토지주택연구원 이지은 선임연구원
모듈식 건축의 역사는 약 100년에 이릅니다. 제2차 세계대전 이후 주택을 빠르고 저렴하게 공급하는 것이 주요 과제였습니다.
르 코르뷔지에도 “건축은 기계다”라며 부품의 부품화를 주장했다.
근디의 산업발전과 함께 산업자재의 생산과 유통이라는 개념이 탄생했고, 전후 복구 도시의 주택난을 해결하는 중요한 수단이 되었다.
현재 국내 건설산업에서 다양한 문제가 발생하고 있으며, 이를 해결하기 위한 대안으로 산업건설이 선택되고 있다.
건설 산업에는 다음과 같은 다양한 문제가 있습니다. B. 근로자의 평균 연령 증가, 재해율 증가, 생산성 감소 및 국제 경쟁력 저하.
건설업은 다른 첨단산업에 비해 기술인력이 선호되지 않고 인력유입이 감소하고 있으며 외국인근로자의 증가로 성장동력도 저하되고 있다.
세계 경제 포럼(2018)은 미래 산업에 적용할 세 가지 시나리오를 제시했습니다.
그 중 하나는 조립식 및 모듈식 구조의 공장 건물 시나리오였습니다. 이 시나리오에서는 건설을 빠르고 비용 효율적으로 만들기 위해 사전 엔지니어링된 프로세스와 맞춤형 모듈식 설계가 필요합니다.
(제조업에서 시도하는 모듈화 전략과 유사)
모듈식 설계: 독립적인 모듈로 구성되는 개념: 이러한 모듈은 별도로 제작된 다음 필요한 단위로 조립됩니다.
모듈은 개별적으로 작동하며 다양한 방식으로 조립할 수 있어 설계 및 개조에 무한한 가능성을 제공합니다.
표준화의 장점과 개인의 니즈에 맞춘 맞춤형 디자인의 장점을 가진 디자인 방식입니다.
Google Ara 프로젝트에서 관찰된 모듈 설계 문제: 개별 회사의 모듈을 조립할 때 성능 문제가 발생할 수 있습니다. 반대로 단일 회사에서 제조할 경우 개별 구성 요소를 결합하여 단일 성능 목표를 가장 잘 충족할 수 있습니다. 그러나 표준화가 없는 특수성은 복잡성을 증가시켜 효율적인 모듈화 전략을 구현하기 어렵게 만듭니다.
모듈화의 목적: 여러 제품을 효과적으로 개발하려면 모듈식 설계로 더 복잡한 시스템을 사용하지 않도록 주의해야 합니다.
국내 모듈러 공장 시스템은 비자동화 조립 시스템으로 사용되는 대부분의 건축 부품이 표준화되지 않고 분해되지 않는다.
공사기간 단축 및 원가 절감을 위한 해외 사례 : 예) 중국 우한의 신종 코로나바이러스 환자용 병상 10만 개 중 1,000개를 표준화 및 구성공법으로 시공했다.
4. 모듈러 건축의 예
4.1 소규모 가족 주택
소비자의 요구에 부응하고 다양한 대안을 효과적으로 생산하기 위해서는 단순화, 표준화, 통일화의 세 가지 전략이 필요하다.
단순화: 구성요소, 즉 모듈의 수를 줄입니다.
표준화(Standardization): 표준 부품, 표준 프로세스, 표준 모듈을 지정하여 불필요한 프로세스를 줄이고, 통일화는 디자인은 다르지만 일부 항목을 공유하여 새 항목의 외관을 줄이는 방법입니다.
=> Volkswagen Motors는 이러한 공통 전략을 효율적으로 사용하여 다양한 디자인의 자동차를 생산하는 대표적인 예입니다.
4.2 다층 아파트 건물 단위
적층식 건물은 공간 단위를 쌓아 2층 주택을 짓거나 다세대 아파트 건물을 만드는 데 사용됩니다. 다음과 같은 공간 단위를 생성하는 다양한 구조가 있습니다. B. 나무 판자, 강철 프레임, 프리캐스트 콘크리트 부품 및 컨테이너 상자. 수직/수평 확장 샤프트에 적용할 경우 기존 습식 공정에 비해 기존 구조에 응력을 덜 받을 수 있습니다. 또한 공사 중 주민이주, 폐기물 발생 등의 문제를 쉽고 빠르게 해결할 수 있다는 장점이 있다.
모듈 운송 중에 발생하는 진동으로 인해 모듈의 내부 고정 장치가 느슨해지거나 변형될 수 있습니다. 이러한 경우에 대비하여 공장에서 완벽한 품질 검사를 위해 BIM 도면을 사용할 수 있습니다. BIM 시공 도면은 우주 유닛의 전체 수명 주기를 관리하는 데 매우 유용할 수 있습니다.
해외 모듈러 주택의 성공 사례: 폐기물 절감 및 재활용 유닛 활용 또한 공기단축, 품질관리, 대량생산을 통한 공사비 절감 등에서 경쟁력이 있다.
국내 수요가 적어 양산을 통한 공사비 절감이 어렵다. 자재나 공법 등의 기술을 대폭 개선해 공기단축이나 품질관리, 원가절감 등 경쟁력을 갖춰야 한다.
4.3 다세대 주택의 매립공사
매립공법 : 주택의 내벽, 세면대, 변기 등을 공장에서 조립한 후 현장에서 완성된 틀에 끼워넣어 완성하는 공법입니다.
현재 모듈러 건설은 건설현장의 각종 문제, 산업의 침체, 국제경쟁력 약화 등 건설산업의 위기를 극복하기 위한 효과적인 방안으로 부각되고 있다. 이러한 성장 잠재력에도 불구하고 활성화되지 않습니다.
모듈러 주택을 비롯한 산업용 주택은 습식공법으로 건축되는 건축물에 비해 공사비가 높고 수요가 적어 기술개발과 제도개선을 앞당기기 어렵다.
다음과 같은 많은 보충제가 필요합니다. 나. 관련 기술산업을 육성하기 위한 발주제도, 법제도 및 정책, 스마트팩토리 등의 기술개발, 사업전략 및 생산기술이 필요하다.
이제는 OSC 방식을 공장생산과 인텔리전트팩토리와 연계하여 도입할 수 있는 환경을 조성하고 함께 지속적으로 발전할 수 있는 기술개발/실증/사업화 기반을 마련할 필요가 있다. 4차 산업혁명을 선도하는 산업생태계를 조성하기 위해서는 건설산업이 건축설계와 공법을 더욱 고도화해야 합니다.