| 7차년도 |
[1세부] 중고층 모듈러 건축 설계 및 엔지니어링 기술 개발[2세부] 모듈러 건축 공장제작 최적화 기술개발[3세부] 중고층 모듈러건축 운송 및 현장시공 효율화 기술개발
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[1세부] 1세부 연구 주제는 시장수요 대응형 BIM기반 중고층 모듈러 건축 설계 기술개발, 중고층 모듈러 건축 구조시스템 및 내화성능 향상 기술개발, 모듈러 건축 활성화를 위한 제도 및 정책 개선방안 수립, 마지막으로 중고층형 모듈러 건축 실증사업 추진계획(안)으로 연구개발 단계의 세부연구내용은 크게 4가지로 주제로 구성됨1) 시장수요 대응형 BIM기반 중고층 모듈러 건축 설계 기술개발 - 표준화 설계 적용 모듈러 건축 Proto-type 개발 - 모듈러 건축 BIM 통합설계 기술 - BIM 통합설계 연계 제작 및 시공 단계별 시뮬레이션2) 중고층 모듈러 건축 구조시스템 및 내화성능 향상 기술개발 - 강-PC 복합형 모듈러 시스템 개발 - 모듈러 건축 대응 복합코어 및 Mega Structure System 개발 - 모듈러 건축 내화성능 향상 기술3) 모듈러 건축 활성화를 위한 제도 및 정책 개선방안 수립 - 모듈러 건축 성능기준 및 인정제도(안) - 모듈러 건축물 통합발주 및 계약시스템(안) - 모듈러 건축용 철강소재 사용 현황 및 수요예측4) 중고층형 모듈러 건축 실증사업 추진계획(안) - 중고층형 모듈러 건축 실증사업 추진계획(안) - 실증단지 시작품 제작 및 생산？시공 일정계획 수립[2세부] 2세부 연구는 모듈러유닛 공장제작 생산 향상기술을 개발하여 모듈러 유닛 생산과정에서의 효율 및 품질을 향상시키고, 다양한 모듈러 건축재료 활용과 순환형 모듈러 유닛 기술 개발을 통해 모듈러 건축물의 활용 범위를 확대함.1) 유닛모듈 공장제작 생산성 향상 기술개발 - 공장제작도면(shop drwaing) 표준화 기술 - 대량생산을 고려한 공장프로세스 최적화 기술 - 제작단계별 품질관리 기술 - 모듈러 건축용 바닥시스템 및 습식 제작공정 최적화 기술 - 모듈러 건축용 설비시스템2) 모듈러 건축재료 다양화 기술개발 - 시공성 개선을 위한 구조부재 다양화 기술 - 사용성 개선을 위한 내외장재 다양화 기술3) 순환형 모듈러 건축 시스템 개발 - 순환형 모듈러 건축 시스템 - 재사용성 제고를 위한 모듈러 건축 내외장 시스템[3세부] 3세부는 해외 진출을 위한 운송 부피 절감이 가능한 확장형 모듈러 시스템을 개발하고, 이를 기반으로 중고층 모듈러 현장 양중 및 시공 기술을 개발하여 모듈러 건축물 시장 활성화를 달성함.1) 유닛모듈 운송효율화 기술개발 - 선제작 모듈 파손예방을 위한 육상운송지침 - 운송부피 절감을 위한 확장형 모듈 시스템(Lift-up 모듈, sliding 모듈)2) 현장시공프로세스 최적화 기술개발 - 중고층 모듈 시공프로세스 - 현장양중계획 및 안전관리기술 - 장비 및 인력운용 최적화 기술 - 현장설치 효율제고를 위한 접합 장비3) 모듈러 공법 적용에 따른 중층규모건축물 경제성 분석 - 중층규모 건축물의 용도별(공동주택, 기숙사, 호텔) 경제성 분석
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
□ 모듈러 건축물의 중고층화 실현- 다양한 구조재료가 결합된 강-PC복합 모듈 기술 개발- 횡력저항 최적 복합 모듈러 코어 기술 구축 - 3시간 이상 내화성능 확보 기술 개발 □ 다양한 구조재료를 활용한 복합 모듈러 기술 축적- 강재만을 사용하는 기존 모듈러 공법에서 탈피하여 강, 목재, PC, 세라믹, 유기재, 하이브리드 등 다양한 구조재료가 결합된 모듈러 제작 기술 발전에 기여- 재료/부재/구조시스템 레벨의 복합화 모듈러 공법의 구조해석기법 개발을 통해 중고층형 복합 모듈러 건축물 설계 기술 확보 □ 해외기술의 대체 및 독자기술 축척- 순수 국내기술의 중고층 모듈러 건축물 보급으로 국내 산업 경쟁성 확보 및 활성화 기대- 세계 최고수준의 고층화 횡력대응 복합구조 시스템 기술력 확보를 통한 국내시장 보호 및 해외시장 진출 교두보 확보□ 중고층화 모듈러 구축에 따른 구조기술의 선진화- 중고층 모듈러 건축물 구축을 통한 고도화 모듈러 기술 확보- 고성능 경량 유닛 모듈러 복합시스템 건설 기술의 선진화 및 공업화를 도모- 중고층화 모듈러 건축물의 구조시스템 제시함으로써, 모듈러 건축물의 안전성 확보 및 경제성 기대□ 모듈러 공법 적용 건축물 유지보수 시스템 구축- 구조체와 내 외장설비 등의 분리 가능 구법으로 신속한 유지보수 가능- 단위모듈 조립화로 이주 없는 단위세대 공간 확장 및 수직·수평 증개축 가능
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| 사회 경제적 파급효과 |
□ 사회적 파급효과1) 모듈러 건축물 중고층화에 따른 국민인식 전환- 모듈러 건축물의 중고층화 구현을 통한 품질에 대한 국민인식 전환- 모듈러 건축기술의 고도화 및 고효율 산업으로서의 건설 산업 위상 제고2) 사회적·문화적·경제적 변화에 대응하는 용도별 모듈러 건축 모델 공급- 저층 위주의 주택시장으로 편중된 모듈러 건설시장을 기술의 고도화를 통해 공급시장 확대- 공업화 공법의 특성을 활용하여 인구구조 및 사회 환경변화에 유연하게 대응할 수 있는 수요자 대응형 모듈러 건축물 공급- 모듈러 건축물의 다양한 공법 유형에 따른 구조기술 및 설계, 정책 등의 방안의 모색을 통하여 적기·적소 공급 가능한 사업모델 창출 3) 국가 경쟁력과 이미지의 향상- 대한민국 친환경 모듈러 건축물 경쟁력 선점 및 친환경 국가 이미지 향상- 모듈러 건축물의 중고층화를 통해 모듈러 건축 기술의 선진국 - 모듈러 건축물 고층화를 통한 국가 이미지 제고시키고 관련 공법의 해외 수출로 인한 국가 경쟁력 향상- 친환경 모듈러 건축물의 보급 확대를 통해 거주자 만족도 향상과 고품질 국민 주거문화 선도 4) 공업화 시공을 통한 고용창출 효과- 첨단산업의 건설 특화상품 수요 창출을 통한 고용 창출- 현장 노무자 안전성 향상 및 전문 노동인력 부족현상 대체기술 개발- 건설 현장 계약직 인력을 공장 생산 인력으로 전환함으로 건설 노동시장의 구조개선□ 경제적 파급효과1) 모듈러 건축물 중고층화에 따른 저층 모듈러건축 대비 경제적 효과- 저층 모듈러 건축물 대비 부지 매입비 절감에 의한 구축비용 절감- 자재 및 부품의 대량 매입을 통한 공사비 절감 효과 기대2) 부지 매입비 절감 및 설계 및 제작/시공 표준화를 통한 시공비 절감 효과- 중고층화를 통해 저층 모듈러 건축물 대비 부지 매입비 3-4배의 절감 효과- 80% 이상 자재·부품의 공장제작을 통한 공사기간 단축 및 인건비 절감을 통한 공사비 절감 - MC/BIM 설계 및 표준화된 자재와 부품 적용을 통한 건축자재 원가 절감- 건축폐기물과 이산화탄소 저감 및 골조 재활용으로 에너지 50% 절감으로 친환경의 그린건축물 구현 가능3) BIM 통합 설계기술 적용을 통한 생산성 향상 및 공기단축을 통한 임대수익 창출- BIM기반 제작/시공시뮬레이션을 통한 공장생산과정 및 시공현장에서 공사비 및 인건비 절감- 기존 공법 대비 50% 단축된 공기만큼의 임대수익을 통한 사업수익 개선 4) 중·고층 모듈러 건축 기술 해외수출에 따른 경제적 효과- 해외 수출용 조립식 주택 시스템의 개발은 건축시장의 한 분야를 개척하는 교두보 역할을 할 것으로 판단- 세계녹색건설시장규모에서 모듈러공법 시장 점유율은 0.5~1.0% 증가하여 2020년에는 10.7%의 시장점유율을 확보할 것으로 판단
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| 활용방안 |
□ 현장적용 방안- 중고층화 모듈러 건축물을 위한 표준화 모델로 활용- 모듈러 건축의 생산프로세스의 효율성 확보를 위해 유닛 모듈러의 공장제작, 운반, 현장 조립을 최적화할 수 있는 지원 시스템 활용- 제작 및 시공프로세스에 대한 사전분석을 통한 재료비 절감, 공기단축, 안전관리, 품질향상, 협업강화 시스템 구축- Virtual Pilot Project를 통해 경제성 및 시공성을 검증하여 고층 모듈러 건축물 및 초고층 건축물에 확대 적용- 고층 모듈러 건축물 대응 Mega Structure System의 개발 접합부 상세로 구조물의 안전성 확보 및 건설산업의 경쟁력 제고에 기여- 일반 건축물용 내화기술 개선을 통한 공장 생산형 모듈러 기둥-보 부재 내화기술 적용- 중고층 모듈러까지 적용할 수 있는 발주 시스템 활용- 실증단지에 대한 계획안으로 적용되며 기술의 보급 단계를 위한 모듈러 건축 가이드라인으로 활용 □ 실용화·제품화 방안- 국가적 모듈러 건축 설계 표준화 기준으로 활용- 모듈러 건축 구축시 표준 설계안으로 빠른 의사결정 수단 활용- 모듈러 제작업체에 기술이전을 통한 기술 실용화 추진- BIM을 활용한 모듈러 공장생산의 고효율 방안 기술을 관련업체에 기술 이전- 강-PC 복합모듈러 설계기법 및 해석기법 매뉴얼 작성으로 복합모듈러 시스템 설계 업체 활성화 기반 조성- 철골계단은 제품화된 대표적인 코어 요소기술로 철강가공 전문회사가 상용화한 사례로 모듈러 코어의 기술력이 확보되면 철강 전문 업체와 협력하여 제품화를 추진- 기술인증제도인 NET를 활용하여 건설신기술로 인증을 추진하여, 기술 신뢰성을 제고시켜 제품화에 기반을 조성□ 미래원천기술 확보- 건설과 IT기술을 접목한 프로세스 개선을 통해 업무생산성이 향상된 BIM & 모듈러 건축 연계 기술 개발로 모듈러 건축 BIM 분야 원천 기술 개발- 건설신기술(NET) 인증을 획득할 경우 기술 신뢰성을 제고시켜 제품화 기반 조성- 모듈별 내화성능평가기술 확보를 통한 모듈러 내화기술을 단위 부재에서 단위 모듈로 확대하여 기술 선점 가능 및 국내 모듈러 기술 평가 수준 선진화□ 신산업 창출- 용도별 모듈러 건축물 표준설계 기준화를 통한 건설 정보화 설계 시장 창출- 다양한 재료를 사용한 신개념의 복합 모듈 공법으로 국내 철강 산업 및 PC산업 활성화, 시장 창출에 기여 - 코어 구성 주요 요소의 부품화를 통해 공장 제작 생산방식으로 전환하여 철강 가공 산업의 시장 확대에 기여 기대- 모듈러 적용 하이브리드 내화공법 개발을 통한 국내 최초 복합내화구조 기술 개발 및 기존 내화기술 융복합 기반 마련- 모듈러 건축의 실증사업을 통해 건설업이 제조업으로 전환되는 계기 마련- 실증사업을 통한 공업화주택의 인식개선로 인한 모듈러 건설시장 확대
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