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기사입력 : 2021.07.29 00:00
OSC(Off-Site Construction)는 건축물 구조체와 내외장재, 인테리어 등을 외부(off-site)에서 생산해 현장에서 조립·설치하는 건축방식을 말한다. 구조재 등을 표준화, 부품화해 효율성을 높이고 공사기간을 단축시킬 수 있고, 건설폐기물도 줄일 수 있다.
글 박창배 기자
사진 전원주택라이프 DB
포스트 코로나 시대 현장에서 노동력 부족과 지속 가능한 건축 등의 문제를 해결할 대안으로 OSC(Off-Site Construction) 시공 방식이 주목받고 있다. 기능인력 공급(Quantity) 부족, 기능 수준(Quality) 저하, 기능인력 고령화 및 숙련공 부족 문제 등으로 현장 생산에 의존하기 어려운 한계에 직면해 공장 생산 방식 도입이 불가피하기 때문이다. 우리나라 실제 건설업의 55세 이상 취업자 비중은 60% 수준이며(통계청, 2018), 건설업 노동생산성 지수(MGI, 2015)는 18.7로서 스페인(42.9), 프랑스(37.1), 독일(32.1) 및 영국(30.4) 등에 크게 못 미치는 실정이다. 그래서 ‘미래 핵심 건설 기술’이 부각되고 있는데, 그중 OSC가 대안으로 떠오른다.
세계 경제포럼(World Economic Forum, 2018)에서도 미래 산업에 적용되어야 할 세 가지 시나리오를 제시했는데, 그중에 하나는 프리패브 및 모듈러 공법으로 공장 생산되는 건축에 관련된 시나리오였다. 이 시나리오는 건설을 빠르고 비용 효율적으로 만들기 위해 조립식 프로세스와 맞춤형 모듈 설계가 필요하다는 내용이었다.
OSC는 건축물 구조체와 내외장재, 인테리어 등을 외부(off-site)에서 생산해 현장에서 조립·설치하는 건축방식을 말한다. 현장 생산이 줄어드는 만큼 산업재해를 예방하고 시공 생산성과 안전성을 확보하는 효과가 있다. OSC 방식에는 ‘모듈러(modular), PC(precast concrete), 패널라이징(panelizing)’ 공법이 있다.
현장 시공 방식과 가장 차별화되는 부분은 생산환경이 통제된 공장에서 부재를 생산해 현장에서 발생할 수 있는 기상·기후 등 외부 요인의 영향을 최소화하고, 현장의 기초공사와 병행해 구조물 제작이 가능해 공사 기간을 단축할 수 있다는 점이다. 특히, 현장 시공 방식과 비교해 공사기간 단축, 공사비 단축 효과는 물론 공사 과정에서 소음·분진이 적고, 폐기물도 덜 발생해 차세대 친환경 건설 기술로 각광받고 있다.
모듈러(modular) 공법.
모듈러(modular) 공법.
국내 업계 동향
최근 건설사에서 4차 산업혁명과 건설업의 위기에 대응하기 위해 적극적으로 혁신을 하고 있다. 특히, 미래 주택 및 건설 자동화의 인프라를 마련하기 위해 대기업이 빠르게 변화하고 있다. 현대건설, GS건설, 대우건설, 포스코건설 등 대형 건설사들은 모듈러와 프리패브 공법 등의 첨단 기술을 활용하는 건설 추진팀을 신설했다. 그리고 LH 공사, SH공사, 지방 도시공사와 같은 공기업도 모듈러 건축사업을 발주하고 건축산업의 전면적인 혁신을 지원하고 있다.
GS건설은 지난해 초 자동화 공정을 기반으로 한 유럽의 선진 모듈러 업체 2곳을 인수하면서 신사업 부문을 확장하는 동시에 모듈러주택 시장 공략에 속도를 내고 있다. 영국 소재의 철골(Steel) 모듈러 전문 회사 앨리먼츠사의 지분 일부와 폴란드 단우드사를 약 1800억 원에 사들였다. 유럽의 선진 모듈러 전문 회사 인수를 통해 해외 모듈러 시장을 선점하고, 각 전문 회사의 기술과 네트워크를 활용해 글로벌 모듈러 주택 강자로 도약한다는 계획이다. 또한, GS건설의 목조 모듈러주택 자회사 ‘자이가이스트’는 지난 2월 경기 하남 덕풍동 일원 262.4㎡ 규모의 부지를 매입했다. 이곳에 단우드의 기술을 적용한 조립식 목조주택을 시범적으로 짓고 모듈러 주택 사업을 본격화할 계획이다.
현대건설은 건축주택 OSC 팀을 정식으로 출범시켰다. 2020년 10월 발표한 ‘2025 전략’에서 그룹 차원에서 △ OSC △건설 자동화 △스마트 현장관리 △디지털 사업 관리 등 스마트 건설 분야의 선제적 투자로 중장기 경쟁력을 높이겠다는 목표를 밝혔다. 이어 사내 TF 팀을 구성해 OSC 사업을 본격화했다.
포스코건설은 지난해 모듈러 건축 분야 전문건설사인 ㈜유창 등과 함께 성과 공유제 사업으로 철강재를 소재로 한 아파트 건설에 적합한 프리패브공법 개발에 성공했다. 아파트 옥탑, 재활용품 보관소, 욕실을 철골 모듈로 바꾸는 게 핵심이다. 지난달엔 SK건설이 현장 사무실을 모듈로 설치하는 등 그 활용이 확대되고 있다.
현대엔지니어링도 2012년부터 SH ·한국토지주택공사(LH)·한국건설기술연구원 등 공공기관과 공동연구와 다수의 OSC 국책연구 사업에 참여하는 등 모듈러 건축 분야에서 풍부한 기술을 축적해 왔다. 모듈러 건축기술 독자 연구개발에도 나서 현재까지 건설 신기술 1건, 특허 11건을 보유하고 있다.
중견 건설사도 모듈러 건축시장에 속속 진출하고 있다. 모듈러 건축 기술을 미래 건설시장의 핵심 기술로 판단한 코오롱글로벌은 수년간 관련 기술을 확보하는데 주력한 결과, 지난해 6월 자회사 ‘코오롱 모듈러스’를 설립하고 본격적으로 사업에 나섰다. 범양건영도 지난해 모듈러 건축 제조회사 ‘범양플로이’를 신설하고 모듈러 제작·시공 분야에 동참했다.
패널라이징(panelizing) 공법.
패널라이징(panelizing) 공법.
해외 업계 동향
국외의 경우 일본, 중국, 유럽, 미국, 캐나다 등을 중심으로 모듈러 건축 시장이 형성돼 있다. 일본의 경우 1950~60년대에 이미 모듈러 공법에 대한 연구가 선행됐다. 현재는 2010년부터 임대주택을 중심으로 빠르게 확산돼 현재 일본의 프리패브(Prefabric : 공장에서 미리 지어 조립하는 방식) 주택은 전체 주택 시장의 34%(32조 5000억 원)에 달한다. 중국의 경우 공업화 주택이라는 이름으로 모듈러 건축시장에 대응하고 있다. 중국의 Broad Sustainable Building 사는 고층건물을 짓는 프로젝트를 수행한다. OSC로 30층 규모의 호텔을 단 15일 만에, 57층 규모의 건물을 19일 만에 시공한 사례가 있다.
미국의 대형 건설사들은 이미 수년 전부터 비용 절감과 공기 준수 이점 때문에 OSC 건설을 선택해 왔다. 모텐슨(Mortenson) 사는 2012년부터 OSC 방식을 통한 모듈화 공장제작을 통해 인건비를 절감하고 현장에서 필요한 노동력이 적어 사업 일정을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 폐기물 감소, 안전사고 우려 감소, 혼잡 감소 등 여러 효과를 거둘 수 있다고 한다. 목조주택 OSC 전문건설사인 ‘Katerra’사는 고객에게 주문받은 건물을 오프사이트로 생산해 현장에서 최종 조립한다. 건축과 정의 속도, 정밀도, 협업, 품질 등이 향상됐다고 한다. 이로써 2018년 소프트 뱅크에서 약 1조 원의 투자를 받은 유니콘 기업으로 성장했다.
캐나다 Landmark Building Solution 건설사는 대부분의 공장 생산과정이 자동화 설비와 작업자의 협력으로 이뤄진다. 일반 목조주택의 경우 설계→생산→현장 조립 과정이 5일 이내 완성된다는 설명이다. 싱가포르 Straits Construction Group은 PC 자동화 생산공장을 건설해, 48개 주택을 60명의 인력으로 10일 이내 건설함으로써 기존 현장 대비 작업자는 70%, 작업 기간은 절반으로 줄였다고 한다. 다만 OSC에 필요한 부품·유닛들을 정밀하게 제작하고 조립하기 위해서는 높은 수준의 기술이 필요하다.
국내외 시장 규모
국내에서 모듈러 관련 건설 사업은 프리캐스트 콘크리트(PC) 공법이 적용된 1990년대부터 일부 적용됐으나, 시공기술력 부족, IMF로 인한 주택경기 침체, 경제성 미확보, 부실공사 등으로 큰 성과를 거두지 못했다. 2000년대에는 기능인력 부족 문제 해결, 건축물 품질 확보, 건설폐기물 절감 등을 위해 이동 및 재사용이 가능한 모듈러에 관련된 연구들이 수행됐다.
2003년 신기초등학교가 모듈러 공법의 시초였다. 이후 학교, 군사, 업무, 주거, 판매 시설 등 공공뿐만 아니라 민간부문까지 적용되면서 꾸준한 성장률을 보이고 있다. 2012년에는 「주택 건설기준 등에 관한 규칙」개정에 따라 공업화 주택이 공동주택으로 적용 가능하게 됐으며, 국가연구과제 수행과 LH, SH 발주물량을 중심으로 모듈러주택이 건설됐다.
대한건설정책연구원에 따르면 국내 모듈러 시장은 2005년 약 150억 원, 2007년 약 90억 원, 2010년 약 410억 원, 2013년 약 1200억 원 규모로 증가해 왔고, 2020년에 최소 약 9,400억 원, 최대 약 3조 4000억 원의 시장을 형성할 것으로 추정했다.
주요 외국의 OSC 건축시장은 미국 시장은 약 5조 5000억 원, 영국은 약 1조 3400억 원이며 목조 및 콘크리트 시장까지 포함할 경우 약 4조 2000억 원에 달할 것으로 추산하고 있다. 또한 일본은 주로 단독 시장이며 순수 OSC 시장은 약 6조 5000억 원 규모 정도다.
문제점과 해결 과제
모듈러 공법을 적용한 주거시설은 대부분 4층 이하의 단독 또는 다가구주택 형태를 취하고 있으며, 모듈러주택이 공급된 초창기에는 대부분 민간주도로 사업이 진행됐다. 건설산업 내에서 모듈러 시장 확대가 당초 기대에 미치지 못하는 데에는 모듈러주택 설계와 시공에 대한 역량이 아직 전반적으로 미흡하다는 점, 일반 공동주택 대비 높은 원가와 공장 설비 선투자에 대한 부담, 기존 업역으로부터의 견제 등 다양한 원인이 제기돼 왔다.
중장기적으로 OSC 시공 방식의 전망은 좋다고 볼 수 있다. 하지만 제조업과 융합된 방식이라는 점에서 OSC가 제대로 정착되기 위해서는 풀어야 할 과제가 있다.
우선, OSC에 적합한 공공발주제도가 마련돼야 한다. 국내에서는 기존 모듈러 건축 사업이 주로 설계-시공 분리발주 또는 설계-시공 일괄발주(턴키)로 수행됐다. 모듈러의 법적 근거로는 주택법 제51조(공업화 주택의 인정 등)에 의한 공업화 주택 인정 제도로 한정되며, 실제 발주는 ‘공사 계약+물품구매’ 형태로 발주가 됐다.
반면, 미국, 영국, 싱가포르 등 주요 외국에서는 국내보다 다양한 방식(CM 등)으로 발주가 진행되고 있다. 모듈러 유닛에 대한 검측(Inspection)을 시행하거나 제조업체를 인증하는 제도들을 비교적 많이 운영하고 있는 상황이다.
그리고 현장에서 실질 시공을 책임지는 전문건설 업체들의 적극적인 시장 참여 유도가 필요하다. 전문건설 업체들은 모듈러의 주요 장애요인과 기회요인을 그림과 같이 인식하고 있다. 따라서 주요 기회요인들을 살리기 위해서 어떻게 장애요인들을 극복할 것인가의 문제가 앞으로 OSC 산업 활성화의 중점 해결과제들이 돼야 할 것이다.
모듈러 주택은 앞으로 건축 효율성이 높아져 건축물의 대량생산이 가능할 거라는 기대를 사고 있다. 또 공장에서 설계되는 만큼 IT 기술 접목이 쉬워져 스마트홈서비스가 구축될 전망으로 보고 있다.
㈜스마트하우스 이영주 대표
코로나 팬데믹 이후 모듈러 전원주택의 인기가 더욱 상승하고 있다. 스마트하우스의 모듈러주택 브랜드인 ‘하루 홈’의 경우 6월 현재 기준으로 지금 주문을 받으면 4개월 후에나 제작에 착수할 수 있다. 코로나19 이전과 비교할 때 주문량이 30~40% 늘었고, 올해만 하루 홈 100여 동 정도의 물량을 확보해놓았다.
전원주택의 경우 제작에 들어가면 1개월 이내에 완공 가능하다. 기초와 인허가 사항까지 포함하면 3개월 정도면 입주할 수 있다. 현장에서 시공하는 부분은 바닥재, 벽지, 그리고 외부 연결 부위와 데크 공사 등이고, 기간은 4~5일 정도다. 나머지 85% 정도는 공장에서 제작이 이뤄진다.
건축비는 날씨에 영향을 받지 않고 자재 운반비, 인건비 등에서도 많이 절감되기 때문에, 20평 기준 동일한 자재를 사용한다고 할 경우, 현장 건축비에 비해 20~30% 정도 저렴하다. 일례로 하루 홈의 경우 단열재로 아이씬폼을 사용하는데, 공장에 장비가 있기 때문에 직원이 공장에서 단열재 작업을 하면 되지만, 현장 건축의 경우 단열재 장비를 현장으로 옮겨서 작업을 해야 한다. 운반비와 인건비가 추가는 것이다.
최근 들어 GS건설 등 대기업에서 모듈러주택에 관심을 갖고 있기 때문에 앞으로 모듈러주택 시장은 더욱 활기를 띨 것으로 본다. 기술도 많이 발전할 것이다. 특히 GS건설은 모듈러 단독주택에까지 뛰어들었다. 대기업과 경쟁을 해야 한다는 불안감이 없지는 않지만, 우리는 10년 동안 시행착오를 겪으면서 우리만의 노하우를 가지고 있다. 예전에도 대기업에서 모듈러 단독주택에 뛰어들었다가 철수한 사례가 몇몇 있다. 그만큼 대기업이 관심 가질 정도로 전원주택 시장이 크지가 않다. GS건설의 경우 단독주택 중에서도 타운하우스, 다가구주택, 원룸, 오피스 등을 겨냥할 것으로 예상된다.
