프리패브리케이션 지오데식 모듈 시스템을 활용한 재난 쉘터 디자인 = Prefabrication Geodesic Modular Systems for Disaster Shelter Design

국문 초록 (Abstract)

현대 사회는 기후 변화와 도시화의 영향으로 지진, 홍수, 산불과 같은 대규모 재난이 반복적으로 발생하고 있으며, 재난 이후 장기간 지속되는 주거 문제는 점차 중요한 사회적 과제로 인식되고 있다. 기존의 재난 대응 임시 쉘터는 신속한 설치와 단기 보호를 목적으로 계획되어 초기 대응 단계에서는 일정한 역할을 수행하지만, 거주 기간이 길어질수록 공간의 획일성과 제한된 확장 방식으로 인해 일상적인 생활 회복을 충분히 지원하지 못하는 한계를 드러낸다. 이러한 주거 환경은 단순한 보호 공간에 머무르기 쉬우며, 재난 이후의 삶을 재구성하는 과정에서 공간적 제약으로 작용한다. 이러한 문제의식에서 출발하여, 재난 대응 주거를 일시적인 구조물로 한정하지 않고, 시간의 흐름과 거주 조건의 변화에 따라 점진적으로 변화할 수 있는 공간 체계로 재해석하고자 하였다. 이를 위해 프리패브리케이션 방식의 제작 효율성을 기반으로 하되, 기존 모듈 시스템이 지닌 구조적 경직성과 공간 구성의 단조로움을 보완할 수 있는 대안으로 지오데식 구조에 주목하였다. 지오데식 구조는 삼각형 기반의 기하학적 조합을 통해 경량성과 구조적 안정성을 동시에 확보할 수 있으며, 부재의 분절과 반복 조립에 적합한 특성을 지닌다. 위와 같은 지오데식 구조의 기하학적 원리를 프리패브리케이션 모듈 시스템에 적용하여, 노드, 스트럿, 패널로 구성된 구조 체계를 구성하였다. 해당 시스템은 상부 구조의 표준화와 하부 지지 시스템의 현장 적응성을 분리하여 계획함으로써, 다양한 지형 조건과 재난 환경에 대응할 수 있는 구조적 유연성을 확보한다. 또한 패널 시스템의 조합 방식을 통해 동일한 구조 프레임 내에서도 주거, 공용 공간, 지원 프로그램 등 서로 다른 공간 구성이 가능하도록 하였다. 아울러 주거 유닛의 집합 방식을 고정된 배치 형태로 설정하지 않고, 단계적 확장과 재배치를 전제로 한 집합 환경으로 설정하였다. 초기 단계에서는 신속한 설치와 접근성을 고려한 최소 단위의 주거 유닛이 형성되며, 이후 거주 기간의 연장과 필요에 따라 공용 공간과 지원 프로그램이 점진적으로 도입된다. 이 과정에서 중심 공간은 단순한 여유 공간에서 벗어나, 거주자 간의 상호작용과 공동의 활동을 수용하는 장소로 기능하게 된다. 결과적으로 본 논문에서는 프리패브리케이션 지오데식 모듈 시스템을 통해 재난 대응 주거를 단기적 임시 시설이 아닌, 반복적인 사용과 재구성이 가능한 유연한 공간 시스템으로 설계하였다. 이는 재난 이후의 주거 환경이 변화하는 요구에 대응하며, 일상 회복과 공동체 형성을 공간적으로 지원할 수 있는 하나의 가능성을 제안하고자 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In contemporary society, large-scale disasters such as earthquakes, floods, and wildfires occur repeatedly due to climate change and urbanization, and housing issues that persist for long periods after disasters have increasingly emerged as a critical social concern. Conventional emergency shelters are primarily planned for rapid installation and short-term protection, and while they play a certain role in the initial response phase, they reveal limitations as the period of habitation extends. In particular, their standardized spatial configurations and limited methods of expansion often fail to adequately support the recovery of everyday life. As a result, such shelters tend to remain as mere protective spaces and may function as spatial constraints in the process of reconstructing life after disaster.
Based on this problem awareness, this study seeks to reinterpret disaster-response housing not as a temporary structure, but as a spatial system capable of gradual transformation in response to changes in time and living conditions. To this end, the study adopts the production efficiency of prefabrication while focusing on geodesic structures as an alternative to compensate for the structural rigidity and spatial monotony commonly found in conventional modular systems. Geodesic structures, composed of triangular geometries, offer both lightweight construction and structural stability, and are well suited to segmented components and repetitive assembly. By applying the geometric principles of geodesic structures to a prefabricated modular system, this research proposes a structural framework composed of nodes, struts, and panels. The system secures structural flexibility by separating the standardization of the upper structural frame from the site-adaptive characteristics of the ground support system, enabling responses to diverse terrains and disaster environments. Furthermore, through different panel configurations, the same structural frame can accommodate varied spatial programs, including residential units, shared spaces, and support facilities. In addition, the aggregation of housing units is not defined as a fixed layout, but rather as an environment that allows for phased expansion and reconfiguration. In the initial stage, minimal housing units are formed with an emphasis on rapid deployment and accessibility. As the period of habitation extends, shared spaces and support programs are gradually introduced according to emerging needs. In this process, the central space evolves from a residual area into a place that accommodates interaction and collective activities among residents. Ultimately, this thesis proposes a prefabricated geodesic modular system that frames disaster-response housing as a flexible spatial system capable of repeated use and reconfiguration, rather than as a short-term temporary facility. Through this approach, the study aims to present a spatial possibility that supports everyday recovery and community formation in response to changing post-disaster conditions

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법 4
• 제2장 재난 쉘터의 개념 및 특성 6
• 2.1 재난 쉘터의 정의와 경향 6
• 2.1.1 재난 쉘터의 정의 6
• 2.1.2 재난 쉘터의 경향 9
• 2.2 재난 쉘터의 특성 12
• 2.3 재난 쉘터의 유형 분석 16
• 2.4 소결 28
• 제3장 프리패브리케이션 지오데식 모듈 시스템의 개념 및 특성 30
• 3.1 프리패브리케이션 모듈 시스템의 개요 30
• 3.1.1 프리패브리케이션 모듈 시스템의 정의 및 특성 30
• 3.1.2 프리패브리케이션 모듈 시스템의 구성 요소 및 결합 방식 33
• 3.1.3 기존 프리패브리케이션 모듈 시스템의 한계 38
• 3.2 지오데식 모듈 시스템의 개념 및 설계 원리 42
• 3.2.1 지오데식 모듈 시스템의 개념과 특성 42
• 3.2.2 지오데식 모듈의 결합 규격과 구조적 특징 47
• 3.2.3 지오데식 모듈의 호환 재료와 성능 요건 51
• 3.2.4 지오데식 모듈의 운송 및 조립·해체 방식 58
• 3.3 지오데식 모듈의 유형 분석 65
• 3.3.1 극한 기후 대응형 65
• 3.3.2 재난·구호 쉘터형 68
• 3.3.3 사회적·커뮤니티 쉘터형 71
• 3.3.4 장기 운영 및 다기능 허브형 73
• 3.3.5 개념 제안·실험형 75
• 3.4 소결 80
• 제4장 프리패브리케이션 지오데식 모듈 시스템을 활용한 재난 쉘터 설계 82
• 4.1 프로젝트 개요 및 설계 목표 82
• 4.2 모듈 구성 요소 및 구조 시스템 설계 84
• 4.2.1 결합 노드 및 베이스 플레이트 설계 84
• 4.2.2 구조 스트럿 및 프레임 구성 87
• 4.2.3 삼각형 및 사각형 패널 시스템 89
• 4.3 모듈 조립 방식 및 구조 형성 과정 93
• 4.3.1 모듈 조립의 기본 개념 93
• 4.3.2 기본 모듈의 조립 순서 94
• 4.4 기본 주거 유닛의 공간 구성 96
• 4.4.1 기본 주거 유닛의 공간 구성 개념 96
• 4.4.2 Type A 유닛의 공간 구성 97
• 4.4.3 Type B 유닛의 공간 구성 99
• 4.4.4 Type C 유닛의 공간 구성 100
• 4.4.5 주거 유형의 결합과 소규모 집합 형성 102
• 4.5 유닛 확장 및 구성 105
• 4.5.1 배치 방식에 다른 유닛 확장 구조 107
• 4.5.2 배치 레이아웃과 지원 프로그램의 통합 구성 107
• 4.5.3 단계적 확장에 따른 집합 환경의 변화 110
• 4.6 쉘터 시스템의 라이프사이클 114
• 4.7 프레젠테이션 패널 116
• 제5장 결론 117
• 참고문헌 120
• ABSTRACT 125