출처 : 건설경제

6층 규모 공동주택 실증사업 마쳐

중간소음 예방ㆍ단열 등 기술 갖춰

13층 이상 중고층 모듈러 개발 시동

‘내화성능 3시간 이상’ 확보가 과제

레고 블록으로 집짓기 게임을 하듯 모듈러 방식으로 집을 지으려면 다양한 요소기술이 필요하다.

전통적인 철근콘크리트(RC) 방식이 철근으로 뼈대를 세우고 거푸집에 콘크리트를 부어 짓는 것과 달리 모듈러 방식은 공장에서 일정비율만큼 완성한 유닛(모듈)을 현장으로 가져와 조립ㆍ시공한다. 단순히 골조 방식을 대체하는 수준을 넘어 풀 옵션의 원룸 하나를 공장에서 통째로 만들어내야 한다.

국내에선 유닛을 차곡차곡 쌓아 올리는 라멘(Ramen) 방식과 기본 구조체에 모듈 유닛을 서랍처럼 끼워넣는 인필(Infill) 방식의 6층짜리 공동주택에 대한 실증사업을 이미 끝냈다. 일반적으로 라멘식은 중저층 건물에, 인필식은 고층 건물에 각각 적합하다.

서울 가양동과 천안 두정동의 모듈러주택 실증사업을 담당한 임석호 한국건설기술연구원 선임연구위원은 “BIMㆍMC 설계시스템, 모듈 간 접합, 소음저감 바닥, 내화충전구조 기술 등 12가지 모듈러 핵심기술에 대한 현장 적용과 검증을 마쳤다”며 “모듈러 주택도 차음ㆍ내화ㆍ기밀 성능을 일반 아파트 수준으로 맞췄다는 점에서 의미가 있다”고 설명했다.

모듈 유닛은 그 자체로 하나의 집이다. 이를 공장에서 일반 상품처럼 만들어내려면 BIM(건축정보모델링)을 활용한 3차원(3D) 설계로 다양한 건축 부재와 부품, 설비 등을 미리 가상으로 배치하고 시공 시뮬레이션을 해봐야 한다.

층간대, 벽체, 창호 등 주요 구성재의 틈값, 시공오차 등을 고려한 MC(Modular Coordination) 설계시스템도 따로 필요하다. 이를 통해 문, 창호, 시스템 키친, 수납 벽체, 석고보드, 타일, 외장재 등 발주 규격을 표준화시켜야 한다. 현재 모듈러에 최적화된 BIMㆍMC 설계시스템은 추가 기술개발이 필요한 상황이다.

모듈을 구성하는 기둥과 보의 용접, 모듈과 모듈 간 접합, 모듈을 최초로 얹을 기초구조 분야도 핵심기술에 속한다. 실증사업에선 모듈 간 접합에 일자형 접합철물과 고력볼트를 활용하고, 기둥이 휘는 것을 막기 위해 스티프너(stiffener)로 보강했다.

사회 문제화될 만큼 심각한 층간소음을 예방하기 위한 소음차단 마감기술도 검증을 마쳤다. 방진패드 등 모듈러 주택에 적합한 최적의 바닥ㆍ벽체 시스템을 개발해 바닥충격음 경량 2등급, 중량 4등급 등 주택성능기준을 충족했다.

여름과 겨울을 견딜 수 있는 외단열시스템도 적용했다.

모듈러 공법은 접합부의 이음매, 나사 등 관통 구조로 인해 열교 및 기밀성능이 상대적으로 떨어진다. 실증사업에선 내측 기밀 방습지와 천공부 기밀 테이프, 외측 투습 방수지를 적용해 이를 해결했다. 서울 가양단지는 단열 성능(0.143W/m2K)과 결로방지 성능(TDR 0.26 이하)에서 주택법 기준을 충족했다.

모듈러 주택의 최대 난제로 꼽히는 내화 성능도 확보했다.

건축법에 따라 5∼12층 건축물은 불이 나도 2시간 동안 주요 구조부가 열을 견뎌야 한다. 실증사업에선 모듈 기둥과 보에 19T짜리 방화석고보드 2겹을 적용해 국내 최초로 모듈러 주택용 건식내화피복 기술을 공인받았다.

다만, 13층 이상 모듈러 주택은 ‘내화 성능 3시간’이라는 더 높은 벽을 넘어야 한다. 이는 오는 22일까지 전국 지자체와 공공주택 사업지를 대상으로 공모 중인 ‘중고층 모듈러 주택 실증사업’에서 풀어야 할 숙제다. 이 사업은 13∼15층 규모에 100여개 유닛을 적용하는 국내 첫 중고층 모듈러다.

모듈러 기술개발을 위한 특허도 늘었다.

조봉호 아주대 교수는 “2000년대 중반 이후 연구개발이 활발하게 이뤄지면서 특허 출원이 가파르게 증가했다”고 말했다.

2011년 한해에만 36건의 모듈러 관련 특허가 출원됐다. 기관별로는 포스코(POSCO)그룹 계열인 포항산업과학연구원(RIST)이 2013년 기준 38건으로 가장 많고, 국책연구기관인 한국건설기술연구원(KICT, 19건)이 두 자릿수 특허를 보유하며 뒤를 잇고 있다.