신개념 건축 솔루션, 열가소성 컴포지트(LitePan) 패널 VIDEO: LitePan

신개념 건축 솔루션, 열가소성 컴포지트(LitePan) 패널

진양석 대표 (주)엑시아머티리얼스

    (주)엑시아머티리얼스가 생산하는 금속 대체 경량 복합소재인 컴포지트 라이트판(LitePan)이 물성과 성능의 우수성을 인정받아 주거용·주택용도로 수요가 확대되면서 중동의 초고층 건물의 Façade, 애플 샵의 거대 지붕 구조체 등 전 세계의 다양한 프로젝트에 적용되었다.

패시브 하우스 급의 높은 단열 특성, 2주 이내의 빠른 시공 기간, 30년 이상의 수명을 보장하는 우수한 내구성, 매력적인 디자인, 모듈화를 통한 간편한 현장 시공 및 유지 보수성, 합리적인 가격 등을 장점으로 내세우며 국내에서 픽셀하우스(Pixel Haus), 이동식주택 제조에도 이용되고 있는 라이트판은 신개념 건축 솔루션이다.

Moma San Francisco.

이 솔루션은 독일에서 최초 적용되기 시작해 스웨덴, 이탈리아 등에 이어 최근 미군의 해외 기지에 적용되는 등 다양한 사례를 확보해 나가고 있다.

한편, 급격한 속도로 공유 경제, IoT, ICT, 무인자동차, 드론 등의 기술이 발전하고 있고 하루가 다르게 기존에는 생각하지도 못했던 제품과 기술이 쏟아져 나오고 있지만 건축 산업은 타 산업의 발전 속도를 따라가지 못하고 있고, 여전히 현장에 자재와 인력이 투입되어 현장 인력의 숙련도, 기후, 품질 및 공기의 영향을 받으며 시공이 되고 있다. 분진, 소음 등에서도 자유롭지 못하다. 이러한 부문의 개선을 위해 그간 모듈러 공법, 프리패브 공법, 공업화 주택 등 다양한 용어와 공법이 개발되어 왔으나 여전히 혁신적인 산업의 개선은 이루어지고 있지 않은 상황이다. 

진양석 대표 (주)엑시아머티리얼스

이에 많은 전문가들은 단순히 공법만의 개선, 개발이 아닌 새로운 혁신적 소재와의 결합이 필요하다 보고 있으며 최근 미국의 Katerra사가 1조원 가량의 투자를 유치해 CLT기반의 목조 프리패브 사업을 진행한 것도 그 중 하나의 트렌드라 볼 수 있다. 

이러한 가운데 엑시아머티리얼스가 개발, 생산하고 있는 LitePan은 단일 패널 기준 약 2.7m×9.0m의 대면적 복합 패널이며, 높은 물성을 보유한 친환경 건축 솔루션으로 자리잡아가고 있다. 이 패널은 기본적으로 구조와 단열 그리고 방수 기능을 일체화한 구조이며 여기에 최근 그래핀 기술 등을 응용해 안테나, 센서 등의 기능을 도입할 수 있도록 설계됐다. 또한 탄소섬유를 이용해 바닥, 벽체, 천정 등의 실내부 및 외부 역시 난방 혹은 디 아이싱 등이 가능하게 하는 등 하나의 복합 패널 내에 다양한 기능을 동시에 갖도록 함으로써 스마트 하우스 및 고기능 주택에 활발히 적용되고 있다. 최근 준불연 인증을 취득함에 따라 내화, 단열, 구조, 방수 일체화가 가능하게 되었다.

현재, 엑시아는 LitePan만으로 무골조 시공법, 목구조 및 금속 구조와의 하이브리드 공법 등 다양한 공법을 완성하고 건식 공법과 초스피드 시공이 가능하도록 하여 기존의 공법 대비하여 1/3 가량의 공기만으로도 완축이 가능하도록 하였다. 

또, 최근 개발 완료한 중목 글루램과의 하이브리드 공법의 경우 반축, 즉 골조, 벽체, 지붕, 창호·도어부까지의 완성이 약 5일 이내 진행되고 모든 공사의 마감을 최대 3주 이내 완성할 수 있도록 하였다. 

         

해외사례

LitePan은 한국 기업인 엑시아머티리얼스에 의해 개발 및 생산이 이루어졌으나 동 제품을 이용한 주거용 주택 용도의 시장은 초기에 주로 독일 및 스웨덴 등의 유럽에서 주택 부문에 적용이 되기 시작했다.  

이는 기존의 소재 및 공정 대비하여 높은 단열 특성, 낮은 인력 의존도, 우수한 내구성 등의 장점과 함께 현지의 설계기업, 구조엔지니어링 기업 및 관공서 등의 적극적 협조가 있어 가능했다.

LitePan은 각각의 프로젝트에서 제시되는 요구사항에 맞게 하나하나의 엔지니어링 과정을 거쳐 정교한 부품으로 제작이 되고, 현장에서 간단히 조립·체결되는 형태로 시공이 이루어진다. 이러한 프로젝트 대부분은 경량성, 내부식성, 빠른 시공 등을 필요로 하는 것들이며 주로 가격보다는 고성능이 요구되는 프로젝트에 적용이 되어 왔다. LitePan과 같은 컴포지트 소재는 이러한 고기능성을 보유하면서도 자동화, 대량 생산 및 고유한 친환경성(VOC zero) 특성을 이용하여 주거용 건축에의 새로운 시장을 열어가고 있다. 

 

스웨덴 160㎡ 2층 빌라

동 프로젝트는 스웨덴과 덴마크 국경부의 주택가 한가운데에서 작지 않은 규모의 공사를 1달 이내에 그것도 겨울에 마무리 지어야 하는 쉽지 않은 도전이었다. 독일의 설계자, 스웨덴의 시공팀, 그리고 당사의 LitePan소재가 접목하여 별도의 골조 없이 LitePan 만으로 약 6주만에 까다로운 스웨덴의 내화 및 구조 규격을 달성하고 주변 주택에서의 민원도 없이 완공을 한 사례이다. 이의 결과 주변 주택 대비 약 33% 가량 향상된 에너지 특성 및 높은 단열 특성, 주변 주택 대비 약 30% 저감된 비용 등의 결과를 일구어 냈다. 

덴마크 175㎡ 단층 빌라

이는 덴마크 해변가에 위치한 주택의 지붕부에 당사의 LitePan을 적용한 프로젝트이며 주요 골조가 이미 Precast concrete로 결정이 되어 있었으나 설계자의 단호한 요구에 따라 창호부에 구조 유닛을 같이 시공할 수 없는 상황이었다. 이에 당사의 250㎜ 두께의 LitePan 지붕 전면부를 담당하여 전체 구조 하중 만족 및 일부 캔틸레버 부의 안정적 시공을 마무리 할 수 있었다. 

쿠웨이트 미군 기지 

이는 KEEP(Kuwait Energy Efficiency Project)로 명명된 프로젝트이며 총 97개의 대형 기지를 당사 LitePan으로 시공한 사례이다. EEB(Energy Efficient Building)으로 명명된 기지는 외기 46도 가량에서도 실내의 온도를 25도 이내로 유지해야 하는 높은 단열 특성, 1시간의 구조 내화, 무골조 시공에 따른 구조 안정성, 20년에 7차례 가량의 기지 이동을 전제해야 하는 이동성/조립성 등이 요구된 난이도 높은 프로젝트 였다. 이는 LitePan 100㎜제품의 외부에 미군이 개발한 내화재를 처방하는 방법으로 시공이 진행되었고, 2층 건물에도 어떠한 구조물 없이 순수한 LitePan만으로 모든 요구 사항 만족을 할 수 있었다. 전체 프로젝트에 적용된 모든 자재는 미군이 규정한 친환경 요건을 완벽히 만족하였다. 완공 이후 동 기지에 약 1주간 전력이 차단되는 상황에서도 일부 태양광에 연결된 에어컨만으로도  실내 온도를 26도 이내로 유지하는 등 초기 목표 이상의 성능을 나타낸 바 있다, 

이탈리아 지진 복구 주택

지난 2012년 이탈리아의 지진 이후 긴급한 현장 복구을 위해 약 60㎡ 규모의 단층 주택 유닛이 precut이 완료된 LitePan에 창호 및 도어 프레임이 FRP로 장착된 형태로 공급이 되었다. 현장 시공은 총 12시간이 소요되었으며 이후 간단한 내외 마감 공정을 통해 동 프로젝트는 초단기에 완성될 수 있었다. 

그 외 다양한 주택 및 관련 프로젝트가 유럽, 미주, 동남아 및 한국 등지에서 진행이 되었고 이들 모두는 본래의 목적인 고단열, 초단기 시공, 우수한 내구성 등이 만족이 되었다. 

국내사례

엑시아머티리얼스는 2018년부터 한국 시장에서도 활발한 활동을 전개하고 있다. 그간 국내외 다양한 프로젝트를 통해 경량목구조, 중목구조, 철골조, 스틸하우스조, 철근 콘크리트 등 다양한 방식의 골조와의 하이브리드 방식을 활발히 적용을 진행하여 다양한 사례를 보유하고 있다. 해외의 시공이 대부분 LitePan 소재만을 적용하고 별도의 골조는 없는 실질적 무골조 방식으로 전개된 것과는 달리 한국은 여러 법규 등의 이유로 이러한 타 골조와의 하이브리드 방식으로 전개하고 있다. 

이는 건물 전체의 외벽 및 지붕 구조를 LitePan Composite 패널로 감싸버리는 공법 및 지붕체만 적용하는 방식 등 다양한 형식으로 전개 되고 있다.

제주도 월정리 팬션

제주도 월정리에 위치한 지상 2층 연면적340㎡의 동 팬션은 스틸라이트사의 스틸하우스 구조를 먼저 구축하고 이 위에 LitePan composite 패널을 체결하여 건물 전체를 감싸버리는 공법으로 진행되었다. 제주도의 높은 인건비, 느린 공기, 바닷바람에 의한 부식 및 풍화 등을 감안할 때 동 공법으로 현저한 원가 절감과 더 높은 주택 품질을 달성 할 수 있게 되었다. 동시에 스틸하우스의 스틸 구조 역시 Litepan의 강성 보강으로 인해 많은 부분 줄일 수 있었다. 

제주도 조천 타운하우스

제주시 조천읍에 위치한 지상 2층 연면적192㎡의 타운하우스 프로젝트는 철근콘크리트조와 경량철골조로 기본 구조를 완성한 이후 LitePan을 벽체에 둘러 단열과 방수 기능을 진행하고 LitePan위에 석판을 하지 없이 직접 부착하여 마감한 프로젝트이다. 

LitePan의 높은 인장강도로 상당한 무게의 벽돌의 무게를 별도의 하지 구조 없이 감당을 할 수 있게 되었고 이를 통해 많은 공기 단축과 이에 따른 원가 절감이 이루여졌고 LitePan의 높은 기밀과 단열 특성으로 인해 냉난방 효율 역시 상당한 수준으로 달성 하였다.  

글루램 중목 하이브리드 주택

현재 제주와 강화도 등에 진행중인 프로젝트로서 프리컷 및 외부 도장 마감이 된 글루램과 LitePan을 하이브리드 결합하여 진행되는 프로젝트이다. 구조와 지붕, 벽체, 창호, 도어 등의 시공을 최대 5일 이내에 완성할 수 있게 설계와 주요 자재를 선정하였다. LitePan은 동 주택의 지붕 및 외벽체 전부를 담당하여 빠른 공기와 높은 기밀 및 단열 특성, 그리고 자유로운 외마감 방식을 채용할 수 있게 기여하였다. 

화성 단독주택

이는 약 82㎡의 단층 주택이며 2017년에 무골조 방식으로 시공이 되었다. 주택 전체를 완벽히 기밀하고 높은 단열 특성을 구현하여 언덕에 위치하고 있어 단열에 취약할 수 있는 문제를 해결하였다. 또한 무골조 방식임에도 불구하고 내진성 등 모든 구조적 요구사항을 완벽히 해결한 사례가 되고 있다. 

중소형 스마트하우스

엑시아는 최근 국내외의 다양한 설계그룹 및 IoT그룹과 함께 차세대 스마트하우스를 개발중에 있다. 이는 지붕, 벽체, 파사드 등 다양한 유닛이 내외부의 센서의 신호에 따라 자유로이 움직이게 하여 더 높은 에너지 효율 및 공간 활용을 극대화하도록 하는 개발, 실내의 온도, 습도, 이산화탄소 등을 감지하여 스스로 환기, 냉난방을 하게 하는 기능 등이 추가되며 주택 전체의 에너지 효율을 극대화하여 실질적 에너지 독립주택이 되도록 개발을 진행 중이다. 또한 미적인 기능 역시 강화하여 기존의 소형 주택과는 많은 부분 차별화된 디자인 개발을 진행 중이다. 

패시브 주택

패시브 주택의 가장 중요한 포인트인 주택 전체의 기밀과 높은 단열지수 등을 LitePan으로 맞추어 설계한 주택이 경북 구미에 시공이 되었다. 이는 경량 철골 구조체의 외벽과 지붕부 전체를 대형 LitePan소재로 감싸는 공법으로 시공이 되어 높은 수준의 기밀과 단열을 만족하였고 LitePan의 외부에 직접 스터코플렉스 시공을 진행하여 외마감 비용 등 총 공사비를 절감하도록 하였다. 

스마트팜

스마트팜은 엑시아 머티리얼스가 가장 큰 강점을 보유한 시장 중 하나이다. 스마트팜의 특성 상 완벽한 기밀, VOC 등의 휘발성 유기화합물 발생의 전무, 높은 온,습도 변화에 따른 치수 안정성, 높은 단열 및 기밀 특성, 그리고 각종 시그널을 간섭없이 통과시키는 등 모든 요구 사항을 완벽히 만족하며 가격적으로도 기존의 금속 샌드위치 패널 공법에 비하여서도 약 20~30% 이상의 비용 절감 효과를 가져다 준다. 최근 국내외의 다양한 프로젝트에 LitePan 소재를 공급하고 또한 자체 개발한 그래핀 센서 및 기능의 일체화를 통해 스마트팜 전체적인 패키지를 공급 중이다. 

대형 주택단지

LitePan 소재의 다양한 기능의 통합성과 높은 구조 특성으로 상당량의 건축 공정을 단순화시키고 이를 통해 기존 건축 공법 대비 3배 이상 빠른 시공을 가능케 한다. 또한 높은 완성도, 내구성 및 단열성 등으로 빠른 공기에도 품질의 저하나 하자 발생의 인자를 최소화시켰다. 

최근 엑시아는 국내 다양한 현장에 단층, 복층 등의 주거용 주택 단지 개발에 참여하고 있고 현재 국내 다양한 주거 및 리조트 지역에 단위 규모 수백동 이상의 프로젝트에 참여하고 있다. 

황인수 기자 나무신문

http://www.imwood.co.kr/news/articleView.html?idxno=22654

 

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