공업화 주택 현황과 활용 사례, 전문가가 제안하는 두 가지 방향 (2-1)

집도 품질로 평가받아야 한다
“주택의 공업화는 일정한 품질의 주택생산을 제1목표로 삼아야 한다”
최근 목조 주택 건설시장에서 공업화 공법(모듈러 공법)이 주목을 받고 있다. 이 공법은 골조 또는 골조에 단열, 방수와 방습 또는 더 나아가 내화와 관련된 공정을 공장에서 제조해, 현장에서 최소한의 인력으로 단기간에 조립해 세우는 시공방법이다. 다양한 패널 재료를 사용하는, 소위 패널 조립식 공법과 모듈러 공법 등이 널리 알려진 공업화 공법 중 하나고 OSC(Off Site Construction), 프리패브(Prefab), 패널 라이징(panelising), 프리컷(Pre-Cut) 등 다양한 개념들이 사용되고 있다.

진행 노철중 기자
글 강태웅(케이스종합건축사사무소 대표)
자료 케이스종합건축사사무소 031-8067-7118 www.case-archi.com

▲ 용인시 처인구 메이플주택단지 내 주택들에 대한 품질 표시 정보

공업화 공법이 건설 현장에서 주목을 받는 이유는 저 에너지 사용과 환경보호를 위해 탄소 사용을 줄이는 것이 세계적으로 중요한 이슈로 등장했고, 점차 고급 기술인력을 구하기가 어려워져 현장 시공의 품질이 떨어지기 때문이다. 또한 현장 안전사고의 증가로 인한 부정적인 사회적 이슈도 한몫한다. 이러한 이슈로 인해 공업화 공법이 주택 건설시장에서 보편화되는 것은 좋은 일이지만 소비자가 얻는 것은 무엇일까. 이 점을 짚어볼까 한다.

메이플 주택단지 내 15번째 주택. 차분한 색의 점토벽돌 타일로 마감된 외벽에 눈썹지붕을 남측에 매달고 서측에 노천탕을 계획했다.

HOUSE DATA
위치 경기 용인시 처인구 메이플 주택단지
대지면적 480㎡(145.2평)
건축면적 83.16㎡(25.16평)
연면적 161.29㎡(48.79평, 다락 포함)

거실 공간은 온전한 사각형으로 설계해 가구의 배치를 통해 공간의 성격을 규정하게 했다. 공업화 공법의 단위 유닛은 3050mm로 환기장치와 시스템 에어컨을 설치하고도 충분한 층고를 유지한다.

부엌가구를 11자로 배치해 효율을 높였고 거실 쪽으로 창을 내어 가족과의 소통은 물론 음식의 운반도 수월하게 계획했다.

공업화 공법의 결과는 제품
공업의 사전적 의미는 ‘농업, 임업, 어업, 광업 등을 통해 생산된 1차 재료를 가공해 제품을 생산하는 일’이다. 이렇게 제품을 만드는 일을 제조업이라고도 한다. 제조업은 수공업으로 시작해 증기기관의 힘을 이용한 1차 산업혁명, 전기모터를 사용한 2차 산업혁명 그리고 IT를 결합한 3차 산업혁명으로 발전하며, 자동화 생산의 단계에까지 이르렀다. 제조의 수단과 방법은 변해왔지만, 공업의 핵심 개념이 ‘2차 가공을 통한 제조’라는 것은 변함이 없다. 따라서 건설에 공업화 공법을 도입한다는 것은 건물을 세우는 과정을 제조의 과정으로 여기고 그 결과물을 제품의 관점에서 판단해야 한다는 것을 의미한다. 이는 이 글에서 주장하고자 하는 핵심이다.

그렇다면 제조 과정을 거친 제품의 미덕은 무엇일까. 합리적이고 효율적인 과정을 통한 균질한 품질이다. 제조는 수작업으로 시작했고, 동력을 사용해 좀 더 빨리 많이 생산할 수 있었고, 더 많은 데이터를 처리할 수 있게 되면서 오류가 적은 제품을 생산할 수 있게 됐다. 이로 인해 생산하기 전에도 제품의 질을 어느 정도 예측할 수 있게 됐다. 이것은 공업화 공법의 미덕이다.

이해하기 쉬운 사례를 들면, 자동차라는 제품의 미덕은 사고에도 승객을 지켜줄 튼튼한 골격을 갖춰야 하고, 빠르게 달리거나 신속히 멈출 수 있는 동력 체계와 감속 능력이 중요하다. 좋은 연비로 인한 경제적인 유지 보수비는 필수조건이다. 이 모든 품질을 생산하기도 전에 예측하고 홍보한다. 대량생산은 공기를 줄이고 생산량을 늘려 제품의 단가를 낮출 수 있다. 나아가 체계적인 관리를 통해 더 좋은 품질의 제품을 생산한다는 장점도 있다.

2층으로 올라가는 계단의 일부를 열어 시각의 답답함을 덜었다.

건축이 지향할 공업화 공법
건축에서 공업화 공법은 새로운 방법이 아니다. 이미 20세기 초, 유럽의 일부 건축가들은 건축을 제조라는 관점으로 봐야 한다는 공통된 생각을 가지고 있었다. 1925년 독일 스투트가르트의 바이젠호프라는 언덕에 기획되고 지어진 건축역사상 인류 첫 주택전시의 기획의도, 그리고 1928년 스위스에서 열린 인류 최초의 국제 건축가 대회인 CIAM 선언문에서 건축가들은 건축의 공업화를 주장했었다. 제조업의 개념을 건축에 도입해야 한다는 것이다.

건축의 공업화는 공업의 역사보다 한 세기 정도 늦게 시작했지만, 그 이후 한 세기 동안 발전되어 온 시공방법이자 시공 태도다. 따라서 주택의 공업화는 앞서 언급한 제조와 제품의 미덕을 당연히 추구해야 한다. 공업화를 통해 빠르게 세워 공기가 단축되고 공사비가 낮아지는 것은 당연하다. 기후에 영향을 많이 받는 건설에서 공기의 단축은 분명한 장점이다. 하지만 시공자와 의뢰인 모두 가장 중요한 미덕을 놓쳐서는 안되는데, 그것은 바로 제조의 결과인 제품, 건물의 질이다. 주택의 공업화는 일정한 품질의 주택생산을 제1목표로 삼아야 한다.

2층의 복도와 계단을 병치하여 공간의 변화를 주었고 다락으로 올라가는 계단 끝에 뚫어놓은 천창은 시각적으로 흥미롭다.

주택의 품질지표
주택의 품질을 나타낼 수 있는 지표에는 무엇이 있을까? 건축법에는 규정되어 있지 않다. 건축법에 규정된 것은 성능 규정과 시방규정일 뿐 건물의 품질을 규정하지는 않는다. 따라서 성능 규정과 시방규정을 따랐다고 해도 그것이 좋은 품질로 이어지지도 않는다. 최소한의 규칙과 기준일 뿐이다. 좋은 품질은 합리적이고 효율적인 제조의 과정에서 만들어지기 때문이다. 필자는 주택이라는 제품의 품질을 4가지 지표로 이야기하려고 한다. 바로 에너지 효율, 골조의 품질, 기밀도 그리고 실내 공기의 질이다.

자녀방의 층고는 상당히 높다. 공간의 높이와 창의성을 비례한다는 공간 이론을 반영한 결과다. 북측에 낮은 창을 두고 앉을 수 있는 수납가구를 설계하여 자연스럽게 대지 옆 낮은 동산을 응시하게 했다.

1 에너지 효율
에너지 효율은 가장 달성하기 쉬운 지표다. 에너지 효율은 제조 생산에 들어간 재료와 설비의 물성·물량·성능으로 예측 판단이 가능하다. 물론 실제 사용 시 에너지 효율과는 다를 수 있다. 왜냐하면 보통 에너지 효율을 산정할 때 사용자 수, 실내 온도, 습도 등의 기준을 설정해 놓고 한다. 어느 정도 주택의 에너지 성능을 예측할 수는 있지만, 실제 거주할 거주자에 따라 환경이 다르기 때문에 에너지 효율은 달라질 수밖에 없다.

2 골조의 품질
골조의 품질은 두 번째로 달성하기 쉬운 지표다. 모든 합법적인 건물은 구조설계를 한다. 이미 건물의 골조품질은 예측이 되어 있다. 구조설계대로 성실하게 지으면 된다. 목조주택에 사용되는 재료는 기성 재료다. 따라서 더더욱 골조의 품질은 쉽게 예측이 가능하고 달성도 쉽다.

필자는 주택 시공의 공업화에 가장 적합한 재료를 나무라고 생각한다. 인류가 집을 짓기 시작하면서 사용할 수 있는 재료는 한정적이었다. 형상이나 물성이 조금씩 다를 수는 있겠으나 기본적으로 나무, 철 그리고 흙이다. 흙은 콘크리트라고도 할 수 있겠다. 이 중 비교적 일정한 품질의 재료는 시공 시 물을 사용하지 않는 재료인 철과 나무 정도다.

콘크리트는 좋은 재료지만 물과 여러 가지 골재를 섞어 비율을 맞춰야 하고, 양생이라는 숙성과정을 거치기에 손이 많이 가는 재료다. 균질한 품질을 얻기 위해서는 많은 관리와 노력이 수반된다. 철도 좋은 재료지만 생산과정에서 탄소를 많이 내뿜고 가격도 높고, 무거워 다루기도 어렵다.

건물에 사용되는 목재는 품질을 일정하게 유지한 기성제품이고 가볍고 다루기도 쉽다. 더욱이 관리만 잘하면 영원히 생산 가능한 자원이다.

철과 나무는 공장에서 매뉴얼대로 만들기 때문에 공업화 공법에서 골조의 품질을 유지하기가 쉽다. 현장 조립 시 품질의 차이가 발생할 수는 있으나, 인력으로 하기 때문에 이 역시 공업화 공법에서는 치밀하게 매뉴얼화할 수 있어 현장 시공에 비해서는 오류를 현저히 줄일 수 있다.

3 기밀도
공장에서 생산한 골조의 정밀함, 현장에서 정확한 조립 그리고 방수·방습을 위한 시공과 단열이 신중하게 조합되어 구축되면 좋은 기밀도가 측정된다. 기밀도는 집에 웃풍이 얼마나 발생하고 있는가를 나타내는 정도를 가리킨다. 공중파 주택관련 방송에서도 언급해 포탈 검색순위에 올라갈 만큼 꽤 알려진 지표이지만, 가장 달성하기 어려운 지표기도 하다.

기밀도가 높은 집일수록 실내 거주환경에 변화를 주는 변수가 적기 때문에 사용자의 뜻대로 실내 거주환경을 조성할 여지가 많아진다. 우리가 공업화 제품을 쓰는 이유는 품질의 일관성이 편의성으로 이어지기 때문이다. 기밀도가 높다는 것은 집안으로 미세·초미세 먼지, 차갑거나 뜨거운 공기와 수증기가 들어오기 어렵다는 것을 의미한다.

집 밖의 환경이 집안의 환경에 영향을 덜 준다는 의미고, 집안의 공기질이 일정하게 유지된다는 것을 나타낸다. 집안의 공기질이 일정하다는 것은 역으로 단점도 있는데, 수시로 창을 열지 않고서는 실내공기의 질을 개선할 수 없다는 것이다. 그러나 창을 열면 에너지를 뺏기고 각종 먼지들이 유입된다.

기밀도가 높은 집은 에너지를 뺏기지 않으면서 환기를 하는 ERV (Energy Recovery Ventilation system, 에너지 환수 환기장치)가 필수로 설치되어야 한다. 환기 방법은 창 환기와 ERV, 두 가지로 결정되어 있는데, 이것은 환기 방법과 환기 시간은 결정권이 온전히 사용자에게 있다는 의미다. 사용자가 거주환경을 예측하고 의도대로 조성할 수 있다.

4 실내 공기 질
마지막 지표다. 기밀도가 높은 집일수록 실내 공기질을 통제하기가 쉽다. 온도와 습도는 생활습관에 따라 개선 가능한 공기질 지표이나 이산화탄소농도, 휘발성유기화합물, 농도먼지량은 개선하기가 어려운 지표다. 특히, 이산화탄소농도는 사용자가 끊임없이 방출하고 있어서 계속 증가한다. 취침 시에는 환기가 안 되어 속수무책이다. 일상용품과 다양한 원인으로 발생되는 휘발성유기화합물도 끊임없는 환기가 방법이다.

먼지는 실내에서도 발생하지만 실외에서 유입되기도 한다. 먼지의 실외 유입은 기밀도가 높으면 쉽지 않다. 실내 먼지는 환기 또는 공기청정기로 대처할 수 있다. 결국 기밀도와 환기장치는 하나로 묶여 작동해야 하고 좋은 실내 공기질이 그 결과다.

필자가 제안한 주택의 품질을 판단하는 4가지 지표는 모두 수치로 나타낼 수 있다. 그리고 공업화 공법으로 설계되고 시공 계획이 확정된 주택은 정확하지는 않지만 범위 내로 예측 가능해야 한다. 공업화 공법이 지향해야 하는 지점이 바로 여기에 있다. 공업화는 싸고 빠른 집이 목표가 아니다. 현장 공사기간을 현저히 줄여 환경 폐기물과 안전사고를 낮출 뿐만 아니라, 더 중요한 것은 품질 예측이 가능해야 한다.

개별 제품(주택)의 품질이 일정하고 이로 인해 건강한 거주 환경을 제공하는, 제품으로서 집을 생산하는 것, 이것이 공업화 공법이 추구해야 할 방향이고 의뢰인들이 설계자와 시공자에게 요구해야 할 사항이다.

강태웅(케이스종합건축사사무소 대표)

단국대학교 공과대학 건축학부 교수로서 2017년 학내벤처기업으로 ㈜케이스종합건축사사무소를 설립, 목조공업화 공법에 관련한 특허를 출원등록해 기술개발과 적용에 힘쓰고 있다. 우리나라 최고 건축 관련 학회인 대한건축학회와 전문학회인 한국건축시공학회의 목조건축위원회 위원장으로 목조건축활성화를 위해 노력중이다.

031-8067-7118 kangtaewoong@gmail.com