[논문]유닛형 경량철골 천정시스템 개발에 관한 연구

김혜연; 배상환

doi:10.6110/kjacr.2017.29.5.269

유닛형 경량철골 천정시스템 개발에 관한 연구
A Study of the Development of a Modular, Lightweight Steel Ceiling System 원문보기

설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, v.29 no.5, 2017년, pp.269 - 277

Abstract ▼ AI-Helper

This study consists of an analysis of pre-existing ceiling construction systems as well as the development of a replacement unitary, lightweight steel ceiling system and related legal standards. Based on the material conditions and progression of the study, appropriate components were chosen and details were modified by mock-up test. A final study model was evaluated for performance and adaptability based on four parameters (indoor environment, constructability, budget economy, and aesthetics) and compared to the pre-existing ceiling system. As a result of the initial study, a lightweight steel design was created consisting of a reinforced structure with modular bars and entry holes for components. This system was hung directly on the suspension structure. The new design increased lighting and acoustic performance adapted to an indoor environment. Moreover, the speed of construction was increased by approximately 30%, the cost was decreased by approximately 20%, and ceiling aesthetics were improved.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 건축분야에서 주목하고 있는 모듈화의 개념을 천정에 적용하여 유닛형의 경량철골 천정시스템을 개발하고자 하였다. 공장작업을 극대화하고 현장 시공을 간소화하여 일정한 품질확보, 인건비 감소, 공기 단축을 목표로 하였다.

제안 방법

본 연구는 문헌조사를 통해 기존 경량철골 천정시스템의 종류와 각 시스템의 특징을 파악하였고, 천정 구성 요소들의 법적 기준을 조사하였다. 기존 천정공사의 문제점을 분석하여 개발할 유닛 내 구성요소들의 방향성을 제시하였다.
본 연구는 문헌조사를 통해 기존 경량철골 천정시스템의 종류와 각 시스템의 특징을 파악하였고, 천정 구성 요소들의 법적 기준을 조사하였다. 기존 천정공사의 문제점을 분석하여 개발할 유닛 내 구성요소들의 방향성을 제시하였다.
본 연구는 기존 천정공사의 문제점을 분석하여 기존 천정시스템 및 법규를 기준으로 경량철골에 유닛화된 천정시스템을 개발하였다. 연구의 방향을 장스팬화 및 부재 간소화에 맞추어 이에 적합한 구성요소를 선정한 후 Mock-up을 통해 보완하는 방식으로 개발을 진행하였다. 최종 모델 평가를 위해 실내 환경, 시공성, 경제성, 미관 측면에서 성능평가를 실시하여 검증하였다.

대상 데이터

공장작업을 극대화하고 현장 시공을 간소화하여 일정한 품질확보, 인건비 감소, 공기 단축을 목표로 하였다. 적용 대상은 대공간의 오피스 현장으로 한정하였다.

데이터처리

유닛형 경량철골 천정시스템의 적용 시 실내 환경에 영향을 미치는 정도를 평가하기 위해 성능평가를 실시하였다.
연구의 방향을 장스팬화 및 부재 간소화에 맞추어 이에 적합한 구성요소를 선정한 후 Mock-up을 통해 보완하는 방식으로 개발을 진행하였다. 최종 모델 평가를 위해 실내 환경, 시공성, 경제성, 미관 측면에서 성능평가를 실시하여 검증하였다. 본 연구를 통해 개발된 유닛형 경량철골 천정시스템의 형태 및 성능평가 결과는 다음과 같다.
향후 적용을 위해서는 원가 경쟁력이 확보되어야 하므로 유사한 천정시스템을 가진 기존 오피스 건물을 비교 대상으로 선정하여 원가 비교를 진행하였다. 원가는 크게 자재비 및 인건비로 분리하여 조사하였다.

성능/효과

(2) 본 시스템의 실내 환경을 평가한 결과, 빛환경은 실 가장자리를 제외하고 목표조도인 500 lux를 만족하였고, 음환경은 마감재 흡음률이 0.8인 자재를 사용하여 음성 전달정도(STI)도가 낮은 양상을 보였다.
(3) 시공성을 평가한 결과, 일정 패턴으로 동일한 유닛형 경량철골을 체결만 하는 형태이므로 간단하고, 장스팬으로 체결 부위가 감소하므로 작업속도가 30% 향상하는 것으로 분석되었다.
(4) 경제성을 평가한 결과, 조명배선 등에서 자재비가 감소하고, 전 공정에서 인건비가 감소하는 등 기존대비 20% 원가가 절감되는 것으로 나타났다.
(5) 미관적 측면에서는 천정 상단의 배선정리 및 장스팬으로 달대 최소화로 인해 간섭이 줄어들고, 천정 하단은 타공을 경량철골에 집중하여 마감재는 온장이 시공되도록 정리되어 심미적 기능이 향상되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	모듈화를 통해 시스템을 만드는 것의 장점은 무엇인가?	국내 사회는 점점 고령화 사회로 접어들면서 전문 인력을 확보하기 어려워졌고, 외국인 노동자가 늘어나면서 미숙한 작업자로 인해 시공 품질은 저하되고 있다.(1) 이러한 추세를 보이는 건축 분야에 모듈화를 도입하여 간편하게 시공이 가능한 시스템을 만들면 전문 작업자들을 최소한으로 고용할 수 있으므로 인건비가 절감될 것이다.(2) 아울러 공장 생산으로 공사 품질은 향상되고, 현장 공정이 최소화되므로 공기도 단축시키는 효과를 가져 올 수 있다.(3) 이와 같은 장점 때문에 해외에서는 이미 모듈러 건축이 점차 확산되고 있으며, 국내에서도 모듈화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
	천정 구성요소는 어떻게 구성되는가?	천정 구성요소는 경량철골, 전기배선, 설비배관, 조명, 소방 설비, 마감재로 이루어져 있다. 그 중 외관으로 드러나는 경량철골, 조명, 소방 설비에 대한 법규 기준은 다음과 같다.
	천정공사의 문제점은 어떤 것들이 있는가?	천정공사는 여러 공정이 중첩되어 있으며 각 공정 파트별로 다른 작업자들이 작업을 하는데 이에 따른 천정공사의 문제점을 살펴보면 다음과 같다. 각 분야의 전문 작업자들이 필요하기 때문에 인건비 비중이 높은 편이며, 또한 여러 공정이 한 공간에서 진행되므로 파트 간 사전 협의가 충분히 이뤄지지 않은 상태에서는 작업 간 충돌이 발생하여 공사 지연 및 공사비가 상승하기도 한다. 특수한 용도의 로비 혹은 공연장을 제외한 일반저인 천정은 균일한 조도나 전반적인 미관을 고려하기 보다는 작업자의 경험에 따라 보급된 마감재의 사이즈에 맞춰 시공되어 왔다.

참고문헌 (10)

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Ministry of Public Safety and Security, 2016, NFSC 103, 202, 203, Korea Ministry of Government Legislation.
EZ LED, www.ezlighting.co.kr.
Sehong, www.sehong.net.
HW MSC, hwmsc.co.kr.
Lee, B. K., 2016, Acoustic evaluation and design of open-plan offices through survey and computer simulation, Graduate school of Hanyang University.

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