도서지역형 긴급주거시설 모델 개발을 위한 기초연구
A Basic Research for Development of Emergency Housing Model in Islands
이동운* 박태현**
Lee, Dong-Un Park, Tae-Hyun
Abstract
When disasters happen specially in islands, we have a lot of problems of 'managing many workers and heavy equipments because of bad weather', 'being hard to offer, transport and install container-houses as temporary housing', 'being hard to store and use again after disassembling', too. More serious problems come from bad conditions that more and more people leave the islands and only old people live there, moreover, islands get easy to be isolated by inclement weather. So the purpose of this research is to develop and design emergency housing for sufferers which is light, efficient to be stored, easy to transport and build in disasters by resolving such problems, after rethinking the concept of temporary housing. Also, this research intends to suggest the concept of 'emergency housing'. The process of this research includes selection of architectural materials, experiments, constructional simulation, design and building test.
Keywords : Islands, Temporary Housing, Dome-shape, Emergency Housing 주 요 어 : 도서지역, 임시주거, 돔 형태, 긴급주거
I. 서 론
1. 연구의 배경 및 목적
우리나라는 3면이 바다로, 그 중 남해와 서해에 집중적 으로 섬이 많은 반도형태의 지정학적 특성을 가지고 있 다. 최근에 문제가 되고 있는 지구온난화 및 이상기후 현 상은 우리나라가 가진 지정학적 특징을 기상이변에 의한 피해라는 위기로 내몰고 있다. 또한 기후변화는 내륙지역 뿐만 아니라 도서지역에도 강풍, 태풍, 호우, 폭우, 폭설, 파랑, 해일, 지진 등 자연 재해
1)의 요소와 피해를 가중
2)시키고 있다.
재해의 피해 상황 중에서 주거시설은 최초 상황발생에 서 복구를 진행하는 모든 과정에 이르기까지 가장 우선 적으로 복구되어야 하는 인프라이다. 우리나라는 1996년 고성 산불, 2000년 동해안 산불 등의 이재민들에게 기성 품 컨테이너를 지급한 것이 계기가 되어 임시주거로 활 용하였다. 컨테이너는 주거용이 아니므로, 2006년 소방방 재청은 ‘임시주거시설 개선방안 및 지원방안에 대한 자 문’을 이행하였고, 2007년 전국재해구호협회는 연구용역 을 통하여 ‘목조형 임시주거시설’을 개발한 바 있다. 현 재 국내의 임시주거에 대한 관심은 해외에 비하여 성과 가 적은 편이나, 선행된 개발사례들은 기존의 컨테이너를
바탕으로 구조와 주거성능을 개선하여 시제품까지 제작했 다는 현실적인 측면의 가치가 높다.
그런데, 최근 ‘연평도 사건’
3)은 고립된 도서지역에서 이 재민을 최초로 보호하는 ‘임시수용시설’ 조차 피해를 입 을 수 있는 예측할 수 없는 상황이 발생하였다. 해당 사 건은 현재 시행되고 있는 재해 복구 제도가 임시수용시 설에 초점이 맞춰져 있고, 그 다음 단계인 ‘임시주거시 설’의 지급 및 설치 등에서 나타난 개념이 내륙지역을 기 준으로 하였으며, 재해의 2차적 피해
4)가 없음을 가정한 것임을 시사했다. 연평도 사건은 비록 전시상황에 준하는 인재(人災)이지만, 자연 재해에서도 임시수용시설이 없거
**
정회원(주저자), 동서대학교 건축토목공학부 조교수, 공학박사**정회원(교신저자), 동아대학교 아동가족학과 강사, 박사수료 본 연구는 국토해양부 소관 2010년 영남씨그랜트 지역현안과제 연 구개발사업의 연구비 지원에 의해 수행되었음.
1) 사전적으로 재난(災難)은 ‘뜻밖에 일어난 재앙과 고난’으로 광범 위한 의미이고 예방을 의도할 때 많이 쓰이며, 재해(災害)는 ‘재앙으 로 말미암아 받는 피해. 지진, 태풍, 홍수, 가뭄, 해일, 화재, 전염병 따위에 의하여 받게 되는 피해’로 자연에 의한 결과로서 복구에 초 점이 맞춰진 협소한 의미의 용어이다. 그러나 본 연구에서는 재난과 재해에 관한 구분보다는 긴급히 설치 및 운용하기 위한 주거시설 개 발에 초점이 맞춰져 있으므로, 이하에서 두 용어를 구분 없이 쓸 것이다.
2) 도서지역에 한정하여 보고된 사례는 없으나 최근 10년간 우리나 라 기후변화 특성(국립기상연구소, 2007)에 따르면 우리나라 평균기 온의 상승으로 재해 발생 증가 추세에 있고, 최근 10년간 자연재해 피해현황(기상청, 2006), 2007년 주요통계 및 자료(소방방재청, 2008) 등에 따르면 태풍 및 집중호우 등 자연재해로 인한 경제적 손실은 이미 46조원에 육박하여 증가되어 가는 것으로 보고되었다.
3) ‘연평도 사건’은 2010년 11월 23일 오후 2시 30분부터 3시 사이 에 연평도에서 발생한 북한에 의한 2차례의 포격 피해를 말하며, 2010년 12월 1일 현재까지 공식적으로 사건이 명명되지 않았으므 로, 이하에서는 ‘연평도 사건’으로 칭한다.
4) 태풍과 지진은 그 자체로도 수차례의 피해를 주지만, 2010년 아 이티 및 2006년 인도네시아 사례와 같이 도서지역에서는 쓰나미, 해 일, 파고 등의 2차적 피해가 발생한다.
나 피해를 입을 수 있는 상황을 가정하여 최소한의 성능 을 지닌 ‘주거공간’
5)이 긴급히 설치되고 유동적으로 운용 되어야 하는 필요성을 제기해 주었다.
이는 기존의 컨테이너를 포함한 선행연구 및 개발에서 도 자연 재해의 연속적인 피해나 도서지역의 특수성
6)이 배재되었음을 의미한다.
7)일면 근본적으로 재해시 임시주 거 지급절차에 관한 제도적인 문제로 간주할 수도 있다.
그러나, 현 시점에서는 선행연구를 통해 개발된 내륙지역 형 임시주거시설의 개선도 지속적이고 다양한 건축설계방 법론으로 연구되어야 하지만, 한편으로는 도서지역의 특 수성을 바탕으로 임시주거의 개념을 재고하고 별개의 모 델 개발 또한 시도되어야 할 시점이라 파악된다.
따라서 본 연구와 관련하여 ‘긴급주거시설’ 모델 개발 은 현재 진행 중에 있으며, 그 전체 내용은 현행 제도상 의 임시주거 개념을 재고하여 도서지역의 특수성을 반영 한 ‘긴급주거’ 개념을 제안하고, 이에 적절한 긴급주거시 설을 개발하여 복합적인 공간구성 및 운용, 단지조성 및 관리프로그램과 매뉴얼 작성까지를 계획하고 있다.
여기서 본 연구의 의미는 전체 연구 진행에 있어서 기 초연구에 해당하는 것으로, 그 목적은 기초조사를 통한 긴급주거 개념분석과 도출, 그리고 기본적인 공간 형성의 가능여부를 판단하는 시제품 제작에 있다. 시제품 제작의 구체적인 목적은, 도서지역으로 용이하게 운송되어, 재해 발생시 단시간에 최소한의 인원과 장비로 쉽게 설치할 수 있으며, 저장과 재전용이 용이한 긴급주거시설의 단위세 대를 연구개발하는 것이다.
2. 연구의 절차 및 방법
본 연구의 절차는 크게 긴급주거의 개념을 제안하는 기
초조사와 개발구상 단계, 그 개념을 바탕으로 시제품 설 계 및 실험 단계, 시제품 제작 및 설치 단계로 나뉘며, 각 연구의 구체적인 절차와 방법은 <그림 1>과 같다.
시제품 제작에 있어서 전체적인 진행의 방법은 일반적 인 건축설계의 과정과 유사하여, 재료 선정과 실험, 구조 계획 및 건축계획 전반에 걸친 영역이 수반되며, 최종적 으로는 시제품을 공장에서 제작하여 시험 조립과 설치 및 해체를 한다.
3. 연구의 범위
연구의 시간적 범위는 현재 도서지역의 기상 데이터를 중심으로 과거 주요 악천후의 기록과 향후 10년의 기상 예측 데이터를 범위로 했다. 공간적 범위는 도서지역이 며, 내용적 범위는 재료 실험의 범위와 제품 개발의 범위 로 구분하였다. 재료 실험의 범위는 바콜경도, 비중, 굴곡 강도, 인장강도, 인장탄성률, 신장률, 압축강도, 압축탄성 률, 가스유해성, 적설/풍/지진 하중에 의한 장기허용응력을 검토했다. 제품 개발의 범위는 조립 및 해체가 가능한 단 위세대를 제작하는 것으로 구체적으로는 Infusion 공법으 로 제작한 FRP패널의 프리패브화를 의미한다.
II. 기초조사
기초조사 및 개발구상 단계에서는 선행연구 분석과 실 태조사를 통하여 임시주거의 개념에서 긴급주거의 개념을 구체화하고자 한다. 문헌조사를 통해서 선행연구를 분석 하여, 임시주거의 일반적인 특성을 파악하고, 특수한 상황 에서 긴급히 설치되어야 하는 임시주거로서 긴급주거 개 념의 필요성을 제기할 것이다.
1. 선행연구 분석
1990 년대에는 재해에 대응하는 기술에 대한 연구를 주 제로 부수적으로 발생하는 난민 문제를 해결하고자 한 연 구가 일부 있었지만, 재해에 대비한 임시주거가 연구된 적은 없다. 2000년대에 들어서 정부의 컨테이너 사용에
5) ‘주거공간’은 넓은 의미에서 주거를 의미하는 것으로, 재해의 상황에서 의료, 관리, 대피, 통제, 저장 등을 위한 공간을 포함한다.
6) 도서지역의 특수성을 다음과 같이 요약할 수 있다. 내륙과 단절되 어 고립되기 쉽고, 바람이 강하고 비와 눈이 많으며 염분이 높다는 ① 기후적 특수성이 있다. 기상청 홈페이지(http://www.kma.go.kr/)에 따 르면 마산, 거제, 남해 등 영남지방의 도서지역은 연평균 1500 mm의 높은 강우량, 5~6 m/s의 높은 풍속을 보인다. 또, 전술한 아이티, 인 도네시아 등의 사례에서 알 수 있듯이 연속적이거나 반복적인 2차 피 해에 쉽게 노출된다는 ② 지형적 특수성이 있다. 그리고, ③ 사회적 특수성으로 도서지역을 중심으로 한 사회복지 관련 연구들(도서지역 의 사회복지 증진 방안에 관한 연구(유정욱, 2007), 도서지역 노인복 지의 개선방안에 관한 연구(서정연, 2007), 농어촌 지역주민을 위한 복지프로그램 모델 연구(박재용, 2004))은 인구 도시집중현상으로 인 한 도서지역 주민의 빠른 고령화와 복지시설의 부족을 지적해 왔다.
이는 현장 노동력의 부족을 의미할 뿐만 아니라 정책적으로 임시수 용시설로 활용될 수 있는 기간시설의 감소를 의미한다. 또한 상대적 으로 고립된 지역에서 사전에 확보하지 않으면 지게차, 크레인과 같 은 중장비의 사용이 용이하지 않다는 ④ 시공상 특수성이 있다.
7) 현재 지급되고 있는 ‘목조형 임시주거시설’의 개발 도중에 있었 던, 2007년 6월 15일 전국재해구호협회가 주관한 ‘임시주거시설 개 선연구 공청회’에서, 해당 제품의 초기안에 대하여 ‘동시다발 재해 에 대하여 조립 가능여부가 검증이 필요’, ‘이동의 용이성 측면에서 지게차 같은 중장비 사용’ 등의 사항이 지적된 바 있다. 해당 사항들 은 도서지역의 특수성에 비춰볼 때 취약점이라 할 수 있다. 전국재 해구호협회(2007). 주택피해 이재민 임시주거 시설 개선연구, 81.
그림 1. 연구의 절차와 방법
힘입어 재해용 임시주거에 대한 관심이 높아져서, 최진호 (2004) 의 연구를 기점으로 이론적인 연구와 관심이 시작 되었다. 이후 현재까지 이론적인 고찰이 주축을 이루고 있는데, 학위논문의 내용을 중심으로 주된 경향을 분류하 면 <표 1>과 같다. 유사한 내용의 관련 학회 발표 및 게 재 논문에 관해서는 학위논문과 연구보고의 바탕이 되었 을 것으로 판단되어 필요한 경우 이외에는 생략하였다.
국내 선행연구를 분석하면 몇가지 유형의 소주제들이 복합적으로 하나의 연구를 구성한다는 특징이 두드러지는 데, 그 특징들을 분류하면 다음과 같다.
① 임시주거 개념 분석 및 정립
② 임시주거의 제도적 분석
③ 공법 및 시공성 개선
④ 시제품 제작
1) 임시주거의 이론적 개념 고찰
①에 관하여 최진호(2004), 김갑득(2005), 김기형(2005), 이한나(2005), 이상훈(2006), 윤자영(2006), 문정인(2007), 박동민(2008)의 연구를 들 수 있는데, 우리의 현실에서 역 설적으로 용어 정의와 제도가 정착되지 못하고 있기 때 문에 해당 주제에 편중된 연구가 보인다고 분석된다.
그런데, 최진호(2004), 이한나(2005), 박연직(2006), 문 정인(2007)은 임시주거의 개념에 대하여, 사전적인 ‘지속 적이지 않고 제한적인 기간 동안 일시적인 주거’라는 의 미로 동일하게 사용하고 있으나 국내의 현실에서는 ‘재해 의 피해발생부터 복구시점까지의 일시적인 주거’에 가깝
다. 그렇다면 긴급주거를 논의하기 앞서 임시주거를 정의 하기 위해, 선행연구가 재해의 상황에서 피해발생에서 복 구까지의 상황을 일괄적으로 해석하여 3단계로 분류한 것 을 살펴보겠다. 이 과정은 현재 시행되고 있는 제도와 동 일하다. 1단계는 ‘긴급구호’의 단계로 주변의 피난처에 신 속히 대피하는 상황이다. 피난처는 주로 학교, 관공서, 마 을회관, 어촌계회관 등 비교적 튼튼하고 많은 사람들이 모일 수 있는 대형공간이 구비된 ‘임시수용시설’로 지정 된 장소를 말한다. 2단계는 초기복구의 단계로 파괴된 건 물과 같은 피해를 복구하는 초기 상황이다. 1단계와 동일 하게 피해상황을 파악하고 이재민 구호와 2차 피해를 방 지하기 위한 구호활동이 시행된다. 또한 현장 파악을 통 해 생업으로 복귀하지 못하는 사람들을 조사하여 임시주 거시설을 지급하게 된다. 3단계는 항구복구의 단계로 임 시주거시설의 지급으로 안정된 이재민을 대상으로 장기구 호계획을 세워서 피해에 따라 위로금과 지원자금 등을 통 하여 항구적인 주택을 마련하는 것을 뜻한다. 이것을 종 합해 보면 <표 2>의 순서와 같이 일괄적인 단계로 진행 된다.
상기의 과정에서 본다면 임시주거의 넓은 의미는 포괄 적으로 ‘모든 단계의 전반에 걸쳐 사용되는 주거공간’이
표 1. 선행연구 분석구분 년도 연구 저자 연구명 연구 내용 비고
학위논문
2004 서울산업대
최진호 우리나라 재해 이재민의 임시주거
실태 조사와 개선안에 관한 연구 재해와 임시주거의 개념을 정의하고 이론적 고찰을 한 후, 국내외사
례를 조사, 국내 임시주거 환경조사 연구 석사
학위 2005 국민대학교
이한나 재해민을 위한 임시주거 방법론 임시주거와 재해민의 개념 정리, 임시주거 특성 분석, 임시주거 계획
의 개념적 접근 연구 석사
학위 2005 인하대학교
김기형 재난 재해 구호주택의 건축적 대응방안에 관한 연구
재난 재해 구호주거의 현황과 개선방안을 파악하여 건축적 대응방안 을 연구. 기간, 구조, 공법을 기준으로 분류하고, 오픈시스템의 모듈러 주택을 계획
박사학위
2006 연세대학교
이상훈 일본의 임시주거 계획특성에 관한 연구 임시주거의 개념, 특성과 유형을 통해 계획요소의 특성을 도출, 일본 나가오카를 중심으로 실태조사 및 분석연구 석사 학위 2006 연세대학교
윤자영 재해 재난민을 위한 임시주거로서의
모듈러건축의 적용가능성에 관한 연구모듈러건축 개념, 특성과 사례를 조사하고, 재해재난 임시주거의 현황 , 실태조사, 사례를 통해 모듈러건축 적용연구 석사
학위 2006 강원대학교
박연직 재난지역 거주자의 주거안정 방안에
관한 연구 재난발생과 복구체계의 법적/제도적 분석, 사례분석, 복구과정의 피해 주민 인식조사, 복구과정의 문제점과 개선방안, 시스템 개선안 제안 박사
학위 2007 연세대학교
문정인 이재민을 위한 임시주거 계획방법에 관한 연구
임시주거의 개념적 접근, 국내의 현황, 특성과 구성, 실태조사, 국외와 비교분석, 계획항목검토, 설문을 통한 항목도출, 주거단지 및 시스템 고찰로 계획방법분석, 계획방법론 제안
박사학위
2008 서울시립대
박동민 재해 이재민의 임시주거 공간에 대한
연구 재해, 이재민의 개념. 임시주거의 개념, 유형, 국내 사례에서 만족도
설문조사를 바탕으로 복층형 단위세대 계획 석사
학위 연구소기업
2004 포항산업과학
강구조연구소연구원 재난에 대비한 10일만에 짓는 주택 세계여성건축가협회(U.I.F.A.)의 심포지엄에 제출, 재난시 10일 내에
공사가 끝나는 주택 개념을 제시 패널
전시 2005 상동 10일 완성형 재난 재해 구호 주거
시스템 개발 주택도시 84호 게재, 해외 모듈러공법 소개. 국내 모듈러공법 개발방 향, 구성, 시범사업 사례연구. 재난재해 주거시스템 설계, 개발 연구 게재
논문 민간단체 2007 전국재해구호
협회 주택피해 이재민 임시주거시설 개선연구
연세대학교 건축공학과 건축공간계획연구실 시행. 실태조사를 통해 계 획요소 산정, 시제품 계획, 제작 및 성능평가, 국내/일본의 임시주거 제공의 제도 분석. 한국건설기술연구원의 성능평가 보고서 별첨
연구보고
표 2. 피해발생에서 복구까지의 3단계 (대피 및 임시수용시설)긴급구호 → 임시주거시설
지급 → 신축(개축)
주택입주
라고 설명할 수 있지만, 좁은 의미에서는 ‘2단계의 임시 주거시설’로 한정지을 수 있다. 따라서 국내의 현실에서 는 컨테이너를 지급하기 전까지 대피하고 있는 공공시설 이 ‘1단계의 임시수용시설’을 의미하고, 지급된 컨테이너 가 ‘2단계의 임시주거시설’ 즉 좁은 의미의 임시주거이 다. 이 같은 개념에서 연평도 사건에 최초로 사용된 목조 형 임시주거시설 역시 컨테이너의 개념을 대체한 것으로 해석된다.
연평도의 경우 자연 재해가 아닌 인위적인 재난이었기 때문에 이재민들은 선박을 이용하여 비교적 용이하게 인 천으로 대피하여 찜질방에서 숙식을 해결할 수 있었다.
정부는 곧 이재민들에게 인천 및 기타 연안지역의 아파 트 제공을 제안하기에 이르렀는데, 이는 목조형 임시주거 시설 또한 좁은 의미로서 임시주거임을 설명해준다.
그런데 당시의 기상 상황이 악천후가 아니었기 때문에 주민들이 용이하게 1단계의 임시수용시설로 대피할 수 있 었지만, 만일 자연 재해의 상황이 겹쳤다거나 공공시설을 노린 지속적인 포격으로 임시수용시설까지 피해를 입었다 면, 고립된 상황에서 모든 단계의 과정이 순탄하게 진행 되었을 것인가 의문을 제기할 수 있다.
또 앞서 주석 6)에서 언급한 도서지역의 특수성을 미루 어 본다면, ‘평소 적은 주민수로 공공시설(임시수용시설) 이 구비되지 않은 작은 섬에 악천후로 재해가 발생하여 고립되어, 구조대가 도달하기에는 많은 시간과 장비가 요 구되어 지연되고, 급기야 2차 피해 등으로 가옥이 대파된 주민들의 인명 손실이 급증하였다’라는 시나리오가 얼마 든지 가능하다. 실제로 언론은 연평도에서 기상의 상태는 양호했으나 선박의 사정으로 임시주거를 운송한 물류의 흐름이 원활하지 못했음
8)을 보도한 바 있다. 이는 근본적 으로 현재의 임시주거시설이 중장비를 동원하여 운송 및 설치를 해야 하는 점이 원인이라고 할 수 있다.
이상에서, 선행연구를 통해 기존의 컨테이너가 도서지 역에 지급된 바 있고, 목조형 임시주거시설이 최초로 사 용된 것이 연평도라는 섬이지만, 선행연구의 임시주거 개 념에서 지역적 특수성이 전제가 되었다고 할 수는 없다.
그렇다면 다음에서는 현재 국내에서 시행되고 있는 임시 주거 관련제도를 고찰하여, 임시주거 개념 적용에 있어 도서지역의 특수성이 반영되고 있는지 검토하고자 한다.
2) 임시주거 시행제도 고찰
앞서 선행연구의 특징 ②는 대체로 국내외의 제도에 관 한 비교연구를 하거나 국내 현행 제도를 바탕으로 현장 실태조사와 병행하는 경향이 있는데, 최진호(2004), 김기 형(2005), 이상훈(2006), 윤자영(2006), 박연직(2006), 문정 인(2007)의 연구가 대표적이다. 시행 제도는 현장상황과 밀접한 관계가 있고, 현장상황과 이재민에 대한 조사는
기존 사례에 대한 거주 후 평가와 연구개발의 배경 자료 가 되었기 때문에 상당한 연구가 있었던 것으로 분석된다.
현재 국내에서 임시주거를 지급하는 기준 적용과 절차 는 내륙지방과 도서지역의 구분이 없다. ‘재해구호법 제2 장제4조제1항, 같은 법 시행령 제2조1호의 규정 및 시행 규칙’에 의거 소방방재청이 설정한 지침에 따라 지방자치 단체가 일괄적으로 현장조사 및 지급하고 있다. 지방자치 단체는 전국재해구호협회를 통해 임시주거시설을 발주하 여 물류창고에 상비하게 된다. <표 3>
9)는 각각의 역할을 보여주고 있다.
< 표 3>에서는 현재 시행되고 있는 제도가 재해를 담당 하는 중앙기관인 소방방재청과 지방자치단체와의 특별한 협력관계를 가지고 있지 않고 지방자치단체가 발주부터 설치까지 일임하고 있음을 보여 준다. 또 주목할 만한 것 은 유지관리와 해체 및 철거에 관한 사항이 명확하지 않 다는 사실이다.
기존의 컨테이너의 경우, 그 사용 개념에 부합되는가의 여부에 관하여 의문을 제기할 수 있다. 즉, 컨테이너를 사 용한 원인은 기성 제품이 가지는 장점인데, 공장에서 편 리하게 제작되어, 물류창고에서 현장으로 운송되고, 재전 용을 할 수 있다는 장점을 가졌다. 그러나 주거성능이 나 쁘기 때문에 현장에서 버려져서 그 후로 유지관리나 철 거에 대한 제도적 미비로 아예 사용되지 않은 사례와 컨 테이너가 지원을 받았기 때문에 유지비용이 저렴하고 신 축할 경제적인 자립성이 없다는 이유로 재해 복구 이후 로도 재활용이 아닌 영구적으로 거주하고 있는 양극단적 인 상황
10)이 벌어지고 있다.
8) 뉴시스, [연평도 피격]임시주거시설 완공 눈앞, 2010년 11월 27일 자, http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1
=102&oid=003&aid=0003559159
9) 전국재해구호협회(2007). 주택피해 이재민 임시주거 시설 개선연 구, 64. 재인용
10) 박동민(2008). 재해 이재민의 임시주거공간에 관한 연구. 석사학 위논문, 서울시립대학교, 서울. 13.
표 3. 국내 행정체계 및 업무 분담표 구분 소방방재청 지자체(도, 시, 군)
협정 해당사항 없음 해당사항 없음
사전준비대책
1. 이재민 수용시설 지정, 관리지침 기준설정
1. 컨테이너: 공장제작 후 현장수송 2. 비상시 대피 장소 및 건설용지 확보 발생시 해당사항 없음재해
1. 주택피해 발생 현장 조사 2. 전파·반파주거 이재민 조사 3. 건설호수 결정, 건설용지 선정 4. 컨테이너 제작 및 보급 5. 사양결정-현재(6 m×3 m) 계약건설 해당사항 없음 1. 지역 업체 선정 후 제작의뢰
2. 기반시절 정비 완성제공입주
1. 국고의 부담 및 지원 대상 기준 설정
1. 컨테이너 비용을 도에서 지급 2. 컨테이너시설 완공
3. 입주
유지관리 해당사항없음 1. 임시주거 주민 자체관리 2. 전기요금면제
해체/철거 해당사항 없음 1. 임시주거단지 철거 2. 회수한 컨테이너 매각
그 원인은 행정기관과 이재민에게 공통적으로 있는데, 행정기관의 입장에서는 임시주거시설을 다양한 공간으로 활용하거나 또 다른 재해에 전용하여 경제적인 효과를 볼 수 있음에도 불구하고, 이재민의 피해를 파악 후 지급한 다는 개념에만 치중하여 유지와 관리가 되지 않고 있다.
반대로 이재민의 입장에서는 경제적인 원인 또한 큰 몫 을 하지만 임시주거시설의 사후관리 부재로 인하여, 사유 물로 취득해 버리고 있다.
다시 말하면 제도적인 원인으로 임시주거시설이 이재민 에게는 영구주택의 의미에 가까운 시설로 인식된다는 뜻 이다. 선행연구들이 가지는 이재민을 대상으로 한 실태 및 설문조사(박연직(2006), 박동민(2008), 전국재해구호협 회(2007))를 분석해 보면, 화장실, 조리실, 목욕실, 세탁실 등 상당히 분화된 공간을 요구하고 있는데, 이는 이재민 들이 장기간 체류를 희망하기 때문에 영구주택에 준하는 공간을 수요하길 원한다고 파악된다. 결국 현행 제도에서 는 임시주거의 개념과 차후에 개보수 되거나 신축되는 영 구주택과 큰 차이가 없는 것으로 분석된다.
3) 현행 임시주거시설 고찰
앞서 선행연구의 특징 ③, ④를 분석해 보면, 임시주거 의 특성상 조립식 공법을 선호하거나 이동식 주택(mobile housing) 혹은 이동 가능한 주택(movable housing)에 대 한 연구가 중심이 되어 있다. 김갑득(2005), 김기형(2005), 윤자영(2006)의 연구는 조립식 공법 중 모듈러 공법을 중 심으로 연구를 진행했다. 이는 국내연구의 경우 아직까지 도 기존에 보급된 컨테이너를 중심으로 연구의 방향이 설 정되므로 그 영향을 벗어나 자유로운 재료와 공법을 활 용하고 있지 못한다고 해석된다.
제작까지 진행된 연구개발 사례는 ‘10일 완성형 재난 재해 구호 주거시스템’과 ‘조립식 목조형 임시주거시설’이 전부
11)이다. 두 연구는 기존에 지급된 컨테이너를 개선한 연구로서 이미 조성된 현장에 한하여 지게차, 크레인 등 의 중장비와 용접 등의 숙련된 작업인원을 동원하여 설 치한다는 공통점이 있으며, 공법상으로 각각이 모듈러 혹 은 조립식 공법을 채택하는 특징을 가지고 있다.
‘10 일 완성형’은 10일, ‘목조형 임시주거시설’은 3일의 시공기간을 제안하고 있지만, 각 연구의 사례를 분석해보
면 이미 조성된 이상적인 현장상황을 가정했을 때의 결 과로 예측된다. 또 시공시에 모두가 크레인이나 지게차 같은 중장비를 동원하고 있으며 소요되는 인력도 결코 인 원수가 적지 않고 전문적이다. 그래서 본 연구가 대상으 로 하는 도서지역의 특수성을 고려하여 빈번한 악천후, 염분과 바람 등의 영향까지 가정한다면, 시공기간의 오차 를 더욱 크게 할 것으로 예상
12)된다. 즉, 그 시간 동안 이재민들은 임시수용시설에서 버티거나, 해당 시설이 없 다면 위험 속에 노출된 채로 시간을 보내야 하는 것이다.
그런데, 두 사례는 본 연구의 직접적인 선행연구라고 하 기에는 도서지역의 특수성을 고려하지 않았고, 재난시 활 용되는 주거시설이라는 측면에서 자칫 본 연구가 해당 선 행연구의 개선안으로 오해될 수 있는 소지가 있다.
그리고 10일 완성형의 경우 모듈러공법에 관한 개괄적 인 설명과 설계안이 제안되어 있으나, 해당 공법이 일반 건축물에 응용된 적은 있지만 실제로 재해에 사용된 적 이 없어서 본 연구의 분석 대상에 적합하지 않다. 목조형 임시주거시설은 건축설계방법론, 시제품 제작 및 과정 등 에서 참조가 되나, 현재(2010년 12월 1일) 연평도에서 최 초로 설치 중이어서 기존에 지급된 컨테이너처럼 시설 사 용에 의한 임시주거 개념 분석이 곤란하다 하겠다. 따라 서 임시주거시설의 분석은 컨테이너를 대상으로 할 수 밖 에 없다.
2010 년 7월 정보공개청구를 통한 소방방재청의 제공 자 료에 따르면 기존의 컨테이너는 <표 4>과 같은 기준에 의해 지급되었다. 모두가 이재민에게만 지급되었고, 기타
12) 연평도 사건을 통해 전국재해구호협회는 목조형 임시주거시설 15개동(2010년 12월 1일 기준)을 개발이후 최초로 설치하였다. 해당 임시주거시설의 조립은 물류창고에서 발송이후 약 1주일을 소요하 여 마무리 단계에 와 있으나, 옹진군이 맡기로 했던 상하수도, 전기, 통신 등 기초시설 설치와 바닥 다짐 공사는 1주일 이상 더 지연될 것으로 예상된다. 그래서 11월 24일에 설치되기 시작한 목조형 임시 주거시설의 설치 순수소요시간은 약 1주일 이상으로 간주할 수 있 다. 이는 발주에 의해 물류창고에서 운송이 되어 오고, 바지선과 예 인선에 의해 선적 및 운송, 바닥 및 인프라 시설 구축, 그리고 마지 막에 지게차에 의해 기초 위에 설치되는 시간 등을 제외한 것이다.
11) 전자는 2005년 김갑득과 포항산업과학연구원 강구조연구소에 의해 모듈러공법을 활용한 ‘10일 완성형 재난 재해 구호 주거시스 템’ (이하 10일 완성형)에 해당한다. 후자는 연세대학교 건축공간계 획연구실이 전국재해구호협회의 연구용역을 수행한 것으로, 2007년 에 제출된 연구보고서가 ‘주택피해 이재민 임시주거 시설 개선연구’
이다. 해당 연구를 통해 전국재해구호협회에서는 ‘목조형 임시주거 시설’을 확보하였다. 한편 해당 연구보고서에는 재료 물성시험만 시 행되었고 구조안정 시뮬레이션은 포함되어 있지 않았다. 그런데, ‘목 조형 임시주거시설’이라는 명칭은 2010년 7월 소방방재청에서 제공 받은 민원 및 정보공개의 결과 통지에 명기되어 있던 공식명칭으로, 소방방재청에서 명명한 것으로 사료된다. 2007년 전국재해구호협회 의 연구보고서에 따르면, ‘목구조’라서 ‘목조형’이 아니라, ㅁ형 각 관을 골조로 하고 외부의 최종 마감에 ‘목재 싸이딩을 부착한 판넬’
이 사용되어 ‘목조형’이라는 표현을 쓴 것으로 보인다.
표 4. 2000년 이후 지급된 임시주거시설(소방방재청 제공 자료) 지급기준
1. 주택유실·전파 등 피해를 입은 자가 이웃집·인근마을 등에 무상 또는 전·월세 등의 형태로 거주가 불가능한 자 2. 지방자치단체장이 피해·거주상황 등을 감안하여 임시주거시
설 지원이 필요하다고 인정하는 경우 지급절차
주택피해이재민 신청
→ 지원여부 검토 요청
→ 비축물자 확인 및 추가제작 지원
→ 입주
<피해자> <시, 군, 구
접수> <시, 도, 구호
협회> <신청자>
지원현황(2000년 이후)구분 재해명
구분 재해명 규격 지원현황(컨테이너) 계 지역별(개, 동)
‘02 태풍루사 6×3 m
1,358 강원 1,062, 경남 134, 기타 162
‘03 태풍매미
1,249 경남 177, 경북 44, 기타 28
‘06 7월
집중호우
1,317 강원 296, 충북 14, 경기 7
목적의 거주공간으로 활용하기 위하여 지급되지는 않았 다. 이는 비교적 임시수용시설이 잘 확보된 내륙지방을 중심으로 지급되었기 때문에 기타 주거공간이 크게 필요 하지 않았던 것으로 분석된다.
도서지역의 사례인 연평도의 경우에도 소강상태에 이르 러서 이재민에게만 임시주거시설이 지급되었는데, 전쟁이 아니더라도 최악의 재해 상황에서 피해복구요원, 봉사자 와 의료진, 기타 기술진이 확보해야 하는 주거공간의 수 요를 가정해야 하는 것은 당연한 것이다. 당시에는 해당 인원들이 임시수용시설을 공동으로 이용하였지만, 이는 현 행 제도에서 임시수용시설에 대한 의존도가 크고, 이재민 의 임시주거가 최초 재해발생으로부터 임시수용시설을 중 심으로 진행되고 있음을 알 수 있다. 그러나 주석 6)에서 언급한 것처럼 현재 도서지역에서는 지속적인 인구감소와 노령화가 진행되고 있어서, 주민수가 적은 소규모의 섬인 경우 임시수용시설로 활용될 공공시설이 줄어들고 있다는 점을 간과할 수 없다.
2. 긴급주거 제안
이상의 내용을 정리하여 선행연구의 한계점부터 분석하 면, 연구의 양적인 한계와 일부 주제에 치우침뿐만 아니 라, 현실성 구현을 위한 시제품 제작 사례가 많지 않다는 것, 기존 컨테이너의 컨셉을 크게 벗어나지 못하고 있다 는 점과 무엇보다도 도서지역에 대한 세분화된 연구가 없 었다는 점으로 요약할 수 있다.
그런데 이 같은 한계를 드러내는 근본적인 원인은 임 시주거의 개념 정립에 있다고 하겠다. 이론적으로 임시주 거의 개념은 좁은 의미에서 임시주거시설을 의미함에도 불구하고, 현행 제도의 시행 상에서는 임시수용시설이 재 해 발생 초기부터 복구가 있기까지 단기간 거주하는 임 시주거시설의 역할을 한다. 정작 임시주거시설은 이재민 에게 영구주택으로 인식되는 경향을 보이는 것으로 분석 되었다. 이는 제도상 행정기관과 이재민의 이해관계 차이 에서 비롯된 것으로 파악되는데, 컨테이너가 지급되었을 때엔 임시주거시설의 체류기간이 한정되어 있지 않았고 행정기관의 재전용 의지도 없었기 때문이다.
한편 현재는 재난 발생이 잠정적으로 종결되는 상황까 지 임시수용시설인 공공시설에 임시로 이재민의 숙소를 마련하고, 임시주거시설 건설공사가 끝난 후에 이재민이 입주하는 것을 제도적인 대안으로 삼고 있다. 이는 최진 호(2004) 이후의 대부분의 선행연구가 제안한 임시주거 개념과 동일하다. 즉, 일반적인 재해의 발생과 극복 과정 을 일괄적으로 모델화하여 내륙과 도서지역의 구분없이 시행한다는 개념이다. 그러나 주요 재해 피해 발생지인 내륙지역에서는 이같은 과정이 유효했지만, 섬처럼 고립 된 상황이거나 단기간에 반복적인 재해가 발생할 경우 혹 은 그 두가지가 복합적으로 발생하는 상황에서는 제도적 인 적용이 어려워진다. 최근 연평도 사건을 통하여 필요 성을 파악할 수 있었듯이, 재해 복구 과정의 경우에도 도
서지역의 특수성이 고려되어야 한다.
이에 선행연구 중에서 김기형(2005)은 임시주거 개념을 분석
13)하면서 ‘재난재해 구호주거’라는 용어를 사용하였는 데, 재해 발생에서 복구까지 시간을 바탕으로 긴급 상황 의 유형별로 분류하였다. 긴급히 설치되어 20일 이내에 사용되며 주로 텐트와 같이 최소한의 주거성능을 갖춘 ‘임 시구호주거’, 터전을 정비하기 위해 단기간 기거했던 임 시구호주거를 벗어나 컨테이너와 같이 30일 이내에 사용 되는 ‘단기구호주거’, 피해복구 불가능한 상황에서 영구적 인 주거를 마련하기 위한 ‘중장기구호주거’로 분류하였다.
최진호(2004) 등의 연구와 단계별 구분이라는 측면에서 유사해 보이지만 최진호(2004) 등의 유형화는 건축구조상 의 분류에 가까운 반면, 김기형(2005)은 상황과 유형 분 석에 초점을 맞췄기 때문에 임시수용시설이라는 인프라가 구축되어 있지 않고, 이재민이 시간의 흐름과 피해의 정 도에 따라 다양한 상황에 대한 대처 단계별로 임시주거 의 유형을 옮겨간다는 가정에서 차이가 있다.
이는 도서지역에서 현행 제도와 선행연구에서 보여지는 임시주거 개념의 한계를 극복할 수 있는 개념으로 적합 한데, 대피시설의 부재와 상황별로 임시주거의 유형을 옮 긴다는 점이 도서지역의 특수성에 부합된다 하겠다. 또 앞서 선행연구 분석들이 공통적으로 주장한 사항을 적용 한다면, 섬에 비축할 수 있고 소수의 인원이 짧은 시간내 에 전문적인 기술없이 쉽게 설치할 수 있는 주거공간이 필요하다고 분석되었다. 그리고 공간의 활용도를 고려할 때 설치 이전에는 운송과 저장에 유리하고, 설치한 후에 는 그대로 혹은 해체하여 재전용이 가능한 재료와 조립 식 구조가 유리할 것으로 파악되었다.
따라서 도서지역과 같은 특수한 상황에서는 ‘재해 혹은 이에 준하는 상황에 대비하여 긴급하게 최소한의 주거 성 능을 갖춘 일시적인 기간 동안의 주거’를 확보할 필요가 있는데, 이를 ‘긴급주거’로 정의하고자 한다. 선행연구에 서 ‘임시구호주거’라고 정의한 개념에 대하여 ‘임시주거’
라는 활성화된 용어와 혼선을 막기 위해 ‘긴급주거’로 용 어화하고 긴급주거를 이루는 건축구조물 혹은 시설물을
‘ 긴급주거시설’로 정의하고자 한다. 최근 도서지역 주민의 감소, 노령화 및 지역적 특수성을 감안한다면 긴급주거시 설의 개발은 시급한 도서지역의 현안이라 하겠다.
13) 김기형(2005). 재난 재해 구호주택의 건축적 대응방안에 관한 연 구. 박사학위논문, 인하대학교, 인천. 110.
표 5. 긴급주거가 적용된 재해 복구 과정 내륙지역
긴급구호(대피 및
임시수용시설) 30일 이내 준공
도서지역 임시주거시설 지급 → 신축(개축)주택입주 대피 혹은 긴급주거
시설 지급
III. 개발구상 및 시제품 제작 과정
1. 돔 형태의 채택
앞서 고찰을 통해, 본 연구의 목적이 재난 및 재해의 현장으로 용이하게 운송되어 단시간에 최소한의 인원과 장비로 쉽게 설치할 수 있으며 저장과 재전용이 쉬운 긴 급주거시설의 단위세대를 연구개발하는 것으로 설정된 바, 도서지역의 특수성에 적합한 긴급주거시설의 건축 구조적 모델로서 돔 형태를 채택하였다. 채택의 근거는 다음과 같은 장점에 있다. ① 돔(dome)은 건축사(建築史)와 건축 구조학 상으로도 안정적인 구조로 알려져 있는데, 기둥을 세우지 않아도 자중을 견디며 재료가 적게 든다. ② 외부 와 맞닿는 넓이가 동일한 체적의 다른 형태(직육면체 등) 에 비해 훨씬 적어 빼앗기는 열이 작으므로 냉난방에 유 리하며 에너지효율이 높다. ③ 돔의 반구형 형태는 구조 적으로 지진과 강풍에 유리하며, 환경적으로 폭우와 폭설 이 내릴 경우 배수가 빠르다. ④ 국내 돔 형태 조립식 주 택의 제작 기술 수준을 고려할 때 충분히 현실화가 가능 할 것으로 예측된다는 점이다.
2. 시제품의 모티브와 계획 과정 1) 돔 형태의 모티브
일본 건축가 마루야마 킨야(丸山欣也)는 어린이들이 공 간을 체험하고 놀 수 있는 베니아의 집(ベニヤの家)을 제 안
14)했는데, 600 mm×900 mm의 베니아 합판을 여러장 기 울인 후 볼트와 너트만으로 연결하여 돔 형태로 제작했 다. 돔이 쉘구조로 만들어 진다거나 골조가 있어야 한다 는 고정관념을 탈피하여, 흔한 재료를 이용하여 면재(面 材)로 쉽게 돔을 제작했다. 어린이를 포함한 소수의 인원 이 특수한 연장없이 단시간에 하나의 구조물을 만듦으로 서 조립식 돔 형태의 긴급주거로 응용 가능성을 보였다.
긴급주거로 응용할 수 있는 특징은, ① 베니아 합판이 패널과 동일하게 면(面)의 형태를 가짐, ② 패널의 개념 으로 운반과 보관이 용이, ③ 핀접합으로 조립과 해체가 용이하므로 재활용 가능, ④ 패널의 가장자리에 연속적인 핀접합으로 구조적 성능 강화, ⑤ 외부 환경과 독립 가능 함을 들 수 있다. 최근 2009년 ‘방재 2009 in 豊洲(BO- SAI 2009 in Toyosu) EXPO’ 에 코베예술공과대학(神戶芸
術工科大學)의 스즈키아키라(鈴木明)연구실이 방재용 쉘터 로 출품한 사실은 본 연구의 관심사와 일치한다고 하겠다.
2) 모델 형태 분석
베니아의 집은 아르키메데스 입체 중에서 62면체 (Rhombicosidodecahedron) 에 가깝고, 3각형(20개), 4각형 (30 개), 5각형(12개)이 각각 연결된 형태였다. 조립식 돔 형태를 제작하기 위해서는, 아르키메데스 입체의 면이 돔 을 구성하는 패널에 해당한다. 그러므로 패널이 생산성과 경제성을 갖추려면, 면의 형태가 다양하지 않고 특정한 면이 크지 않으며 비숫한 규모여야 하며 전체 개수가 적 을수록 패널화에 유리한 모델이 된다. 그런데 62면체의 경우 면의 종류와 크기가 많아서 불리하므로, 아르키메데 스 입체 중에서 구에 가까운 형태이면서 면들의 크기가 비슷한 32면체(Truncated icosahedron)로 단순화하였다.
32 면체는 5각형(12개)과 6각형(20개)의 조합으로 우리에 게 축구공의 형태로 익숙한 모델이다. 컴퓨터 시뮬레이션 을 통하여 면의 개수와 골조를 분석할 때, 32면체의 구 를 돔형태로 전환하기 위하여서는 하부의 2단을 잘라야 한다. 따라서 지면에 닿는 부분으로 인하여 면이 발생하 여 총 3종류, 21개의 면이 생성되어 최소 총 3종류 21개 의 패널로 제작이 가능하다고 분석되었다.
3) 단위세대 설계 개념 도출
상기의 분석을 바탕으로 돔 형태 긴급주거의 단위세대 의 설계 개념을 도출하면 다음과 같다. ① 돔 형태를 바 탕으로 생산성, 경제성과 시공속도를 높일 수 있도록 프
14) 丸山欣也(1997). 建築敎室-生きのびる子供たちのために. INAX出版, 10-15. 64-73. 베니어 합판, 타이어나 플라스틱 대야의 외곽을 맞대어 연결하여 지오데식 돔으로 해석하였는데, 연결된 핀접합들이 연결된 선을 지오데식 돔의 모서리로 간주하였다. 즉, 재료와 무관 하게 외피(를 이루는 요소)의 조합을 지오데식 돔처럼 해석한 것이다.
그림 2. 돔 형태는 적설, 강우, 지진, 강풍에 유리한 형태
그림 3. 베니아의 집 제작과정 (무코가와(武庫川)여자대학, 2007년 10월)
그림 4. 62면체를 돔형태로 단순화, 시뮬레이션 통한 면의 개수 및 골조 분석
그림 5. 32면체 면의 개수 및 골조 분석 시뮬레이션
래패브화를 통한 패널을 부품으로 도입. ② 각 패널은 볼 트, 너트, 개스킷이 삽입된 핀 접합으로 연결. ③ 각 패 널의 모양은 접합부의 연속적인 핀의 모양에 의해 5, 6 각형의 2종류와 시공을 용이하게 하기 위해 천장부, 지면 부 2종류 추가로 총 4종류이며 개수는 21개로 예상. ④ 재료는 경량화를 위해 현재 국내 생산업체의 현실성을 고 려하여 FRP-화이버 글래스 재료를 채택.
3. 시제품 설계 과정
1) 단위세대 수요 공간 분석
이상에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기본 모델의 정 보를 바탕으로 분석했으나, 다음에서는 단위세대에서 구 체적으로 필요한 수요 공간을 파악하여 평면, 단면, 입면 및 디테일을 제작하기 위한 기본 데이터로 활용하였다.
수요조사는 선행연구에서 기존 컨테이너 관련 설문조사와 본 연구의 현장 실태조사에서의 설문조사를 바탕으로 하 였다. 컨테이너의 경우 약 5.4평(3×6 m=18 m
2) 으로 너무 나 협소하여, 본 연구의 단위세대는 약 8.6평(π×3×3≒
28.26 m) 정도를 확보하고자 반지름을 3 m로 가정하였다.
기본 모델은 32면체 구의 하부 2단을 잘라낸 돔 형태를 하고 있으므로, 수평 투영 면적에 대하여 0.7 m의 천장고 가 추가로 확보된다. 따라서 2~3인의 가족이 거주하기에 충분한 면적과 천장고이며, 수납공간, 간단한 주방기구 및 화장실을 구비하기에 충분하다고 분석되었다.
긴급주거시설은 장기간 거주하는 최적의 주거공간이 아 니라 긴급히 설치하여 최소한의 주거 성능을 갖추도록 의 도되었으므로 외부에서 가정용 가구의 유입을 가정하지 않았다. 또 수납공간, 주방기구 및 화장실은 패널에 추가 적으로 조립이 가능한 유니트 형태의 설치 방법을 채택 했다. 해당 유니트는 출입문과 창문이 설치되는 패널에 설치된다. 장기간 설치의 필요에 의해 전기, 상하수 및 가 스 등의 기반시설을 매립하거나 설치해야 하는 경우 출 입문과 창문 패널을 통해 외부에서 배관을 연결하도록 한 다. 그런데 본 연구는 긴급주거시설의 시제품을 제작하여 설치 및 해체함으로서 현실화 가능성을 분석하는데 초점 이 맞춰져 있으므로, 유니트는 개념적으로만 채택하고 차 후 시제품 설치 및 해체 시험 단계에서는 현재 상용화된 휴대용 제품을 사용했다. 차후 진행될 연구에서 유니트 개념의 구체화에 관하여 연구할 예정이다.
단위세대 단면 및 입면 계획에 있어서는, 패널의 조합으 로 자유로운 입면을 구성할 수 있도록 하여 환기 및 채광 에 보다 유리하도록 했다. 기존에 사용된 컨테이너는 단층 스티로폼 구조로 단열성능과 화재에 취약했고, 자재에 냄 새가 발생하며, 오염시 제거가 어렵다. 이 같은 문제점은 FRP 를 재료로 활용하여 해결했다. 또한 연구의 진행 도중 에 FRP 패널 제작 공법을 개선하게 되었는데, Hand Rail Up 공법이 기술자의 수공에 의한 감으로 두께를 만들어내 는 기존의 FRP제작공법이라면, Infusion공법은 몰드사이에 플로워매트와 유리섬유 등의 충전재가 있는 상태에 강한 압력으로 수지를 주입하는 방식이다. 두 공법이 생성하는 단면을 중심으로 파악한 특징은 <표 6>와 같다.
2) 단위패널 설계
단위패널은 4각형, 5각형, 6각형의 형태별 지면형 3종, 최상부 1종, 5각형, 6각형에 문, 창(유니트)설치용 패널 소 요로 2종씩, 도합 총 9종(총 개수 21개)으로 결정되었다.
이때, 4각형, 5각형, 6각형은 핀접합의 접합부 라인이 형 성하는 도형에 해당한다. 또 접합부에 유효면적이 필요하 므로 5, 6각형의 기본 형태에서 여유 부분을 확장하고 패 널의 모서리를 둥글게 처리했다.
그림 6. 시험체 공간계획 및 유니트 개념
표 6. 패널 제조공법의 개선
그림 7. 6각형 단위패널 및 유형별 전개도
3) 단위세대 기본설계 결과
이상과 같은 분석을 바탕으로 단위세대의 조립 개념과 평면은 <그림 6>과 같다. 평면도는 공간 조성의 가능여 부만을 살피기 위해 개념적으로 작성되어 있고, 내부 설 비에 해당하는 유니트 역시 위치만 표기되어 있다. 단위 세대의 조립개념은 현장 조립되는 순서로 되어 있다.
IV. 시제품 재료 및 구조성능 검토
1. 재료 물성시험
전술한 바와 같이 연구의 진행과정에서 FRP제작 공법 을 개선하였다. 이에 재료 물성시험과 구조 안정성 시뮬 레이션의 경우는 Hand Rail Up공법과 Infusion공법의 시 료를 동시에 실험했으며, 이에 따른 변화와 개선 사항을 파악하였다. 물성시험의 경우 바콜경도, 비중, 굴곡강도, 인장강도, 인장탄성률, 신장률, 압축강도, 압축탄성률, 가 스유해성시험의 9개 항목을 한국 건설 생활환경 시험연구 원에서 실시하였고(가스유해성시험은 한국 건자재 시험연 구원), 각각의 조건, 시험방법 및 결과는 <표 7>와 같다.
시험 결과를 요약하면 Infusion공법 재료가 Hand Rail Up 공법 재료보다 대부분의 시험항목에서 1.4%~41%이상 높 게 나타났고, 결과치가 건축재료로서 안전하고 우수한 성
능으로 판정되어 Infusion공법에 의한 재료를 채택하였다.
2. 구조 안정성 시뮬레이션
구조 안정성 시뮬레이션은 단위세대를 FRP 돔구조의 주택으로 모델링하여 고정하중, 적설하중, 풍하중, 지진하 중에 대하여 유한요소해석법에 의한 3차원 골조해석을 시 도했고 사용된 프로그램은 MIDAS-GEN을 사용했다. 구 조설계의 기준은 건설교통부 제정 건축법 시행령 ‘건축물 의 구조기분 등에 관한 규칙’ 및 동 시행령 ‘건축물의 구 조내력에 관한 기준’이었다.
FRP 판넬의 설계법이 정립되지 않았으므로, 3차원 동 적 구조해석을 수행한후 허용응력 설계법을 적용하여 부 재를 설계한 결과 <표 8>과 같은 결과가 도출되었다.
상기 응력해석 결과 고정하중, 적설하중, 풍하중, 지진 하중에 대하여 각각의 응력 값이 장기 허용응력범위 이 내이므로 구조적으로 안전하다고 판정하였다.
V. 시제품의 공장제작 및 시험 설치
이상의 연구를 바탕으로 공장에서 시제품의 각 패널들 을 제작하여 <표 9>와 같은 결과를 얻었다. 1개 패널의 최대 중량이 38 kg이라는 것은, 패널 및 부품을 분해된
표 7. 재료 물성시험 항목, 방법 및 종류에 따른 측정량시험항목 시험방법 단위 HRU In. 증감
바콜경도 KS M 3387: 2004 - 40 53 +33%
비중 KS M 3016: 2006 - 1.41 1.38 +2.2%
굴곡강도 KS M ISO 14125: 2002 MPa 111 129 +16.5%
인장강도 KS M ISO 527-4: 2002 MPa 72 101 +41%
인장탄성률 KSM ISO 527-4: 2002 MPa 5940 7670 +28%
신장률 KS M ISO 527-4: 2002 MPa 1.9 1.4 +25%
압축강도 KS M 3305: 2009 MPa 175 89.8 -92%
압축탄성률 KS M 3305: 2009 MPa 2210 2340 +1.4%
가스유해성시험 KS F 2271: 2006 min:s 06:40 08:07 +01:27
그림 8. 단위세대 평면 및 조립 개념 표 8. Infusion 공법 FRP판넬 응력해석결과 (단위: N/mm2)
상태로 나른다면 제작된 긴급주거시설의 단위세대는 3~4 명이 충분히 운반할 수 있는 무게이므로 운송 및 조립시 에 별도의 중장비가 필요치 않게 된다. 21개 패널을 모 두 조립한 단위세대 1동의 총 중량이 약 600 kg인데, 컨 테이너는 1동이 약 3,700 kg이라는 점을 감안하면 1/6 정 도로 경량임을 알 수 있다.
< 표 10>은 단위세대를 조립하여 설치 및 해체의 용이 성 실험까지 진행한 결과를 보여주는데, 시제품을 생산한 공장의 뒷마당의 일반적인 흙바닥에서 이루어졌으며, 비
숙련 작업인원 3명이 약 3시간을 소요하였다. 따라서 이 상의 결과를 종합하면, 긴급주거시설 단위세대는 임시주 거용 컨테이너보다 부재의 소형화, 수송과 저장의 원활 함, 적은 인원으로 별도의 장비가 필요 없이 설치 및 해 체가 용이한 장점이 있기 때문에 재해 발생시 도서지역 의 긴급주거시설로 적합하다고 판단된다.
VII. 결 론
본 연구는 재해시의 도서지역의 임시주거를 대상으로 긴급주거의 개념을 제안한 후, 도서지역의 특수성을 반영 한 긴급주거시설을 개발하였다. 이 과정에서 시제품의 재 료 선정과 실험, 구조계획 및 건축설계 전반에 걸친 연구 가 병행되었고, 최종적으로는 시제품을 제작하여 시험 조 립 및 해체를 통해 공간 형성의 가능여부와 그 성능을 평 가하였다. 연구내용을 다음과 같이 집약할 수 있다.
첫 번째, 현재 시행중인 제도는 도서지역의 임시주거를 대상으로 할 때, 그 목적과 개념이 명확하지 못함을 지적 하였다. 또한 재해 발생시 고립되기 쉽고 연속적인 피해 발생이 가능하며 염분과 바람이 많은 도서지역의 특수성 을 바탕으로 이재민의 사용 목적과 의도에 충실하고자 긴 급주거의 개념을 제안하였다.
두 번째, 상기의 연구 내용을 통해 재난 및 재해의 현 장으로 용이하게 운송되어 단시간에 최소한의 인원과 장 비로 쉽게 설치할 수 있으며 저장과 재활용이 쉬운 긴급 주거시설의 단위세대를 개발하였다. 무게, 이동성, 조립성 능 등을 감안하여 FRP의 5종 21개 패널을 조합한 돔형 태의 단위세대를 구상하였는데, 물성 실험 및 구조 안정 성 시험결과 시험체는 최소한의 주거성능을 위한 건축공 학적 기준을 충분히 만족하는 것으로 판정되었다.
본 연구의 성과는, 첫째 소관 부처 및 단체에 자료를 제공하거나 개선을 건의하고, 둘째 도서지역 주민의 재해 대응 교육 자료로 활용하며, 셋째 철거 후 재전용 가능한 이동식, 조립식의 다목적 시설로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
또한 본 연구가 가져올 기대효과는 도서 주민의 안전 한 주거 환경을 신속히 제공하고, 재해재난 대응 능력을 향상시켜 피해의 최소화 및 복구 기간을 단축할 것이다.
또 관련 연구소 등에서는 신소재와 신공법을 적용할 수 있으며, 해외 유사 제품에 대한 수입대체 효과와 기술이 전 및 수출 등으로 경제적 효과가 창출 될 수 있다. 그 리고 간접적으로 이동식, 조립식 주택시장을 활성화하는 데 도움이 될 것이다.
향후 과제는 본 연구의 내용을 바탕으로 시제품 제작 중에 발견된 문제점들에 기초하여 시제품을 개선하는 것 이 가장 큰 중점 사항이다. 본 연구에서는 기초적인 공간 의 형성 가능성의 여부를 판단하는 것이 우선적인 목표 였으므로, 차후 과제에서는 혹한 및 혹서기와 같은 기후 에 대한 단열 대책을 모색하고 있다. 또 풍하중 시뮬레이
표 9. 패널 공장제작 사진 및 제원표 10. 시험체 설치과정
사진 설치 방법
1 1. 1단 판넬 설치
- 내벽에 접착테이프설치
2 2. 2단 판넬 설치
- 1단판넬과 시계방향으로 조립
3 3. 3단 판넬 설치
- 2단판넬의 창문판넬조립 - 기성품 창호로 테스트
4 4. 원형 판넬 설치
- 3단판넬에 씌워 겹쳐서 설치
5 5. 내부 마감
- 볼트조임작업
