[논문]인필식 모듈러 공법을 적용한 주택건설공사의 작업분류체계 구축 및 표준 프로세스 제안

손정락; 이동건; 방종대; 김진원

doi:10.5804/lhij.2019.10.3.077

인필식 모듈러 공법을 적용한 주택건설공사의 작업분류체계 구축 및 표준 프로세스 제안
Standard Process and Work Breakdown Structure for Housing Construction Projects using Infill Modular System 원문보기

LHI journal of land, housing, and urban affairs, v.10 no.3, 2019년, pp.77 - 87

손정락 (토지주택연구원) , 이동건 (토지주택연구원) , 방종대 (토지주택연구원) , 김진원 (토지주택연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

In Korea, the modular construction method was applied to the construction of facilities such as military barracks and school dormitories, beginning with the pilot project of Seoul New Elementary School in 2003. In 2017, public modular houses were supplied to Busan(Yongho-dong) and Seoul(Gayang-dong), and modular housing is expected to continue to be supplied in the future. However, there is no clear construction standard for the modular housing construction yet, and there are few cases where the infill modular system is applied. Therefore, this study established the work breakdown structure and proposed a standard process focusing on the infill modular system applied to the construction of Dujeong-dong modular house in Cheonan. Level 1 of the work breakdown structure by construction stage of Infill modular was defined as modular manufacturing, assembly, and finishing process. Level 2 was defined as preparation, modular production, modular infill, modular fixing, floor plastering, building finishing, and other site finishing. Level 3 is defined as 57 detailed unit work of infill modular construction. The standard process of infill modular is proposed for the assembly stage that is commonly applicable to infill modular housing construction. The results of this study can be used for the process plan, transportation plan, lifting plan of modular housing construction.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Modular housing production and construction process
표 Table 1. Characteristic of modular system
그림 Fig. 2. Details of lifting equipment of infill modular
그림 Fig. 3. Field construction process of infill modular system
표 Table 2. Example of work breakdown structure
표 Table 3. Work breakdown structure in factory production
표 Table 4. Work breakdown structure at the assembly stage
그림 Fig. 4. Infill modular panel production process
표 Table 5. Work breakdown structure at the finishing stage
그림 Fig. 5. Infill modular factory production process
그림 Fig. 6. Infill modular assembly process
그림 Fig. 7. Floor plastering work process
그림 Fig. 8. Building finishing unit work
그림 Fig. 9. Other site finishing unit work
그림 Fig. 10. Example of modular unit division in modular housing

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문은 LH의 연구비 지원으로 수행된 "모듈러주택 공정관리 표준화기법 발굴에 관한 연구” 과제의 성과를 기초로 작성하였다.
또한, 모듈러 제작업체에 따라 구조시스템이나 생산능력, 기술력 등이 다르므로 모듈러주택 건설공사는 현장별로 적용공법에 따라 표준 프로세스가 다르게 나타날 수 있다. 따라서 본 절에서는 해당 사업지구에 적용된 인필식 모듈러 공사의 공장제작, 현장 조립, 현장마감 공사에 대한 작업 프로세스를 파악하였고, 이를 바탕으로 표준 프로세스를 제안하였다.
본 연구에서는 모듈러주택 건설공사에 적용되는 인필식 공법을 대상으로 모듈러 공장제작 단계에서부터 현장 조립 및 마감에 이르기까지 각 단계별 작업분류체계를 구축하고, 표준 프로세스를 제안하였다. 인필식 모듈러의 공사단계별 작업분류체계의 Level 1은 공장제작, 현장조립, 현장 마감으로 정의하였고, Level 2는 제작준비, 모듈러 제작, 모듈러 인필, 모듈러 고정, 방바닥 미장, 세대 건축마감, 기타 현장 마감으로 정의하였다.
하지만, 이 공법은 철골 또는 RC 공사를 통해 골조공사가 완료된 이후에 모듈러 공사를 착수하므로 모듈러를 적층하는 방법보다 구조적으로 안정적이고, 고층 건물에 적용할 수 있는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 모듈러주택 건설공사의 인필식 공법을 중심으로 공기산정 기초자료 제공을 위해 모듈러 공장제작. 현장 조립.
결과적으로 모듈러 현장 반입 및 인필이 완료된 이후에 모듈러를 슬래브 내에서 재이동시키는 불필요한 작업이 발생하였다. 이에 본 연구에서는 인필식 모듈러 공사에서 현장조립 프로세스를 최적화하기 위해 운송 및 양중 계획을 고려하고, 현장조립 프로세스를 반영하여 표준 프로세스를 다음과 같이 제안하였다.
현장 조립. 현장마감의 작업분류체계를 구축하고, 공사단계별 시공 프로세스를 조사하여 표준 프로세스를 제안하고자 한다.

가설 설정

위해 천안시。현장과 동일하게 세대 당 2개의 모듈이 구성되도록 층당 평면 형태를 Fig. 10과 같이 가정하였다. 모듈러의 크기는 A형이 3, 200 X 6, 500이고, B형이 3, 200 x 3000이며, 운반 차량은 9톤 이하 화물차로 A형은 1개 모듈, B형은 2개 모듈을 동시에 운반할 수 있다.

제안 방법

(1) 모듈러주택의 정의 및 특성을 살펴보고, 인필식 공법에 대한 프로세스를 파악하였다.
(2) 인필식 모듈러의 공장생산, 현장조립, 현장마감 단계의 세부 작업내용을 파악하여 작업분류체계를 구축하였다.
(3) 천안시 D현장 모듈러주택의 인필식 공사를 대상으로 작업일보 분석 및 현장 모니터링을 통해 공사단계별 시공 프로세스를 파악하였다.
(4) 인필식 공법의 현장조립 단계의 1개 층을 중심으로 단위작업을 최소화 할 수 있는 표준적인 프로세스를 제안하였다.
모듈러 고정은 모듈러 위치 및 수직 /수평 레벨 확인이 완료된 이후 각 세대 간 상부에 방화패널을 설치하였으며, 마지막으로 앵커볼트로 슬래브에 모듈러를 고정시켜 현장 세팅작업이 완료되었다. 2개 모듈러로 구성되어 있는 세대는 현장에서 모듈러 현장접합 이후에 전기통신 배선작업을 실시하였다. 인필식 모듈러 현장조립 프로세스는 Fig.
작업분류체계는 크게 모듈러 공장제작, 현장조립, 현장마감 단계로 구분하였다. 각 단계별 단위작업은 모듈러 제작공장과 대상 현장에서 수행하는 작업내용을 모니터링하여 파악하였고, 공사관리자 인터뷰를 통해 작업분류체계를 구축하였다. 그리고 인필식 모듈러 주택 건설공사의 표준 프로세스는 모듈러 공장제작 범위에 관계없이 이 공법이 적용된 현장에 공통적으로 적용되는 현장조립 단계의 단위작업을 중심으로 제시하였다.
각 단계별 단위작업은 모듈러 제작공장과 대상 현장에서 수행하는 작업내용을 모니터링하여 파악하였고, 공사관리자 인터뷰를 통해 작업분류체계를 구축하였다. 그리고 인필식 모듈러 주택 건설공사의 표준 프로세스는 모듈러 공장제작 범위에 관계없이 이 공법이 적용된 현장에 공통적으로 적용되는 현장조립 단계의 단위작업을 중심으로 제시하였다. 본 연구의 세부적인 수행절차는 다음과 같다.
외부건축마감을 수행하였다. 따라서 모듈러 제작 단계는 벽체 및 천정 판넬생산, UT 및 Unit Cabin(거실 부위 모듈러, 이하 UC라 한다) 바닥판 결합, UT 및 UC 내부벽체 조립, UT 벽체 하지틀 설치, 단열재 보온핀 설치, 벽체 배관작업, 벽체 단열재 설치, UT 및 UC 외부벽체 조립, 천정 판넬 인양 및 고정, 천정 배관작업, 위생도기 및 악세서리 설치, 화장실 수압테스트, 콘센트 및 등기구 설치, 검사 및 잔손보기, 보양 및 포장 등 15개의 단위작업으로 정의하였다.
단계로 구분할 수 있다. 모듈러 공장제작 프로세스는 공사단계별 공장제작 실태조사와 관리자 인터뷰를 통해 세부내용을 파악하였다. 모듈러 벽체 및 천정에 사용되는 판넬은해당업체에서 자체적으로 생산하였으며 , 판넬생산 프로세스는 Fig.
모듈러 공장제작 프로세스는 공사단계별 공장제작 실태조사와 관리자 인터뷰를 통해 세부내용을 파악하였다. 모듈러 벽체 및 천정에 사용되는 판넬은해당업체에서 자체적으로 생산하였으며 , 판넬생산 프로세스는 Fig. 4와 같이 원자재 반입 후 강판 절단 및 절곡, 접착제 도포, 글라스울 부착 등의 순서로 이루어졌다.
실태조사 결과를 바탕으로 구축하였다. 모듈러 제작에 대한 실태조사는 생산준비, 모듈러 제작, 모듈러 운송단계에 총 7회에 걸쳐 각 단계별 세부 작업내용과 모듈러 제작 프로세스를 조사하였다. 모듈러 현장 조립 및 마감 공사에 대한 실태조사는 현장반입부터 인필 및 고정 완료까지 약 2주 동안 현장에 상주하면서 공사 부위별 세부 단위작업 및 시공 프로세스를 조사하였다.
모듈러 제작에 대한 실태조사는 생산준비, 모듈러 제작, 모듈러 운송단계에 총 7회에 걸쳐 각 단계별 세부 작업내용과 모듈러 제작 프로세스를 조사하였다. 모듈러 현장 조립 및 마감 공사에 대한 실태조사는 현장반입부터 인필 및 고정 완료까지 약 2주 동안 현장에 상주하면서 공사 부위별 세부 단위작업 및 시공 프로세스를 조사하였다. 이 결과를 바탕으로 모듈러 제작공장의 관리책임자와 모듈러 현장 조립 및 마감 단계의 공사 관리 책임자와의 인터뷰를 실시하였고, 인필식 모듈러공법에 대한 작업분류체계를 정의하였다.
모듈러 현장 조립 순서를 요약해 보면, 모듈러를 케이지에 안착시킨 후 크레인을 이용하여 해당 부위로 인양하고, 인력에 의해 모듈러를 설치 부위로 이동시켜 고정 작업을 실시하였다. 이를 토대로 모듈러 현장조립 단계의 작업분류체계는 Table 4와 같이 모듈러 인필 및 고정으로 분류하였다.
수 있다. 모듈러 현장조립 프로세스는 모듈러 현장 반입부터 고정작업이 완료되는 시점까지 직접 모니터링을 통해 세부내용을 파악하였다. 모듈러는 현장조립 작업 1일 전 오후에 공장에서 상차하였으며, 다음날 아침에 모듈러가 현장에 반입되었다.
모듈러는 현장조립 작업 1일 전 오후에 공장에서 상차하였으며, 다음날 아침에 모듈러가 현장에 반입되었다. 모듈러가 현장에 반입된 이후에는 모듈러 인양 케이지에 모듈러를 안착하고, 모듈러 삽입 부위에 케이지를 고정하여 인력에 의해 슬래브 내에서 모듈러를 이동시키는 작업을 실시하였다. 모듈러 고정은 모듈러 위치 및 수직 /수평 레벨 확인이 완료된 이후 각 세대 간 상부에 방화패널을 설치하였으며, 마지막으로 앵커볼트로 슬래브에 모듈러를 고정시켜 현장 세팅작업이 완료되었다.
모듈러 제작 단계에서는 일반적으로 모듈러 구조체 제작 및 건축마감 작업을 수행하는데, 천안시。현장에 적용된인필식 공법은 현장에서 방바닥미장 공사 및 세대 내. 외부건축마감을 수행하였다. 따라서 모듈러 제작 단계는 벽체 및 천정 판넬생산, UT 및 Unit Cabin(거실 부위 모듈러, 이하 UC라 한다) 바닥판 결합, UT 및 UC 내부벽체 조립, UT 벽체 하지틀 설치, 단열재 보온핀 설치, 벽체 배관작업, 벽체 단열재 설치, UT 및 UC 외부벽체 조립, 천정 판넬 인양 및 고정, 천정 배관작업, 위생도기 및 악세서리 설치, 화장실 수압테스트, 콘센트 및 등기구 설치, 검사 및 잔손보기, 보양 및 포장 등 15개의 단위작업으로 정의하였다.
모듈러 현장 조립 및 마감 공사에 대한 실태조사는 현장반입부터 인필 및 고정 완료까지 약 2주 동안 현장에 상주하면서 공사 부위별 세부 단위작업 및 시공 프로세스를 조사하였다. 이 결과를 바탕으로 모듈러 제작공장의 관리책임자와 모듈러 현장 조립 및 마감 단계의 공사 관리 책임자와의 인터뷰를 실시하였고, 인필식 모듈러공법에 대한 작업분류체계를 정의하였다.
마지막으로 Level 3은 인필식 모듈러 공사의 세부 단위작업을 의미하며, 총 57개로 정의하였다. 이를 바탕으로 천안시 D현장 모듈러주택 건설공사를 중심으로 작업수행 현황을 조사하여 표준 프로세스를 제안하였다. 본 연구의 한계점은 인필식 모듈러 공사의 표준 프로세스를 현장 조립 단계로 한정하여 제시하였다는 점이다.
인필식 공법에 대한 작업분류체계는 모듈러 공장과 시공 현장의 실태조사 결과를 바탕으로 구축하였다. 모듈러 제작에 대한 실태조사는 생산준비, 모듈러 제작, 모듈러 운송단계에 총 7회에 걸쳐 각 단계별 세부 작업내용과 모듈러 제작 프로세스를 조사하였다.
인필식 공법은 모듈러 제작이 완료된 후 현장의 공사 일정에 따라 모듈러 운송 및 양중 작업을 실시하였다. 모듈러 현장 조립 순서를 요약해 보면, 모듈러를 케이지에 안착시킨 후 크레인을 이용하여 해당 부위로 인양하고, 인력에 의해 모듈러를 설치 부위로 이동시켜 고정 작업을 실시하였다.
인필식 모듈러의 UT 제작은 바닥판 제작 및 방청, 바닥 타일 시공 등의 작업은 외주업체를 통해 실시하였고, 모듈러 제작공장에서는 내부 벽체설치, 화장실 문틀 및 문짝 설치, 급수배관 설치, 화장실 위생기구 취부, 악세서리 설치, 수압테스트 등은 자체적으로 직접 실시하였다.
또한, 해당 프로젝트의 성격이나 특성에 따라 모듈러 공사의 표준 프로세스는 현장별로 상이할 수 있다. 이에 본 절에서는 천안시。현장에 적용된 실제 프로세스를 조사하여 인필식 공법 현장조립 단계의 크리티컬 패스에 해당되는 모듈러 반입, 인양, 인필, Level 확인 등의 단위작업을 중심으로 표준 프로세스를 제안하였다.
천안시 。현장을 중심으로 연구를 수행하였다. 작업분류체계는 크게 모듈러 공장제작, 현장조립, 현장마감 단계로 구분하였다.

대상 데이터

다르게 나타날 수 있다. 본 연구의 대상인 천안시 D현장 모듈러주택은 방바닥 미장공사를 현장에서 실시함에 따라 공용부위 및 전용부위 등의 각종 마감공사도 현장에서 실시되었다. 따라서 인필식 모듈러 현장마감은 방바닥 미장 공사, 세대내부 건축마감, 기타 현장마감으로 구분하였다.

성능/효과

하지만 해당 현장에서는 모듈러 운송 및 양중 계획에 대한 검토가 부족하였고, 현장조립 프로세스가 아닌 운송차량 수급여건을 우선적으로 고려하여 모듈러를 상차하여 현장으로 운반하였다. 결과적으로 모듈러 현장 반입 및 인필이 완료된 이후에 모듈러를 슬래브 내에서 재이동시키는 불필요한 작업이 발생하였다. 이에 본 연구에서는 인필식 모듈러 공사에서 현장조립 프로세스를 최적화하기 위해 운송 및 양중 계획을 고려하고, 현장조립 프로세스를 반영하여 표준 프로세스를 다음과 같이 제안하였다.
방바닥 미장공사는 마감 먹줄놓기, 바닥 완충재 설치, 급수배관 및 분배기 설치, 마루귀틀 설치, 기포콘크리트 타설, 세대 내 문틀설치, 난방배관 설치, 방바닥 몰탈 타설 등 일반 주택건설 공사의 마감공사 프로세스와 대동소이한 것으로 나타났다. 각 단계별 작업 프로세스는 Fig.
인필식 모듈러 UC 제작은 UC 하지 틀 설치 후 먼저 작업 한 UT 바닥판과 결합하였고, 벽체판넬(하부 프로파일, 내부 벽체, 전기/통신, 단열, 외부 벽체, 창틀, 상부 프로파일) 과 천정판넬(천정판, 전기통신)을 설치하고, 기타작업을 실시하여 모듈러 공장제작이 완료되고, 현장조립 일정에 따라 보양 및 운송을 실시하는 것으로 나타났다. 인필식 모듈러 UT 및 UC 공장제작 프로세스는 Fig.
인필식 모듈러 현장마감은 발코니와 복도의 모듈러 설치 부위의 마감을 제외하고 일반 주택건설 공사의 단위작업과 대동소이한 것으로 나타났다. 방바닥 미장은 바닥 완충재설치, 보일러 급수배관 및 분배기 설치, 기포 콘크리트 타설, 세대내 문틀 및 문짝 설치, 마루귀틀 설치, 바닥 난방 배관 설치, 수도계량기 설치, 방바닥 몰탈 타설 등 8개 단위작업으로 정의하였다.
인필식 모듈러의 1개 층 기준 현장조립 순서는 양쪽의 측 세대 모듈러 설치, 2호 또는 3호 세대의 모듈러 설치, 세대 간 방화패널 설치, 2호 또는 3호 세대 모듈러 설치 순서로 이루어지며, 현장조립 프로세스를 20단계에서 17단계로 간소화 시킬 수 있는 것으로 나타났다.
천안시。현장에 적용된 1개 층 기준 시공 프로세스는 총 20단계에 걸쳐 이루어졌는데, 공동주택 건설공사에 이 공법이 최초로 적용됨에 따라 모듈러 운반 및 양중 계획이 적절하게 수립되지 않은 것으로 나타났다. 모듈러 현장조립은 양 중장비에 의해 공사가 진행되므로 모듈러 현장반입 및 양 중순 서가 매우 중요하다.
천안시。현장에 적용된 인필식 모듈러 공사는 방바닥 미장 공사와 세대 내부 마감공사를 현장에서 수행함에 따라 현장 마감 공사 작업 량이 일반적인 모듈러 공사보다 다소 많은 것으로 나타났다. 인필식 모듈러 현장마감 작업분류체계는 Table 5와 같이 방바닥 미장, 세대 건축마감, 기타 현장 마감으로 구분하였다.

후속연구

하지만, 모듈러 공사는 프로젝트의 성격이나 공장제작 범위에 따라 현장별로 표준 프로세스가 다르게 나타날 수 있어 인필식 공법이 적용된 프로젝트에 공통적으로 적용 가능한 현장조립 단계의 표준 프로세스 제안은 향후 활용가치가 높을 것으로판단된다. 본 논문에서 제안한 결과는 인필식 공법을 적용한 모듈러 주택 건설공사의 공정계획 수립에 활용할 수 있고, 설계 및 기획 단계에서 모듈러 공장제작 범위를 적정하게 설정하는데 기여할 수 있을 것이며, 모듈러 운송 및 양중 계획을 수립하는데 활용할 수 있을 것이다.
이를 바탕으로 천안시 D현장 모듈러주택 건설공사를 중심으로 작업수행 현황을 조사하여 표준 프로세스를 제안하였다. 본 연구의 한계점은 인필식 모듈러 공사의 표준 프로세스를 현장 조립 단계로 한정하여 제시하였다는 점이다. 하지만, 모듈러 공사는 프로젝트의 성격이나 공장제작 범위에 따라 현장별로 표준 프로세스가 다르게 나타날 수 있어 인필식 공법이 적용된 프로젝트에 공통적으로 적용 가능한 현장조립 단계의 표준 프로세스 제안은 향후 활용가치가 높을 것으로판단된다.
본 연구의 한계점은 인필식 모듈러 공사의 표준 프로세스를 현장 조립 단계로 한정하여 제시하였다는 점이다. 하지만, 모듈러 공사는 프로젝트의 성격이나 공장제작 범위에 따라 현장별로 표준 프로세스가 다르게 나타날 수 있어 인필식 공법이 적용된 프로젝트에 공통적으로 적용 가능한 현장조립 단계의 표준 프로세스 제안은 향후 활용가치가 높을 것으로판단된다. 본 논문에서 제안한 결과는 인필식 공법을 적용한 모듈러 주택 건설공사의 공정계획 수립에 활용할 수 있고, 설계 및 기획 단계에서 모듈러 공장제작 범위를 적정하게 설정하는데 기여할 수 있을 것이며, 모듈러 운송 및 양중 계획을 수립하는데 활용할 수 있을 것이다.

참고문헌 (5)

김균태, 김창한, 이두헌, 이영호(2011), "한국형 모듈러주택 시공의 시나리오 개발", 한국건축시공학회 학술기술논문발표회논문집, 11(1): 81-83.
김재홍(2016), "건설사업 작업분류체계와 위험분류체계의 통합에 관한 연구", 석사학위논문, 강원대학교.
이광복, 김경래, 신동우, 차희성(2011), "유닛 모듈러공법의 효율성 확보를 위한 공장제작, 운반, 현장설치의 최적 공정 제안", 한국건설관리학회논문집, 12(6): 14-21.

원문보기 상세보기
정재헌(2012), "WBS(Work Breakdown Structure)를 중심으로 한 웹기반 정보시스템 사업관리 방안에 대한 연구", 석사학위논문, 단국대학교.
조봉호, 김홍진, 고광호(2007), "모듈러 건축 시스템의 기술개발 동향 및 적용 사례", 한국강구조학회지, 19(1): 112-119.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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