KR101086060B1 - 조립식 건축모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축모듈을 이용하여 별도로 마련된 부지에 다층 건물을 시공하는 방법으로서, 전용공장에서 주거기능별로 규격화된 건축모듈을 제작하는 모듈제작단계; 상기 건축모듈과 상기 부지의 면적을 고려하여 건물을 설계하는 설계단계; 상기 부지를 다지고 상기 건축모듈이 설치될 기초를 세우는 기초공사단계; 상기 건축모듈을 상기 부지로 운송하는 운반단계; 상기 기초 위에 상기 건축모듈을 배치하는 조립단계; 및 상기 건축모듈 위에 강우를 막을 수 있는 지붕을 설치하는 마감단계를 포함한다. 이 시공방법에 따르면 용도별로 제작된 건축모듈을 이용하여 새로운 건물을 신속하게 완공시킬 수 있다.

Description

조립식 건축모듈{PREFEBRICATION MODULE}

도 1은 컨테이너를 이용한 종래 조립식 건물을 나타낸 것이고,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 건물시공단계를 블록도로 나타낸 것이며,

도 3은 본 발명에 사용되는 건축모듈의 한 실시예에 따른 골조구조를 나타낸 것이고,

도 4는 도 3에 도시된 건축모듈에 외장재를 결합시킨 것을 나타낸 것이며,

도 5는 도 3에 도시된 건축모듈을 이용하여 건물을 신축하는 과정을 나타낸 것이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

200 : 건축모듈 210 : 기둥

220 : 보 230 : 조이스트

240 : 보강부재 300 : 연결판재

본 발명은 조립식 건축모듈을 이용하여 건물을 신축하는 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주거기능별로 규격화된 건축모듈을 사용하여 시공의 편의성과 신속성을 향상시킨 조립식 건축모듈 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

컨테이너 하우스는 건축건설현장에서 노동자들의 임시숙소로 많이 사용되고 있다. 이와 같은 임시 건축물은 별도의 시공이 필요 없어 설치비용이 저렴하다는 장점이 있다. 때문에 최근에는 컨테이너를 이용하여 중단기적으로 사용할 건물을 많이 짓고 있다. 도 1은 컨테이너를 이용하여 만들어진 다층 건축물을 나타내고 있다. 각 층은 수평으로 배열된 복수개의 컨테이너(100)에 의해 이루어져 있다. 컨테이너(100)의 양 측면에는 출입구(110)가 형성되어 있으며 이 출입구(110)는 좌우 측면에 배열된 컨테이너(100)의 출입구(110)와 연결된다. 따라서, 여러 개의 컨테이너(100)를 수평으로 배열하여도 외측에 위치한 컨테이너(100)의 출입구(110)를 통해 내측 컨테이너(100)로 출입할 수 있다. 이와 같이 배열된 컨테이너(100) 위에는 다시 복수개의 컨테이너(100)가 배열 설치되어 또 다른 층을 형성한다. 위층 컨테이너(100)의 출입구(110)에는 지상과 연결된 계단이 설치된다.

컨테이너(100)는 철재 마감재로 이루어져 있어 무거운 자중을 가지고 있다. 때문에, 컨테이너(100) 위에 또 다른 컨테이너(100)를 올려놓아도 컨테이너(100)의 자중에 의해 그 구조물의 안정성이 어느 정도 유지되나, 강풍 및 지진 등과 같은 자연재해에 대해서는 매우 취약하다. 최근에는 이와 같은 단점을 해소하고자 상하 적층된 컨테이너(100)를 와이어 또는 클램프와 같은 수단을 이용하여 연결하고 있다. 그러나, 이러한 수단은 상하 또는 좌우로 배치된 컨테이너(100)를 건축구조적인 검토없이 연결하므로 건물의 안정성이 떨어진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 조립 및 기능성이 향상된 조립식 건축모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 이 조립식 건축모듈을 이용하여 내구성 및 편의성이 향상된 건축물을 짓는 조립식 건축모듈 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 한 양태에 따르면 건축모듈을 이용하여 별도로 마련된 부지에 다층 건물을 시공하는 방법으로서, 전용공장에서 주거기능별로 규격화된 건축모듈을 제작하는 모듈제작단계; 상기 건축모듈과 상기 부지의 면적을 고려하여 건물을 설계하는 설계단계; 상기 부지를 다지고 상기 건축모듈이 설치될 기초를 세우는 기초공사단계; 상기 건축모듈을 상기 부지로 운송하는 운반단계; 상기 기초 위에 상기 건축모듈을 배치하는 조립단계; 및 상기 건축모듈 위에 강우를 막을 수 있는 지붕을 씌우는 마감단계를 포함하는 조립식 건축모듈을 이용한 건물시공방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 공장에서 제작되고 현장에서 적층되어 건물을 형성하는 조립식 건축모듈로서, 각형강관으로 구성되어 수직하중을 지지하고 양 끝에 작업자의 손이 출입할 수 있는 장공이 형성된 기둥; 상기 기둥의 양 끝에 결합되며 상기 장공을 이용해 적층 결합하기 위한 복수개의 결합공이 형성된 연결판재; 상기 기둥의 상하부에 수평방향으로 설치되어 각 기둥과 기둥을 연결하는 보; 상기 보와 보 사이에 수직 또는 수평방향으로 배열 결합되는 조이스트; 및 각종 배관이 소통될 수 있도록 상기 조이스트에 형성된 배관통로를 포함하는 조립식 건축모듈이 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 건물시공단계를 블록도로 나타낸 것이다.

제1단계(S10)는 건축모듈을 제작하는 단계이다. 건축모듈은 건축물을 실질적으로 이루고 있는 매우 중요한 부분이다. 따라서, 다음과 같은 사항을 고려하여 건축모듈을 제작한다.

첫째, 현장작업이 최소가 되게 한다. 조립식 건축모듈을 사용하는 이유는 촉박한 공기를 맞추기 위한 경우가 가장 많다. 따라서, 건축모듈은 현장에서 간단한 조립작업으로 건축물의 일부가 될 수 있도록 기본설비를 갖추고 있어야 한다. 예를 들어 전기배선, 상하수도관, 창틀 및 문틀 등이 그것이다.

둘째, 용도와 특성에 맞게 다양한 건축모듈을 제작한다. 건축물은 그 부분에 따라 내외장재가 다르다. 학교건물을 예로 들면, 학생들이 항상 앉아서 공부하는 교실은 냉난방배관이 필요하지만 단순히 통로로 사용되는 복도와 계단은 냉난방배 관이 필요 없다. 아울러, 화장실은 상하수도 배관이 필요한 반면 교실이나 복도 등은 필요 없다. 따라서, 건축모듈을 제작할 때에는 해당건물의 이러한 특성을 감안하여 건축모듈을 제작하여야 한다.

제2단계(S20)는 시공하고자 하는 건물을 설계하는 단계이다. 건축할 부지와 건물의 용도 등이 결정되면 건축모듈의 크기와 형태를 고려하여 건물을 설계한다.

제3단계(S30)는 건축할 부지의 기초를 다지는 단계이다. 건축설계가 끝나면 이를 토대로 부지의 기초공사를 한다. 기초공사는 통상의 건축방법과 동일하다. 다만, 건축모듈이 기초에 단단히 고정될 수 있도록 기초 부분에 앵커볼트를 설치한다. 앵커볼트는 건축모듈의 설치위치를 고려하여 설치한다.

제4단계(S40)는 건물 시공에 필요한 건축모듈을 전용공장에서 현장으로 운반하는 단계이다. 건축모듈은 건설현장이 아니 전용공장에서 제작된다. 따라서, 건축설계와 기초공사가 끝나면 전용공장에 필요한 모듈을 구입하여 건설현장까지 운송한다. 운송수단은 통상적인 운송차량을 이용하며, 운송시간은 차량의 이동이 적은 야간시간을 이용한다.

제5단계(S50)는 전용공장에서 운반된 건축모듈을 이용하여 건물을 시공하는 단계이다. 전용공장에서 제작된 건축모듈이 운반되면 이 건축모듈을 기중기를 이용하여 해당위치에 각각 배치한다. 건축모듈의 배치가 완료되면 이 건축모듈을 앵커볼트와 체결하여 기초에 고정시킨다. 이때, 좌우에 배치된 다른 건축모듈과 수평이 유지되도록 앵커볼트에 와셔 등을 끼워 넣어 건축모듈의 높이를 조절한다.

한편, 건물의 층수를 높이려면 기 설치된 건축모듈 위에 또 다른 건축모듈을 계속 쌓아 올리면 된다. 상부 모듈과 하부 모듈은 볼트와 같은 체결수단을 이용하여 연결한다. 이때, 모듈간의 결합은 상하좌우로 모두 이루어진다.

제6단계(S60)는 건축모듈로 이루어진 건물 상부에 지붕을 씌우는 단계이다. 건축모듈의 대부분은 내외장재 공사가 마무리되어 있어 방수 및 단열에는 큰 문제가 없지만, 건축모듈과 모듈이 접합된 부분은 상대적으로 방수문제가 취약하므로 상부에 지붕을 씌우는 것이 좋다. 지붕공사는 일반적인 건축부재를 사용하거나 별도로 특수 제작된 지붕용 모듈을 사용한다. 아울러, 완공된 모듈의 외벽에 별도의 외장공사를 수행하여 건축물의 외형을 주위경관과 어우러지게 꾸밀 수 있다.

한편, 종래에는 조립식 건축모듈로 컨테이너를 사용하였다. 그러나, 컨테이너는 본래 물품을 안전하게 보관하기 위해서 만들어진 것이어서 건축용으로 사용하기에는 부적합하였다. 따라서, 본 발명에서는 건축모듈을 새롭게 제작하였다. 본 발명에 따른 건축모듈은 골조제작, 골조조립, 패널조립 그리고 내외장재 조립의 순서로 제작된다.

도 3은 본 발명에 사용되는 건축모듈의 한 실시예에 따른 골조구조를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3에 도시된 건축모듈에 외장재를 결합시킨 것을 나타낸 것이며, 도 5는 도 3에 도시된 건축모듈을 이용하여 건물을 신축하는 과정을 나타낸 것이다.

건축모듈(200)은 통상적인 컨테이너와 비슷한 직사각형 형태이다. 건축모듈(200)의 네 모퉁이와 양중점에는 기둥(210)이 설치되어 있으며, 각 기둥(210)의 상하에는 보(220)가 설치되어 있다. 이 보(220)와 보(220) 사이에는 복수개의 조이스트(230)가 수평방향으로 설치되어 구조물의 바닥과 천장골조를 형성한다. 아울러, 건축모듈(200)의 측면에는 복수개의 보강부재(240)가 수평 또는 수직으로 설치되어 벽면골조를 형성한다.

건축모듈(200)의 기둥(210)은 각형강관으로 되어 있다. 이 기둥(210)의 양 끝 정면에는 장공(211)이 형성되어 있으며, 기둥(210)의 양 끝에는 연결판재(300)가 결합되어 있다. 연결판재(300)는 건축모듈(200)과 건축모듈(200)을 결합하기 위해 마련된 부재이다. 이 연결판재(300)에는 볼트체결을 위한 복수개의 결합공(301)이 형성되어 있다. 기둥(210)의 장공(211)은 이와 같은 볼트체결작업에 따른 작업자의 편의를 위해 형성된 것으로서, 작업자가 볼트체결을 위해 스패너와 같은 공구를 사용할 수 있도록 마련된 일종의 통로이다. 따라서, 장공(211)의 크기는 공구와 작업자의 손이 들어갈 수 있을 정도면 충분하다. 한편, 건축모듈(200)을 기중기로 운반할 때에는 와이어 연결이 용이하게 이루어지도록 연결판재(300)의 결합공(301)에 아이볼트를 체결한다.

바닥과 천장골조를 형성하는 조이스트(230)로는 'ㄷ'형강이 사용된다. 조이스트(230)의 수직면에는 복수개의 배관통로(231)가 조이스트(230)의 길이방향으로 형성되어 있다. 이 배관통로(231)에는 난방배관, 상하수도배관, 또는 전기배선이 설치된다. 조이스트(230)의 아래·위쪽에는 바닥재가 부착된다. 건축모듈(200)의 측면에는 보강부재(240)가 설치되어 있다. 이 보강부재(240)는 벽면골조와 창문 및 문틀을 형성한다. 보강부재(240)의 사이 공간에는 단열재가 설치되고 앞뒤로는 석고보드와 같은 벽면판재가 부착된다.

위 골조구조에 단열재, 벽면판재, 바닥재, 창문 등이 부착되면 도 4와 같은 형태의 모듈이 된다. 도 4에 도시된 건축모듈은 학교건물의 교실복도 모듈(400)로서 넓은 쪽은 교실부분이고 좁은 쪽은 복도부분이다. 이와 같은 교실복도 모듈(400)이 너비방향으로 복수로 결합되면 하나의 교실을 형성한다. 한편, 교실복도 모듈(400) 중 일부에는 너비방향에 벽면이 형성되어 있다. 따라서 너비방향에 벽면이 형성된 교실복도 모듈(400)과 벽면이 형성되지 않은 모듈(400)을 혼합하여 배열하면 각각 분리된 교실과 복도로 이루어진 건축구조를 얻을 수 있다. 이때, 그 혼합비율을 조정하면 교실의 크기를 조절할 수 있다. 도 5는 교실복도 모듈(400)을 너비방향으로 길게 배열한 것으로서, 각 교실복도 모듈(400)은 기초에 설치된 고정판(500)에 설치되어 있다. 본 실시예에서는 3개의 모듈(400)이 하나의 교실을 이루고 있는데, 그 중 가운데 배치된 교실복도 모듈(400)의 상부에는 배관공(410)이 형성되어 있다. 이 배관공(410)은 교실 천장에 설치되는 천장매입형 에어콘의 각종 배관을 위해 마련된 것이다.

한편, 위에서 설명된 골조구조 및 모듈은 학교건축물을 위한 교실복도 모듈을 한 예로 든 것이다. 따라서, 그 기본적인 골조구조에는 큰 차이가 없으나, 내장재를 비롯한 일부 구조는 건축물의 용도와 모듈에 따라 변경될 수 있다.

본 발명에 따르면 전용공장에서 규격에 따라 제작된 건축모듈을 이용하여 건물을 신축하므로 공사기간을 단축시킬 수 있다. 또한, 건축모듈의 대부분의 내외장 공사가 공장에서 이루어지므로 건설공사현장 주변을 청결하게 유지할 수 있다.

이상에서 조립식 건축모듈 및 이를 이용한 시공방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 공장에서 제작되고 현장에서 적층되어 건물을 형성하는 조립식 건축모듈로서,

   각형강관으로 구성되어 수직하중을 지지하고 양 끝에 작업자의 손이 출입할 수 있는 장공이 형성된 기둥;

   상기 기둥의 양 끝에 결합되며 상기 장공을 이용해 적층 결합하기 위한 복수개의 결합공이 형성된 연결판재;

   상기 기둥의 상하부에 수평방향으로 설치되어 각 기둥과 기둥을 연결하는 보;

   상기 보와 보 사이에 수직 또는 수평방향으로 배열 결합되는 조이스트; 및

   각종 배관이 소통될 수 있도록 상기 조이스트에 형성된 배관통로를 포함하는 조립식 건축모듈.
4. 청구항 3 에 있어서, 상기 조이스트에는 벽면과 바닥을 형성하는 단열재와 벽면판재가 설치 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축모듈.

Images