A Study on Unit Modular Design Method of Urban-type Housing

도시형 생활주택의 유닛 모듈라 공법 설계에 관한 연구

A Study on Unit Modular Design Method of Urban-type Housing

이가경* 임석호**

Lee, Ga-Kyung Lim, Seok-Ho

Abstract

The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs has announced a policy which can enable the building of urban type housing with the use of a prefabrication method 2010. However, such may possibly be at standstill owing to the prefabrication methodology that has not been currently developed in Korea. Moreover, small households of consisting of one or two family members have been steadily increasing, but the small housing units in which they reside has been decreasing. Due to this situation, urban type housing has been proposed. To expand the propagation of such urban type housing and to promote prefabrication methods, the top priority project is to develop a technology that is able to reduce construction costs, as well as to shorten the actual construction period. In consideration of this prefabrication system for an avenue to solve such problems, a series of systems and policies for the fostering of prefabricated urban type housing has been proposed. This study is to review a series of methods, technologies and policies that are required for such urban type housing and henceforth, to utilize such as preliminary data for further prefabricated urban type housing.

Keywords : Unit Modular Design Method, Urban-type Housing, Standardization, One Day Housing 주 요 어 : 유닛 모듈라 공법, 도시형 생활주택, 표준화, 탈현장 초고속 주택

I. 서 론

1. 연구의 배경 및 목적

국토해양부에서는 2010년 도시형 생활주택을 조립식 공 법으로 건설할 수 있다는 방침을 발표한 바 있다. 그러나 현재 국내에서 도시형 생활주택을 위한 조립식 공법이 개 발되어 있지 않은 상황에서 자칫 제도가 답보상태에 머 물 수 있다. 한편 1~2인으로 이루어진 소규모 가구는 꾸 준히 증가하고 있으나, 이들이 주로 거주하는 소형주택은 아래와 같이 감소 추세에 있다.

• 1~2인 가구: (’85) 1,836천 가구→(’95) 3,827천→

(’05) 6,692천

• 65 m

이하 주택재고비율: (’85) 53%→(’95) 42%→

(’05) 40%

이러한 환경여건 하에서 제안된 “공업화 주택(조립식 건 축물)”의 일환인 도시형 생활주택은 현재 조립식(유닛 모 듈라 공법)에 대한 명칭 제한만 있을 뿐 구체적이고 체 계적인 공구법의 분류가 없으며, 이를 토대로 공기 단축 과 시공비 절감의 Key가 될 수 있는 표준화 기준이 수

립되지 못하는 실정이다. 그러므로 도시형 생활주택의 보 급 확대와 유닛 모듈라 공법의 적용 유도를 위해서는 공 기단축과 함께 건설비의 절감을 가져올 수 있는 표준화 기준 수립과 그에 따른 기술개발이 중요한 선결과제이다.

이에 유닛 모듈라 공법이 이를 해결할 수 있는 방안이 라는 판단 하에 유닛 모듈라 도시형 생활주택의 활성화 를 위한 일련의 제도와 정책이 제안되고 있다.

본고에서는 도시형 생활주택을 위한 일련의 필요한 공 법과 기술 그리고 정책 등을 기획하여 향후 도시형 생활 주택을 개발하는 추진전략에 기초적 자료를 제안하고자 한다.

2. 연구의 대상 및 방법

연구의 대상은 소형주택의 필요성에 의해 대두된 도시 형 생활주택의 3가지 유형으로 설정하였다. 이 도시형 생 활주택의 표준화를 위한 제안으로 유닛 모듈라 공법을 택 하여 공법에 해당하는 표준화기준을 마련하였다. 이에 따 른 수평, 수직 계획모듈 기준과 벽체 기준면, 층간대 기 준면, 창호 기준면 설정에 해당하는 기준을 세우고 공동 주택의 안목치수 설계 방식을 적용하여 도시형 생활주택 각 유형의 프로토 타입(Proto-type)을 개발하였다. 여기에 기존 표준화 연구

에서 적용한 조립기준면과 공동주택 주 요 자재 및 부품 접합 기준을 반영하였다.

**정회원(주저자), 공학석사

**정회원(교신저자), 한국건설기술연구원 선임연구위원, 공학박사 본 연구는 2011년 한국건설기술연구원 주요사업(탈현장 초고속 건 설기술 개발) 연구비에 의하여 연구되었음.

이 논문은 2011년도 한국주거학회 춘계학술발표대회에 발표한 논문 을 수정·보완한 것임.

1) 통계청, 인구주택총조사 참고

2) Lim, S. & Lee, G. (2010). A Study on the Establishment of the Design Standard for Urban-type Housing. KICT

이상의 연구 진행 프로세스는 다음과 같다.

II. 도시형 생활주택의 이론적 고찰

우리나라의 주택은 국민의 선호도와 관계없이 지속적으 로 전용면적이 증가하는 경향을 보여 왔다. <Table 1>은 연도별 전용면적 공급현황을 나타내고 있는데 중소형주택 이라 할 수 있는 85 m

의 주택은 지속적인 감소추세를 보 이고 있다. 소규모가구의 증가와는 다른 공급면적 규모의 양상을 보이고 있는 것이다. 따라서 소규모 가구에 대응 하는 소형주택으로서 도시형 생활주택의 필요성이 대두되 고 있고, 더불어 소형주택의 주거환경 질을 보호해야 한 다는 목소리가 높아지고 있다.

소형주택의 경우라도 20세대 이상으로 건설할 경우에는 주택법에 따라 분양가 상한제, 관리사무소 설치, 소음기 준, 조경기준 등 엄격한 사업 승인절차와 건설기준이 적 용된다. 따라서 주택법 적용을 받지 않기 위해 19세대 이 하 단지로 분할·연계 개발됨에 따라 주거환경도 열악해 지고 안전성도 저하된다. 또한, 좁은 대지 내 주차 공간 확보의 어려움 등으로 소형주택 공급 활성화가 저해된다.

이를 해결하기 위한 도시형생활주택의 도입필요성이 제 기되어 제도적인 준비가 이루어져 왔다. 2008년 7월 최 초로 단지형 다세대주택의 도입방안이 결정되면서 일련의 도시형 생활주택에 관련한 제도와 정책이 발표되었고, 2009 년 1월에는 도시형 생활주택의 제도 도입을 위한 주택법 하위 법령 개정 방침을 결정함에 따라, 도시형 생활주택 의 유형 세분화 및 건설기준, 공급절차 등을 규정하였다.

그리고 같은 해 2월에는 도시형 생활주택 도입에 필요한 주택법을 개정하기 위해 도시형 생활주택이라는 용어의 개념을 명확히 하고, 주택 감리 관련 사항과, 도시형 생 활주택의 경우 분양가 상한제 적용대상에서 제외한다는 내용을 발표하였다. <Table 2>는 그간 개정되어 온 도시 형 생활주택 관련 법령 사항이다.

1. 도시형 생활주택의 개념 및 분류

도시형 생활주택이란「국토의 계획 및 이용에 관한 법 률」상의 도시지역

에 주택건설사업계획승인을 받아 건 설하는 20세대 이상 300세대 미만의 공동주택을 말한다.

도시형 생활주택은 그 면적과 층수에 따라 단지형 다 세대와 원룸형, 기숙사형으로 나뉘고 그 기준은 <Table 3>과 같다.

Figure 1. Process of This Study

Table 1. Supply Condition of Housing Area

Sort 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

excess 85 16.0% 18.9% 23.5% 24.3% 27.5% 36.3% 37.5%

under 85 84.0% 81.1% 76.5% 75.7% 72.5% 63.7% 62.5%

Table 2. Law Revision about Urban-type Housing

date Essential Decisions Revision

2008.07.28 Decision of Introduction Method

about “Multiplex Housing” -

2008.09.09 Motion to law-making -

2008.12.03

Decision for Introductory Methodology in regards to

“Studio and Dormitory House”

-

2009.01.29

Decision for Revision Method in regards to the National Housing Act for Introduction of

“Urban-type Housing”

· Definition of Classification and Provision Process for Urban-type Housing

2009.02.03

Revision for the National Housing Act for the Introduction of

“Urban-type Housing”

· Definition of “Urban -type Housing”

· Exemption for the construction supervision for Urban-type Housing

· Exemption for Parcel price Cap for Urban- type Housing

2009.02.04

Enforcement Ordinance of National Housing Act and the Rules of Housing Construction

StandardRevision Legislation Notice

-

2009.04.21

Enforcement Ordinance of National Housing Act and the Rules of Housing Construction StandardRevision Proclamation

-

Table 3. Sort for Urban-type Housing

Sort Town-house Multiplex housing Studio house

Area limit

Single building sum of floor space excess 660 m²

Single building sum of floor space under 660 m²

exclusive residential area of 12-50 m²

Height limit

under 4 storeys (5 storeys in the case of passed council)

under 4 storeys (5 storeys in the case of passed council)

Not Limited

Division

Town-house (exception for Studio)

Multiplex Housing (exception for Studio)

Apartment House, Town-house, Multiplex Housing

Indispensable

requisites - -

- Installation of Bathroom and Kitchen - No basement floor

Mixed construction

possible or not

Not Possible Not Possible

Studio House+

other Houses (in quasi- Residential and Business District

2. 일반 공동주택과 도시형 생활주택의 법령 비교

도시형 생활주택은 「건축법」상의 용도로는 일반 공동 주택과 같이 공동주택에 해당 한다

. 그러므로 주거 생활 의 쾌적성과 안전성이 보장되는 선에서 공급 활성화를 위 한 건설기준 완화 및 공급절차 단순화를 지향한다.

그에 따른 관련 법령을 살펴보면 감리의 경우에는 주 택법 적용이 아닌 건축법 적용으로 건축 감리원 1인 이 상 상주하도록 되어 있고, 분양가 상한제는 적용되지 않 는다. 그리고 입지지역은 “도시형 생활주택”이라는 이름 에 걸맞게 도시지역에만 해당하며, 면적제한은 앞서 살펴 본 도시형 생활주택의 세 가지 분류에 따른 각 타입에 따 라 적용된다. 또 주택건설기준에서 소음보호, 배치, 기준 척도 부분의 규정이 적용 되지 않고, 부대·복리시설 관 련 적용도 제외된다. 원룸형 주택의 경우에는 주차장 적 용이 세대당 0.2~0.5대로 완화된다. 또한 직주근접 경향 이 강한 역세권 등 지자체에서 “주차장 완화구역”으로 지 정·고시한 지역

에서는 200 m

당 1대씩 주차대수를 완 화할 수 있다. 그리고 도시형 생활주택의 공급에 있어서 분양을 촉진하기 위한 방안의 일환으로 입주자 저축, 주 택청약 자격, 재당첨 제한 등의 규칙은 적용에서 제외된 다. 다만 사기분양·부도에 대비하여 분양보증과 일간 신 문, 지자체 홈페이지 등재 등 통합 입주자 공개모집 규정 은 적용된다.

3. 도시형 생활주택의 현 문제점

앞서 살펴본 도시형 생활주택의 현 제도들은 지금도 개 선 단계이긴 하나, 여러 가지 문제점도 안고 있다. 그 내 용들은 다음과 같다.

1) 공급량 과다로 주변 환경 훼손 우려

1~2인 가구가 급속도로 증가함에 따라 정부는 2009년 5월 도시형 생활주택이라는 대안을 마련하였다. 그러나 기 대와는 달리 상품의 공급은 저조했으므로, 정부는 수차례 법을 고쳐 공급을 활성화시키기 위해 노력을 해왔다. 하 지만 상승세의 전세 가격을 잡을 수는 없었다. 이에 정부 는 최근, 도시형생활주택의 최대 세대수를 300세대 미만 까지 확대하여 공급량을 늘리는 방안을 고심하고 있다.

서민들에게 이와 같은 방안은 반가운 소식이나, 무분별한 공급경쟁으로 질이 떨어지는 소형주택이 대량 공급될 우 려도 커지고 있다.

2009년 5월 4일 이후 수차례에 걸쳐 도시형 생활주택 공급에 장애가 되었던 부분들은 상당부분 완화되어, 공급 량은 날이 갈수록 늘어나고 있다. 도시형생활주택의 인·

허가 건수가 금년 7월부터 가파른 증가세를 보여 지난 10 월 3,468여 세대를 돌파로 총 누계 13,257세대에 이르렀 다. 이중 원룸형이 90%를 차지할 정도로 원룸형은 도시 형생활주택의 대표상품으로 자리를 잡았다. 이렇듯 도시 형 생활주택, 즉 소형임대주택이 도시 내에서 상당부분 자리 잡는다면 난개발로 인해 인근지역의 주거환경을 저 해시킬 수 있다.

따라서 서민들을 위한 대안으로 마련된 도시형 생활주 택의 확대와 보급을 위한 제도의 마련과 동시에 표준화 된 도시형 생활주택의 기준 수립이 필요하다.

2) 도시 슬럼화 우려

소형주택의 난개발로 인한 도시 슬럼화 우려가 있다. 도 시가 슬럼화 되지 않고 선진국들처럼 다양하고 세련된 새 로운 주택상품으로 개발되기 위해서는 주택에 대한 새로 운 인식과 개념의 재정립이 필요하다고 본다. 앞으로의 주택에 대한 개념은 그 안에서 살아가는 많은 사람들의 라이프스타일을 고려한 다양한 컨텐츠와 질 높은 임대 서 비스 등의 소프트웨어가 더 중요한 요소로 작용할 것이 다. 이제는 선진화된 주택 네트워크를 통해 누구나 고민 없이 쉽고 편하게 주택을 이용할 수 있어야 하며, 보다 풍부한 컨텐츠를 갖춘 서비스가 서민들에게 제공될 필요 가 있다.

3) 높은 임대료

2009년 5월 4일, 국토해양부는 급격하게 늘어가는 1~2 인 소형가구 수요를 대비하기 위해 소형주택을 집중공급 하기로 하였다. 변화하는 경제상황, 인구동향 등의 사회상 황을 반영한 주택정책으로 등장한 도시형 생활주택은 좀 더 바람직한 방향으로 한국의 주거문화를 이끌어가고자 하는 시작점이 되고 있다. 이 사업은 수요자측면에서는 보다 향상된 주거의 질을 보장하고 사업자측면에서는 활 발한 사업의 계기를 제공하고 있다.

3) 기반시설의 부족으로 난개발이 우려되는 비도시지역에는 건설 불가 4) 모두 주택건설사업계획승인을 받아 건설한다(20세대 이상일 경우 에 해당).

5) 시장(특별, 광역, 특별자치도 포함), 군수가 지정·고시한 지역은

① 철도·지하철역, 버스정거장 주변으로 접근성이 양호한 지역 ② 학교 주변지역 ③ 학원 밀집지역 ④ 산업단지 주변지역 ⑤ 공장밀집 지역 ⑥ 기타 접근성이 양호하여 주차수요가 낮은 지역

6) 주택 공급에 관한 규칙, 개정 2009. 4. 1

Table 4. Comparison of the Law for Housing and Urban-type Housing

Sort Apartment housing Urban-type housing

Construction supervision

<National Housing Act Construction supervision>

Designation for the Construction supervision Enterprise

<Architectural Code Construction supervision>

in the presence of more than one Construction supervision Engineer

Parcel price cap

<Application>

Parcel price Cap of Housing

<Non-Applicable>

Location Urban · Durban Permissible Area

Permissible Area for Urban areas

Area

limit less than 297

Town-house: one Bldg.

Area-in excess 660 Multiplex Housing: one Bldg. Area-below 660 Studio House: 12~50 Construction

standard

Rules of Housing

Construction Standard Supply of types of the Rules Supply

rule

Rules of Housing Supply Standard

Supply of types me of the Rules

하지만 이 도시형 생활주택도 갈수록 치솟는 도심 땅 값을 반영한 도심의 높은 임대료로 인해, 서민이 감당하 기 힘든 대안이 될 수 있다. 따라서 최대한 시공비를 줄 이게 되는 방안을 모색하여 총 사업비의 규모를 축소함 으로서 건축주의 부담을 줄이고 적정한 임대료를 책정할 수 있게 해야 한다. 또한 지주공동 사업방식

과 같은 새 로운 방법을 활용하여 수익을 창출하는 방안 등 다양한 개발방법이 연구되고 제시되어야 할 것이다.

4) 건물 내 공용공간의 차별화

새롭게 등장한 도시형 생활주택에서 젊은 입주자들의 니즈가 다변화될수록 수많은 욕구를 충족시킬 수 있는 ‘테 마’가 있는 주택개발 역시 필요한 과제이다. ‘주제가 있 는 도시형 생활주택’에 관한 고민과 그에 따른 다양한 주 택의 공급이 필요하다.

도시형 생활주택 연면적 산정시 세탁실, 운동시설 등의 공용공간의 면적은 용적률에 포함되지 않는다. 공용공간 은 입주자의 필요성 및 운영유지비 등을 고려하여 공간 을 배치하는 것이 바람직하다. 입주자의 작은 욕구까지도 만족시켜줄 수 있어야 한다는 것이다. 또한 이동이 잦은 젊은 세대들의 특성상 다양한 월세상품에 옮겨 다니며 살 수 있는 구조를 만들어 주는 것 등이 있을 수 있다.

III. 도시형 생활주택의 공법 개발 방향

1. 유닛 모듈라 공법의 개요

유닛 모듈라 주택이란 현장에서 시공하는 기존의 주택 과 달리 공장에서 다수의 입방체로 구성되는 구조체로 내 부에 각종 내장재, 기계설비, 전기배선 등을 미리 시공하 고 이를 현장에 운반하고 조립하여 완성하는 주택을 말한다.

단독주택은 물론 저층 고밀형(연립 및 다세대 다가구 형)과 고층형 집합주택으로도 공급될 수 있다.

유닛 모듈라 주택은 고효율성 주택으로서 구조체와 내 외장, 설비 등이 분리 가능한 구법으로서 개보수가 용이 하다. 그리고 단위 모듈이 조립화로 중개축이 용이하며 신속한 주택공급(표준공정: 50일)이 가능하다. 특히 수요 자 요구 대응형 주택으로서 거주자의 Life-cycle에 따라 변화 할 수 있는 모델로서 공급될 수 있다.

2. 유닛 모듈라 공법의 필요성 1) 환경적 측면

정부는 기후변화협약에 대응하기 위한 목표를 설정하고 다양한 사업을 추진 중이며, 2008년 8월 15일 이명박 대 통령은 ‘저탄소 녹색성장’을 새로운 비전의 축으로 제시 하고 그린홈 200만 호(신축 100만 호, 기존 100만 호) 보 급 등의 세부적인 국정과제를 발표하였다. 이를 통해 제 시된 그린 홈은 국민생활의 질과 직결되어 있으며, 미래 세대와 환경을 공유하는 공공기술로 기술개발의 파급효과 가 매우 높고, 백만 호의 그린홈 신규 건설과 기존 주택 백만 호의 그린홈 리모델링 추진을 통해 그린홈과 관련 한 각종 요소기술의 시장창출과 신성장 산업으로의 개발·

육성이 가능하다.

유닛 모듈라 공법 등 조립식 건축물은 이러한 그린 홈 의 주택모델로서 검토될 수 있는데 무엇보다도 건식공법 을 통하여 3R(Recycle, Reduce,Reuse)을 구현할 수 있다.

한편 건설폐기물에 의한 폐해도 심각한데 환경부의 환 경백서에 의하면, 우리나라의 건설폐기물 (폐콘크리트, 폐 아스팔트, 잔토, 준설토, 폐목재 등) 일일 평균발생량은 1996년 28,425톤, 2002년에는 약 4.2배인 120,141톤으로 급격하게 증가하였고, 2020년에는 콘크리트 구조물의 해 체과정에서 발생되는 폐콘크리트의 발생량이 1억톤을 넘 어설 것으로 예측된다. 이로 인하여 리모델링이나 가옥의 증개축시 필연적으로 발생되는 폐콘크리트를 재활용하거 나 발생량을 획기적으로 줄일 수 있는 기술의 개발이 시 급하다. 유닛 모듈라 공법 등 조립식 건축물은 <Table 4>

에서와 같이 최소한의 자원투입과 최소한의 폐기물량을 방출하는 모델로서 검토될 수 있는 공법이다.

7) 지주공동 사업방식이란, 토지주는 개발사업자에게 토지를 제공하 고 개발사업자는 경험이 부족한 토지주를 대신해 개발 노하우와 자 금을 지원하는 방식이다.

Figure 2. Production of Modular Unit Housing

Figure 3. Assembly of Modular Unit Housing

Figure 4. Green System for a Modular Unit

2) 사회적 측면

최근에 우리나라의 건설 산업은 2009년도에만 내국인 건설기능 인력이 약 7만 명이 부족하였으며, 2013년에는 약 15만 명이 부족할 것으로 예상되는 등 건설현장에 인 력난이 심각하다.(한국건설산업연구원 2009) 또 ‘Made By China’ 아파트(동아일보, 2010)라고 할 정도로 건설현장의 중국동포 의존도가 높은 실정이다. 이러한 기능공 부족 및 외국인 의존으로 인하여 심각한 건설시공의 품질저하 를 초래하고, 따라서 건설기능공 부족문제 해결 및 품질 수준 향상을 위한 새로운 패러다임의 개발이 시급한 실 정이다.

유닛 모듈라 공법은 대부분의 공정을 공장에서 수행하 여 전문기능공을 양성시키고 안정된 직장을 부여하며, 미 숙련공의 활용도를 높일 수 있어 기능공으로 발생하는 사 회적 문제에 대한 해결방안이 될 수 있을 것이다.

이상의 환경적 측면과 사회적 측면을 고려하여 이를 해 결할 수 있는 공법적 대안을 찾는 노력이 필요하다. 기존 의 공법과 기술에 안주하기 보다는 새로운 패러다임에 대 응할 수 있는 기술을 도출하고 이를 지속적으로 발전시 키려는 종합적인 대책마련이 필요하다.

도시형 생활주택도 이러한 대내외적 환경 속에서 본래 의 취지를 살리기 위해서는 이상에서 언급된 여건을 해 결할 수 있는 방안이 아울러 강구되어야 한다. 이에 본 고에서는 그 해결방안의 일환으로서 철골조 조립식주택으 로 친환경적이며 공기단축과 공사비 절감을 도모할 수 있 는 방안의 하나로, 유닛 모듈라 공법의 적용가능성을 모 색하고자 한다.

3. 유닛 모듈라 공법의 개발 동향 및 효과 1) 유닛 모듈라 공법의 개발 동향

현재 국내뿐 아니라 해외 각국에서도 건설산업의 환경 변화-에너지 절감, 재활용과 재사용, 이산화탄소의 저감, 건설폐기물 저감 방안, 노무 및 인건비의 상승 등에 따라 기존의 프리패브 공법을 이용한 “유닛 모듈(Unit Module)”

이라는 시스템에 기반한 현대적 주거공간을 설계하고 있 다. 또한 최근 국내에서는 건설현장에서의 인건비 상승, 공기단축 요구, 이동 및 재사용이 가능한 건축물에 대한 요구, 친환경 건축물에 대한 요구 등에 따라 모듈라 건축 물의 도입 요구가 꾸준히 증가하고 있다.

유닛 모듈라 시스템의 역사는 일본이나 미국, 유럽 등 이 30여년으로 서로 유사한 기술경험을 보유하고 있다.

이 중에서 유닛 모듈라 주택을 개발·생산하는 대표적인 나라는 일본과 미국으로 이들 나라에서는 특정 계열사를 적용범위로 하는 클로즈드 시스템(Closed System)을 지향 하고 있어, 각 업체별로 설계기준 및 시공방법에 차이가 있다. 따라서 부품의 교환 및 교체시 해당 업체의 부품만 을 사용하여야 하는 단점이 있다. 주택을 구성하는 단위 유닛의 크기는 일본의 경우 2.7 m 또는 3.0 m를 최소 유 닛 단위로 450모듈을 이용하여 단위유닛을 결정하며, 이

단위유닛을 조합하여 공간을 형성하는데 반해, 미국의 경 우 4 m×20 m의 대규모 모듈유닛을 바탕으로 주택을 구성 한다. 유닛을 조합하여 주택을 구성하는 일본시스템은 미 국시스템에 비해 접합부에 대한 디테일이나 현장에서의 프리패브율도 상대적으로 높은 것으로 파악된다.

미국은 단층 주택용 모듈 유닛 중심의 기술 개발이 이 루어져 왔고, 모듈 유닛 운송 시간이 하루를 넘기면 경제 성이 떨어진다고 보고 지역마다 소규모 공장들 중심의 공 급체계가 구축되어 있다. 따라서 유닛이 신속히 공급될 수 있고 접합을 위하여 유닛모듈 접합 기술 개발이 지속 적으로 이루어지고 있는 실정이다.

유럽에서는 영국과 독일에서 비교적 대규모의 모듈러 유닛 제조사들에 의해 모듈 건축물이 보급되고 있다. 유 럽에서 모듈러 시스템이 가장 널리 보급된 영국의 경우 모듈러 유닛과 기존의 현장 철골 공법 및 패널화 공법 등 을 복합 적용한 하이브리드 시스템(Hybrid System)이 최 근 널리 사용되고 있으며, 이 시스템을 이용하여 경제적 으로 중-고층형 구조시스템을 설계할 수 있어 고층형 건 축물에도 유닛 모듈라 공법이 적용되고 있는 추세이다.

유닛 모듈라 공법과 관련한 기존의 선입견으로, 모듈 건 물은 셀(cell) 방식화 되어야 하고 반복적이어야 한다고 생각하는 경향이 있다. 하지만 근래에는 모듈 시공 및 조 립 기법의 발전으로 과거의 시공방식의 한계를 넘어서고 있고, 수송 가능한 규모 내에서 대형 확장 공간을 포함하 여 다양한 형태 및 공간을 창조하는 방식의 패러다임이 등장하고 있다. 이런 기술의 발달은 모듈 설계 및 시공의 가능성을 크게 넓혀 주고 있다.

선진국은 공장생산 기반의 공업화 건축기술을 지속적으 로 개발하여 주택, 학교, 군 시설물 및 사무실 등 유형화 된 건축물에 폭넓게 확대 적용하는 반면, 국내에 시공된 유닛 모듈라 주택은 저층 규모로 적용대상이 상대적으로 미미한 실정이다. 따라서 중층(4~6층) 이상 규모의 건축

Figure 5. Foreign Example of a Modular Unit

물에 공업화 시스템을 확대적용하기 위해서는 구조 안전 성, 제작성 및 경제성, 바닥충격음 성능확보, 내화구조 성 능기준 강화 등의 관련기술 개발과 현장적용기법에 대하 여 다양한 성능개선 요구사항을 해결해야 한다.

뿐만 아니라 기존 공법의 경우도 외국기술과 차별화가 미비하고 시공성 및 경제성 등이 다소 부족한 공법으로 현장적용에 상당한 개선이 필요한 상황이다. 특히 기존의 연구결과로 시공된 단독형 유닛 모듈 주택은 보급 및 시 장규모를 확보하는데 한계를 안고 있어 차별화된 구조 기 술, 자재 및 부품의 표준화와 시공의 효율성을 극대화시 킬 수 있는 중층 이상의 유닛 모듈 공법 주택의 개발이 필요하다.

그리고 공업화 주택은 벽체 패널 위주의 프리패브 공 법으로 구성되었으나, 유닛 하우징은 공장제작 방식의 3 차원적인 프리패브 주택으로 현장 프리패브 공법에 비해 경제성은 증대되나, 아직 부품 설계 및 부품 표준화가 미 흡한 실정이다.

국내에서는 주로 학교나 기숙사, 군막사 등에 저층의 유 닛 모듈라 시스템이 적용되고 있는 정도이며, 해외 모듈 라 업체와 기술 협력 등으로 유닛 모듈라 기술을 개선하 고 있는 과정중에 있다.

2) 유닛 모듈라 공법의 효과

유닛 모듈라 주택은 3R(Recycle, Reuse, Reduce)형 환 경친화적 주택으로서 건축구성재의 표준화, 부품화로 자 원의 효율적 이용이 가능하여 폐기물 대량배출을 억제하 고 단위 유닛에서 주요 구조부재의 설치·해체가 용이하 며 재사용(Reuse)이 가능하다.

유닛 모듈라 주택의 기술적용 시 기대효과로는 우선 건 축구성재의 부품화, 조립화를 통해 공사기간 단축 및 현 장인건비 절감이 가능한데 기존 습식공법에 비해 모듈라 주택의 현장 작업율은 약 20%로 공사기간 및 인건비 절 감이 가능하다. 또한 총공사비 중 인건비가 50%인 기존 공법에 비해 모듈라주택은 인건비 20%, 부재 및 설비비 80%인 고기능, 고부가가치 제품으로 수익성 증대를 기대 할 수 있다.

이와 함께 설계자동화 시스템으로 건축설계, 구조설계, 도면 작성시간 등의 대폭 절감이 가능하며, 부품·유닛 DB를 통해 거주자의 주문형 주택 설계가 가능하다는 장 점도 있다.

IV. 도시형 생활주택의 유닛 모듈라 공법 적용 및 Proto-type 개발

1. 도시형 생활주택의 유닛 모듈라 공법 적용

도시형 생활주택으로 활용될 수 있는 조립식 주택으로 서 축조형(라멘조형)/패널형/유닛 모듈형에 대한 조립식 주 택의 설계기준 수립이 필요하지만, 특히 공기단축과 시공 비 절감의 가능성을 고려한다면 유닛 모듈형에 주목할 수 있다.

유닛 모듈라 도시형 생활주택의 공기단축과 공사비 절 감 그리고 친환경적 공법을 적용하기 위해서는 우선 설 계 및 계획 기준과 모듈라 공법을 바탕으로 설계 프로토 타입을 개발하는데 소요되는 구체적인 수요 기술 그리고 기술개발 프로세스의 수립 및, 저렴하면서도 신속하게 주 택을 공급할 수 있는 요소기술을 개발하여야 한다.

또 관련 기준을 만들어 표준화를 도모할 수 있는데, 유 닛 모듈라 도시형 생활주택의 주요 설계기준내용은 다음 과 같다.

- 도시형 생활주택에 우선 적용할 표준화 자재 및 부품 의 선정 및 표준화방안

- 도시형 생활주택의 공법 및 기술적 분류체계 수립 - 도시형 생활주택의 설계기준 수립

- 수평 및 수직계획모듈의 제안

- 구조체 및 자재 부품의 조립기준면 설정방안 또 여기서 기존 공동주택의 설계도서 작성기준 내용과 의 연계성을 검토하여 국가적 차원의 표준화 및 부품화 추진에 혼선을 일으켜서는 안된다. 즉 평면계획(수평계획 모듈) 및 단면계획(수직계획모듈) 그리고 접합부 계획(기 준면의 설정)에 있어서 아파트 및 공공건축물을 모두 아 우르는 설계기준이 확립되어야 한다.

그리고 조립식 도시형 생활주택의 설계 및 계획 표준 화를 위한 기준 마련과 함께 모듈라 공법을 바탕으로 설 계 프로토 타입을 개발하는데 소요되는 구체적인 수요기 술과 기술개발 프로세스를 수립하여야 하며, 저렴하면서 도 신속하게 주택을 공급할 수 있는 기술을 모색하여야 한다.

우선 조립식 도시형 생활주택을 개발하기 위한 일련의 기술을 도출하여 프로토 타입을 만들고 여기에 조립식 도 시형 생활주택의 활성화를 위한 일련의 제도 및 정책 개 발도 병행되어야 할 것이다.

2. 도시형 생활주택의 유닛 모듈라 공법 Proto-type

1) 유닛 모듈라 도시형 생활주택의 설계 표준화 기준

도시형 생활주택의 사업초기 단계부터 표준화의 인식과

기준을 확립할 필요가 있다. 현재 국내에서는 조립식 주 택을 생산할 수 있는 업체가 다수 있는데, 설계기준과 원 칙 없이 사업화를 진행할 경우 각사 나름대로의 설계기 준으로 주택을 공급하여. 국가적 차원의 표준화를 추진할 수 있는 시기를 놓칠 수 있다.

아래의 도시형 생활주택 설계기준은 BOX 유닛모듈 공 법을 원칙으로 설계한다. BOX 유닛모듈 공법은 공장에 서 일정한 유닛모듈로 제작되어 설계된 박스형태의 입방 체를 현장으로 운반하여 이를 쌓아올리고 이를 상호 조 립하여 최종적으로 주택을 완성하는 공법이다.

기본 유닛모듈은 폭 2400 mm과 길이 2700 mm로 설계 된다. 기둥에 설정된 150 mm은 구조 존으로서 도시형 생 활주택의 규모나 층수에 따라 구조 존의 치수는 달라질 수 있다. 그러나 3M(300 mm)의 수평계획모듈을 적용하고 있는 상황에서 전체적인 모듈정합을 위해서는 150 mm으 로 설정하는 유리하다. 한편 길이치수는 900 mm의 배수 로 증감이 가능하여 2700 mm에 이어 3600, 4500, 5400 mm 등으로 확대될 수 있다. 그러나 5400 mm 이상인 경 우에는 도로교통법 상 운송에 지장을 초래할 수 있기 때 문에 최대 5400 mm로 제한하기로 한다.

이상의 유닛모듈을 사용하여 도시형 생활주택에 활용하 기 위해서는 수평계획모듈과 수직계획모듈 그리고 주요구 성재의 기준면 설정, 부품과 자재의 접합부 기준 등 일련 의 설계기준 수립이 선행되어야 한다.

벽식 공동주택의 설계기준에서 제시한 10 cm 증분치수 를 원칙적으로 적용하도록 설정하고 있다. 여기서 층간대 - 수평 계획모듈

도시형 생활주택의 주요 구성 실(거실, 침실, 부엌, 화장실) 각 변의 치수는 안목치수 30 cm 증분치수 적 용을 원칙으로 하고, 불가피한 경우에는 보조모듈 증 분치수를 적용한다.

단, 다음 각 항목의 치수는 보조모듈 증분치수인 10 cm 증분치수를 적용할 수 있다.

1. 식당, 욕실

2. 복도, 계단, 계단참, 발코니의 너비 3. 현관, 창고, 다용도실

4. 기타 공간(드레스실, 수납공간, 온실 등)

Figure 7. Horizontal Module for Urban-type Housing

- 수직 계획모듈

도시형 생활주택의 수직계획모듈 치수는 10㎝ 증분 치수 적용을 원칙으로 하고 불가피한 경우 보조모듈 증분치수 적용을 할 수 있다.

다음 각 항목의 규정에 의한 치수는 보조모듈 증 분치수를 적용할 수 있다.

1. 층고

아래층 바닥마감기준면에서 위층 바닥마감기준면까 지의 치수로 10 cm 증분치수를 적용하되, 보조적 으로 5 cm 증분치수를 적용할 수 있다.

2. 층간대

천장마감재, 천장보, 바닥보, 바닥온돌판 및 바닥마 감재로 구성되며 10 cm 증분치수를 적용하되, 보 조적으로 5 cm 증분치수를 적용할 수 있다.

3. 천장고

10 cm 증분치수를 적용하며, 2400 mm를 권장한다.

4. 창문대 높이

바닥마감기준면으로부터 30 cm 증분치수를 원칙으 로 하고, 보조적으로 10 cm 증분치수를 적용할 수 있다.

Figure 8. Vertical Module of Urban-type Housing

8) Lim, S. & Lee, G. (2010). A Study on the Establishment of the Design Standard for Urban-type Housing, KICT, 47

9) Lim, S. & Lee, G. (2010). A Study on the Establishment of the Design Standard for Urban-type Housing, KICT, 48

에서 발생할 수 있는 기술적인 치수로 인하여 5 cm의 증 분치수를 보조적으로 사용한다.

따라서 층간대가 보조모듈인 5 cm 증분치수일 경우, 층 고는 천장고와 층간대를 합한 치수로 설정되므로 층고도 5 cm의 증분치수를 보조적으로 사용한다.

그러나 도시형 생활주택의 공법과 제작특성을 고려하여 층고 3,000 mm, 천장고 2,400 mm로 고정하되 불가피한 경우와 특수한 상황에서는 5 cm 또는 10 cm의 증분치수 를 적용하는 것으로 한다.

2) 유닛 모듈라 도시형 생활주택의 프로토 타입 개발 앞선 설계 표준화 기준을 적용하여 유닛 모듈라 공법

도시형 생활주택으로 3가지 유형의 프로토 타입(Proto- type)을 개발하였다. 이를 바탕으로 향후 유닛 모듈라 공 법 도시형 생활주택의 공구법 체계, 시공효율성 증진 방 안, 환경 및 성능향상 방안을 기술적으로 도출하고, 이와 함께 활성화 제도 방안도 제시되어야 할 것이다.

① 단지형 연립용 프로토 타입 - 3room형

- 벽체 기준면 설정

1. 벽체는 안목기준면 잡기를 적용한다.

2. 벽체의 기준면 치수는 철골 두께, 마감재 치수, 시 공오차 및 시공여유의 합이 5 cm의 증분치수로 설 정한다.

3. 벽체의 틈값은 철골 두께, 마감재 치수, 시공오차, 시공여유 등에 의해 조정된다.

4. 두께가 다른 벽체가 인접할 경우, 조립기준면은 두 꺼운 벽체를 기준으로 설정한다.

5. 외벽 기준면 치수는 150 mm를 권장한다.

6. 내벽 기준면 치수는 100 mm를 권장한다.

- 층간대 기준면 설정

1. 층간대 기준면은 천장하부 마감기준면에서부터 상 부층 바닥마감 상부기준면에 설정한다.

2. 층간대 치수는 천장판, 천장보, 바닥보, 바닥판, 온 수온돌판, 바닥마감 두께에 허용오차를 합하여 10 cm의 증분치수가 되도록 하고, 보조적으로 5 cm 보조 증분치수를 사용한다.

3. 층간대 기준면 치수는 600 mm를 권장한다.

- 창호 기준면 설정

1. 창문대 높이는 3M의 증분치수 적용을 원칙으로 하 되 1M의 증분치수도 적용할 수 있다. 창호의 크 기는 KS F 1515의 표준모듈호칭치수를 따르되, 3M의 증분치수를 권장한다.

2. 창호의 틈값 설정은 다음과 같다.

① 창의 경우 나비 및 높이방향에 대하여 틈값을 5 mm로 설정한다.

② 문의 경우 나비방향에 대한 틈값을 5 mm, 높 이방향에 대한 틈값을 1 mm로 설정한다.

3. 창호와 접합되는 고정벽의 틈값은 0으로 설정한다.

- 4room형

이상은 4층으로 구성된 단지형 연립 도시형 생활주택의 2가지 프로토 타입이다. 먼저 3room 타입은 복도형 유닛 2개와 발코니형 유닛 2개, 그리고 6개의 기본 유닛 (2700×3600)으로 이루어져 있다. 또 4room 타입도 마찬 가지로 4층이며 같은 구성을 가지지만, 내부 구획(방 개 수 증가)의 변화와 계단 위치와 개수의 변화를 통해 리 듬감 있는 입면을 가진다.

다음의 단지형 다세대 도시형 생활주택의 설계 프로토 타입은 2room 구성으로 기준층 4호 조합으로 복도형 유 닛과 발코니형 유닛 각 1개를 포함한 3개의 기본 유닛을 갖는 형태이다.

그리고 원룸형 도시형 생활주택의 프로토 타입은 고층 형으로 1~2인의 소규모 가구를 대비하여 유동인구가 많 은 도시 밀집지역에 유리할 것으로 생각된다. 기준층 10 호 조합으로 역시 복도형과 발코니형 유닛 각 1개를 포

함하고 2개의 기본 유닛과 1/3기본유닛을 갖는 형태이다.

② 단지형 다세대용 프로토 타입

③ 원룸형 프로토 타입

위에서 소개된 도시형 생활주택 각 유형별 프로토 타 입은 각 유형별 면적기준을 바탕으로 유닛 모듈라 공법 을 적용한 설계원형이다. 이 원형인 프로토 타입(Proto- type)을 바탕으로 유닛의 조합에 따라 평면의 변경이 가 능하고, 다양한 변형을 가질 수 있다.

V. 결 론

본고에서는 국토해양부가 주택 공사기간과 건축비를 줄 이는 방안으로 공업화 주택 공급을 늘리기로 하고 도시 형 생활주택이나 이주자용 주택으로 활용할 방침을 고지 함에 따라 이를 해결할 이에 대한 방안의 하나로 유닛 모 듈라 공법의 적용 가능성과 적용방향 등을 다루었다.

이미 도시형 생활주택은 국가 시범사업을 올해 6월에 실시할 계획을 수립한 바 있으나 현재 조립식에 대한 명 칭 제한만 있을 뿐 구체적이고 체계적인 공구법의 분류 가 없으며, 이를 토대로 공기단축과 시공비 절감의 Key 가 될 수 있는 표준화 기준이 수립되어 있지 못한 실정 이다.

또 현재 국내에는 조립식 주택을 생산할 수 있는 업체 가 다수 있는데, 설계기준과 원칙 없이 사업화를 진행할 경우 각사 나름대로의 설계기준으로 주택을 공급하여. 국 가적 차원의 표준화를 추진할 수 있는 시기를 놓칠 수 있다.

따라서 사업초기 단계부터 표준화의 인식과 기준을 확 립할 필요가 있다. 과거 공동주택의 설계도서 작성기준을 수립할 때에도 중심선 치수에서 안목치수로 변환하기까지 많은 시행착오와 어려움이 있었다.

결국 초기단계에서 부터 성능기준은 물론 설계원칙기준 을 마련하고 이를 통해 업계의 건설기준을 관리할 필요 가 있다. 이에 도시형 생활주택의 3가지 유형에 보다 경 제적이고 친환경적인 유닛 모듈라 공법을 적용한 프로토 타입을 제안하는 바이다. 이것은 단지형 연립 도시형 생 활주택은 3room형과 4room형의 두 가지 프로토 타입, 단 지형 다세대 도시형 생활주택은 2room형, 그리고 원룸형 도시형 생활주택의 총 4가지 유형이다. 그리고 이 프로토

타입은 유닛 모듈라 공법을 적용한 도시형 생활주택의 설 계원형이며, 각 타입별 적용 제한 기준(<Table 3>의 「국 토의 계획 및 이용에 관한 법률」상의 기준) 범위 안에 서 유닛의 조합에 따라 다양한 변형을 가질 수 있다.

이 프로토 타입의 개발로 인해 도시형 생활주택 활성 화 초기 단계부터 성능기준은 물론 통일된 설계원칙 기 준을 마련할 수 있고 이를 통해 업계의 건설기준을 관리 하며 유지관리에도 이용할 수 있다.

이 연구를 바탕으로 향후 유닛 모듈라 도시형 생활주 택의 계획 및 설계, 도시형 생활주택의 공구법 체계, 도 시형 생활주택의 시공효율성 증진방안, 도시형 생활주택 의 환경 및 성능향상 방안을 기술적으로 도출하고 이와 함께 활성화 제도방안이 제시되어야 할 것이다.

REFERENCES

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4. Lim, S. (1998). A Study on the Development of Construction Guide about Apartment Housing. KICT

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6. Lim, S. (2007). Study for Development of Resource Circulation Steel Frame Unit Modular Housing. KICT 7. Air Traffic Control Center (2008). Design Guide og

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8. Lim, S. (2009). A Study on the Standard Joint Material and Reference Plane for the Standard of Construction in the Apartment. Journal of the Korean Housing Association, 20(4), 31-38.

9. Lim, S. & Lee, G. (2010). A Study on the Establishment of the Design Standard for Urban-type Housing. KICT

접수일(2011. 8. 26) 수정일(1차: 2011. 9. 29) 게재확정일(2011. 10. 10)