[주목받는 건설신기술] 거푸집대용 단열재ㅣ지열우물공(SCW) 시공기술

벽체 양측 '거푸집대용 단열재'… 세계최초로 '新건축공법' 관심

신디자인건축(주), 개발 상용화

안전사고 제로·층간소음 차단

공사비 최대 30% 절감 큰 장점

      벽체 양측에 거푸집 대신 단열재를 설치하고 S자형 콘크리트를 타설해 자체 내진기능까지 갖추는 새로운 건축공법이 업계에서 관심을 끌고 있다.

거푸집 조립·해체 과정의 안전사고 걱정이 사라지는 건 물론 모든 슬라브에 설치되는 단열재가 층간소음을 대폭 낮추면서 공사비까지 최대 30% 절약하는 '일석삼조' 효과를 얻을 수 있다.

28일 한 전시장에 설치된 신디자인건축(주)(대표·신상철)의 '양 단열재 거푸집 및 내진구조 공법'이 활용된 단독주택 모델이 설치돼 있다. /신디자인건축 제공

신디자인건축(주)(대표·신상철)은 '양 단열재 거푸집 및 내진구조 공법'을 위한 거푸집용 단열재와 단열재 결합 파스너(Fastner·고정용 철물) 등을 개발해 그동안 콘크리트를 타설할 때 필요했던 거푸집을 사용하지 않는 신규 건축공법의 상용화에 나섰다고 2일 밝혔다.

신디자인건축이 개발한 거푸집용 단열재는 콘크리트가 타설될 공간 양측에 내외부 구조물을 중심으로 설치돼 일반 유로폼(거푸집) 역할을 대신하기 때문에 별도의 거푸집 설치가 필요 없다.

함께 개발된 결합 파스너가 양측 단열재와 각 구조물을 견고하게 고정하기 때문에 콘크리트를 타설하더라도 단열재가 파손될 위험이 없다.

이는 세계 최초 개발된 공법으로 신디자인건축이 지난 2017년부터 3년간 1억5천만원을 들여 연구·개발해 이뤄낸 결과물이다.

또 신디자인건축의 거푸집용 단열재를 사용하면 거푸집 조립·해체 과정에서의 안전사고를 '제로화' 시킬 수 있고, 모든 층의 슬라브가 설치돼 층간소음 차단 효과도 극대화할 수 있다.

가장 큰 장점은 최대 30%의 공사비 절감이다. 먼저 거푸집 역할을 하는 양 단열재와 철근을 모두 공장에서 사전 제작해 현장에선 콘크리트 타설만 진행해 작업 절차를 크게 줄일 수 있다.

이에 132㎡ 기준 단독주택을 짓기 위한 공기가 90~120일에서 50~60일로 최대 50% 단축된다.

철근과 콘크리트 물량을 늘려야만 얻을 수 있는 내진기능도 S자 형태라는 콘크리트 타설 방식 덕분에 자체 내진기능을 갖게 된다.

또 콘크리트 벽체 두께가 일반적으로 200㎜인데 비해 144㎜에 그쳐 25%의 자재가 절약되고 철근도 복배근 대신 단배근을  택하기 때문에 30%를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

신디자인건축이 개발한 신 공법을 활용할 경우 총 공사비의 최대 30%를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

신상철 신디자인건축 대표는 "효율적인 공사와 안전사고 감소를 위해 건축자재를 줄이는 방법을 고민하다 이번 새로운 공법을 개발하게 됐다"며 "이번 공법이 널리 보급돼 앞으로 많은 건설업체가 효율적이면서도 안전하고 친환경적인 주택을 많이 짓기를 바란다"고 말했다.

김준석기자 joonsk@kyeongin.com 경인일보

지지케이, 지열시공 ‘건설신기술’로 날개달다

설계반영 의무·업무담당자 면책 규정, 공공기관 확대

     국내에서는 유일하게 지열냉난방시스템분야에서 건설신기술을 획득한 지지케이(대표 안근묵)가 광역시·도의 ‘건설신기술 활용촉진에 관한 조례’에 적시된 ‘설계반영 의무’ 규정과 ‘업무담당자 면책’ 규정에 힘입어 지자체와 교육청 등 공공기관에서 설계반영을 확대하면서 신기술 보급 확대에 날개를 달았다.

지지케이가 획득한 건설신기술 제772호는 ‘상향순환 체계를 갖는 열교환시스템과 쌍방향게이트에 의해 공급 및 환수배관 결속구조를 가진 지열우물공(SCW) 시공기술’로, 한국토지주택공사(LH)에서 우수신기술로 선정돼 시범사업을 진행한데 이어 최근 서울주택도시공사(SH)에서도 마곡지식산업센터 복합개발사업에 시범적용을 결정하며 우수한 기술력을 다시 한 번 입증했다.

특히 지열냉난방시스템의 핵심 설비인 지중열교환기 안정화에 매진해 온 지지케이가 보유한 건설신기술은 이미 60여개소의 공공기관 건축물 신축현장에 적용돼 우수한 성능효율이 확인되고 있다. 

개방형 지열시스템, 대형 냉난방에 적합

신재생에너지 이용기술 중 지열냉난방시스템은 연중 안정적인 열원 공급으로 타 열원시스템에 비해 우수한 에너지이용효율을 갖고 있다.  특히 지하수와 암반의 직접적인 열교환 특성을 통해 지반 및 지하수의 열물성을 종합적으로 이용하는 개방형시스템은 밀폐형시스템에 비해 월등히 높은 성능을 기대할 수 있다. 

일정한 간격을 유지해야 하는 지중열교환기의 설치 개수가 밀폐형 대비 10분의 1정도에 불과하기 때문에 한정된 부지 안에서 대형 냉난방 수요가 요구될 때 효율적인 대응이 가능하다. 

특히 건설신기술은 땅속에 설치되는 지중열교환기에 대한 점검 및 재생정비 등 유지관리가 용이하다는 것이 무엇보다 큰 장점으로 주목받고 있다.

지지케이 관계자는 “기존 개방형 지열냉난방시스템은 지중열교환기의 구조적인 문제로 빈번하게 하자가 발생하면서 보급기피공법으로 취급돼 왔다”라며 “원인은 500m 깊이의 굴착구간 전체에 125회의 소켓 연결작업을 거쳐 설치한 PVC 파이프가 이탈 또는 파손되거나 공내 퇴적물에 의해 PVC 파이프 하부구간에 제작된 스트레이너가 막히는 현상으로 인해 지하수의 정상적인 순환·이동경로에 장애가 발생하기 때문”이라고 지적했다.

시공성 및 경제성 등의 측면에서 우수성이 인정된 지지케이 건설신기술은 기존의 PVC 파이프를 제거한 나공 상태의 지열우물공에 순환설비가 최적화된 지중열교환기를 구축하는 기술로, 시공난이도 개선과 함께 순환설비 자재의 변형 및 파손, 지하수 이동 장애 등 하자발생 요인을 근본적으로 해소해서 지중열교환기의 안정성을 확보했다. 

또한 기존 기술과 비교할 때 순환용적이 1.7배 확장된 공간에서 1.6배 더 많은 시간을 갖고, 상향 순환하는 ‘Bottom-Up’ 열교환 방식으로 성능효율도 약 18% 향상됐다.

정약용도서관  unist 해수자원화연구센터. 

지중열교환기에서 고장이 발생하는 경우 원인 점검이나 재생정비가 사실상 어려웠던 기존 기술과 달리 손쉬운 점검 및 재생정비가 가능한 구조로 개선됨에 따라 단 한번 설치로 30년 이상 사용해야 하는 지중열교환기의 수명 연장과 유지관리 편리성을 확보했다.

특히 지지케이는 건설신기술 지열냉난방시스템을 설치하면서 건축물의 출입구 쪽에 ‘에너지생산안내패널’을 추가로 설치해 주목을 받고 있다. 

지중에서 생산되는 지열에너지 단위(kcal)를 전기에너지 단위(kW)로 변환시켜 LED창에 나타내 누구나 손쉽게 지열에너지 생산 현황을 볼 수 있도록 한 것이다. 수백만원의 추가비용이 발생하는 일이지만 사용자로부터 큰 호응을 얻으면서 건설신기술과 지열냉난방시스템에 대한 인식을 개선하는데 큰 도움이 되고 있다. 

강은철 기자 칸

케이콘텐츠