부 마감재의 분리철거로 인해 단계가 늘어나 신규철거 방식의 시간은 기존 방식에 비해 11.3%(약 139분) 증가되었으나, 조적벽 철거의 경우 신규철거방식이 내부 마감재가 분리되어 있어 기존방식에 비해 작업시간이 단축되었다(기존 442분, 친환경 394분). 뿐만 아니라 폐기물 배출에 소요되는 시간 또한 혼합폐기물을 배출하는 기존방식보다 조적 폐기물 만을 배출하는 신규방식의 시공성이 좋았다.
- 유휴시간의 경우 신규방식이 이동에 소요되는 시간이 많고, 생소한 작업 프로세스이므로 작업회의 시간이 증가한 결과가 나왔다. 이를 종합하면 신규철거 방식의 경우 여러 단계를 거치는 내부 수장재의 분리철거로 인해 시공성이 저하되나 조적벽 철거(장비 철거)의 시공성은 우수한 것으로 분석되었다.
- 유휴시간의 경우 신규방식이 이동에 소요되는 시간이 많고, 생소한 작업 프로세스이므로 작업회의 시간이 증가한 결과가 나왔다. 이를 종합하면 신규철거방식의 경우 여러 단계를 거치는 내부 수장재의 분리철거로 인해 시공성이 저하되나 장비철거의 시공성은 우수한 것으로 분석되었다.
- 작업자의 휴식, 장비정비 및 수리로 인한 유휴시간은 기존방식과 신규방식이 비슷하게 나타났다. 작업자와 장비의 이동에 소요된 시간은 기존방식에 비해 신규방식이 60%가 증가되었다.
- 내외부벽체 철거작업은 천정 및 벽 마감재와 함께 조적벽을 철거하는 기존방식의 경우 마감재로 인한 벽체의 강성증가, 작업시야의 방해, 장비이동의 방해 등으로 인하여 생산성이 저하된 것으로 나타났다. 장비의 이동시 계단실을 이용했으나 계단실의 좁은 반경, 난간으로 인해 장비이동 시간이 오래걸리고 비효율적이었다. 크레인과 같은 장비를 이용하여 수직이동을 적용할 필요가 있다.
- 이러한 전문가 면담을 통해, 시공성 평가요소를 도출하였다. 정량적인 평가요소로는 시공속도, 투입인력, 투입장비를, 정성적인 평가는 작업과정 조사, 작업지연 여부, 인력의 여유 및 부족, 시공난이도, 타공정과의 연계성을 도출하였다. 다음의 그림 3은 이러한 리모델링 철거공사의 시공성 평가체계를 도식화한 것이다.
- 이는 마감재가 선행작업에서 제거됨에 따라 조적벽체 철거만 진행되어 작업의 생산성이 높아진 결과이다. 폐기물 투하작업 역시, 단일폐기물로 구성되어 폐기물 투하작업의 생산성이 높아져서 기존방식과 대비하여 약 3.2%가 감소되었다. 결국 전체적으로 기존방식에 비해 신규방식의 작업시간이 약 11.
후속연구
- 뿐만 아니라 신규철거방식의 작업 순서, 폐기물의 적재 위치, 장비이동경로, 폐기물 투하위치 등의 정보를 담고 있다. 철거공사 사전준비 단계의 결과물을 포함하고 있으며, 철거도면을 참고자료로 하여 철거공사의 시공계획서 작성을 비롯한 구체적인 철거공사계획이 가능해 진다.
- 신규리모델링 철거공사가 체계화되고 정착화가 된다면 유휴시간에서의 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 판단된다. 향후 체계적인 철거계획을 확립하고 실용화를 위해서는, 신규 리모델링 철거공사의 최적공정을 개발하고 실무자가 직접 사용할 수 있는 매뉴얼이나 사용지침이 개발되어야 할 것으로 사료된다.
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