KR100676070B1 - 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 부속 구성재인 천장재, 창호, 바닥재, 시스템키친, 조립식 욕실, 수납형 칸막이 시스템 등을 한국산업규격(KS)에서 규정한 표준모듈호칭치수로 부품화한 것을 그대로 적용할 수 있어, 시공의 효율성을 제고시키는 동시에 리모델링 및 개보수, 공간의 가변성을 용이하게 한 건축물의 구축방법에 관한 것이다.

본 발명의 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법은 표준모듈로 공장생산된 건축물의 부속 구성재를 이용하여 건축물을 구축함에, (a)구성공간 각 변의 안목치수가 부속 구성재의 표준모듈의 정수배를 기본치수로 하여 계획되도록 건축물을 설계하는 단계; (b)건축물의 골조를 시공하되, 부속 구성재가 설치되는 부분에는 부속 구성재의 설치공간이 설계 상태보다 더 크게 확보되도록 설계 기준선에서 내들어가게 건축물의 골조를 시공하는 단계; 그리고, (c)부속 구성재가 그 설치공간의 중앙에 위치하도록 시공하되, 부속 구성재와 그 설치공간의 규격 차이를 산정하여 산정된 규격의 마무리재로 부속 구성재의 설치 틈새를 마감 처리하면서 시공하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

모듈러 건축, 모듈러 유닛, 부품화, 조립화, 공업화, 부속 구성재

Description

건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법{Construction method of the industrialized building}

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법을 모듈러 유닛 건축에 적용할 경우의 설계 모듈을 보여주는 도면이다.

도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법에서 부속 구성재의 종류에 따라 마무리재의 규격을 산정하여 마감 처리하는 방법을 보여주는 도면이다.

본 발명은 건축물의 부속 구성재를 부품화하여 종합적으로 시공생산한 것을 현장에 적용할 수 있게 한 건축물 구축방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물의 부속 구성재인 천장재, 창호, 바닥재, 시스템키친, 조립식 욕실, 수납형 칸막이 시스템 등으로 한국산업규격(KS)에서 규정한 표준모듈호칭치수로 부품화한 것을 그대로 적용할 수 있게 됨으로 시공의 효율성을 제고시키는 동시에 리모델링 및 개 보수, 공간의 가변성을 용이하게 한 건축물의 구축방법에 관한 것이다.

건축물의 골조가 완성되면 천장재, 창호, 바닥재, 시스템키친, 조립식 욕실, 수납형 칸막이 시스템 등의 부속 구성재를 시공하게 마련이다. 통상 건축물은 골조(벽체, 슬래브 등)의 중심선을 기준으로 설계가 이루어지기 때문에 실제의 안목치수는 골조의 시공상태에 따라 상당히 다르게 나타날 수 있으며, 그 결과 골조가 완성된 후의 공간은 일정치 않은 임의치수가 되기 쉽다. 이에, 완성된 골조에 시공되는 부속 구성재로는 현장실측을 통해 주문제작된 것이나 현장 절단된 것을 채택하기 일쑤이다. 즉, 골조의 치수가 비모듈의 치수로 생산되어 전체적인 공간의 치수가 비모듈의 치수로 완성되므로, 최종적으로는 부속 구성재로 모듈화된 규격품의 적용이 어렵게 되는 것이다. 이는 특히, 모듈러 유닛, 스틸하우스와 같은 공업화 건축물에서 생산 효율성을 제고시키고 시공코스트를 절감하는데 근본적인 장애요인으로 작용하며, 특히 리모델링 사업의 활성화를 저해하는 요소로 작용한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제를 개선하고자 안출된 것으로서, 표준모듈로 공장생산된 건축물의 부속 구성재를 이용하여 건축물을 구축함에 골조의 모듈화를 통하여 공간을 모듈화함으로 부품화된 건축 자재를 별도 가공을 통하지 않고 그대로 적용할 수 있게 되어 효율성을 향상시킨 건축물 구축방법을 제공하는데 기술적 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위해 본 발명은 표준모듈로 공장생산된 건축물의 부속 구성재를 이용하여 건축물을 구축함에,

(a)구성공간 각 변의 안목치수가 부속 구성재의 표준모듈의 정수배를 기본치수로 하여 계획되도록 건축물을 설계하는 단계; (b)건축물의 골조를 시공하되, 부속 구성재가 설치되는 부분에는 부속 구성재의 설치공간이 설계 상태보다 더 크게 확보되도록 설계 기준선에서 내들어가게 건축물의 골조를 시공하는 단계; 그리고, (c)부속 구성재가 그 설치공간의 중앙에 위치하도록 시공하되, 부속 구성재와 그 설치공간의 규격 차이를 산정하여 산정된 규격의 마무리재로 부속 구성재의 설치 틈새를 마감 처리하면서 시공하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법을 제공한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 건축물 구축방법은 모듈화된 부속 구성재를 부품으로 사용하기 위해 공간의 모듈화를 꾀하고 공간의 모듈화를 위해 다시 골조의 모듈화를 꾀하는데 기술적 특징이 있으며, 이러한 본 발명을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

(a)설계단계

본 발명은 표준모듈로 공장생산된 건축물의 부속 구성재를 그대로 이용하기 위해 안목치수 설계방법을 적용한다. 즉, 구성공간 각 변의 안목치수가 부속 구성 재의 표준모듈의 정수배를 기본치수로 하여 계획되도록 건축물을 설계하는 것으로, 안목치수를 설계 기준선으로 한 것이다. 물론, 건축물 설계과정에는 부속 구성재의 설치 상태가 고려되면서 골조 설계가 이루어진다. 이로써, 천장재, 창호, 바닥재, 시스템 키친, 조립식 욕실, (수납형) 칸막이 시스템 등의 부속 구성재를 표준모듈로 부품화하여 적용할 수 있게 된다.

통상 주택에 적용되는 자재에 대해서는 한국산업규격(KS)에서 표준모듈호칭치수를 규정하고 있는데, 이를 고려하여 안목치수를 결정하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 현재 30㎝의 증분치수로 모듈화되는 것을 감안하여 이와 모듈정합하도록 수평계획모듈의 경우 도 1 및 표 1에서와 같이 안목치수로 30㎝의 증분치수를 원칙으로 하면서 보조적으로 10㎝의 보조모듈 증분치수를 적용할 것을 제안하고 있다. 특히, 30센티미터 증분치수는 공동주택에 관한 설계기준인 벽식 공동주택의 설계도서 작성기준과 철골조 및 라멘조 공동주택의 설계표준화 지침에서 제시한 것과 동일하다.

[표 1]

가. 수평계획모듈 주요 구성실(거실, 침실, 부엌, 화장실) 각 변의 치수는 안목치수 30센티미터 증분치수 적용을 원칙으로 하고, 불가피한 경우에는 보조모듈 증분치수를 적용한다. 단, 다음 각목의 치수는 보조모듈 증분치수인 10센티미터 증분치수를 적용할 수 있다. 1. 식당, 욕실 2. 복도, 계단, 계단참, 발코니의 너비 3. 현관, 창고, 다용도실 4. 기타 공간(드레스실, 수납공간, 온실 등)

수직계획모듈의 경우에는 벽식공동주택의 설계기준에서 제시한 10센티미터 증분치수를 원칙적으로 적용하도록 설정하고, 다만 층간대에서 발생할 수 있는 기술적인 치수로 인하여 5센티미터의 증분치수를 보조적으로 사용하도록 한다. 따라서 층간대가 보조모듈인 5센티미터 증분치수일 경우, 층고는 천장고와 층간대를 합한 치수로 설정되므로 층고도 5센티미터의 증분치수를 보조적으로 사용하도록 설정된다. 그러나 모듈러 유닛 건축물의 경우에는 공법과 제작특성을 고려하여 층고 3,000mm, 천장고 2,400mm로 일률적으로 고정하되 불가피한 경우와 특수한 상황에서는 5㎝ 또는 10㎝의 증분치수를 적용하는 것으로 한다. 도 2는 모듈러 유닛 건축물 경우에 위와 같은 수직계획모듈에 따라 설계된 예를 보여준다.

(b)골조 시공단계

상기 설계단계에서 건축물의 설계가 완성되면 건축물의 골조를 시공한다. 골조는 천장, 바닥, 벽체 등을 의미하며, 골조는 부속 구성재가 설치되는 부분에서 부속 구성재의 설치공간이 설계 상태보다 더 크게 확보되도록 설계 기준선에서 내들어가게 시공된다. 물론, 골조 시공단계의 전단계인 설계단계에서는 골조를 부재 자체의 두께와 틈 값(설계 기준선과 골재 부재 사이의 간격)을 합한 값으로 계산하여 설계하게 된다. 그 결과 부속 구성재가 설치되는 공간은 항상 부속 구성재보다 큰 공간으로 확보되므로 현장실측시공을 지양하면서 표준모듈로 제작된 부속 구성재를 그 규격 그대로 적용할 수 있게 된다. 결국, 안목치수의 설계 기준선은 부속 구성재의 제작시에는 제작치수의 산정을 위한 기준면이 되는 것이며, 골조 시공시에는 시공먹줄로서의 역할을 담당하게 되는 것이다.

모듈러 유닛 건축물의 경우에는 공장에서 생산된 박스형 모듈러 유닛을 현장에서 조립하여 완성하는 방법으로 골조 시공이 이루어지게 된다.

(c)부속 구성재 시공단계

상기 골조 시공단계를 거쳐 골조가 완성되면 천장재, 창호, 바닥재, 시스템키친, 조립식 욕실, (수납형) 칸막이 시스템 등의 부속 구성재를 시공한다. 부속 구성재는 그 설치공간의 중앙에 위치하도록 시공하되, 부속 구성재와 그 설치공간의 규격 차이를 산정하여 산정된 규격의 마무리재로 부속 구성재의 설치 틈새를 마감 처리하면서 시공한다. 전술한 바와 같이 부속 구성재의 자재 크기보다 크게 부속 구성재 설치공간을 확보하도록 골조가 시공되므로 별도의 현장실측 없이도 부속 구성재를 그대로 적용할 수 있게 되며, 다만 부속 구성재와 골조 사이에는 틈이 생기게 마련이므로 이러한 틈은 별도의 건식 마무리재를 표준화하여 해결하도록 한다. 마무리재는 그 규격을 부속 구성재의 설치공간 오차와 부속 구성재의 자재 오차를 합한 값 이상(여유값을 가짐)으로 산정하도록 한다. 이로써, 부속 구성재를 프리패브화, 건식화로 시공할 수 있게 되며, 이는 곧 3R(Recycle, Reuse, Reduce)의 실현으로 이어지게 된다.

특히, 본 발명에서는 도 3 내지 도 8에서와 같이 구체적인 시공예를 통해 부속 구성재에 따라 마무리재를 표준화하는 방법을 제안하고 있으며, 이러한 예들은 현재 실제로 시공되는 모듈러 유닛 건축에 적용 가능하다.

①천장재- 도 3

벽체와 천장이 접합되는 부분은 후 시공되는 천장재가 벽체의 설계 기준선을 넘어 틈을 처리하도록 한다. 먼저 시공된 벽체의 틈값을 천장재를 시공하면서 마무리하도록 한 것이다. 그 결과 표준모듈의 천장재 외에 별도의 마무리재로 시공해야 할 천장부분은 벽체의 오차(제작+시공)에 천장재의 오차(제작+시공)와 시공여유를 합한 치수가 될 것이다.

모듈러 유닛 건축을 예로 들면, 도 3에서와 같이 외벽의 틈값은 외벽의 모듈호칭치수가 150mm일 때 벽체의 시공오차가 5mm, 보정치수 개념의 시공여유 1mm를 합한 결과 6mm를 양분한 3mm가 된다. 이때 벽체의 최대한계치수(설계 기준선과 시공선 간의 최대 이격치수)는 3mm에 한쪽방향 시공오차 2.5mm와 (-)방향 제작오차 2mm를 더한 7.5mm가 되며 반올림한 결과 8mm가 된다. 한편, 천장재의 틈값은 시공오차를 무시하고 한국산업규격(KS F 3504 석고보드 제품)에 나타난 제작오차만을 고려하여 두께방향 1mm, 길이 및 나비방향 3mm로 설정하면 벽체와 접합되는 부분의 천장재의 길이 및 나비방향 제작오차 3mm을 합한 11mm가 마무리재로 마무리해야하는 치수범위가 된다. 따라서 11mm 이상의 천장몰딩을 사용해야 할 것이다.

이와 같은 방법으로 모듈호칭치수 100mm의 내벽과 천장재가 만날 때 표준마무리재인 천장몰딩으로 시공해야할 치수범위는 벽체(틈값 6mm +시공오차 2.5mm +제작오차 2mm) + 천장재의 나비방향 제작오차 3mm = 14mm가 된다. 즉, 천장몰딩의 치수가 14mm 이상을 사용하여 마무리해야 한다.

②창호- 도 4

벽체와 창호가 접합되는 부분은 후 시공되는 창호가 벽체의 설계 기준선을 넘어 틈을 처리하도록 하며, 벽체와 창호 사이에 발생하는 최대한계치수를 설정하여 이를 근거로서 마무리재를 선택하고 틈을 마무리할 수 있도록 한다.

모듈러 유닛 건축물에서 벽체는 건식공법을 사용하므로 시공오차가 거의 발생하지 않으므로, 모듈러 유닛 건축물에서 창호와 접합되는 부분의 틈값은 도 4에서와 같이 벽체의 시공오차는 무시하고 창호에서 발생하는 시공여유와 제작오차를 고려하여 5mm를 설정한다. 즉, 창의 모듈호칭치수와 개구부치수를 동일하게 설정하고 벽체의 틈값이 0이 되므로 최대한계치수도 0이 되는 것이다. 결과적으로 마무리재로 시공해야할 부분은 벽체의 오차(제작+시공)와 창호의 오차(제작+시공)와 시공여유를 합한 5mm가 된다.

③바닥재- 도 5

바닥재는 계획모듈격자에 대하여 모듈정합하며, 바닥재의 치수는 관련 해당 한국산업규격(KS G 3703, KS L 1001, KS M 3802)의 적용을 원칙으로 한다. 벽체와 바닥이 접합되는 부분은 후 시공되는 바닥재가 벽체의 설계 기준선을 넘어 틈을 처리하도록 한다.

모듈러 유닛 건축을 예로 들면, 도 5에서와 같이 모듈호칭치수 150mm인 벽체에서 틈값이 3mm인 경우, 최대한계치수가 8mm이고 바닥재의 틈값은 제작치수 오차인 2mm이므로, 마무리재로 마무리해야 할 치수는 벽체의 최대한계치수인 8mm에 바 닥재의 틈값인 2mm를 합한 10mm가 된다. 다만, 상기에서 고려한 바닥재의 틈값은 타일의 경우를 예시한 것이고 각각 사용되는 바닥재마다 틈값이 다르게 적용하게 될 것이다. 즉, 타일의 경우(KS M 3802 PVC계 바닥타일)에는 길이 및 나비방향 오차가 줄눈에서 흡수되므로 두께방향 오차만이 설정된 것이다.

④시스템 키친- 도 6

시스템 키친은 계획모듈격자에 대하여 모듈정합하며, 시스템 키친의 치수는 관련 해당 한국산업규격(KS F 6313)의 적용을 원칙으로 한다. 벽체와 시스템키친이 접합되는 부분은 후 시공되는 시스템 키친이 벽체의 설계 기준선을 넘어 틈을 처리하도록 한다. 모듈러 유닛 건축을 예로 들면, 벽체의 최대한계치수를 앞에서 언급한 바와 같이 150mm 호칭치수일 때 8mm가 되므로 여기에 시스템 키친에서 발생하는 틈값을 더하면 마무리재의 시공치수가 될 것이다.

한편, 바닥(천장)과 시스템 키친이 접합되는 부분은 시스템 키친이 바닥(천장)의 설계 기준선을 넘어 틈을 처리하도록 한다. 앞에서 언급한 층간대 설계 기준선 설정에서 바닥의 틈값이 6mm이고 천장의 틈값이 2.5mm로 나타나면 이값이 곧 바닥(천장)의 최대한계치수가 되며, 이러한 최대한계치수에 시스템키친의 수직방향의 틈값을 합하여 마무리해야 할 치수가 결정된다.

시스템키친의 경우 수직방향 틈값은 다리의 조절나사로 조절하여 마무리재로 걸레받이를 채택하여 마감하고 수평방향 틈값은 마무리재로 장식패널이나 커버패널 등의 Filler재를 채택하여 마무리한다.

⑤조립식 욕실- 도 7

조립식 욕실은 계획모듈격자에 대하여 모듈정합하며, 조립식 욕실 치수는 관련 해당 한국산업규격(KS F 2222)의 적용을 원칙으로 한다. 벽체와 조립식 욕실이 접합되는 부분은 시스템 키친의 접합과 동일하다. 즉, 후 시공되는 조립식 욕실이 벽체의 설계 기준선을 넘어 틈을 처리하도록 하는 것이다. 시스템 키친의 접합과 마찬가지로 모듈러 유닛 건축을 예로 들면, 벽체의 최대한계치수를 앞에서 언급한 바와 같이 150mm 호칭치수일 때 8mm가 되므로 여기에 시스템 키친에서 발생하는 틈값을 더하면 마무리재의 시공치수가 될 것이다.

물론, 바닥(천장)과 조립식 욕실이 접합되는 부분은 또한 시스템 키친의 접합과 동일하게 처리되며, 층간대 설계 기준선 설정에서 바닥의 틈값은 6mm이고 천장의 틈값은 2.5mm로 나타나면 이값이 곧 바닥(천장)의 최대한계치수가 된다.

⑥수납형 칸막이 시스템 - 도 8

수납형 칸막이 시스템은 계획모듈격자에 대하여 모듈정합하며, 수납형 칸막이 시스템 치수는 관련 해당 한국산업규격(KS F 2224)의 적용을 원칙으로 한다. 수납형 칸막이 시스템은 시스템 키친, 조립식 욕실과 동일하게 처리하도록 한다.

이상과 같은 부속 구성재를 시공할 때 부속 구성재의 시공에 적용할 수 있는 접합부재로서 마무리재는 정리하면 하기 표 2와 같다.

[표 2] 마무리재의 종류

상기한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 건축물의 부속 구성재로서 건식화로 시공되는 천장재, 창호, 바닥재, 시스템 키친,조립식 욕실, 수납형 칸막이 시스템을 부품화할 수 있게 되어 리모델링 및 개보수가 용이해진다.

둘째, KS규격에서 규정하고 있는 표준모듈호칭치수에 모듈정합되어 천장재, 창호, 바닥재, 시스템 키친,조립식 욕실, 수납형 칸막이 시스템이 표준화된 치수로 시공할 수 있으며, 그 결과 건축산업의 부품화/조립화/공업화 촉진이 가능해진다.

Claims (3)

1. 표준모듈로 공장생산된 건축물의 부속 구성재를 이용하여 건축물을 구축함에,

   (a)구성공간 각 변의 안목치수가 부속 구성재의 표준모듈의 정수배를 기본치수로 하여 계획되도록 건축물을 설계하는 단계;

   (b)건축물의 골조를 시공하되, 부속 구성재가 설치되는 부분에는 부속 구성재의 설치공간이 설계상태보다 더 크게 확보되도록 설계 기준선에서 내들어가게 건축물의 골조를 시공하는 단계; 그리고,

   (c)부속 구성재가 그 설치공간의 중앙에 위치하도록 시공하되, 부속 구성재와 그 설치공간의 규격 차이를 산정하여 산정된 규격의 마무리재로 부속 구성재의 설치 틈새를 마감 처리하면서 시공하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법.
2. 제1항에서,

   상기 (b)단계는 공장에서 생산된 박스형 모듈러 유닛을 현장에서 조립하여 완성하는 모듈러 건축 시공방법으로 이루어지며,

   상기 (c)단계는 마무리재의 규격을 부속 구성재의 설치공간 오차와 부속 구성재의 자재 오차를 합한 값 이상으로 산정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건 축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법.
3. 제1항 또는 제2항에서,

   상기 (a)단계는 각 구성공간의 평면상 각 변의 안목치수가 30㎝의 증분치수를 기본치수로 하면서 10㎝의 증분치수를 보조치수로 하여 계획되고, 건축물의 수직모듈은 10㎝의 증분치수를 기본치수로 하면서 층고와 층간대의 경우 5㎝의 증분치수를 보조치수로 하여 계획되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축 자재의 부품화를 통한 건축물 구축방법.

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