공동주택 건설의 뉴 패러다임
목재기반 OSC사업
지난 1월 17일(금) LH 경기남부지역본부 3층 대회의실에서 LH 토지주택연구원과 (사)대한건축학회가 주최하고 (사)대한건축학회 목조건축위원회, LH 토지주택연구원 주택주거연구실이 주관하여 ‘공동주택 건설의 뉴 패러다임 목재기반 OSC사업’ 주제로 세미나가 열렸다. 산림, 건축, 협회, 연구소, 학생 등 관계자 280여명이 참석하였다. 강석구 교수(단국대학교), 박성식 연구위원(토지주택연구원), 이상준 박사(국립산림과학원), 정태욱 대표(캐나다우드 한국사무소)의 발제와 종합토론 순으로 진행이 되었다.
l 취재 및 세미나 정리_김창규 기자
O.S.C의 역사적 배경과 공동주거시설 적용 시 쟁점
강 태 웅 교수(단국대학교)
O.S.C는 공법이라기보다는 태도이다.
18세기 산업혁명
생산 패러다임의 전환(노동집약적산업, 가내수공업→ 자본집약적 산업, 제조)
200년 후 건축에서 생산패러다임을 이야기하기 시작했다.
1925년 인류 최초의 주택전시가 있었다.
1. 새로운 주거형식 제안
2. 경제적이고 합리적인 공간
3. 당시 최신 기술 적용
4. 기성제품을 사용
5. 표준화
1928년 유럽 건축사 대회 / 선언문
1. 이제 건축은 경제시스템이다.
2. 경제적 효율은 사업적 이익이 아닌 최소한의 노동 의미
3. 최대효율의 필요성은 탄소중립 때문이다.
4. 최대효율은 합리화와 표준화. 설계, 제작, 시공과 직결
5. 기존 장인정신에 기초한 생산에서 벗어나야함. 공업화와 기계사용
6. 현실을 받아드리자. 전통적인 생산으론 이 난제해결 불가 합리화와 표준화는 다음과 같이 작동된다.
A. 설계의 단순화로 현장과 공장의 작업을 더 쉽게
B. 숙련인력의 최소화, 비숙련인력 > 숙련인력
C. 사용자의 요구사항은 사회적 상황에 따라 변화, 생산방이수용가능해야.
1970년대…
오일쇼크, 연비등장 / 기밀도 등장 / OSC 공법의 실제화, 공업화 공동주거등장
공법이 아닌 태도이다. 왜냐하면
1. 대지가 아닌 곳에서 최대한 제조하겠다.
2. 그리고 대지에서 조립하겠다.
3. 그리고 균일한 제품을 만들겠다는 것이기 때문이다.
O.S.C에 가장 적합한 목재 / 제조에 적합 = 기성품 필요충분조건은…
1. 탄소제로 정책 : 생산탄소낮음, 탄소저장
2. 비중 : 가장 낮다.(0.2<2.4<7.86)
3. 가공과 운송 : 집성이 용이(공학목재)
4. 구조적 효율성 : 비중대비 압축, 휨, 인장
5. 균일한 품질의 재료 : 손을 덜탄다.
6. 열전도율 : 상대적으로 낮다.
O.S.C에 사용되는 시공방법은?
제조 : Pre-Cut / Panalising / Pre-Fab
조립 : PMM(Panelising Moduler Method), VMM(Volumetric Modular Method) 등이다.
O.S.C 공동거주 절대로 놓이지 않아야 할 것
1. 공동 거주시설을 목조로?
2. 목조건축 선행국가는 거주를 어떻게 발전 시켜왔을까? → 시공/거주품질과 목재를 많이 쓰는 형식으로 발전
3. Mass Timber 적용 고층화를 지나 & 외피(Envelope)의 목질화로 확대
4. 우리는 목조건축으로 거주를 어떻게 발전 시켜왔을까?
쟁점들…
1. 공동거주 설계단위모듈을 새롭게 정의해야 한다.
목재의 생산단위 크기, 운송수단/조립방법, 설비의 구성 (차음, 환기, 난방방식)
2. 건물 품질의 결정은 외피(Envelope), Localising 필수(재료, 구성)
3. Logistics(운송과 양중)가 꽤 많은 것을 결정한다.
도로보급율 OECD 32위/진도7, 새로운 창호형식이 필요하다.
"탄소중립 & 품질문제
건축생산 & 재료 패러다임의 전환 뿐!"
목재기반 OSC의 LH 사업 적용을 위한 R&D 방향
박 성 식 연구위원(토지주택연구원)
2025년 연구개발 방향(제안사항)
LH사업 연계 기본전략
- 목재적용 방향 : 목질화 → 목조화
- 단계적 사업확대
- LH 주거복지, 도시개발, 주택건설 분야 132개 실시사업 중 목질화 목조화 가능 사업검토
매입약정사업 연계기반 마련
- 목재OSC 주택은 소규모, 다품종 사업으로 연착륙 필요,
- 목재OSC 주택을 대상으로 한 ⌜가이드라인⌟ 마련연구 진행
PC외벽 → 목재외벽 대체기술 확보
- 목재외벽 전환 시 제작 효율성과 경제성 확보가 자능한 최적 층고는 3.050mm
- 외피구조는 세대외벽, 층식구조는 세대내벽에서 활용도가 더 높을 것으로 판단
- 국내 현장특성에 맞는 접합방식, 인양고리 등에 관한 시술확보 추진
바닥충격음 저감방향 검토
- 2024년 7월 목조 공동주택의 층간바닥은 콘크리트 두께 210mm 의무사용 대상에서 제외
- 기존 습식에서 건식 바닥난방 시스템을 작용한 고차음 바닥구조 확보 연구도 추진
- 고차음 바닥구조 개발 및 현 재도 적용상의 장애요소 파악과 대안 모색 병행
탄소중립과 목재이용 및 바닥충격음 저감 R&D 방향
이 상 준 박사(국립산림과학원)
1. 탄소중립과 목조건축
전 세계 온실가스 배출량의 약 40%를 건설부문(건물 운영 27%, 건설과정 13%)이 점유하고 있다. 목조건축은 탄소중립 실현을 위한 핵심 대안이다. 해외는 ‘고층 목조건축’ 경쟁중이다.우리나라는 (신축)제로에너지건축물(ZEB) 의무화 (구축)그린리모델링을 통해 2030년까지 32.8% 감축을 목표로 하고 있다.
건설 과정(자재+시공)에 따른 온실가스 배출량은 탄소집약소재(시맨트, 철강, 알루미늄 등) 생산만으로 전 세계 온실가스 배출량의 23%를 점유한다. 건설 자재 운송, 양중, 양생 등 건설 과정에서 온실 가스 배출은 목조가 가장 적다.
탄소집약재료(콘크리트, 철강)를 대체하여 온실가스 배출을 감소(연면적 63㎡ 기준 콘크리트 대비 목재 36톤 대체효과)할 수 있다.
2. 목조건축 관련 주요 연구개발 성과
(재료)접합철물 국산화/자립기술, (시공)공업화 모델케이스 목조건축 축조실연 분야 부족
2020년 11월 목조건축 높이 제한 폐지
2024년 7월 공동주택에 목조바닥 적용 가능
설계(건축, 구조)
목재의 특성 이해, 목조건축의 구조, 목구조 시공과
정 → 목조건축 설계
2012년 한그린 목조주택 설계 모음집
2013년 대경간 목구조 건축 해외사례 모음집
2019년 다층 목조건축 설계 및 시공 백서 ; 한그린 목조관
2020년 다층 목조건축 설계 및 시공 백서 ; 종합연구동
"국가 탄소중립 실현 및 국민 삶의 질 향상을 위해
목조 등 친환경 건축물 확대는 필수적으로 요구되는 시대적 흐름
제3차 녹색건축물 기본계획(안) 2025년~2029년 발표
건물 부문 CCUS 활성화를 위한 목조건축물 확산 기반 마련"
2021년 보급형 목조주택 모델의 표준설계도 개발
2022년 공공목조건축 우수사례집
2023년 대한민국 목조건축대전 작품집
KDS 41 50 50 목구조 일반 / 국토교통부
중목구조의 구조설계 매뉴얼 / 국립산림과학원
재료(공학목재, 접합철물)
KS F 3020 침엽수 구조용재,
KS F 3021 구조용 집성재,
KS F 2081 구조용 직교 집성판
기술/자원 자립을 위한 국산화 연구개발 - 수입 OSB 대체 국산 SPB 개발
성능(내화, 내진, 차음, 에너지, 내구성)
- 5층 이상 목조건축 건설을 위한 기술개발 및 규제 개선
- 2시간(5~12층) 내화구조 개발 / 1시간(4층, 18m까지), 3시간(13층 이상)
- 구조재 집성재의 내화구조 표준 인정, 불에 강한 목섬유단열재 개발
목조건축 높이제한 폐지(2020.11.9)
- 주요 공학목재의 내화구조 표준 인정
- 내화구조 인정절차 간소화 / 5년마다 갱신 필요
목조건축의 화재안전 성능확보 - 내화설계
2시간 내화구조 인정 취득
- 기둥1, 보1, 벽체2, 바닥2종 총 6종 대상 국내 최초 내화
구조 인정서 취득
목조건축 활성화를 위한 규제 개선
- 목조건축의 규모제한 폐지
- 주요 공학목재의 내화구조 표준 인정
3. 목조 바닥충격음 저감 연구개발 현황 및 방향
건축물 착공동수 / 착공 연면적 점유율(2023년 기준)
목조 6.2% / 0.8% Vs. RC조 90.5% / 95.6%
목조건축 중 82%가 소형 단독주택 (단독주택 중 목조주택이 16.1%)
목조 아파트 실현을 위한 달성 목표
기초조사(국산CLT 음향특성)
기술개발(고성능 CLT 바닥구조 개발) - 뜬바닥구조 성능검토
기술활용(주택법 게정) - 바닥체 사영기준 삭제
기술제안(목조 차음실험동 개발) - 실험동 평면 검토
CLT 바닥구조에 대한 실험/평가
- CLT 맨슬래브, -PC판 적용 슬래브, -CLT 뜬바닥, -CLT뜬바닥+천장흡음
뜬바닥구조 적용 재료에 따른 영향
- 목섬유단열재 < EPS < 미네랄울, 글라스울
하부 천장 흡음재 설치에 따른 영향
- GW75 조건 : 중량 49dB, 경량 45dB 달성 : 기준 충족 가능성 확인
아시아 최고 높이 ‘Wood+ 타워’ 건립 계획
국내 기술/자원으로 대형 목조건축 건설이 가능함을 실증,산업성장 견인
높이 50m+, 층수 15층, (연면적) 10,000㎡, 목재 3,338㎥
(자급률) 15% → 24.7%, (탄소저장) 311만 tCO2, (산업규모) 46.5조 → 66.7조
▲ ‘Wood+ 타워’ 건립(안)
국립산림과학원 홍릉 캠퍼스 목조화 계획
숲과 나무를 연구하는 산림과학원 자체가 목조건축 확산모델이 되고자 함.
2025년부터 2032년까지 8개년 간 단계별 추진 예정.
캐나다의 목조 공동주택 바닥충격음 R&D 현황과 데모 프로젝트
정태욱 대표(캐나다우드 한국사무소)
사진제공_캐나다우드 한국사무소, WoodWorks™
매스팀버의 차음 성능을 향상시키는 주요 방법은 다음과 같다.
1. Add mass 2. Add noise barriers 3. Add decouplers
▲Add mass
▲ Add decouplers
▲Wood Sleepers
▲ Foors(Option #1)
▲ Foors(Option #2)
▲ Walls
▲Flanking
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