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  1. 2012.06.20 [기자단] 2012 국토 해양기술대전, 미래 건축의 이슈를 제시하다! (1)

 

2012 국토 해양기술대전, 미래 건축의 이슈를 제시하다!

현대 주거 환경에 맞는 새로운 한옥 기술 개발
건설 기술의 집약! 초고층 빌딩을 위한 설계, 시공 기술

 

2012년 6월 7일부터 9일까지 서울 강남구 삼성동 COEX Hall D에서 국토해양부가 주최하는 국토해양기술대전이 개최되었습니다. 이번 국토해양기술대전에서는 국토관, 해양관, 교통관, 특별관으로 분류된 전시관에서 현대 이용되고 있는 첨단 기술과 미래에 요구되는 기술 등을 전시함으로써 관람객에게 새로운 이슈와 현재의 경향을 제시하였습니다.

그중에서 국토관에 속한 미래 건축관에서는 어떤 콘텐츠를 전시를 하였는지 살펴볼까요?

 

 

그림1  . 미래건축관, 한옥기술개발 부스의 한옥 모델 사진

 

먼저, 한옥 기술에 대해 살펴보겠습니다. 우리의 전통한옥은 친환경재료를 사용하여 건축되기 때문에 인체에 해로운 환경유해물질이 발생하지 않습니다. 또한, 흙벽과 지붕을 통하여 자동으로 습도와 온도가 조절되며, 공기의 대류현상을 이용하여 자연통풍이 이루어지는 대청마루를 지니고 있어 여름에 선풍기를 틀지 않아도 시원한 바람이 부는 것을 느낄 수 있습니다.

 

이러한 한옥의 우수성을 알고도 지금까지 보편화 되지 못하는 이유는 무엇일까요? 현대인들의 생활 방식과 건축비용에 대한 문제 때문입니다. 한옥은 동선구조가 길고 단 차가 많아서 편리한 동선 배치에 익숙해진 현대인에게 낯설게 느껴집니다. 그리고 여름에 사용되는 대청마루를 겨울에 사용하는 것은 포기해야 하고, 한겨울에도 집 안에서 반소매, 반바지를 입는 현대인들이 한옥의 난방 정도를 견디지 못하기 때문입니다. 또한, 한옥 건축에 쓰이는 목재와 인건비를 합한 한옥건축비용이 비싸기 때문이기도 합니다. 이러한 문제를 극복하기 위한 해결책을 한옥기술개발 관에서 제시하였습니다.

 

첫째, 지붕 구조 및 재료를 개발하는 연구 내용을 전시하였습니다.

 

한옥 시공비용 중에서도 서까래를 제작하는데 사용되는 비용이 전체의 40% 정도를 차지합니다. 그만큼 지붕 공사는 한옥 공사에서 큰 비중을 차지합니다. 따라서 한옥 건축 공사비를 절감하기 위해서는 서까래를 각재로 만들어야 하고, 안 허리 곡을 생략해야 합니다. 이런 방법으로 서까래를 각재화하면 당골막이 미장공사비를 절감하여 전체적인 시공비를 절감할 수 있습니다. 또한, 목조 내부에 우레탄폼, 합판, 시멘트 보드, 투습방수지를 사용하여 단열, 습도 조절의 기능을 높인 것을 볼 수 있습니다.

 

 

그림2. 전시장에 배치된 한옥 기술 설명 판넬과 모형

 

그림3. 단면 모형을 통해 내부 재료를 볼 수 있다.

 

※ 당골막이란?

서까래 사이를 흙으로 막는 작업입니다. 서까래가 수축하면 그 사이에 공간이 생겨 단열에 문제가 발생하게 되어 서까래를 개량할 때 함께 고려되어야 할 부분입니다.

 

그리고 기와의 경량화에 대한 연구도 진행되고 있습니다. 기존에 사용되는 한식 기와는 평당 100만 원 정도의 비용이 들기 때문에 전체 시공비를 높이는 주요 원인이 되어왔습니다. 이에 기존 전통 기와를 간소화하고 경량화 시키는 방법이 연구 중입니다.

 

 

그림4  . 개발 중인 경량 기와

 


둘째, 벽체, 창호 기단을 개선하는 방법을 제시하였습니다.
 기존 전통 한옥의 벽체는 습식으로 시공됩니다. 이 시공방법은 공기가 길어지며 현장관리비가 많이 들기 때문에 시공비가 높게 책정됩니다. 이런 시공비용과 관련된 문제점을 개선하기 위해 공장에서 벽체를 생산한다면 제품의 질을 유지하면서 비용은 절감할 수 있을 것입니다. 그리고 전통 한옥의 창호는 20-30평당 100짝이 사용됩니다. 대부분의 창호는 규격이 일정하므로 기계화하여 생산하기에 가장 적합한 시스템입니다. 창호를 모듈화하여 생산한다면 역시 전체적인 공사비를 절감할 수 있을 것입니다. 

 

그림5. 신 한옥과 전통 한옥의 바닥 난방 시스템 비교

 

 셋째, 한옥의 설계와 시공 기술을 아우르는 정책, 법적 지원이 필요합니다.
개량된 한옥의 기술적 문제의 해결방법과 신한옥 건설의 시공 내용을 체계적으로 정리한 표준시방서가 개발되어야 하며, 신한옥의 공정관리 기술 및 품셈개발을 위한 연구도 지속되어야 합니다. 또한, 현대 건축 교육 과정이 5년으로 되어 있는 것처럼 한옥교육 프로그램도 계획, 구조, 시공, 설비, 역사이론을 종합적으로 배울 수 있는 5년 정규 과정이 개설되어야 할 것입니다. 한옥 관련 개발업체, 시공회사, 소유자와 건축주에 대한 지원을 지속으로 유지하여 한옥이 공급되는 것을 돕고, 이에 맞게 수요를 늘리기 위해 노력해야 할 것입니다. 그리고 한옥진흥법 제정, 한옥의 특성을 고려한 관련법의 개정, 역사지구보존법 제정 등을 통해 정책 및 법적으로 한옥을 발전시키고 지켜나가야 할 것입니다. 

 

그림6. 개발된 한옥의 축소 모형

 

 

다음으로 초고층 빌딩 시공, 설계기술 전시에 대해 살펴보겠습니다. 빌딩이 높아질수록 그만큼 빌딩에 가해질 위험요소도 증가하게 됩니다. 이것을 극복하기 위해 어떤 기술들이 개발되고 있는지 살펴보겠습니다.

 

첫째, 고성능재료 기술 개발에 대해 살펴보겠습니다.


초고층 건축물의 내진성능 및 구조 안전 성능을 보증하기 위해 건축구조용 고성능 압연 강재(HSA800)를 개발하여 인장강도를 140% 수준으로 끌어올렸으며, 항복비를 85% 이하로 제한하여 내진 저항성을 크게 향상시켰습니다. 

그림7  . 고성능 압연강재 HSA800

 

초고층건물이 상징물로 자리 잡으면서 건물이 더 높아지게 되었고, 이를 위해 초고강도 콘크리트에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 초고강도 콘크리트를 위해 콘크리트 내부의 공극을 감소시켜 치밀한 조직을 형성하는 프리믹스 시멘트를 개발하였습니다.

 

또한, 초고층건물 부재 무게를 감소시켜 초고층 펌프 압송이 가능하면서도 압축강도가 높은 경량콘크리트를 개발하고 있습니다. 무게가 약 40% 이상 가벼우면서도 단열, 내화, 차음, 흡음 성능이 뛰어납니다. 

 

그림8. 전시된 경량 골재

 

둘째, 첨단시공 기술개발에 대해 알려 드리겠습니다.

초고층 건물인 만큼 시공 도중에 발생하는 위험 변수가 많습니다. 이것을 예방하기 위한 기술을 소개합니다. 예상변위 이력을 고려한 최적보정기법은 시공 중 변형이 발생하여 구조물의 안정성이 떨어지는 것을 방지하고 주요 수직 부재의 절대 축소량 및 부재간 부등 축소량을 예측하는 기술입니다. 이 방법을 통해 개별 공정의 시점별 변형 예측이 가능합니다. 또한, 시공 중 측량기술은 레이저 스캐너를 활용하여 초고층 건물의 시공 중 변형을 측량하는 기술입니다. 실제로 말레이시아의 KLCC 타워에 적용되었습니다.

 

※ BMC(Building Movement Control)란?

초고층 건물의 시공 전 3차원 시공 단계해석을 통하여 건물의 시공 중 발생 가능한 변형을 예측하고, 시공 시 또는 준공 후 발생할 문제점을 사전에 분석하여 대응하는 기술입니다. 시공단계해석과 재료시험 모니터링 기술을 통합하여 시공 중 변형을 관리하고 제어하는 토탈 솔루션입니다.
<출처 - 초고층빌딩 시공기술 연구단 브로슈어, High-Technology Construction Method >

 

초고층빌딩의 공기 단축을 실현하기 위한 기술인 지능형 시스템 거푸집이 있습니다. 탈형 시기를 예측하여 골조공사 공기를 25% 단축하며 공사 관리 효율을 향상할 수 있습니다. 또한, 내화 성능이 향상된 영구거푸집 겸용 내화시스템 기술이 개발되고 있습니다. 고강도 콘크리트, 내화 성능이 확보된 탄소 저감형 영구거푸집, 고정철물을 이용하여 영구거푸집의 단열성능을 높여 화재를 적극 차단하는 공법입니다.

 

셋째, 화재 안전 기술 개발을 소개해드리겠습니다.

 

림9. 화재층 연기제어 기술 설명을 위한 모델링

 

초고층 빌딩에서 가장 중요한 것은 이용자의 안전입니다. 화재와 같은 재난이 발생하는 것을 방지하는 것이 가장 중요합니다. 이를 위해 화재 위험성 평가 프로그램이 개발되고 있습니다. 또한, 만약 화재가 발생했을 때 인명 피해를 줄일 수 있는 대피시설을 갖춰야 합니다. 이를 위해 화재 층 연기제어 기술이 개발되고 있습니다. 이것은 층간 압력차를 이용한 연기제어 기술입니다. 화재가 발생한 층에 부압을 형성하고, 화재가 발생한 층을 기준으로 위, 아래층에 양압을 형성하여 연기를 대기로 배기합니다. 그리고 비용 효율적인 층별 피난공간을 확보를 위해 기존 화장실 공간에 급기가압, 수막화염 방호를 설치하여 긴급 피난공간으로 활용합니다. 


  지금까지 과거를 대표하는 한옥과 미래를 대표하는 초고층 빌딩에 대해 알아보았습니다. 미래 건축 관에서 전통 한옥을 전시한 의미에 맞게 곧 다가올 미래에는 한옥이 대중적인 거주지로 자리 잡은 모습을 볼 수 있는 날이 곧 다가올 것 같습니다. 또한, 초고층 빌딩 관에서 전시된 각각의 기술들이 한 건축물에 집약될 것을 상상하며 대한민국이 초고층 빌딩의 강자로 우뚝 설 것을 기대합니다. 

 

 

국토해양 대학생기자단 6기

2조 이기적인조 공재윤 기자 /kiala88@naver.com

Posted by 국토교통부

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  1. 슬퍼서 우는거 아니야, http://noq.suprachaussurepascherxx.com/ supra vaider..바람이 불어서 그래..눈이 셔서..

    2013.04.28 09:11 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]