스마트하고 지속가능한 건축 ‘모듈러’

전 세계적으로 선진국은 건설 산업에서 가치사슬을 전환해 워크플로우를 개선하기 위해 빌딩 정보 모델링(BIM)을 적용해왔다. 또한 싱가포르 등 많은 나라가 증가하는 주택 수요에 대응하기 위해 산업의 전반적인 생산성을 향상시키는 모듈러 건축 접근법을 채택해왔다. 건설업계는 BIM의 도움으로 대량 생산과 모듈러 건축 방식으로 전환해 시장 수요를 충족시켜온 것이다.

모듈러 건축이란 무엇인가?

간단히 말해 건물 구성 요소를 동일한 설계와 재료를 사용해 통제된 공장 조건을 갖춘 오프사이트(off-site)에서 제조하고 이를 납품해 현장(on-site)에서 조립하는 프로세스이다. 주 목적은 건설 프로젝트 완료 시간을 단축하는 동시에 높은 품질의 작업을 달성하는 것이다.

싱가포르 주택 개발 위원회(HDB)는 모듈러 건축의 초기부터 이를 도입했다. 모든 HDB 주거 프로젝트에서 건물 구성 요소의 약 70%(볼륨 기준)가 사전 제작된다. 현재 HDB는 콘크리트 조립식 욕실 유닛(PBU)과 같은 더 복잡하고 통합된 구성요소 개발에 관심을 두고 있으며, 2019년부터 가능한  모든 주택에 PBU를 적용할 예정이다.

왜 모듈러 건축인가?

모듈러 공법을 사용하면 구조체 상당 부분이 작업 현장에서 떨어진 곳에서 제작된다. 이를 조립하는 현장 부지는 이웃 마을부터 다른 나라까지 거의 모든 곳에 존재할 수 있다. 육지가 부족한 싱가포르에서는 건물 구조체 대부분이 말레이시아의 조호르 바루(Johor Bahru)에서 제작돼 프로젝트 현장으로 운반된다.

숙련된 노동력 부족, 경제적 압박, 재료비 및 인건비 증가와 같은 현 상황을 고려할 때 모듈러 건축은 산업을 더 스마트하고 지속 가능하며 효율적으로 만드는 매력적인 방안이 될 수 있다.

모듈러 건축은 더욱 스마트한 건설 방법이다.

• 작업 환경이 안전해진다. 오프사이트의 공장 기반 조건을 통해 안전 요구 사항을 보다 쉽게 충족하고 모니터링할 수 있다.

• 인력 부족을 해결한다. 요즘에는 숙련된 노동력이 부족하며, 싱가포르나 한국과 같은 선진국에서는 다양한 이유로 인건비가 매우 비쌀 수 있다. 이에 건설업자들이 주어진 예산으로 건설 프로젝트를 제시간에 완료하는 것이 어려워졌다. 하지만 기계 자동화의 혜택을 받는 모듈러 건축은 생산성을 향상시키는 동시에 숙련된 노동자의 필요성을 최소화한다. 이를 통해 다양한 곳에서 노동력이 절감될 수 있으며, 15~25% 사이의 잠재적 제조비용 절감 효과 또한 기대할 수 있다.

• BIM을 통해 설계와 계획을 개선한다. BIM과 같은 정보 기술은 조립식 구성 요소를 개발하는 데 도움이 된다. 또한 프로젝트 참가자 간의 협업 및 커뮤니케이션을 촉진하고 기계 자동화를 통해 전반적인 건설 작업 흐름을 개선할 수 있다.

RVD(Robin Village Development)는 싱가포르에서 조립식 구성 요소를 제공하는 선도업체다. 가장 최근에는 제작 프로세스의 공장 도면 단계를 위한 스마트 BIM 기반 솔루션을 성공적으로 구현했다. 프로젝트 참가자와의 커뮤니케이션을 개선하기 위해 특별히 제작된 클라우드 기반 솔루션으로, 이후 RVD는 생산성이 최대 36% 향상됐다.

지속 가능한 건설 방법이다

• 에너지 사용을 줄인다. 전 세계적으로 환경에 대한 관심이 증가하며 건설 산업도 친환경적 접근 방식을 채택해야 하는 상황이다. 모듈러 건축은 조립 라인 제조와 유사하기 때문에 제조 공정의 에너지 효율이 기존 방식에 비해 더 높다.

• 자재 낭비를 줄인다. 모듈러 건축은 폐기물의 양을 잘 제어하고 공장 내에서 재활용을 극대화하기 위해 노력한다. 또한 JIT(Just-in-time) 인벤토리 관리를 모듈러 건축과 통합함으로써 인벤토리를 최소화하거나 제거해 수요를 충족할 수 있다.

효율적인 건설 방법이다

• 공사 시간과 비용을 절감한다. 현장 내외 동시 건설 작업으로 시간을 25~50% 절약하고 일반적인 건설 예산의 최대 25%까지 비용을 절감할 수 있는 등 올바른 계획 하의 모듈러 건축은 이점이 상당하다.

• 날씨로 인한 지연을 최소화한다. 한국은 전례 없는 기상 조건을 경험했다. 폭우나 눈과 같은 악천후는 현장의 지연으로 이어지고 이로 인해 건설 프로젝트의 수익성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 모듈러 건축은 제작이 통제된 환경에서 이뤄져 작업이 계속 진행되므로 날씨의 직접적인 영향을 받지 않는다.

연우PC엔지니어링은 BIM의 기능과 모듈러 건축 프로세스를 결합함으로써 더 높은 수준의 생산성을 달성했다. 이로 인해 2D 대비 작업 효율성이 약 50% 향상됐으며 설계 오류는 거의 90% 감소했다.

이처럼 건물 건설의 미래인 모듈러 건축이 전통적인 건설에 비해 이점이 있다는 것에는 논란의 여지가 없다. 하지만 여기에는 장애물도 존재한다.
 

건설 산업은 변화를 반기지 않는다. 그런데 모듈러 건축을 구축하려면 기존 프로세스와 관행을 광범위하게 변환해야 하며, 프로젝트 참여자들의 태도와 작업 문화의 변화도 필요하다. 그럼에도 건설 산업이 더욱 스마트하고 지속 가능한 효율적 건설 방법을 도입하고자 한다면 공급망 전반에 걸친 모듈러 건축 관련 교육이 수반돼야 할 것이다.

필자: 토마스 팡(Dr. Thomas Phang) 트림블 아시아 태평양 지역 총괄 본부장

*이 글은 2022년 9월 16일 e대한경제에 실린 기고문 입니다. 원문보기