VMM 공법 Vs. PMM 공법
건식공법의 꽃,
공장생산과 운송 그리고 양중이 핵심
공업화 공법, 기존 현장시공과
다르게 필수로 공개할 것이 있다
최소한 기밀도이다!
글.사진 제공
CASE FRAMESWORKS (B2B 골조 제조 서비스)
031-8067-7118
필자는 공업화 공법 중 VMM(Volumetric Module Method)보다는 PMM(Panel Module Method)가 우리나라의 기후와 상황에 맞다고 주장하는 사람이다.
VMM은 소위 우리나라에서 모듈러라고 불리는 공법이다. 원래는 해상 컨테이너로 시작해서 각철재로 볼팅이나 용접해서 프레임 잡고 벽을 마감해서 만든 철재 모듈러가 농막이라던가 지금은 몇 개의 단위를 조합해서 주택을 까지 만들고 있다. 그러다가 목재 VMM까지 나오면서 경량목재로 구성된 모듈러 조합 주택이 마치 목재 공업화공법의 전부인 양 알려져 있다. 게다가 대기업 건설사까지 목재 VMM 뛰어들어서 난리다.
VMM은 컨테이너로 조합해서 건물을 만드는 것까지가 맞다고 생각한다. 그 이유는 운송과 양중 때문이다. 해상 컨테이너는 기본적으로 운송에 적합하게 구조를 만들었고 그 위에 수직으로 적층을 해도 구조적으로 견디게 만들었다. 내장재는 흔들려서 좀 파손이 있겠지만 심하게 흔들려도 구조는 문제가 없을 것이다.
그러나 다른 VMM은 애초에 운송과 양중을 고려해서 설계한 게 아니다. 땅에 정착된 상태에서 중력과 전단력 정도만 받게 했을 것이다. 골조가 그 외 다른 하중에 대해서 고려가 되었는가? 이것이 핵심이다. 그리고 이것이 문제다. 소비자에게 말을 안 한다. 그래서 차량의 이동 시 진동이 VMM에 미치는 영향이 궁금했다.
일단 이동 중 차량의 진동이 어느 정도인지 궁금했다. 계측기 같은 게 있을 리 전무하니… 일단 필자의 차에 달린 중력 가속도계로 간단하게 살펴봤다.
죽전 길을 39km/h로 달리는 중인데 속도를 올리니 뒤로는 0.1g가 발생하고 우측으로는 0.4g의 제법 큰 횡지가 발생하고 있다. 요철을 지나가니 좌우로 0.5지까지 나오고 아마도 위아래로는 더 큰 중력가속도가 발생할 것 같다. 차량 높이가 낮은데 이정도면 화물차의 판스프링쇽업쇼버에 3미터 가까이 되는 직육면체를 싣고 이동 중에는 당연히 더 많은 중력가속도가 발생하겠다.
참고로 중력가속도는 9.8m/s2다. 이걸 1g라고 한다. 1g는 초당 35km/h정도로 가속도가 발생한다는 의미다. 어마어마한 힘이다. 0.1g는 초당 3.5km/h로 가속도가 발생한다는 의미, 생각보다 0.1g는 우리 일상에 쉽게 만나는 가속도다. 필자의 차로 100km까지 급가속하면 거의 7초 정도 나오니 계산상으로 초당 14km/h씩 가속하면 되는데 이 경우 0.4g에서 0.5g 정도 나온다고 생각하면 된다.
레이싱 바이크로 230km까지 달리다가 헤어핀 코너에서 약 70km까지 속도를 줄이는데 5초 정도 걸리니까 거의 0.9g나 1g 가 내 몸에 걸린다. 이것을 15번 반복 하다보면 훈련 안 된 몸은 거덜이 난다. 5초 동안 푸쉬업을 10개, 동시에 윗몸 일으키기 10개 정도한 느낌이다.
그렇다면 궁금한데 지진의 강도?
찾아보니 있었다. 지진은 진도라 해서 리히터 규모나 모멘트로 표현하는데 이건 에너지양이라 진동하고는 다른데 지진의 정도를 표시하는 것 중에 진동의 정도를 표현하는 것을 GPA(ground peak Acceleration)라고 한다.
PGA(peak Ground Acceleration)와 진도의 관계
• 진도 IV (4): 약 0.017g (중력 가속도의 약 1.7%)
• 진도 V (5): 약 0.039g (중력 가속도의 약 3.9%)
• 진도 VI (6): 약 0.092g (중력 가속도의 약 9.2%)
• 진도 VII (7): 약 0.18g (중력 가속도의 약 18%)
이러한 데이터는 USGS와 FEMA (Federal Emergency Management Agency) 등의 기관에서 제시하는 진도와 PGA의 상관관계 표에서 확인할 수 있다고 한다. 일단 내가 모는 차는 거의 항상 진도 7 이상의 진동을 받고 있는 것이었다. 7이 어느 정도냐면? 일본 지진 이미지를 참고해 보자.
의구심이 생겨서 다시 찾아보았다. 연구논문이 있었다. 공업화를 우리보다 반 세기 먼저 생각한 목조건축 선진국에서 이것을 문제라고 생각한 것 같다.
Dynamic Impact of Road Transport on Building Units(2018), Road Vibration and Its Effects on the Transport of Modular Construction Components(2020) 연구논문에 의하면 VMM의 트럭 운송 시 0.1g에서 1g의 진동이 상시 발생하고 비포장도로에서는 0.5g에서 0.7g까지 상승한다는 것이다. 일반도로의 진동을 0.5g이라고 해도 진도 7이 넘는 진동을 VMM은 상시 받으며 이동한다는 것이다.
지금 이 논문은 우리나라보다 도로보급률이 좋은 나라의 수치고 우리나라는 도로보급률이 한 15년 전에 1.34, OECD 거의 꼴찌인데 이보다 더하면 다했지 덜하지는 않을 것이다.
변수가 많을수록 통제가 어렵듯이 VMM은 직육면체 힘의 방향이 전후좌우상하(수직, 수평 찌그러짐, 전체 뒤틀림)모두 작용한다. 반면 PMM은 전후 정도(수직 찌그러짐 정도) 변형은 무게에 비례한다면 VMM은 말해 뭐하겠는가.
소위 모듈러 시공을 연구하거나,
업으로 하는 사람들은 안다.
이동 시 변형이 생긴다는 것을!
초기 VMM은 대체로 철재 골조로 만들어졌다. 해상 컨테이너는 당연히 내구성이 좋고(그래서 재활용 컨테이너를 사용해서 거주할 공간을 만들 생각을 한 것이다.) 그러나 가격이 비싸기도 하고 골조가 과하여 각철재로 틀을 만들어서 반 컨테이너를 만들어 조합해서 거주공간을 만들었는데 지금의 이동식주택이나 모듈러주택이라고 불리는 것들이다. 철은 대체로 볼팅과 용접을 한다. 강접을 한 것이다. 그럼에도 불구하고 변형이 있다는 것은 앞서 언급한 것처럼 이동시 진동이 어마어마하기 때문이다.
이동시 진동에 의해 변형은 어쩔 수 없다. 그나마 농막이나 상시 거주가 아니면 가성비는 나쁘지 않다. 적당한 품질이면 된다. 그런데 상시거주시설이라면 좀 달라진다. 공업화 공법을 적용하는 이유는 일정한 품질, 빠른 공기, 그리고 가성비 높은 단가다. 그런데 품질을 일정하게 못 내는 이유는 통제 못하는 변수 때문이고, 공기는 생각보다 빠르지 않고, 단가는 홍보하는 것처럼 드라마틱 하게 합리적이지 않다. 추가 공정들이 너무 많기 때문이다.
그런데… 강접인 철재 VMM도 이 지경인데…
경량목재로 부피단위 골조를 만들고
이걸 싣고 이동해서 현장에서 조립을 해서
상시 거주시설을 만들겠다고?
목조건물의 벽체골조의 대부분은 못 접합이다. 그리고 각 벽체골조단위가 모인 부피단위의 접합은 홀다운, 띠철물, 허리케인타이등 다양한 철물로 잡는다. 지진과 풍력 등 하중에 대응하기 위해서다. 이건 땅에 정착 시의 이슈고…
이동 중 VMM 골조는 못으로만 고정되어 있다. 이동 시 예상치 못한 하중을 고려한 적이 없다. 만약 고려한다면 각 VMM은 진도 7에 견딜 정도로 철물 보강을 해서 실어야 한다. 그리고 진동을 억제하는 차량에 실어야 한다. 그리고 나서 각 단위 VMM을 조립 후 골조의 틀어짐과 틈의 확인을 위해 다양한 방법으로 측정을 해야 하고 필수로 기밀도 테스트를 해서 이상 없음을 의뢰인에게 보여줘야 한다.
이것은 철재골조나 목재골조나 모두 해당한다.
철재는 강접이라 목조보다는 좀 낫겠지만 변형에서 자유로울 수 없다. 우리는 이런 연구조차 없는 것 같다. 우리 도로에서 도출한 데이터를 보지 못했다. 그냥 다른 나라가 한다니 의심해 보지도 않고 따라한다.
그래서 케이스와 필자는 PMM을 주장하는 것이다. 그리고 골조 조립 후 두세 번씩 기밀도 측정하고, 또 매년 측정 할 수 있는 주택은 매년 측정도 해보고 필요하면 이 데이터를 모두 공개한다. 그래야만 하기에 하고 있는 것이다.
우리나라의 거대 공업화 기업 자이가이스트, 공간제작연구소는 이런 것에 선도적으로 앞장서고 검증해야 한다. 공업화의 미덕인 일정한 품질, 합리적이고 투명한 단가 그리고 빠르고 쾌적한 공사를 위해 역할을 해 주어야 한다. 그리고 품질에 대한 지표를 만들어 생산하는 집마다 공개해 주어야 한다.
건식공법의 꽃, 공장생산과 운송
그리고 양중이 핵심.
공업화 공법은
기존 현장시공과 다르게
필수로 공개할 것이 있다.
최소한 기밀도이다!
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