모듈러 건축의 개요, 접합방법, 시공순서 (출처 : 건축시공학 / 한솔아카데미)

모듈러 건축의 개요, 접합방법, 시공순서 (출처 : 건축시공학 / 한솔아카데미)

 

현장상황과 맞지 않은 내용은 일부 삭제했습니다. 참고해서 봐주시면 감사하겠습니다.


1. 개요

1) 모듈러 건축이란, 공장에서 제작 및 생산한 건물 모듈을 현장에서 조립하여 설치하는 건축시스템 및 시공방법을 의미한다.

표준화된 건축 모듈을 공장에서 제작하여 현장에서 조립하는 개념으로, 프리패브(Prefabrication) 공법의 확장된 개념이라고 볼 수 있다.

모듈러 건축과 관련해서 다양한 용어가 혼용되어 사용되고 있으며, 전통적인 현장생산방식과 대비된다는 의미에서 사용되는 현장외 시공 혹은 공장생산건축(Off-Site Construction, OSC), 

 

공업화건축(Industrial Construction), 현대건축(Modern Methods of Constriction, MMC) 등의 요어들이 사용되는 데, 

 

의미는 문헌다마 다소 다르게 사용되지만 모두 공장에서 사전제작한 건축시스템이리는 공통점이 있다.

2) 주요 구조재료에 따른 구분으로는 강구조, PC조, 목조 등으로 구분할 수 있다. 

 

현재 국내에서는 군시설, 교육시설, 업무시설을 주요 적용대상으로 할 수 하고 있다. 해외 시장에서는 국내시장의 적용 이외에도 의료시설, 판매시설, 감호시설 등에도 폭넓게 적용되고 있다. 

3) 구조형식에 따라서는 프레임식, 내력벽식, 비구조 모듈식 등으로 구분 가능하다. 프레임식은 기둥과 보의 프레임으로 구성되며, 

 

여러개의 모듈이 합쳐져서 대공간을 구성할 수 있다. 내력벽식은 모듈의 측면 벽체가 내력벽으로 구성되며, 

 

기숙사와 같이 단위 모듈이 하나의 룸으로 구성된 경우에 적합하다. 비구조 모듈식은 구조 프레임 내부에 비구조 모듈이 설치되는 방식이다.

프레임식 모듈러 예시

 

내력벽식 모듈러와 비구조 모듈식 모둘러 예시

 

 

4) 또한, 모듈러 건축물은 이동 및 재사용을 기준으로 구분할 수 있따. 이동 및 재사용을 고려하지 않은 정주용 건축물, 

 

1~2회 정도 해체후 재사용을 고려하는 이동 가능 정주용 건축물, 임시 건축물로 적용되는 이동형 건축물로 구분할 수 있는 데, 각 시스템의 특징은 아래 표와 같이 정리된다.

 

2. 모듈러 건축의 접합방법


1) 강재 프레임(Steel Frame)식의 모듈러 유닛의 접합은 크게 용접식 접합, 볼트체결식 접합, 접합부재 체결식 접합으로 나뉠 수 있다.

용접식은 모듈러 유닛을 조립한 후 소정위치에 용접을 하여 모듈러를 고정하는 방법으로 용접공의 숙련도에 따라 품질이 좌우될 수 있다.

볼트체결식 접합은 모듈러 유닛을 서로 조립한 후 겹치는 구멍에 볼트를 체결하여 고정하는 방식이다.

볼트체결식 접합 예시

 

 

이는 용접식에 비해 작업하기 쉬우나 볼트의 내력이 크지 않으므로 소규모 모듈러 건축에 적용될 수 있다.

접합부재 체결식 접합은 접합부재에 모듈러 유닛을 조립한 후 볼트를 체결하여 접하는 방식으로 접합부재를 통해 

 

 

접합부재 체결식 접합

 

구조물을 튼튼하게 고정할 수 있고 중 고층 모듈러 건축에 사용될 수 있지만 시공하기 까다롭고 시공비용이 많이 소요된다.

아래 그림은 접합부재 체결식 접합순서를 보여주는 예시로서 먼저 접합부재에 모듈러 유닛 부재를 연결하고 바닥 접합부재를 조립하고 볼트로 접합부재를 고정하여 연결하는 순서로 진행된다.



2) PC부재로 구성된 모듈러 건축은 일반적으로 PC부재의 접합방식에 따라 접합시공한다.

PC공사 표준시방서에 따르면 PC부재의 접합은 습식접합과 건식접합으로 구분하고 있다. 

 

습식접합은 현장에서 콘크리트 또는 모르터 등으로 PC부재들을 상호 접합하는 것을 의미하며, 접합부의 철근을 용접한 후 접합부 콘크리트용 거푸집을 설치하고 접합부를 타설하여 연결한다.

건식접합은 접합에 콘크리트나 모르터 등을 사용하지 않고 부재간 용접 혹은 기계적 접합에 의해 응력이 전달되도록 상호를 연결하는 것을 의미한다.

3) 용접이나 볼트를 활용하여 부재를 접합한 후 피복두께 확보를 위한 모르터 바름 혹은 콘크리트 덧방을 하여 시공한다. 

 

아래 그림은 PC벽체의 접하부블 보여주고 있는 데, PC벽체를 도면과 같이 설치한 후 L형 플레이트를 활용하여 볼트로 고정하고 콘크리트로 매꾸어 벽체를 연결한다.

pc벽체 조립 사진

 

 

pc벽체 조립 도면

 

 

4) 아래 그림은 PC슬래브와 PC슬래브 간 접합하는 방법이다. 그림과 같이 PC슬래브 부재를 서로 밀착시킨 후 슬래브의 상부근을 배근하고 토핑 콘크리트를 타설하여 슬래브를 완성한다.

pc슬래브 접합사진

 

pc슬래브 접합도면

 

 

5) 아래 그림은 PC기둥 부재를 연결하는 방법이다. 앵커를 매입한 후 기둥설치 레벨링을 하고 기둥의 수직도를 보정한 후 기둥 구멍에 무수축 모르타르를 충전하여 설치한다.

PC기둥 부재 접합사진

 

PC기둥 부재 접합 도면

 

 

3. 모듈러 건축의 시공순서

1) 모듈러 건축의 시공순서를 유닛모듈 공법의 예를 들어 살펴보면 아래 그림과 같다.

모듈러 건축시공 순서

우선 현장에서는 터파기 및 기초공사가 진행된다. 

 

한편, 공장에서는 모듈 제작이 현장 기초공사와 동시에 시작될 수 있어, 그 만큼의 공기단축이 가능하다.

공장 제작과정은 크게 프레임 설치 및 바닥 슬래브 타설, 벽/천장 패널 설치, 전기 및 통신 배선, 내부 단열재 설치, 설비 배관 및 바닥마감, 욕실공사, 수장공사, 기구설치, 검사 및 포장, 출하준비 등의 순서로 진행된다.


2) 공장에서의 모듈 생산은 공장내에 모듈이 정지되어 자재와 인력이 움직이면서 모듈을 생산하는 고정 생산방식과 모듈이 움직이고 

 

자재와 인력이 고정되어 연속 생산라인에서 모듈이 생산하는 이동 생산방식으로 나눈다.

생산된 모듈들은 현장에서 운송, 반입되어 설치-적층-조립의 과정을 반복한 후 완공에 이르게 된다.

3) 모듈 설치를 위해서는 해당 사업부지의 인접도로 및 양중 높이, 크레인 위치 등을 종합적으로 검토하여 시공계획을 수립하여야 하며, 

 

RC구조체와 수직 수평레벨을 확인하고 본 조립된 모듈 위치의 정확도를 확인하여 설치한다.


4) 외장공사와 마감공사는 모듈 접합부 상태와 성능을 잘 확인하여 누수나 마감 불량이 있지 않도록 확인한다. 또한, 비 모듈러 공사와의 간섭이 발생할 수 있으므로 마감공사 공종 간 간섭관리가 필요하다.