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과제기본정보

모듈러 실증사업 POE를 통한 성능 경제성 향상 방안연구3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 20CTAP-C142670-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건축시공기술 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 건축 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 건설 환경설비 기술 | 시설물 소음진동 제어 관리기술 과제유형 응용
과제명 모듈러 실증사업 POE를 통한 성능 경제성 향상 방안연구
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 임석호
소속 한국건설기술연구원 직위 선임연구위원(팀장)
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2018-04-17 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 220,000,000 39,000,000 161,000,000 200,000,000 420,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 [가양동 모듈러 단지]
- 최근 가양동 모듈러 단지의 준공, 국내에도 모듈러 공법 공동주택이 공급됨
- 3대 난제를 해결하기 위한 12가지 기술이 적용되었음
- 기술성·시공성·경제성 등 3개 분야의 실증을 목표로 추진되었음

[3대 난제에 대한 안전성 확보]
- 최근 경주·포항지역에서 발생한 지진에 대한 안전성 해결
- 경량 구조물에 의해 수반되는 진동 등의 구조적 안전성 해결
- 최근 제천에서 수십 명의 인명피해가 발생했듯이 화재에 대한 안전성 해결
- 주거환경의 질을 직접적으로 좌우하는 층간·세대간 소음에 대한 문제 해결


[기존 사업의 문제점 해결]
- 가양 및 천안두정 모듈러 실증사업 결과, 발주/설계/제작/시공 단계별 문제점이 발생
- 천안두정 모듈러 주택은 사업 수행 중 단지 변경으로 최종 성능평가·POE가 수행되지 못함
- 실증사업에 대한 성능평가와 POE를 실시, 각각의 문제 해결 솔루션이 필요
- 12대 실증기술을 수정·보완할 수 있는 요소기술의 개발이 요구됨
- 가양단지와 천안두정단지(2018년 하반기 준공예정)에 대하여 단계별 성능검증을 시행하고자 함
(발주-설계-제작-시공 단계 모듈러 주택 성능 검증, 거주 후 평가 실시, 최종 검증결과 도출)
- 문제점 해결을 위한 구체적인 요소기술을 개발
- 성능/경제성/시공성이 입증된 최종적인 모듈러 프로토 타입을 개발 하고자 함
최종목표 가양 및 천안모듈러 주택의 실증상의 문제점을 개선하고, POE와 성능평가 및 모니터링을 통한 평가와 검증단계를 거쳐 화재 안전성과 지진 안전성 그리고 생활쾌적성이 객관적으로 공인되는 보급형 모듈러 Proto-type을 개발

1차년도 : 주관연구기관 (한국건설기술연구원) : 3대 실증(기술성, 경제성, 시공성) 모니터링을 통한 문제 해결 솔루션 개발

연구 결과 : 가양 및 천안두정 실증단지의 발주-설계-제작-시공 상의 문제점에 대한 체크 리스트 및 구체화 작업을 통하여 문제점 간 상호 연결고리를 정리하고 문제해결 방향 및 솔루션 제안

2차년도 : 주관연구기관 (한국건설기술연구원) : 천안두정 실증단지 입주자 대상 거주 후 평가
공동연구기관 (동양구조이앤알) : 가양 및 천안두정 실증단지 내진/진동 성능평가
공동연구기관 (듀칸) : 외장마감 일체형 패널 상용화 검토 및 시작품 제작
공동연구기관 (한국건설생활환경시험연구원) : 천안두정 실증단지 음환경 및 기밀성능 평가

연구 결과 :
POE 결과를 통한 모듈러 공동주택 성능개선 위한 계획요소 도출
- 주거용 모듈러 건축물의 내진 및 진동에 대한 객관적 성능평가 실시 및 개선기술 제시
- 외장마감 일체형 패널 제작 및 시공방안
- 주거용 모듈러 건축물의 내진 및 진동에 대한 객관적 성능평가 실시 및 개선기술 제시

3차년도 : 주관연구기관 (한국건설기술연구원) : POE 및 모니터링을 통한 종합 해결 설계 Proto Type 개발
공동연구기관 (동양구조이앤알) : 주거용 모듈러 건축물 내진보강 및 진동 저감 기술 개발
공동연구기관 (듀칸) : 세대 내 간막이 벽체 상용화 검토 및 시작품 제작

연구결과 :
- 화재안전성, 지진안전성, 생활 쾌적성이 확보된 설계도서
- 모듈러 건축물의 내진보강 사례집 및 진동저감방안 상세도
- 경량바닥재/천장재/간막이 벽체 일체형 모듈러 인필 시작품
연구내용 및 범위 연구대상 단지
- 가양 모듈러 실증단지 (서울 강서구 가양동 1457-1) 최고 층수 6층, 30세대
- 천안 모듈러 실증단지 (천안시 서북구 두정동 581) 최고 층수 5층, 40세대

연구개발 범위
1. 모니터링 통한 문제해결 솔류션
- 실증단지 적용 기술의 문제점 분석 및 해결방안 도출
- 건축공사비 저감 및 경제성 확보방안 마련
- 제작공장 및 현장시공 공정관리 상의 개선방안

2. 천안두정 실증단지 POE 및 모니터링
- 천안두정 실증단지 거주후 평가
- 천안두정 실증단지 음환경 및 기밀성능
- 천안두정 내진성능 예비 및 상세평가

3. 문제 해결형 요소기술 및 프로토타입
- 종합 해결 Proto Type 개발
- 진동 저감방안 및 내진성능 향상방안
- 음환경 및 기밀성능 향상 방안

기술개발 목표
- 내진성능 : 필로티형 모듈러 공동주택의 내진성능 목표 1등급
- 진동성능 : ISO 참고, AISC기준에 대한 주거용 건물 대상 가속도 제한치(0.5%g수준) 만족
- 내화성능 : 내화 2시간 외장마감 일체형 외벽체
- 음성능 : 중량충격음 3등급
- 기밀성능 : ACH50 3.0 이하

프로토타입 : POE 및 모니터링 결과 반영 종합 해결 설계 Proto Type

[1차년도]
[기술성] 실증단지 적용 기술의 문제점 분석 및 해결방안 도출
- 12대 실증기술의 설계/제작/시공단계 적용상의 문제점
- 기술적 해결방안 제안

[경제성] 건축공사비 저감 및 경제성 확보방안 마련
- 경제성 비교 기준 프로토 타입 제안
- 기본형 건축비 대비 동일 공사비용 구현을 위한 적정 공급 및 생산량 예측
- 경제성 확보를 위한 방안 마련

[시공성] 실증 관련 제작공장 및 현장시공 공정관리 상의 개선방안 마련
- 실증 사업의 제작기간 90일 및 시공기간 50일 공정관리 비교 (기존 RC 공동주택 대비)
- 공기지연의 문제점 및 해결방안

[사업성] 실증사업 수행을 통한 발주 관련 문제점 및 개선방안 제시
- 공공임대 모듈러 주택 설계기준 작성
- 하부공사 일괄 입찰방식
- 간접비 이중 계상 방식

[2차년도]
천안두정 실증단지 거주 후 평가(POE)
- 평가 대상: 천안두정 실증단지
- 평가방법: 심층 인터뷰(거주민, 관리운영주체) 및 거주민 설문조사
- 주요 내용: 모듈러 공동주택에 대한 인식 및 발전방향, 거주자 만족도 분석(거주 만족, 주거성능, 주택계획요소, 공용시설 및 설비요소, 주변환경 만족도)

POE 결과 기반 개선방안 도출
- 주거 만족도 향상을 위한 우선순위 도출
- POE 기반 성능개선위한 계획요소 도출

외장마감 일체형 패널 개발

가양 및 천안두정 실증단지 내진성능 평가
- 한국시설안전공단 기준에 의거한 주거용 모듈러 건축물 내진성능 평가

가양 및 천안두정 실증단지 진동성능 평가
- AISC기준에 의거한 주거용 모듈러 건축물 사용자 입장에서의 진동평가

외장마감 일체형 패널 설계
- 2시간 내화 확보 공장제작 외장 일체형 패널 시공방안

천안두정 실증단지 음환경 및 기밀성능 평가
- 바닥충격음, 세대간 경계벽, 화장실 급배수 소음 평가, 공동주택 실?내외 소음도 분석
- 기밀성능 테스트 및 분석

천안두정 실증단지 음환경 및 기밀성능 개선기술 도출
- 천안두정 실증단지 음환경 개선기술 도출
- 기밀성능 취약부분 및 개선기술 도출

[3차년도]
종합 문제 해결 설계 Proto Type 개발
- 내진안전성/ 화재안전성/ 생활쾌적성 관련 요소기술 적용 기본설계 및 실시 설계도서 작성
- 기술성/시공성/경제성 검증 완료 설계 표준도서 작성

주거용 모듈러 건축물의 내진보강 방안 제시
- 필로티형인 가양 실증단지의 내진성능 향상을 위한 보강방안 제시
- 복합형인 천안 실증단지의 내진성능 향상을 위한 보강설계

주거용 모듈러 건축물의 진동 저감을 위한 개선안 도출
- 모듈러 건축물의 진동 성능 개선기술 제시

외장마감 일체형패널 Mock-up 제작

세대내 간막이벽 Mock-up 제작
- 경량바닥재 및 천장재 연계 시스템 개발
- 경량바닥재/천장재/간막이 벽체 일체형 모듈러 인필시스템 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 주관연구기관 (한국건설기술연구원) : 3대 실증(기술성, 경제성, 시공성) 모니터링을 통한 문제 해결 솔루션 개발

연구 결과 : 가양 및 천안두정 실증단지의 발주-설계-제작-시공 상의 문제점에 대한 체크 리스트 및 구체화 작업을 통하여 문제점 간 상호 연결고리를 정리하고 문제해결 방향 및 솔루션 제안
[기술성] 실증단지 적용 기술의 문제점 분석 및 해결방안 도출
- 12대 실증기술의 설계/제작/시공단계 적용상의 문제점
- 기술적 해결방안 제안

[경제성] 건축공사비 저감 및 경제성 확보방안 마련
- 경제성 비교 기준 프로토 타입 제안
- 기본형 건축비 대비 동일 공사비용 구현을 위한 적정 공급 및 생산량 예측
- 경제성 확보를 위한 방안 마련

[시공성] 실증 관련 제작공장 및 현장시공 공정관리 상의 개선방안 마련
- 실증 사업의 제작기간 90일 및 시공기간 50일 공정관리 비교 (기존 RC 공동주택 대비)
- 공기지연의 문제점 및 해결방안

[사업성] 실증사업 수행을 통한 발주 관련 문제점 및 개선방안 제시
- 공공임대 모듈러 주택 설계기준 작성
- 하부공사 일괄 입찰방식
- 간접비 이중 계상 방식
연구성과 기술적 기대성과 모듈러 공동주택에 대한 객관적 성능검증 완료
- 모듈러주택의 12대 실증기술에 대한 객관적 성능평가 지표 산출
- 주택건설기준 등에 관한 규정에 대한 성능적 실증 및 평가 검증 완료

공업화 공법 활용에 따른 시공기술의 선진화
- 4차 산업혁명의 기술로서 3D프린팅, 인공지능, Iot 등 첨단기술의 집적화 건축 및 주거로 활용
- 실 구성 조합설계의 구현을 통한 BIM설계기술의 최적화 주택생산 공법을 상용화

사회변화에 대응할 수 있는 새로운 주거모델 제시
- 폐기물 제로 자원 순환형 건축 및 주택의 모델 구현
- 향후 스마트 도시의 주택모델로서 적시적소에 공급할 수 있는 주거모델로서 역할
- 소형 단독주거에서 공동주택의 모델로서 확대 발전시킬 수 있는 교두보 마련
사회 경제적 파급효과 현장산업에서 제조산업으로의 건설산업 패러다임 전환
- 5년 이후 현장 기능인력 절대 부족에 대한 해결방안, 건축산업의 제조산업화를 위한 촉매제 역할
- 최근에 치솟고 있는 현장 인건비에 대한 대응으로서 제조산업 기반형 공업화 생산 기술모델
- 소음·분진·공기단축 등 민원문제를 원천적으로 해결

모듈러 공동주택 기술 해외수출에 다른 경제적 효과
- 현재까지 모듈러 건축물의 해외수출은 노무자 숙소 등 단층 건축물에 한정됨.
- 개발도상국의 신도시건설, 다양한 용도의 중층 건축물의 급증하는 수요에 대응하여 본 연구사업의 결과를 통한 모듈러 공동주택의 해외수출은 건축시장의 한 분야를 개척하는 교두보 역할을 할 것으로 판단.

문재인 정부의 국정과제를 효과적으로 실현할 수 있는 공법
- 도시재생사업추진에 있어서 주요 주거지원사업유형의 활용공법기술로서 활용
- 현 정부 주거복지 로드맵에 의한 향후 5년간 100만호 공공주택의 공급모델로서 활용
- 저출산 고령화 시대에 대응하여 컴팩트 주택 및 1-2인 가구형 공동주택의 모델
- 임대주택 활성화를 통한 주거취약계층의 주거난 해소

수요자 요구 대응 새로운 공공임대주택 모델 공급
- 도심지 유휴부지 활용 등 임대주택 활성화를 통한 주거취약계층의 주거난 해소
- 도시재생 사업에서의 현장 소음 및 분진의 최소화를 통한 민원감소와 이를 통한 도심 주택 건축의 활성화
- 주택의 신축 및 철거, 이전 등 일련의 건축 및 주택 라이프 싸이클 순환시스템 구현
- 대학생 기숙사의 확대보급을 위한 공급모델로서 활용
- 최근 제천 및 의정부 화재, 포항 및 경주 지진에 의한 국민들의 주거불안에 대해 관련 성능의 객관적 검증
활용방안 대학생 기숙사로 활용
- 최근 대학생기숙사로 인한 사회적 갈등 발생, 대학생을 위한 원룸형 기숙사 보급을 위한 교육부와 협의

국방부 및 군부대 시설로서 활용
- 국방부의 경우 과거 진동/단열/기밀 등의 주거환경성능에 대한 의구심이 높아 시설 보급에 어려움이 있었음
- 객관적 실증적 모델의 개발로 군부대 시설의 보급에 활용이 가능할 것으로 기대

민간 임대주택 및 토지 임대사업의 모델로서 활용
- 도심 서민주택가의 5층 이하 단독주택, 다가구, 다세대, 연립주택, 기숙사, 근린생활시설 등
- 신축이 필요한 건축사업과 토지임대수익이 필요하나 토지주, 토지비 부담으로 사업추진이 어려운 사업자, 보증금 부담에 임대가 어려운 임차인을 주요 타겟 시장으로 설정
- 서울(97.1%), 경기(99.6%), 제주(99.9%)를 제외한 대부분 지역에서 주택보급률은 100%이상이지만 실제 주택 수요자가 원하는 주거환경은 여전히 부족한 상태. 주택산업연구원의 “2020년 주택수요전망”보고서에 따르면 교육환경, 생활편의시설보다 교통환경이 자가 및 임차 수요자에게는 주거지 선정에 더 중요한 요소로 나타남
- 주택 소유자 상당수는 가계자산 비중이 부동산에 편중되어 부동산침체 및 시설 노후화로 지속적인 임대수익 확보의 어려움이 발생
- 도심 주택가 노후주택을 대상, “주거 수요자”와 “노후주택 소유자”의 니즈(Needs)를 융·복합하여 토지활용 및 토지임대 방식을 통한 주거모델로서 추진함으로서 도심재생을 통한 시장형성 및 잠재적 수요확보

향후 수출 전략 품목으로 확대 가능
- 주거취약계층 및 공공임대 주택을 원하는 수요층이 최우선 수요처가 될 것으로 예상됨
- 이후 내수 판매를 통해 모듈러 주택의 안전성 확보 및 시장의 신뢰를 구축하며 내수시장을 점진적으로 확대해 나감과 동시에 해외 수출 등 국제시장 진출을 통해 응용 범위와 수요처들을 확대
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 모듈러 거주후 평가 표준화 공공임대주택 도시재생
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최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 모듈러 실증단지 POE를 통한 성능 경제성 향상방안 연구 최종보고서_발간등록번호.pdf   다운로드
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