본 연구는 경량 무기 발포보드를 이용한 커튼월시스템의 시공성 및 경제성 분석에 관한 연구로, 내화성 경량 무기 발포보드는 커튼월의 백패널로 이용하기 위해 개발된 신소재로 내화성능은 선행연구를 통해 실물 내화시험을 실시하여 이미 분석한 바 있다. 본 연구에서는 실제 건물에 내화성 커튼월 시스템을 설치하여 Mock-up test를 수행하고 일반적인 커튼월 시스템과 비교 검토하였다. 이 시스템은 기존의 커튼월 시스템과 동일한 방법으로 시공되는데, 다만 내화성능 확보를 위해 공장에서 제단되어 온 경량무기 발포보드 사용하고, 이를 커튼월 프레임에 취부한다. 비록 기존 커튼월 대비 프레임에 부착해야하는 추가 작업이 발생하나, 경량 무기 발포보드를 이용한 백패널은 커팅만으로 제작이 간편하고, 분진발생이 없어 인체에 무해하며, 파손여부를 바로 확인할 수 있어 품질확보가 용이하다. 따라서 이 시스템은 높은 수준의 내화성을 확보하면서도 시공성과 경제성면에서도 기존 커튼월 시스템과 동등이상임으로 판단된다.
초고층건물의 외장재로 많이 사용되고 있는 자재는 경량이면서도 실내환경 영향요소의 흐름을 조절/차단하는 필터기능이 탁월한 알루미늄 커튼월이다. 초고층건물 커튼월의 설계와 관련된 CMr의 역할에는 커튼월의 구조적 적정성 검토가 포함되며 이를 위해서는 커튼월을 구성하고 있는 각종 자재들의 물성, 다양한 커튼월시스템 구성방식의 이해와 더불어 구조설계가 필요한 구조부재의 종류, 구조설계 프로세스, 적정성 판단 설계요소 등에 대한 복합적 이해가 필수적이다. 본 연구는 CMr가 커튼월 구조설계의 적정성을 간편하게 검토할 수 있는 구조설계 검토프로세스를 도출하고 커튼월 구조부재인 멀리언 (수직재), 트랜섬 (수평재) 구조설계의 적정성을 쉽게 검토할 수 있는 구조설계검토 매뉴얼 개발을 목적으로 한다. 개발된 매뉴얼의 적용성을 검토하기 위해 동 매뉴얼을 실제 커튼월 설계프로젝트에 적용하여 보았으며 커튼월 설계전문가 및 CMr와 워크샵 설시하여 매뉴얼의 개선방향을 모색하였다.
최근 건축물들이 100층 이상이 되는 Super Tall 추세로 증가되어가면서 자연스럽게 건축의장 부분에서도 변화의 바람이 불고 있다. 기존 건축물들을 구성하던 중량벽체를 대신하여 비내력벽 개념의 커튼월 시스템 사용으로 변화되어가고 있다. 그러나 커튼월 시스템은 건축물의 외부환경인 공기와 빛, 열 등의 요소들로 인해 부하가 많이 발생하며 특히 커튼월 외피부분에 발생되는 결로 문제가 심각해지고 있는 실정이다. 특히 국내 건설시장의 여건 상 건축물들의 밀집화로 인한 통풍량 및 일조량 부족으로 결로발생은 더욱 심각해지고 있다. 하지만 아직까지 결로발생을 검토하는 표준화된 절차가 정립하지 않은 실정으로 건설사업관리자를 위한 결로발생 검토프로세스 마련이 시급하다 할 것이다. 본 연구는 커튼월 시스템의 대표적 타입인 Unitized 시스템과 Stick 시스템 선정하여 동일한 온도에서 상대습도의 변화에 따른 결로 발생범위 및 온도분포를 비교 분석하여 커튼월 결로성능을 평가하고 향후 결로발생 검토프로세스 마련을 위한 기초자료를 제공코자 한다.
본 연구는 커튼월 공사의 적시생산(Just-In-Time; JIT) 관리를 지원할 수 있는 양중조달관리 시스템의 개발 방향의 제시를 목적으로 하고 있다. 이를 위해서 건설업에 있어서 적시생산의 개념을 살펴본 후, 커튼월 자재의 속성을 파악하고 현장과 문헌조사를 통하여 현장 물류관리의 문제점을 파악하였다. 이러한 문제점에 대한 해결방안으로서 본 연구에서는 커튼월 공사의 JIT 관리를 위한 양중 조달 시스템의 개발 방향을 제시하였다.
고층 건축물에 주로 사용되는 커튼월의 경우 구조체와의 접합으로 인해 층간 틈새가 발생하게 되고 이는 화재 시 틈새를 통해 화염이나 연기 등의 확산 경로가 될 수 있다. 본 연구에서는 커튼월 시스템에 적용되는 선형조인트 내화충전시스템의 개발을 위해 경제적이고 시공이 간편한 박스형 시스템을 도입하고 내부에 다양한 변경하여 내화성능을 평가하였으며, 그 결과 케이싱 내부의 단열재 20mm두께의 내화 뿜칠재와 석고보드를 케이싱 안쪽에 박스 형태로 구성한 시스템이 가장 안정적이고 온도상승도 작은 것으로 나타났다.
국내 초고층 건축물의 커튼월 공사는 건축설계, 커튼월 설계, 제작, 조달, 시공, 유지관리 단계를 거치는 전체 Life cycle의 각 단계별로 설계업체, 커튼월 설계 및 제조업체, 시공업체, 유지보수 업체 등 많은 참여주체들이 관여하는 공종으로 각 주체 간의 업무 프로세스를 효과적으로 관리하기 위한 방안이 요구되고 있다. 이에 따라 커튼월 공급망 전체를 최적화하여 진행 각 단계별로 존재하는 불확실성과 낭비요소를 제거하고, 공급망의 효율을 향상시키고 경쟁력을 강화하는 SCM개념의 적용이 필수적이라 할 수 있다. 또한, SCM 기법을 적용할 때 기업간 통합에 있어서 정보시스템과 정보의 관리는 여러 주체들이 하나의 네트워크를 이루어 정보시스템을 통하여 각 주체들의 많은 정보들이 원활하게 전달되고 공유되어야 하기 때문에 매우 중요하며 참여주체의 정보공유 및 교류가 가능한 통합된 정보시스템의 구축이 필수적이다.
최근의 건축공사는 고층화되어 가는 추세이며 원가절감과 공기단축, 생산성 향상 등이 요구되고 건설자동화의 도입을 통한 총생애자동화시스템의 도입이 시급히 요구되는 추세이다. 이에 따라 본 연구에서는 초고층 빌딩 건축에 주로 사용되는 커튼월 공법과 제조업에서의 SCM기법, 최신의 RFID기법을 이용하여 초고층 건축물 커튼월의 자동화 관리시스템을 구축을 위한 방안을 제시하였다. SCM기법이란 생산에서 판매에 이르는 전단계의 과정을 연결, 관리하는 것을 의미하고 커튼월은 빌딩 건축에서 골조공사의 공기단축과 단순화를 위해 가장 많이 활용되는 건식공법으로 건설공사에서 가장 제조업에 가까운 형태의 공사로 볼 수 있다. 또한 RFID는 SCM의 구현방법으로 자재의 흐름과 생산프로세스, 그리고 정보관리 시스템의 도구로 사용되며 이들을 활용한 총생애자동화시스템은 생산과정 뿐만 아니라 사후관리 과정에도 효율적이며 높은 생산성과 경제성 향상에 기여한 것으로 기대된다.
본 연구는 최근 고층 건축물의 외장 마감으로 사용되는 커튼월 중, 유니트 커튼월 방식의 양중 문제 해결을 위하여 커튼월의 수직부재인 멀리온을 레일로 활용하고자 하였다. 커튼월 멀리온의 레일 적용에 따른 양중 가능 여부는 Mock-Up Test의 진행을 통해 20m/sec의 풍속에도 양중이 가능한 것으로 나타났으며, 비교를 위해 선정된 현장 기준으로 공사 기간은 약 20% 단축이 가능하며 투입 인원은 약 33%를 줄일 수 있을 것으로 분석되었으며, 10,000㎡의 설치를 가정하면 80% 이상의 시공비용 절감이 가능한 공법으로 판단된다.
국내 건설 분야 중 고층 빌딩의 공종에서 커튼월 공사가 전체 공사비에서 차지하는 비율이 약 $10{\sim}15%$로서 타 공종에 비해 상대적으로 높은 비중을 차지하며, 커튼월 공사는 주 공정(Critical Path)상에 위치하는 주요 관리 대상이다. 커튼월 공사의 Life-Cycle은 약 30여개 업체가 관여하는 복합공종으로 그 관리가 체계적이어야 한다. 이러한 커튼월 공사의 고층 건축현장은 도심지에 위치하는 경우가 대부분인데, 이러한 도심지 현장은 현장 내 야적공간의 한정, 장비의 사용 제한 등과 같은 커튼월 공사의 공정 수행에 있어서의 자재관리에 대한 문제가 발생하고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 RFID(Radio Frequency Identification)를 건설현장에 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 최근에는 RFID를 활용한 유닛타입(Unit Type) 커튼월 관리시스템의 연구가 진행되었다. 이에 본 연구에서는 이러한 RFID 활용기술이 실제 건설현장에서 어떠한 효과를 가지고 있는지 알아보고자 한다. 특히 비 가치 작업의 비율이 높은 현장에서 커튼월 공사의 생산성 향상측면을 가장 중점적으로 분석하였다. 단위 단계별 개선사항을 RFID 기술 적용 전과 적용 후의 비교를 통하여 알아보고 어느 정도의 생산성이 향상되었는지를 정량적으로 표현하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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