[비즈월드] 건설업계에서 모듈러 건축이 대세로 떠오르고 있다. 모듈러 건축은 주요 구조물을 공장에서 미리 제작하고 현장으로 운송해 조립하는 방식으로 지어지기 때문에 공사 기간을 획기적으로 단축할 수 있다. 건설사들은 기존 건설 패러다임을 깰 모듈러 건축을 신성장동력으로 삼기 위해 기술개발에 열중하고 있다. 비즈월드가 업계의 건설모듈 특허를 소개한다. [편집자 주]

모듈러 건물은 공장에서 여러 개의 모듈을 제작하고 이를 현장으로 운송·조립해 완성된다. 공사 기간을 크게 단축할 수 있고 건축공정에서 나오는 부산물도 적어 대세로 뜨고 있다.

모듈러 건물의 최소 단위는 모듈이다. 각각의 모듈이 블록처럼 쌓여 모듈러 건물이 된다. 모듈은 기둥·바닥보·천장보로 구성된다. 두 개의 모듈을 쌓는다면 바닥이 처지는 것을 고려해 위쪽 모듈의 바닥보와 아래쪽 모듈의 천장보가 약간 떨어져 설치된다.

문제는 모듈러 건물의 공간 활용도를 높이기 위해 모듈의 기둥 간격이 멀어지고 있다는 점이다. 기둥 간격이 멀어지면 바닥보의 춤이 과도하게 증가하고 이에 따라 모듈의 전체 춤이 증가한다. 쉽게 말해 모듈 부피가 커져서 운송하기도 까다롭고 천장 높이 확보도 어려워진다.

이런 가운데 현대건설(대표 윤영준)은 바닥보의 춤을 줄여 운송·층고 확보에 유리하고 구조적 물량을 최소화해 경제성까지 확보한 ‘모듈 간 결합 구조’를 개발하고 관련 특허까지 보유하고 있는 것으로 확인됐다.

28일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 현대건설의 ‘모듈러 건축물의 단위 모듈 간 결합 구조 및 방법’은 지난 2019년 6월 출원(출원번호 제1020190077146호)돼 2021년 1월 (등록번호 제102206844호)로 등록됐다.

이 기술은 기존에 서로 떨어뜨려 설치했던 천장보와 바닥보를 연결 철물을 통해 결합했다. 바닥보가 대부분 부담했던 하중을 바닥보와 천장보가 함께 부담하게 하기 위해서다.

장점은 모듈 바닥보의 춤이 줄어들어 층고 확보에 유리하고 부재 물량이 최소화돼 운송도 쉬워진다. 구조적 물량도 최소화돼서 경제적이다.

이 기술을 적용한 모듈러 건물이 어떻게 지어지는지 설명한다. 모듈러 건물은 하부 단위 모듈, 하부 단위 모듈 위로 설치될 상부 단위 모듈, 두 모듈을 결합하는 모듈 간 결합 구조로 구성된다.

모듈은 기둥·바닥보·천장보로 구성된 철골 구조물이다. 상부 모듈과 하부 모듈은 같은 모양이다. 모듈이 아래 놓이느냐 위에 쌓이느냐에 따라 상부 모듈 또는 하부 모듈이라고 칭한다.

상부 모듈은 하부 모듈 위에 위치한다. 상·하부 모듈의 각 4개 기둥이 서로 연결되고 하부 모듈 천장보 위에 상부 모듈 바닥보가 일정 간격 떨어져 평행하게 배치된다.

단위 모듈 간 결합 구조는 T자형의 연결 철물 3~5개로 상·하부 모듈을 결합한다. 연결 철물에 의해 서로 떨어진 상·하부 모듈이 서로 연결되며 트러스(부재가 휘지 않게 접합점을 연결한 구조) 거동을 보여주고 하부 모듈 천장보가 상부 모듈 바닥보와 함께 하중에 저항하게 된다.

하중 부담 완화에 따라 모듈 바닥보의 춤을 줄일 수 있어 전체보의 춤도 함께 줄어든다. 부재 물량을 최소화하면서 운송도 쉬워지고 층고 확보에도 유리하다.

이 기술의 시공 순서는 간단하게 하부 모듈 설치→상부 모듈 설치→연결 철물 체결로 진행된다.

바닥이 콘크리트 슬래브와 같은 습식 마감일 경우에도 적용할 수 있다. 이 경우 연결 철물을 위에서 삽입할 수 없으므로 아래에서 삽입해 결합한다.

현대건설 관계자는 “모듈러 건물이 점차 상용화되고 있는 만큼 업계는 기존 한계를 극복할 수 있는 기술개발을 위해 노력하고 있다”며 “업계에 혁신을 가져다 줄 모듈러 건축 기술 확보를 위해 최선을 다하겠다”고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]