모듈러 주택 활성화를 위한 프로토타입 연구 : 외장재 표준화 및 입면계획을 중심으로

국문 초록 (Abstract)

모듈러 건축은 건축인력의 부족, 건설폐기물 감소, 공기단축, 에너지 효율성 증대 등의 문제를 인식하고 해외에서는 이미 실용화되고 있는 기술이며 국내에서도 점차 모듈러 건축의 도입되는 사례가 늘어나고 있다. 이러한 모듈러 건축은 박스형태의 모듈러 유닛을 공장에서 가공․조립 후 현장으로 이동․조립하여 건축물을 완성되는 공법으로 연결 플레이트와 볼트를 이용해 접합함으로써 조립 및 해체작업이 용이하고, 공사기간이 단축되며 재사용이 가능하다는 특징이 있다. 2000년대 이후 철골구조 기반의 모듈러 공법 개발 이후 모듈러 건축은 국내에서 학교, 군시설 중심으로 보급되어 왔다. 이 후 학교, 주거, 기숙사 등 다양한 용도로 그 영역을 확대해 나가고 있지만 주택 보급에 있어 표준화되지 않은 외장재의 사용과 획일적인 입면형태는 모듈러 주택의 활성화를 저해하는 요소로 작용하고 있다. 국내의 완공된 모듈러 건축들을 살펴보면, 표준화에 적합하지 않은 기존의 설계방식과 재료규격으로 인해 모듈러 주택의 장점이라고 할 수 있는 경제성, 시공성, 품질 확보에 어려움이 따르고 있는 것을 알 수 있다. 이는 KS규격에 적합하지 않는 외장재 설계 치수, 창호 규격 등에 기인하는데, 국내의 모듈러 주택 현황에 대한 고찰을 통해 이러한 실태들을 쉽게 찾아볼 수 있다. 따라서 기존의 모듈러 주택에 대한 미관개선과 비용절감을 도모하기 위해 모듈러 주택에 적용 가능한 외장재 표준화가 필요하며, 입면계획을 통한 프로토타입을 제시할 필요가 있다. 기존 모듈러 건축의 계획연구의 경우 모듈유닛의 규격설정, MC(Modular Coordination)설계를 위한 규격설정, 특정시설을 위한 모듈러 주택의 타입 제시 등이 주를 이루고 있으며, 표준화 및 미관개선을 기반으로 모듈러 주택에 적용한 프로토타입의 연구는 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 모듈러 주택에 관한 문헌분석과 국내외 사례조사 및 표준화 실태조사를 통해 개선방안을 도출하고 이를 통해 외장재 표준화 및 입면계획을 통한 Prototype을 제시하고자 하였다. 표준화 실태조사의 경우 국내 모듈러 주택인 청담뮤토, 공릉동 공공 기숙사, 천연동 대학생 임대주택, 한국건설기술연구원 Mock Up동의 모듈러 외장재의 표준화 실태를 분석하고 MC설계에 부합하는 외장재 표준화 개선방안을 제시하고자 하였다. 또한 이론고찰에서 도출된 입면디자인 요소 및 미적 요소를 토대로, 사례에서 분석된 내용들을 개선할 수 있는 모듈러 주택의 입면 프로토타입 제시를 통해 모듈러 주택의 미관을 개선하고자 하였다. 이러한 외장재 표준화와 입면계획을 통한 프로토타입의 제시는 모듈러 주택의 비용절감과 미관을 증진시켜 모듈러주택 활성화에 기여하며, 향후 타 용도의 모듈러 건축 활성화 연구의 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Since the 2000s when steel frame construction based modular engineering was developed, modular architecture has been distributed at schools and military facilities and so on in the nation. Since then, modular architecture has expanded its areas, for instance, schools, residence and dormitory, and modular housing could not be developed because of use of unstandardized exterior material and uniform elevation. Domestic modular buildings had difficulties at getting economic advantage, construction and good quality of modular housing because of inappropriate designs and material specifications. This was because of inappropriate design of exterior material and inappropriate window and door specifications. Studies on domestic modular housing could investigate actual conditions of domestic modular housing. The exterior material of modular housing should be standardized to improve beauty of existing modular housing and to lower expenses, and elevation plan should give prototype. Studies on existing modular building plans set module unit standard and modular coordination design standard, and suggested modular housing types for specific facilities, and did not research prototype for modular housing based on standardization and beauty. Therefore, this study investigated modular housing by literature to find out reformation by case study and standardization at home and abroad and to give prototype by exterior material standardization and elevation plan. Research on standardization investigated standardization of modular exterior material of buildings, for instance, domestic modular housing of Cheongdam Muto, Gongneung-dong public dormitory, Cheonyeon-dong rental house for college students, and mock up building of KICT, and suggested reformation of exterior material standardization satisfying MC design. The study gave elevation prototype of modular housing for improvement of appearance of modular housing based on elevation design factors and aesthetic factors according to theoretical study to improve appearance of modular housing. Not only exterior material standardization but also elevation plan would save modular housing costs to improve appearance to help develop modular housing and to be likely to be material for development of modular building for other use.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장. 서 론
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 방법 및 범위 3
• 1.3 선행연구 고찰 5
• 1.3.1 선행연구 동향 5
• 1.3.2 기존연구와의 차별성 7
• 제 2 장. 이론적 고찰
• 2.1 모듈러건축의 개념 및 특성 8
• 2.1.1 유닛 모듈러의 이해 9
• 2.1.2 유닛 모듈러의 특성 10
• 2.1.3 모듈러 건축 국내외 시장동향 12
• 2.1.4 운송과 관련된 모듈 13
• 2.2 건축의 표준화와 설계기준 15
• 2.2.1 Modular Coordination 설계 15
• 2.2.2 MC 설계 치수 기준 16
• 2.2.3 국내외 모듈치수 기준 현황 17
• 2.2.4 표준화 및 표준마무리재의 개념 18
• 2.3 입면디자인 요소 고찰 20
• 2.3.1 건축입면의 구성체계 20
• 2.3.2 집합주택 입면의 특성 23
• 2.3.3 집합주택 입면 디자인 요소 24
• 제 3 장. 국내외 모듈러 건축 사례조사
• 3.1 국외사례 27
• 3.1.1 네덜란드 Space box 28
• 3.1.2 칼레도니안 30
• 3.1.3 일본 세키스이하임 모듈러 하우스 33
• 3.2 국내사례 35
• 3.2.1 서대문구 천연동 대학생 임대주택 36
• 3.2.2 청담 뮤토 39
• 3.2.3 공릉동 공공 기숙사 41
• 3.2.4 분석의 종합 43
• 3.3 국내 건식 외장재 사례 46
• 3.3.1 외단열 시스템 46
• 3.3.2 Zinc 패널 52
• 3.3.3 압출성형 시멘트 패널 53
• 3.3.4 분석의 종합 54
• 제 4 장. 표준화 실태 및 외장재 현황
• 4.1 설계 표준화 실태 56
• 4.1.1 서대문구 천연동 대학생 임대주택 설계표준화 실태 57
• 4.1.2 청담 뮤토 외장재 설계표준화 실태 58
• 4.1.3 공릉동 공공기숙사 설계표준화 실태 59
• 4.1.4 한국건설기술연구원 Mock up동 설계표준화 실태 60
• 4.1.5 분석의 종합 61
• 4.2 외장재 표준화 실태 62
• 4.2.1 서대문구 천연동 대학생 임대주택 외장재 표준화 실태 64
• 4.2.2 청담 뮤토 외장재 표준화 실태 66
• 4.2.3 공릉동 공공기숙사 외장재 표준화 실태 67
• 4.2.4 한국건설기술연구원 Mock up동 외장재 표준화 실태 68
• 4.2.5 분석의 종합 70
• 4.3 창호 표준화 실태 71
• 4.3.1 서대문구 천연동 대학생 임대주택 창호 표준화 실태 72
• 4.3.2 청담 뮤토 창호 표준화 실태 73
• 4.3.3 공릉동 공공기숙사 창호 표준화 실태 74
• 4.3.4 한국건설기술연구원 Mock up동 창호 표준화 실태 75
• 4.3.5 분석의 종합 76
• 제 5 장. Prototype 제시
• 5.1 건축개요 78
• 5.1.1 대상지 선정 78
• 5.1.2 건축 개요 80
• 5.2 배치 특성 81
• 5.3 평면 및 단면 81
• 5.3.1 평면 및 단면의 표준화 적용 82
• 5.3.2 유닛 평면의 특성 85
• 5.3.3 유닛 단면의 특성 86
• 5.3.4 평면 특성 87
• 5.4 입면계획 90
• 5.4.1 입면계획 요소 90
• 5.4.2 입면계획 특성 94
• 5.5 표준화 검증 96
• 5.5.1 표준화 실태 검토 96
• 5.5.2 입면계획의 시사점 99
• 제 6 장. 결론
• 6.1 결론 100
• 6.2 향후 연구과제 및 연구의 한계 101
• 참고문헌, Abstract
• 부록