조립식 주택에 사용되는 재료

조립식 주택(조립식 주택)은 구성 요소가 현장에서 조립되고 완성될 표준 섹션의 오프사이트에서 건설되는 특수 주택입니다. 전통적인 건축 기술에 대한 대안으로서, 이것은 폐기물이 적고 환경에 덜 부정적인 영향을 미치는 더 빠른 건설 방법으로 사용됩니다. 조립식 주택은 조립식 주택, 모듈러 주택, 모듈러 주택 등 다양한 방식으로 언급될 수 있습니다.

예를 들어, 홍콩 건설 산업은 전체 매립지 섭취량의 최대 40%까지 폐기물을 생성하며 대안으로 조립식 건설은 이 폐기물을 거의 85%까지 줄일 것으로 예상됩니다. 2015년 19일 만에 57층 규모의 건축물을 이 공법으로 세운 중국 건설사에서 알 수 있듯이 더 빠른 건설 수단이기도 하다[1].

조립식 주택에 대한 요구 사항의 특성으로 인해 사용되는 자재는 내구성 및 경량과 같은 특정 기준을 충족해야 합니다. 그러나 건물의 모든 단일 요소를 조립식으로 고려할 필요는 없습니다. 벽, 바닥, 지붕, 벽장 및 선반과 같이 건물의 건축 및 내부 부속품의 대부분을 구성하는 특정 구성요소만 조립식으로 만들 수 있습니다.

이 문서에서는 다음에 대해 배울 것입니다.

• 조립식 주택이란
• 조립식 주택에 사용되는 자재
• 조립식 주택의 미래 동향

조립식 주택이란 무엇입니까?

조립식 주택은 구성 요소가 최종 위치에 조립/설치되기 전에 오프사이트에서 건설된 주택입니다. 이러한 구성 요소의 제조는 통제된 환경에서 이루어집니다. 가장 자주, 공장. 조립식 주택의 원동력은 다음과 같습니다. [2]:

1. 산업화 및 대량 생산

조립식 주택은 현장 건물보다 상대적으로 빠르게 구성 요소를 건설할 수 있기 때문에 대량 생산이 가능합니다. 이는 시멘트, 모래 및 I-빔과 같은 원자재 생산에서 프리캐스트 패널 및 합판과 같은 모듈식 구성 요소 생산으로 건물의 초점과 기반 시설이 이동했음을 나타냅니다.

2. 속도와 경제성

조립식 주택은 전통적인 건축에 비해 시간과 노력이 절약되기 때문에 일반 주택보다 저렴합니다. 소모되는 시간은 조립보다는 구성 요소를 만드는 데 더 자주 집중됩니다.

3. 사용자 정의 및 지속 가능성

조립식 주택의 설계에는 합리적인 수준의 맞춤화를 허용하는 방식으로 구성요소가 적합해야 합니다. 또한 건설 및 조립에 사용되는 공정은 가능한 한 환경에 미치는 영향이 적어야 합니다.

간단히 조립식 주택의 장점은 다음과 같습니다.

• 상대적으로 낮은 전체 비용
• 손쉬운 품질 관리
• 더 빠르고 안전한 건설
• 철거보다 해체를 통한 낭비 감소 및 가치 회복

단점은 강도와 ​​안정성이 감소하는 데 있으며, 이는 자연 재해가 발생하거나 조립 현장에서 설치 현장으로 조립식 세그먼트를 운송하는 동안에도 심각한 문제가 됩니다[3].

조립식 주택에 사용되는 자재

콘크리트, 목재 및 금속과 같은 여러 재료가 조립식 주택에 사용됩니다[4]. 여기에서는 이러한 자료 중 일부와 사용 효과를 살펴봅니다.

콘크리트

건축 자재로 콘크리트를 사용하는 것은 이미 잘 문서화되어 있습니다. 그러나 조립식 주택에 대한 사용은 다른 고려 사항이 포함되므로 다른 차원을 취합니다. 금형을 사용하여 매우 복잡한 프로파일로 견고한 구조를 얻을 수 있습니다. 프리캐스트 콘크리트 패널은 빌딩 블록을 구성할 수 있는 더 큰 다층 구조에도 사용할 수 있습니다. 재료 자체는 경량(물 위에 뜰 수 있는 콘크리트 제형이 있음) 및 온도 변동에 대한 내성과 같은 특정 요구 사항을 충족하도록 공식화될 수 있습니다. 그래핀 옥사이드와 같은 첨가제를 콘크리트에 첨가하여 보다 지속 가능한 재료로 만들 수 있습니다.

나무

목재는 조립식 주택에서 일반적으로 사용되는 또 다른 재료입니다. 기둥과 보 구조를 의미하는 "중목재"의 형태로 있는 그대로 사용하거나 패널 시스템(목재와 기타 재료). 목재의 내화성은 종종 우려의 대상이 되지만, 목재 시스템은 화재에 노출되는 동안 형성되는 절제 탄화로 인해 우수한 내화성을 갖도록 설계할 수 있습니다. 대나무는 조립식 주택에서도 사용할 수 있는 일반적인 건축 자재입니다. 목재는 또한 강철에 필적하는 우수한 재료 특성을 갖는 복합 재료로 설계될 수 있습니다. 이러한 목재 재료의 예로는 교차 적층 목재(CLT), 접착 적층 목재(GLULAM) 및 적층 베니어 목재(LVL)가 있습니다. 그것들은 모두 본질적으로 단층/균열 시작 또는 전파를 위한 연속적인 결선이 없는 방식으로 함께 접착된 목재 시트의 여러 섹션입니다.

스틸

강철은 모듈식 건물의 지지 프레임(I-빔 및 기둥), 바닥 및 벽으로 사용되는 일반적인 건축 자재입니다. 그것은 재료와 함께 사용되거나 선적 컨테이너의 개조와 같이 건축 자재의 대부분으로 사용될 수 있습니다. 연구에 따르면 강철 주택 구조는 10층 또는 그 이상으로 건축될 수 있습니다.

강철의 장점은 상대적으로 낮은 중량 대 강도 비율, 운송 용이성 및 재활용 가능성입니다. 대조적으로 단점으로는 열악한 단열, 수준 이하의 음향 성능, 이러한 목적으로 강철을 사용하면 잠재적으로 재활용 루프에서 제외된다는 사실이 있습니다.

유리

유리는 여러 건물 기능을 위해 고도로 맞춤화 가능한 재료입니다. 강화유리, 접합유리, 내열유리, 철사유리 등 여러 종류의 유리가 건축에 사용됩니다. 유리는 고강도, 절연성, 내화학성 및 내화성과 같은 유용한 특성을 가져올 수 있습니다. 유리는 또한 독특한 미적 품질을 가지고 있으며 조립식 주택의 일반적인 주제인 완전히 재활용할 수 있습니다.

재활용 및 재생 재료

재활용 가능한 재료에는 콘크리트, 석고 벽판 및 강철과 같은 일부 전통적인 건축 자재가 포함됩니다. 여기에는 셀룰로오스 단열재, 천장 타일, 플라스틱, 세라믹 또는 도자기 타일, 유리 섬유 단열재와 같은 기타 재료도 포함됩니다. 이 모든 재료는 조립식 주택을 짓는 데 사용할 수 있습니다.

이러한 재료를 사용하는 데 따른 문제는 일부 재료가 안정적으로 공급되지 않고 지속적으로 사용할 수 없다는 것입니다. 이러한 물질 중 일부는 장기적으로 거주자에게 유독하거나 해로울 수 있으므로 목적에 맞는지 주의 깊게 연구해야 합니다.

지속가능성에 대한 조립식 주택 기여

모듈식 사전 제작은 기존 접근 방식에 비해 많은 지속 가능한 이점이 있는 프로세스로 입증되었습니다. 폐기물 감소 및 현장 에너지 소비 감소와 같은 명백한 측면 외에도 수많은 요소가 특히 건설 단계에서 조립식 주택의 지속 가능성에 중요한 역할을 합니다. 건설 폐기물, 미적 옵션, 현장 중단, 물 소비 및 오염 발생 문제를 처리할 때 지속 가능한 성능이 입증되었습니다.

조립식 건설 및 일반적으로 건설의 지속 가능성을 적절하게 평가하려면 전체 수명 주기 동안 건물을 건설, 운영 및 유지 관리하는 모든 단계를 고려해야 합니다.

조립식 모듈식 건물의 지속 가능한 성능에 대한 2019년 연구에서는 기존 건물 성능과 비교하기 위해 경제, 사회 및 환경 차원에서 16개의 지표를 추출했습니다. 결과는 조립식 건설이 특히 배출, 에너지 및 물 소비 측면에서 환경에 미치는 영향이 훨씬 적음을 보여주었습니다. 조립식 건축은 또한 전통적인 건축에서 사용되는 강철, 콘크리트 및 거푸집 공사의 양을 각각 60%, 56% 및 77% 줄임으로써 경제적 이점을 나타냈습니다[5].

적층 제조가 조립식 주택 건설에 어떻게 도움이 되는지

적층 제조(AM)는 대부분 더 큰 디자인을 위해 확장하기 어려운 소형 제품에 국한된 기술로 간주되어 왔습니다. 새로운 기술은 대규모 설계에 AM을 사용하는 것뿐만 아니라 건설에 사용하는 데에도 획기적인 발전을 이루고 있습니다.

그러나 주요 과제는 3D 프린팅에 적합한 특성을 갖고 충분히 견고한 건물을 만드는 재료를 공식화하는 것입니다. 시멘트 기반 재료, 폴리머 및 금속은 적층 제조를 위해 수정할 수 있는 재료 중 일부입니다.

적층 제조를 통한 건설은 폐기물 발생이 적고 노동 집약적이기 때문에 건설 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 두바이의 사무실 건물, 암스테르담의 다리, 마닐라의 호텔 건물 등 일부 상징적인 건물은 이미 AM 기술을 사용하여 건설되었습니다[6].

<그림>

두바이, 아랍에미리트 – 2018년 6월 15일:녹색 잔디 위에 완전한 기능을 갖춘 세계 최초의 3D 인쇄 건물

조립식 주택의 미래 동향

조립식 건물에 대한 전체 아이디어는 여전히 참신하지만 업계에는 흥미롭고 새로운 가능성이 있습니다. 사용되는 재료의 측면에서 섬유 구조를 만들기 위한 탄소 섬유와 대형 구조의 3D 프린팅에 사용되는 특수 플라스틱과 같이 더 많은 재료가 고려되고 있습니다. 실행 측면에서 BIM(Building Information Modeling)과 같은 컴퓨터 프로그램의 데이터를 통해 사람의 입력을 최소화하고 오프 사이트에서 건설을 완료할 수 있는 로봇 기술이 개발되고 있습니다[2].