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문제 정의
- 최근 국내에서도 유닛 모듈러 공법을 개발하여 기숙사, 학교, 군막사 등에 활발히 적용하고 있지만 주거용 건축물에는 적용하지 못하고 있는데, 그 이유는 거주성능에 대한 검증이 부족하고, 경제성에 대한 확신이 부족하기 때문이다. 따라서 본 연구는 모듈러 공법의 기술발전과 주거용 건축물로의 적용을 활성화하기 위해 모듈러 주택의 경제성을 분석하고자 한다.
- 본 연구에서는 모듈러 공법의 기술발전과 주거용 건축물로의 적용을 활성화하기 LH 공사에서 발주한 도시생활형주택을 대상으로 모듈러 주택의 경제성을 분석하였다. 연구결과에 의하면 건설원가만을 단순 비교했을 때 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택 대비 약 6.
제안 방법
- 실외마감의 차이는 습식공법과 건식공법의 차이에 의해 불가피하게 발생할 수밖에 없다. 공법 차이로 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 성능을 동일하게 하게 설계할 수는 없지만, 모듈러 주택도 공동주택 건설에서 요구하는 주택성능을 만족하도록 설계하였다. 두 주택의 성능이 어느 것이 더 우수한가를 정확하게 판단할 수 없지만, 단열 및 결로 부분만을 고려할 때 벽식구조 주택은 내단열공법을 적용하고 있고, 모듈러 주택은 외단열공법을 적용하고 있어 일반적인 관점에서 모듈러 주택의 성능이 더 우수할 것으로 판단된다.
- 기존 사업지구에 벽식구조로 설계된 도시생활형주택과 거의 동일한 형태로 모듈러 주택을 설계한 후 경제성을 비교분석하였다. 건설원가 산출방법은 다음과 같다.
- 세 번째는 생산성 향상을 통해 모듈러 주택의 직접노무비가 절감된다고 가정했을 때 건설원가를 분석하였다. 네 번째는 공기단축 및 생산성 향상을 통해 일반관리비 및 직접노무비가 절감된다고 가정했을 때 건설원가를 분석하였다.
- 다섯째, 제경비는 2011년 조달청에서 발표한 ‘공사원가 제비율 적용기준”을 적용하였다.
- 먼저 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 건설원가를 단순 비교분석하였다. 두 번째는 공기단 축을 통해 모듈러 주택의 일반관리비가 절감된다고 가정했을때 건설원가를 분석하였다. 세 번째는 생산성 향상을 통해 모듈러 주택의 직접노무비가 절감된다고 가정했을 때 건설원가를 분석하였다.
- 먼저, 벽식구조로 설계된 도시생활형주택(이하 “벽식구조 주택”이라 함)과 거의 동일한 형태로 모듈러 주택을 설계하고, 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 건설원가를 비교분석하였다. 둘째, 모듈러 주택의 공기단축에 따른 일반관리비 절감효과를 고려하여 모듈러 주택의 건설원가를 산출하고 벽식구조 주택과 비교분석하였다. 셋째, 모듈러 주택의 생산성 향상을 통한 직접노무비 절감효과를 고려하여 모듈러 주택의 건설원가를 산출하고 기존과 비교분석하였다.
- 모듈러 주택으로 건설하더라도 토목공사와 조경공사의 건설원가는 주택과 동일하기 때문에 원가비교에서 제외하였다. 둘째, 벽식구조 주택의 건설원가는 LH 공사의 발주내역 서를 기준으로 하였다. 모듈러 주택의 건설원가는 모듈러 주택 제조사의 협조를 통하여 산출하였다.
- 이러한 부분들을 고려하여 모듈러 주택의 경제성은 네 가지 형태로 구분하여 분석하였다. 먼저 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 건설원가를 단순 비교분석하였다. 두 번째는 공기단 축을 통해 모듈러 주택의 일반관리비가 절감된다고 가정했을때 건설원가를 분석하였다.
- 먼저, 벽식구조로 설계된 도시생활형주택(이하 “벽식구조 주택”이라 함)과 거의 동일한 형태로 모듈러 주택을 설계하고, 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 건설원가를 비교분석하였다.
- 벽식구조 주택을 대체하여 모듈러 주택으로 설계할 경우, 가장 크게 차이가 나는 부위는 복도와 발코니이다. 복도 및발코니는 벽식구조 주택을 모듈러 주택의 복도와 동일한 형태로 변경하여 건설원가를 산출하였다. 다섯째, 제경비는 2011년 조달청에서 발표한 ‘공사원가 제비율 적용기준”을 적용하였다.
- 두 번째는 공기단 축을 통해 모듈러 주택의 일반관리비가 절감된다고 가정했을때 건설원가를 분석하였다. 세 번째는 생산성 향상을 통해 모듈러 주택의 직접노무비가 절감된다고 가정했을 때 건설원가를 분석하였다. 네 번째는 공기단축 및 생산성 향상을 통해 일반관리비 및 직접노무비가 절감된다고 가정했을 때 건설원가를 분석하였다.
- 둘째, 모듈러 주택의 공기단축에 따른 일반관리비 절감효과를 고려하여 모듈러 주택의 건설원가를 산출하고 벽식구조 주택과 비교분석하였다. 셋째, 모듈러 주택의 생산성 향상을 통한 직접노무비 절감효과를 고려하여 모듈러 주택의 건설원가를 산출하고 기존과 비교분석하였다.
- 모듈러 주택의 건설원가는 모듈러 주택 제조사의 협조를 통하여 산출하였다. 셋째, 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 재료가 동일한 경우, 재료비, 직접노무비, 직접경비는 동일하게 LH 단가를 적용하였다. 넷째, 모듈러 주택을 벽식구조 주택과 동일하게 설계하기에는 한계가 있다.
- 발코니 및 창고는 벽식구조 주택이 콘크리트 위에 시멘트 모르타르로 바탕처리한 후 수성페인트로 마감하지만, 모듈러 주택은 오비에스(OBS)합판으로 바탕처리한 후 스타코 플랙스로 마감한다. 실내벽체의 공법 차이로 모듈러 주택의 성능을 벽식구조와 동일하게 하게 설계할 수는 없지만, 모듈러 주택도 공동주택 건설에서 요구하는 주택성능을 만족하도록 설계하였다.
- 벽식구조 주택의 발코니 및 창고는 콘크리트 면에 수성페인트로 마감하지만, 모듈러 주택은 다채무늬 도료를 사용한다. 실내천정의 공법 차이로 모듈러 주택의 성능을 벽식구조와 동일하게 하게 설계할 수는 없지만, 모듈러 주택도 공동주택 건설에서 요구하는 주택성능을 만족하도록 설계하였다.
- 이러한 부분들을 고려하여 모듈러 주택의 경제성은 네 가지 형태로 구분하여 분석하였다. 먼저 벽식구조 주택과 모듈러 주택의 건설원가를 단순 비교분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 포항산업과학연구원이 개발한 강재프레임 주택형 모듈러(이하 “모듈러 주택”이라 함)를 대상으로 하며, 물리적 규모 측면에서는 중‧저층형 다가구‧다세대주택과 도시형생활주택을 대상으로 한다. 경제성 분석은 기존 도시생활형주택으로 설계되어 건설된 사업지구를 대상으로 하고, 공종은 건축공사, 기계공사, 전기공사, 통신공사로 한정하였다. 즉, 모듈러 주택으로 건설하더라도 토목공사와 조경공사의 건설원가는 기존 주택과 동일하기 때문에 원가비교에서 제외하였다.
- 모듈러 주택의 설계개요는 표 2와 같이 도시생활형주 택으로 5층의 경량철골구조로 되어 있다. 벽식구조 주택의 층별 바닥면적은 표 3과 같이 지상1층 36.27m2, 지상2층 223.15m2, 지상3층 223.15m2, 지상4층 223.15m2, 지상5층 205.51m2이고 총 연면적은 911.23m2이다. 총 24세대의 타입별면적은 표 5 와 같이 A-25형의 전용면적은 25.
- 본 연구는 포항산업과학연구원이 개발한 강재프레임 주택형 모듈러(이하 “모듈러 주택”이라 함)를 대상으로 하며, 물리적 규모 측면에서는 중‧저층형 다가구‧다세대주택과 도시형생활주택을 대상으로 한다.
- 표 7에서 보면, 벽식구조는 외벽과 측벽이 철근콘크리트로 되어 있기 때문에 수성페인트를 사용하고, 모듈러 주택은 건식이기 때문에 스타코 플래스(Stu-Co-Flex)를 사용하였다. 옥상은 벽식구조 주택은 철근콘크리트 슬래브 위에 옥상 정원을 설치한 것에 비해 모듈러 주택에서는 우레탄 조립식 판넬을 사용하였다. 실외마감의 차이는 습식공법과 건식공법의 차이에 의해 불가피하게 발생할 수밖에 없다.
- 건설원가 산출방법은 다음과 같다. 첫째, 건설원가 비교는 건축공사, 기계공사, 전기공사, 통신공사로 한정하였다. 모듈러 주택으로 건설하더라도 토목공사와 조경공사의 건설원가는 주택과 동일하기 때문에 원가비교에서 제외하였다.
- 23m2이다. 총 24세대의 타입별면적은 표 5 와 같이 A-25형의 전용면적은 25.38m2, B-18형의 전용면적은 18.95m2, C-27형의 전용면적은 27.85m2, D-21형의 전용면적은 21.10m2, E-23형의 전용면적은 23.57m2이다.
- 12m2로 벽식구조 주택 보다 약 1m2 작다. 총 24세대의 타입별면적은 표 6과 같이 A-43형의 전용면적은 43.99m2, B-20형의 전용면적은 20.77m2, C-15형의 전용면적은 15.53m2이다.
성능/효과
- 52%로 분석되었다. 그림 20 과 같이 일반관리비 70%(30% 절감), 직접노무비 85%(15% 절감)일 때 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 99.68%로 분석되고, 일반관리비 70%(30% 절감), 직접노무비 80%(20% 절감)일 때 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 98.01%로 분석되었다. 그림 21과 같이 일반관리비 60%(40% 절감), 직접노무비 85%(15% 절감)일 때 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 99.
- 01%로 분석되었다. 그림 21과 같이 일반관리비 60%(40% 절감), 직접노무비 85%(15% 절감)일 때 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 99.36%로 분석되고, 일반관리비 60%(40% 절감), 직접노무비 80%(20% 절감)일 때 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 97.69%로 분석되었다.
- 2% 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 그림 17과 같이 생산성 향상을 통하여 직접노무비를 약 20% 절감하는 것으로 가정할 경우, 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 99.29%로 분석되었다.
- 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가를 분석한 결과, 표 12와 같이 건설원가를 단순 비교했을 때 모듈러 주택 건설원가는 벽식구조 주택보다 약 6.2% 증가하는 것으로 분석되었다. 그림 16과 같이 공기단축을 통하여 모듈러 주택의 일반관리비가 약 40% 절감한다고 가정했을 경우, 벽식구조 주택 대비 모듈러 주택의 건설원가는 약 3.
- 본 연구에서는 모듈러 공법의 기술발전과 주거용 건축물로의 적용을 활성화하기 LH 공사에서 발주한 도시생활형주택을 대상으로 모듈러 주택의 경제성을 분석하였다. 연구결과에 의하면 건설원가만을 단순 비교했을 때 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택 대비 약 6.2% 상승하는 것으로 나타났다. 그러나 모듈러 주택의 장점인 공기단축이나 공장생산을 통한 생산성을 제고할 경우, 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택과 비슷한 수준이 될 것으로 판단된다.
- 이상의 분석결과를 고찰해 보면, 건설원가만 단순하게 비교했을 때 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택보다 약 6.2% 상승하지만, 생산성 향상을 통해 직접노무비를 약 20%이상 절감하는 경우, 공기단축을 통해 일반관리비를 10% 이상 절감하고 직접노무비를 20% 이상 절감하는 경우, 일반관리비를 30% 이상 절감하고 직접노무비를 15% 이상 절감하는 경우, 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택의 수준에 도달할 것으로 판단된다.
- 그러나 모듈러 주택의 장점인 공기단축이나 공장생산을 통한 생산성을 제고할 경우, 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택과 비슷한 수준이 될 것으로 판단된다. 즉, 생산성 향상을 통해 직접노무비를 약 20% 이상 절감하는 경우, 공기단축을 통해 일반관리비를 10% 이상 절감하고 직접노무비를 20% 이상 절감하는 경우, 일반관리비를 30% 이상 절감 하고 직접노무비를 15% 이상 절감하는 경우, 모듈러 주택의 건설원가는 벽식구조 주택의 수준에 도달할 것으로 판단된다.
후속연구
- 본 연구의 경제성 분석에서는 공기단축에 따른 금융비용이나 기회비용 등에 대한 요소들을 제외하였다. 따라서 향후 모듈러 주택의 경제성을 보다 더 정확하게 분석하기 위해서는 공기단축에 따른 간접비, 기회비용 등의 요소들을 포함한 경제성 분석 연구가 더 많이 수행되어야 할 것으로 판단된다.
- 본 연구결과는 모듈러 주택의 건설여부를 판단하는 자료로 유용하게 활용될 수 있을 뿐만 아니라 향후 모듈러 주택의 활성화와 경쟁력 향상을 위해 원가절감 방향을 파악하는데 기여할 수 있을 것이다.
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