건물도 레고처럼 쌓아올린다…모듈러 건축의 현재와 미래 [노승완의 공간짓기]

<편집자 주> 4차 산업혁명의 흐름 속에서 건설업은 어디쯤 자리하고 있을까? 설계 단계에서 CAD(컴퓨터 지원설계)와 BIM(3차원 설계 정보 모델)이 보편화되고 일조 환경 시뮬레이션 프로그램 등 다양한 소프트웨어가 보급되고 있지만 정작 우리 주변의 건설 현장에서는 여전히 거푸집을 짜고 철근을 배근해서 콘크리트를 부어 넣는 전통적인 공사 방법이 주를 이루고 있다.

하지만 선진국을 필두로 레고처럼 유닛 형태로 건물을 쌓아 올리는 이른바 모듈러(Modular)공법이 도입되면서 건설 공법의 패러다임이 변화하고 있다. 노동 생산성과 품질을 높이고 안전사고 위험을 줄여줄 뿐만 아니라, 공사 기간을 줄여주고, 소음과 먼지도 최소화하며 탄소배출량까지 감소시킬 수 있는 모듈러 공법의 현재와 미래에 대해 살펴보고자 한다.

  레고에서 발견한 건설 패러다임의 변화2018년 말레이시아 조호바루에 있는 레고랜드를 방문했을 때 휴먼 스케일로 지어진 레고 모습을 보고 적잖이 흥분했던 기억이 있다.

물론 실제 레고처럼 쌓아올린 건물은 아니지만 외형 만큼은 감탄을 자아내기에 충분했다. 특히 레고 호텔은 실제 레고 블록으로 쌓은 게 아닐까 생각이 들 정도로 외관과 내부 인테리어에 신경을 썼으며, 이런 호텔 객실에서 하룻밤을 보낸 경험은 어릴 적 레고를 갖고 놀던 기억과 함께 지금까지 특별한 기억으로 남아있다.

레고는 일정한 규격의 블록을 규칙적으로 쌓아 원하는 형태를 순식간에 만들 수 있는 장점이 있다. 또한 조립을 해체한 후에도 블록 고유의 형태가 변하지 않는다. 이러한 특성을 건축에 옮겨보면 어떨까?

건축 분야에서는 이렇게 공장에서 제작된 유닛(Unit) 형태의 부재를 현장에 운반해 적층(Stack) 또는 미리 만들어놓은 구조체 내부에 서랍처럼 끼워넣는 인필(Infill) 시공방법 등을 일컬어 ‘모듈러 건축’이라 부른다.

건축공사는 공정이 매우 복잡하고 기간도 길며, 산업 중 가장 자동화가 느린 분야이기도 해서 모듈러 건축 공법은 공사기간을 단축하고 생산성을 높이며 무엇보다 안전사고를 줄이는 데 도움을 준다. 

  건축 기간 단축, 생산성 향상, 안전사고 감소국내에서 모듈러 공법은 ‘공업화 주택’으로 정의한다. 주택법 제51조 공업화주택의 인정 등에 따르면 ‘주요 구조부의 전부 또는 일부를 국토교통부령으로 정하는 성능기준 및 생산기준에 따라 맞춤식 등 공업화공법으로 건설하는 주택’을 말한다.

하지만 굳이 주택에 한정하기 보다는 전통적으로 현장에서 모든 공사를 진행하는 방식을 개선하여 공장이나 현장 외부에서 또는 현장 내부 별도 공간에서 일부를 제작 또는 조립해 현장으로 운반, 조립하는 방식을 통틀어 말하는 것이 합당할 것이다.

여기에는 기둥, 보, 슬래브 부재를 공장에서 미리 제작해 현장으로 운반한 뒤 크레인을 이용해 쌓는 PC(사전제작 콘크리트) 공법, 커튼월 유닛 공법, 컨테이너 등을 활용해 쌓아올린 건축 공법 등 유사한 공법이 모두 해당될 수 있다.

이렇게 현장이 아닌 외부에서 일부를 제작하여 건설하는 방법을 범용적으로 ‘OSC’(공장시공) 공법이라 부르고, 좀 더 세부적으로 내부 마감까지 일체화된 유닛 제작방식을 ‘PPVC’(조립식 사전마감 제작)라고 하며, 이러한 설계방식을 ‘DfMA’(제조 및 조립을 위한 설계)라고 한다. 

  싱가포르에 세계 최고층인 56층 모듈러 건물 준공 예정현존하는 세계 최고층 모듈러 건축물은 2020년 영국 런던에 지어진 44층 건물인 ‘텐 디그리스’(Ten degrees) 주택이다. 최고 높이 기준으로는 2019년 준공한 싱가포르의 ‘클래멘트 캐노피’(The Clement Canopy) 빌딩이 140m로 가장 높다. 하지만 층수는 40층으로 텐 디그리스보다 낮다.

텐 디그리스 설계는 영국 건축사무소인 ‘HTA 디자인’이 맡았으며 44층과 38층 2개동으로 구성됐다. 최고높이 135m, 총 546세대의 주거용 건물로 지어졌다. HTA는 모듈러 공법을 통해 통상 건설 과정에서 생기는 탄소 배출량을 40%까지 감축시켰다고 밝혔다.

중앙 코어부를 현장에서 먼저 공사하는 동안 공장에서 약 1500여개의 주거용 유닛을 제작하여 현장에 운반해 하나씩 쌓아올려 건설했다.

인테리어 또한 얼핏 보면 우리가 상상하는 일명 ‘조립식 건물’이란 생각은 들지 않을 정도로 완성도 높은 품질로 시공했다.

  하지만 조만간 모듈러 공법으로 지어진 최고층 건물의 타이틀이 곧 바뀔 예정이다. 싱가포르에 지어진 ‘애비뉴 사우스 레지던스’(Avenue South Residence)가 56층, 192m 높이로 올해 2분기 준공 예정이다.

시행을 맡은 UOL 그룹은 내부 인테리어까지 마감된 3000개가 넘는 3D 모듈을 마치 레고블록처럼 쌓아 시공함으로써 먼지와 소음은 줄이고 근로자의 안전과 품질은 끌어올렸다고 밝혔다.

시공을 맡은 ‘유나이티드 테크 컨스트럭션’(United Tec Construction)은 인력과 공사기간을 약 40%까지 감축했고, 각 동을 18개월에 완공했다. 

  국내에선 아산 탕정중학교 부속동 3개월 만에 준공국내에서 모듈러 공법을 가장 활발하게 적용하고 있는 회사는 포스코 A&C이다. 평창올림픽 미디어 레지던스호텔, 포스코 광양생활관 등 중소규모 프로젝트를 수행하였다.

올해 2월 호반건설은 모듈러 제작·공업체인 텐일레븐과 함께 아산 탕정중학교의 부속동을 모듈러 공법으로 3개월만에 준공하였다.

연면적 약 327평, 총 4개층 규모로 약 70% 이상을 공장에서 사전 제작하여 현장에 운반하였으며, 교실, 교사실, 음악실, 화장실, 계단 등을 모두 모듈러로 제작했다.

  내화, 소방, 피난 등 모듈러 공법 관련 규정 별도 제정 필요아직까지 국내는 해외 사례에 비해 소규모 건축물에만 적용되고 있다. 각종 규제 및 법규 등이 모듈러 공법을 적용하기에는 아직 제약이 많은 부분이 있다. 내화, 소방, 피난 등 각종 규정들이 모듈러 공법 용도로 별도 제정될 필요가 있다.

반면, 해외는 모듈러 공법에 매우 적극적으로 대응하고 있다. 싱가포르 정부는 2025년까지 공공 및 민간 주택 건설시장의 약 70%를 DfMA(공장제작 및 조립방식) 방식으로 공급하는 것이 목표다.

건설경제 기사에 따르면 홍콩은 건축법에 따라 ‘MIC(모듈러 통합건축) 프로젝트’를 진행하면 건물 총 연면적의 6%를 면제(용적률 상향)해준다.

미국은 2018년부터 모듈러 건축물에 공제 혜택을 주고 있다. 미국의 대표적인 경기 부양책인 ‘섹션 179’를 통해 감가상각 기간을 채우면 세금 공제를 받을 수 있다. 중국은 모듈러 건축물에 대해 용적률 3% 완화, 부가 가치세 환급, 소득세 감면, 대출한도 증액 및 이자율 감소 등의 혜택을 제조사, 시공사 등에 제공한다.

  시공사와 제조사에서는 모듈러라는 용어가 주는 ‘조립식 주택’의 느낌을 벗어나기 위해 품질을 높이는 방안을 강구해야 한다.

예를 들어 시공성 확보를 위해 경량화만을 신경쓰다보면 시공은 쉽고 빠르겠지만 완공 후 거주자들이 생활할 때 ‘통통거리는’ 느낌을 받을 수 있다. 쉽게 말해, 욕조 위에서 걸어다닌다고 생각해보면 대략 그 느낌이 가늠이 될 것이다.

모듈러 건축에서 풀어야할 숙제는 지진에 견딜 수 있는 내진성능, 화재에 안전한 내화구조, 적층 했을 때 견딜 수 있는 구조설계, 가급적 소규모 장비로 시공 가능하도록 경량 유닛 설계, 그리고 거주자가 만족할만한 실내 쾌적성 확보 등이 있다.

개인적인 바람이 있다면 언젠가 레고(Lego)사와 협력하여 레고블록을 모듈러 유닛으로 제작, 적층으로 쌓아서 실제 레고 조립 방식과 같은 모듈러 건축물을 지어보고 싶다.