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문제 정의
- 모듈러 공법의 활성화를 위해서는 시장, 기술, 정책 부문 등 건설 산업에 관련된 전 분야의 개선이 모두 필요하다고 판단되지만 본 연구에서는 해외 모듈러 성공사례 분석을 통하여 국내 모듈러 시장을 고려한 건물 유형별 수요창출 방안을 제안하고자 한다. 다양한 성공사례 분석을 통하여, 해외 사례의 모듈러 공법 성공요인을 도출하고, 도출된 성공요인의 대표적인 사례를 분석, 우리나라 시장상황에 부합할 수 있는 수요창출 방안을 제안한다.
- 기존 해외 사례를 보면 면내 접합방식을 통하여 접합하였으나, 이 방식은 별도의 마감공정이 필요하다. 이에 본 연구에서는 보와 보를 연결하는 접합에서 인접접합 방식을 통한 접합방식을 제안한다.
- 더불어 수요의 부족으로 인한 한시적인 모듈러 생산은 기술 발전을 지속적으로 수행할 수 없는 저해요인이 되고 있으며, 타 공법에 비해 모듈러 공법에 대한 수요자의 인식조차 미흡한 실정이다. 지속적인 수요창출을 위해 해외의 모듈러 공법 성공사례 분석을 통하여 모듈러 공법 성공요인을 도출, 건물 유형별 성공 요인을 분석하여 국내 모듈러 공법의 수요창출 방안을 제안하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- (4) 우리나라 시장상황을 적용, 우리나라 모듈러 공법의 수요창출 방안을 제안.
- 병원시설의 경우, 신축보다 증축의 소요가 많아, 증축기술에 대해 제안하였다. 기존 접합 방식인 면내 방향 접합을 개선하여, 일부 부재의 형태를 바꾼 인접 접합 방식을 통하여, 기존 건축물과 증축 모듈 간의 현장 시공을 최소화, 기존 건축물을 지속적으로 사용하고, 사용자의 불편함을 줄일 수 있도록 제안하였다.
- 모듈러 공법의 활성화를 위해서는 시장, 기술, 정책 부문 등 건설 산업에 관련된 전 분야의 개선이 모두 필요하다고 판단되지만 본 연구에서는 해외 모듈러 성공사례 분석을 통하여 국내 모듈러 시장을 고려한 건물 유형별 수요창출 방안을 제안하고자 한다. 다양한 성공사례 분석을 통하여, 해외 사례의 모듈러 공법 성공요인을 도출하고, 도출된 성공요인의 대표적인 사례를 분석, 우리나라 시장상황에 부합할 수 있는 수요창출 방안을 제안한다.
- 사례분석에서 가장 많은 분포를 보이며, 우리나라에 적용 가능성이 가장 높은 3개 유형에 대해서만 사례분석을 수행하였다. 모든 건물 유형을 분석하는 것도 의미가 있지만, 적용 가능성이 높은 유형에 대해 전략적인 분석 및 적용이 필요하기에, 주거시설, 교육시설, 병원시설에 대해서만 분석하기로 한다.
- 병원시설도 마찬가지로 병원 증축에 관한 통계자료의 부재로 인하여, 2012년 착공한 병원 증축공사의 연면적과 공사금액을 조사하여, 잠재적 시장에 대해 확인하였다. 표 5에서 보듯이, 2012년에는 총 1044.
- 교육시설의 경우 장모듈 - 단모듈의 타입화 된 모듈 기술 개발이 공기를 단축시키고, 경제성을 확보하면서도 추후 증축소요에 대해 유연하게 대처할 수 있는 융통성을 확보할 수 있는 방안이다. 병원시설의 경우, 신축보다 증축의 소요가 많아, 증축기술에 대해 제안하였다. 기존 접합 방식인 면내 방향 접합을 개선하여, 일부 부재의 형태를 바꾼 인접 접합 방식을 통하여, 기존 건축물과 증축 모듈 간의 현장 시공을 최소화, 기존 건축물을 지속적으로 사용하고, 사용자의 불편함을 줄일 수 있도록 제안하였다.
- 본 연구에서는 미국과 영국의 대표적인 모듈러 기업의 사례를 조사하였으나, 일부 건물 유형의 사례가 충분하지 않아, 분석 과정 중 제외시키고 분석을 수행하였다. 모듈러 공법의 근본적인 수요창출 방안을 제안하기 위해서는 해외 모듈러 건축물에 대한 전반적인 사례조사가 뒷받침 되었을 때, 보다 정확한 수요창출 방안이 제시될 수 있을 것이라고 생각된다.
- 사례 분석은 국내 사례와 해외사례로 구분하여 수행하였다. 국내 사례의 경우 국내 모듈러 기업이 2003년부터 2010년 까지 수행되었던 프로젝트 16건을 바탕으로 수행하였다.
- 사례분석에서 가장 많은 분포를 보이며, 우리나라에 적용 가능성이 가장 높은 3개 유형에 대해서만 사례분석을 수행하였다. 모든 건물 유형을 분석하는 것도 의미가 있지만, 적용 가능성이 높은 유형에 대해 전략적인 분석 및 적용이 필요하기에, 주거시설, 교육시설, 병원시설에 대해서만 분석하기로 한다.
- 주거시설 유형에서 순위가 높은 성공요인은 공기단축, 설계성능, 경제성으로 Indiana Institute of Technology의 Evans Kimmel Hall은 생활공간과 공용공간의 평면을 동일하게 사용함으로써 설계 성능을 향상시켰으며, 설계안 반복 사용과 동일한 평면의 반복사용을 통하여 공기를 단축시켰다. 생산성 향상을 통하여 경제성을 향상시킨 대표적인 주거 시설 사례로, 방학 중 공사를 완료하고, 예산 내에서 공사를 수행하고자 하는 학교 측의 요구에 따라 공기단축과 경제성 확보가 가능한 모듈러 공법을 적용하였다. 그림 5에서 보듯이 설계 성능이 높은 Evans-Kimmel Hall 프로젝트의 설계안을 다른 프로젝트에 활용함으로써, 공기단축 효과가 더 크게 나타남을 볼 수 있다.
- 다양한 건물 유형으로 적용 범위를 넓히기 위해서는 해당 건물 유형에 적용 가능한 전략적인 기술개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 해외 모듈러 공법의 사례분석을 통하여, 모듈러 공법의 건물 유형별 성공요인을 도출하고, 건물 유형별 대표적인 사례 분석을 통하여 건물 유형별로 필요한 기술개발을 제안, 최종적으로는 모듈러 공법의 활성화를 통한 수요창출 방안을 제안하였다. 주거시설의 경우, 주거시설 표준화 모듈개발을 통하여 설계 안의 반복적인 활용이 공기단축과 설계 성능 향상, 그리고 경제성을 확보할 수 있는 방안으로 제시하였고, 원룸형 주택과 기숙사에 적합한 표준화 모듈을 제안하였다.
- 그림 6 모듈 개념 평면도 및 배면도에서 보듯이, 장모듈과 단모듈, 2개 타입을 기반으로 평면을 구성함으로써, 평면과 입면의 다양성을 부여하면서도, 최대한 모듈을 단순하게 구성하여 모듈의 제작과 시공기간을 단축하여 공기단축을 극대화하였다. 이후, 학교 증축에 대비하여, 가장 외부에 계단 모듈을 위치시켜 모듈의 위치 변경과 새 모듈 접합으로 증축이 가능하도록 설계되었다. 모듈러 공법의 활성화를 위해서는 타입화 된 모듈의 배치와 조합을 통하여, 단순한 모듈러 건축물에 다양성을 부여하면서, 공기단축과 경제성 향상을 위한 방안이 제고될 필요가 있다.
- 이에 본 연구에서는 해외 모듈러 공법의 사례분석을 통하여, 모듈러 공법의 건물 유형별 성공요인을 도출하고, 건물 유형별 대표적인 사례 분석을 통하여 건물 유형별로 필요한 기술개발을 제안, 최종적으로는 모듈러 공법의 활성화를 통한 수요창출 방안을 제안하였다. 주거시설의 경우, 주거시설 표준화 모듈개발을 통하여 설계 안의 반복적인 활용이 공기단축과 설계 성능 향상, 그리고 경제성을 확보할 수 있는 방안으로 제시하였고, 원룸형 주택과 기숙사에 적합한 표준화 모듈을 제안하였다. 교육시설의 경우 장모듈 - 단모듈의 타입화 된 모듈 기술 개발이 공기를 단축시키고, 경제성을 확보하면서도 추후 증축소요에 대해 유연하게 대처할 수 있는 융통성을 확보할 수 있는 방안이다.
대상 데이터
- 사례 분석은 국내 사례와 해외사례로 구분하여 수행하였다. 국내 사례의 경우 국내 모듈러 기업이 2003년부터 2010년 까지 수행되었던 프로젝트 16건을 바탕으로 수행하였다. 해외 사례의 경우, ENR 자료를 바탕으로 미국 모듈러 기업 중 가장 활성화 되어 있는 기업과 영국의 대표적인 기업을 각 2개씩 선정하여, 총 148건의 사례 분석을 수행하였다.
- 그림 12는 서울 D 초등학교 지상 4층의 수직증축 사례로, 총 30개의 모듈로 구성되어 있으며, 기존 건축물의 스팬을 고려하여 기존 건축물과 동일한 스팬으로 모듈의 규격이 설정되었다. 기존 건축물과의 통일성은 가지되, 기존 건축물의 입면과 평면을 그대로 사용함으로써 상당히 단순한 형태이다.
- 그림 14는 모듈러 공법을 적용한 J중학교의 모듈러 개념 평면도 및 입면도로 타입화된 모듈(단모듈 : 4.2m 8.4m, 장모듈 : 4.2 11.1m)의 적용하였다. Old Redford Academy의 시공생산성(34.
- Plainview MRI 프로젝트는 모듈러 공법을 적용한 병원프로젝트 중에서 공기단축과 융통성의 특징을 가장 잘 보여주는 대표적인 사례이다. 기존의 지상2층 규모의 병원 시설에 1개층 수평 증축을 통하여, 병원시설 중 부족했던 별도의 MRI실을 시공한 사례이다. 그림 7은 Plainview MRI 프로젝트의 모듈러 개념 평면도와 입면도이다.
- 사례 조사 시 분류하였던, 공공시설, 군 시설, 은행, 산업시설은 유형의 특성을 고려하여, 공공시설은 오피스로, 군 시설은 주거시설로, 은행은 오피스로 조정하여 중요도를 도출하였으며, 산업시설의 경우 표본 수가 적어 제외시켜, 146건의 사례에 대해 정리하였다. 건물의 유형과 성공요인의 상관관계에서 공통적으로 공기단축이 가장 높은 상관관계를 보이고 있었으며, 표 3에서 보듯이 공통적으로 높은 공기단축을 제외하고, 건물 유형별로 성공요인이 다른 특성을 보이고 있어, 대표적인 사례분석을 통하여 건물 유형별 성공요인 적용에 관하여 분석의 필요성이 있다고 판단된다.
- 하지만 기존 건축물에 측면에 신축의 형태로 시공되고, 신축된 모듈러 건축물과 기존 건축물을 브릿지로 연결한 형태로 수평증축이라 하기에는 한계점이 있다. 총24개의 모듈로 구성된 교육시설로, 기존 교육시설의 형태와 동일하게 단순한 입면과 평면 형태이다.
- 국내 사례의 경우 국내 모듈러 기업이 2003년부터 2010년 까지 수행되었던 프로젝트 16건을 바탕으로 수행하였다. 해외 사례의 경우, ENR 자료를 바탕으로 미국 모듈러 기업 중 가장 활성화 되어 있는 기업과 영국의 대표적인 기업을 각 2개씩 선정하여, 총 148건의 사례 분석을 수행하였다.
이론/모형
- 그림 5에서 보듯이 설계 성능이 높은 Evans-Kimmel Hall 프로젝트의 설계안을 다른 프로젝트에 활용함으로써, 공기단축 효과가 더 크게 나타남을 볼 수 있다. Evans-Kimmel Hall의 설계안이 그대로 적용된 2개의 프로젝트와 내부벽체의 위치변화와 공용공간의 모듈을 다르게 배치한 1개의 프로젝트로 총 3개의 프로젝트에 활용되었다.
성능/효과
- 2㎡/일이 됨을 알 수 있다. 동일한 모듈러 설계안의 반복사용은 설계 성능을 향상시키고, 공기단축을 최대화함으로써 주거시설에 모듈러 공법의 적용가능성을 향상시켰다. 모듈러 공법의 활성화를 위해 설계 성능이 최적화된 설계안을 통한 공기단축과 경제성 향상을 위한 대안이 필요하다고 판단된다.
- 모듈러 건축시스템의 적용 시, 기대 효과로는 우선 건축구성재의 부품화, 조립화를 통해 공사기간 단축 및 현장 인건비 절감이 가능한데, 기존의 습식 공법에 비해 모듈러 건축 시스템의 현장 작업률은 약 20%로 공사기간 및 인건비 절감이 가능하다. 또한 총공사비 중 인건비가 50%인 기존 공법에 비해 모듈러 건축시스템은 인건비 20%, 부재 및 설비비 80%로 고기능, 고부가가치 제품으로 수익성 증대를 기대할 수 있다.
- 모듈러 건축시스템은 공기단축, 건축물의 이동 및 재사용, 공사비 정감을 목적으로 미국과 일본 등에서 이미 보급된 공업화 건축 시스템으로서 현장에서 시공하는 기존의 시스템과는 달리 공장에서 다수의 입방체로 구성되는 구조체로 내부에 각종 내장재, 기계설비, 전기배선 등을 미리 시공하고 이를 현장에 운반하고 조립하여 완성하는 건축시스템을 말한다. 모듈러 건축시스템의 적용 시, 기대 효과로는 우선 건축구성재의 부품화, 조립화를 통해 공사기간 단축 및 현장 인건비 절감이 가능한데, 기존의 습식 공법에 비해 모듈러 건축 시스템의 현장 작업률은 약 20%로 공사기간 및 인건비 절감이 가능하다. 또한 총공사비 중 인건비가 50%인 기존 공법에 비해 모듈러 건축시스템은 인건비 20%, 부재 및 설비비 80%로 고기능, 고부가가치 제품으로 수익성 증대를 기대할 수 있다.
- 병원시설의 성공요인은 공기단축, 융통성, 경제성 친환경성으로 나타났다. Plainview MRI 프로젝트는 모듈러 공법을 적용한 병원프로젝트 중에서 공기단축과 융통성의 특징을 가장 잘 보여주는 대표적인 사례이다.
- 설계안을 그대로 적용한 Frank Hall과 Anne Oropeza Hall은 기존 Evans-Kimmel Hall에 비해 모듈 제작 및 공사기간을 90일에서 50일로 줄여 45%가 단축되었음을 알 수 있다. Florida State University의 Rogers Hall은 Evans- Kimmel Hall 규모보다 큰 2,900㎡이나, 모듈 제작 및 공사기간은 90일로 동일하다.
- 0%)이 높은 이유로 나타났다. 오피스 시설은 공기단축과 경제성, 병원시설은 융통성과 공기단축, 상업시설의 경우 공기단축이 중요도가 높게 나타났다.
- 주거시설에 비해 교육시설에 타입화된 모듈의 적용 가능한 시장의 규모가 작으나, 교육시설의 경우 주거시설에 비해 평면의 반복정도가 높아, 모듈러 시장의 형성이 가능할 것이라고 판단된다.
후속연구
- (5) 유형별 시장 규모를 예측하여 적용가능성을 판단.
- 사례 조사 시 분류하였던, 공공시설, 군 시설, 은행, 산업시설은 유형의 특성을 고려하여, 공공시설은 오피스로, 군 시설은 주거시설로, 은행은 오피스로 조정하여 중요도를 도출하였으며, 산업시설의 경우 표본 수가 적어 제외시켜, 146건의 사례에 대해 정리하였다. 건물의 유형과 성공요인의 상관관계에서 공통적으로 공기단축이 가장 높은 상관관계를 보이고 있었으며, 표 3에서 보듯이 공통적으로 높은 공기단축을 제외하고, 건물 유형별로 성공요인이 다른 특성을 보이고 있어, 대표적인 사례분석을 통하여 건물 유형별 성공요인 적용에 관하여 분석의 필요성이 있다고 판단된다.
- 모듈러 공법의 근본적인 수요창출 방안을 제안하기 위해서는 해외 모듈러 건축물에 대한 전반적인 사례조사가 뒷받침 되었을 때, 보다 정확한 수요창출 방안이 제시될 수 있을 것이라고 생각된다. 더불어 건물유형에 대한 통계자료의 부족으로 정확한 잠재적 시장 예측 제한적으로 수행된 부분이 한계점으로 판단된다.
- 본 연구에서는 미국과 영국의 대표적인 모듈러 기업의 사례를 조사하였으나, 일부 건물 유형의 사례가 충분하지 않아, 분석 과정 중 제외시키고 분석을 수행하였다. 모듈러 공법의 근본적인 수요창출 방안을 제안하기 위해서는 해외 모듈러 건축물에 대한 전반적인 사례조사가 뒷받침 되었을 때, 보다 정확한 수요창출 방안이 제시될 수 있을 것이라고 생각된다. 더불어 건물유형에 대한 통계자료의 부족으로 정확한 잠재적 시장 예측 제한적으로 수행된 부분이 한계점으로 판단된다.
- 하지만 우리나라의 경우, 수직증축 또는 신축과 다름없는 형태의 수평증축 사례 있을 뿐, Plainview MRI 프로젝트와 같은 기존 건축물에 부착하는 형태의 증축 사례가 없으며, 증축 기술 또한 부족한 실정이다. 모듈러 공법의 증축시장 진출을 위해서는 기존 건축물의 스팬과 구조형식에 관계없이 적용 가능한 모듈러 증축 기술에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.
- 우리나라 모듈러 3개 기업이 1일 생산량 10개 모듈을 250일 동안 생산한다고 가정하였을 때, 연간 7,500개의 모듈을 생산할 수 있다. 예측된 도시형 생활주택에 대한 모듈러 시장이 12,000호 규모일 때, 공장의 지속적인 생산이 가능하며, 지속적인 생산은 지속적인 투자를 가능하게 할 것이다. 이러한 지속적인 투자와 생산은 모듈러의 고품질화와 경제성 확보, 친환경성 향상을 기대할 수 있으며, 더불어 공장의 지속적인 가동은 고정적인 노무인력의 수요로 이어져 건설 산업 고용 안정화에 기여할 것이다.
- BTL사업임을 감안할 때, 단축된 공기는 증가된 공사금액에 비해 큰 효과가 있을 것이라 판단된다. 이렇듯 교육시설의 단모듈 장모듈 타입을 적용은 공기 단축이 가능하고, 차후 학생 수의 증가로 인한 증축이 가능하며, 학생 수 미비로 인한 학교 규모 축소 시에도 일부 모듈을 철거함으로써 학생 수 변동에 대해 기존 공법에 비해 유연하게 대처할 수 있을 것이다. 따라서 최근 교육시설 설계에 적용 가능한 단모듈 장모듈 타입의 설계안은 모듈러의 특성을 활용한 교육시설의 신축이나 증축에 대해 활용가능성이 충분하며.
- 잠재적 시장 형성을 통한 기술 개발은 주거시설, 교육시설, 병원시설에 대한 모듈러 공법의 적용을 통한 활성화가 가능하며, 기존에 적용하지 않았던 상업시설이나 업무시설 등 다양한 건물 유형으로 확대하여 적용함으로써, 모듈러 공법의 활성화를 도모할 수 있을 것이다.
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