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요약문
Executive Summary
목차
제1장 서론 19
1. 연구의 필요성 19
2. 연구목표 및 내용 20
2.1. 최종 목표 20
2.2. 연차별 사업 목표 및 내용 20
2.3. 연차별 목표와 최종목표의 연계성 21
2.4. 해당연도 연구추진 일정 22
제2장 추진체계 및 전략 23
1. 연구 추진 체계 23
2. 연구 추진 전략 28
제3장 연차별 주요내용 및 결과 29
1. 1차년도 연구수행 내용 및 소결 29
1.1. 모듈러 시공법과 재래식시공법의 경제성 비교·분석(feasibility study) 29
1.2. 시공성 향상을 위한 작업공구 및 장치 개발 40
1.3. 소결 58
2. 2차년도 연구수행 내용 및 소결 59
2.1. 모듈러 주택(저층) 실시설계 기반 경제성 분석 59
2.2. 모듈러 주택(저층) 실시설계 기반의 설계VE 68
2.3. 유닛모듈 조립 효율화 공법 개선 90
2.4. 유닛모듈 양중기술 분석 106
2.5. 소결 122
3. 3차년도 연구수행 내용 124
3.1. 유닛모듈러주택의 사업화 전략수립 124
3.2. 분리·재사용을 고려한 유닛모듈러 시공기술 135
3.3. 유닛모듈러 하부구조의 공구·법 개발 145
3.4. 소결 162
제4장 종합 결론 163
1. 경제성 분석 및 사업화전략 분야 연구결과 163
1.1. 경제성 분석 163
1.2. 기능분석·평가 및 VE 대안 도출 163
1.3. 사업화전략 수립 164
2. 시공효율화 기술 분야 연구결과 164
2.1. 작업공구·장치 개발 및 시험 164
2.2. 유닛모듈 양중기술 분석 165
2.3. 분리재사용을 고려한 내장마감 공법 165
2.4. 분리재사용을 고려한 유닛모듈러 기초시공 기술 165
3. 3차년도 수행결과와 최종결과에 대한 영향 166
3.1. 비즈니스모델 개발 분야 166
3.2. 시공효율화 분야 166
참고 문헌 167
부록 169
서지자료 199
Bibliographic Data 200
판권기 201
표 1.2.1. 연차별 목표 및 내용 20
표 1.2.2. 세부연구내용별 성과물 현황 22
표 2.1.1. 연차별 연구추진체계 현황(경제성 부문) 24
표 2.1.2. 연차별 연구추진체계 현황(시공효율화 부문) 25
표 3.1.1. 전통적 시공법과 모듈러 시공법의 경제성 비교 사례 30
표 3.1.2. 분석대상 및 가정 설정 32
표 3.1.3. RC공법의 건축공사비 33
표 3.1.4. RC공법의 간접공사비 34
표 3.1.5. 모듈러공법의 공사비 데이터 36
표 3.1.6. 공업화율별 모듈러 공법의 수명주기 비용 37
표 3.1.7. RC공법과 동일한 비용을 갖는 공업화 70% 모듈화 공법비용 37
표 3.1.8. 공업화율별 총비용 38
표 3.1.9. 공업화율별 경제성 확보 제작비 및 누적건물수 39
표 3.2.1. 분석대상 설정 59
표 3.2.2. 분석가정 설정 60
표 3.2.3. RC공법의 건축공사 데이터 61
표 3.2.4. RC공법 건축물비용의 현가분석 62
표 3.2.5. 유닛모듈러 공법의 건축공사비 데이터 62
표 3.2.6. 모듈화80%에 따른 모듈러제작비 및 공사비 63
표 3.2.7. 모듈러 현가분석 64
표 3.2.8. RC 및 모듈화 공법의 생애주기비용 비교 64
표 3.2.9. 모듈화 80%일 때 RC공법과 동일한 비용을 갖게되는 비용 추정값 65
표 3.2.10. VE활동을 통한 가치향상 형태 69
표 3.2.11. 조립용공구의 비용효과 및 기능개선을 위한 VE 검토 73
표 3.2.12. 설계VE 추진단계에 따른 분야별 역할 74
표 3.2.13. 사용자(발주자) 요구측정 품질모델 평가 75
표 3.2.14. 모듈러 주택의 대상 분류별 성능항목 및 기능정의 78
표 3.2.15. 모듈러주택의 기능분석 대상 분류 79
표 3.2.16. 모듈러 주택의 설계VE 아이디어 리스트 83
표 3.2.17. 모듈러 주택의 설계VE 대안 선정 84
표 3.2.18. 공종별 아이디어 평가 분류 87
표 3.2.19. 모듈러 주택의 설계VE 개선효과 87
표 3.2.20. 모듈러 주택의 비용절감형 설계VE 현황 88
표 3.1.21. 모듈러 주택의 성능 향상형 설계VE 현황 88
표 3.1.22. 모듈러 주택의 설계VE 분석 결과 88
표 3.2.23. 유닛 모듈 양중시간 118
표 3.2.24. 철근 양중 시간(참고) 118
표 3.3.1. 유닛 모듈러 시장의 SWOT 분석 125
표 3.3.2. 연령대별 1~2인 가구 수 128
표 3.3.3. 1-2인 가구 소득 특징 129
표 3.3.4. 유닛 모듈러 주택시장 전망 결과(기준안 기준) 133
표 3.3.5. 단위 유닛 평면도(도면검토 대상) 개요 136
표 3.3.6. 전문가 자문회의 개요 136
표 3.3.7. 기존공구와 전동공구의 비교 및 보완사항 도출 144
표 3.3.8. 기초의 종류 145
그림 1.2.1. 연차별 목표와 연구수행 내용의 연계성 21
그림 2.1.1. 3세세부 3차년도 연구내용 Flow Chart 23
그림 2.1.2. 연구추진체계 개념도 26
그림 2.1.3. 각 세세부별 연구수행 체계 27
그림 2.1.4. 연구추진전략 개념도 28
그림 3.1.1. 생애주기비용(LCC)의 개념 29
그림 3.1.2. 공업화율 70% 모듈러 제작의 학습곡선 38
그림 3.1.3. 공업화율/학습율에 따른 민감도분석(할인율 5.5%) 39
그림 3.1.4. 단위 유닛모듈 운송장치 사용현황 40
그림 3.1.5. 화물차에 위치 고정핀을 이용해서 고정시키는 방법 41
그림 3.1.6. 화물차에 용접 설치된 고정블럭 42
그림 3.1.7. 아답터 블럭과 화물차 고정블럭의 설치방법 43
그림 3.1.8. 화물차의 앞뒤부분의 아답터 블록 설치방법 43
그림 3.1.9. 화물차의 고정블럭과 앞뒤부분 아답터 블록의 연결 44
그림 3.1.10. 화물차의 중간부분의 아답터 블록 설치방법 44
그림 3.1.11. 화물차의 고정블럭과 중간부분 아답터 블록의 연결 45
그림 3.1.12. 유닛모듈 양중장치의 현황 46
그림 3.1.13. 무동력 수평장치의 원리 47
그림 3.1.14. 양중시 무게 중심이 편심 되었을 때 발생하는 현상 47
그림 3.1.15. 양중시 쇠사슬에 무게가 가해졌을 때 자동 쇠사슬 줄임장치의 원리 48
그림 3.1.16. 개선된 체인블럭을 이용한 양중방법 49
그림 3.1.17. 두 지점에 개선된 체인블럭의 설치방법 49
그림 3.1.18. 기존 유닛 모듈러 주택시공의 라쳇렌치 사용현황 50
그림 3.1.19. 조립공구(수공구) 개발 방향 51
그림 3.1.20. 가이드 축을 이용한 조립공구(수공구) 51
그림 3.1.21. 베벨기어를 이용한 조립공구(수공구) 52
그림 3.1.22. 조립공구(수공구)(안) 52
그림 3.1.23. 조립공구(수공구)(안)의 분해도 53
그림 3.1.24. 조립공구(수공구)(안)의 사시도 53
그림 3.1.25. 조립공구(수공구)(안)의 삼면도 54
그림 3.1.26. 고정쇠와 안전판-1을 이용한 조립방법 55
그림 3.1.27. 고정쇠와 안전판-1의 조립순서 56
그림 3.1.28. 고정쇠와 안전판-1의 작동원리 56
그림 3.1.29. 고정쇠와 안전판-2를 이용한 조립방법 57
그림 3.1.30. 고정쇠와 안전판-2의 조립순서 57
그림 3.1.31. 고정쇠와 안전판-2의 작동원리 57
그림 3.2.1. 모듈러주택(저층)의 기준층 평면도(1세세부 연구결과) 59
그림 3.2.2. 모듈러주택(저층)의 기준층의 모듈 타입 60
그림 3.2.3. RC 및 모듈화 공법의 생애주기비용 65
그림 3.2.4. 모듈화율 80%일 때 유닛모듈러 제작의 학습곡선 66
그림 3.2.5. 할인율 변화에 따른 민감도 66
그림 3.2.6. 학습율 변화에 따른 민감도 67
그림 3.2.7. 모듈러주택의 설계VE을 통한 경제성 검토 68
그림 3.2.8. 프로젝트의 진행에 따른 VE적용 적정 시기 및 비용결정의 상관관계 70
그림 3.2.9. 유닛모듈러 공법의 기능개선을 위한 모의 검증 시연(A) 71
그림 3.2.10. 유닛모듈러 공법의 기능개선을 위한 모의 검증 시연(B) 72
그림 3.2.11. 사용자(발주자) 요구측정에 따른 품질모델 항목 도출 75
그림 3.2.12. 모듈러 주택의사용자(발주자) 측면의 품질모델 75
그림 3.2.13. 모듈러 주택의 공종별 내역서 76
그림 3.2.14. 모듈러 주택의 고비용 분야 산정 결과 77
그림 3.2.15. 모듈러 주택의 내역서 관련 파레토 분석 현황 77
그림 3.2.16. 모듈러주택의 성능기반 기능분석 80
그림 3.2.17. 기능정리를 고려한 성능항목 기능분석 체계도(PFAST) 80
그림 3.2.18. 모듈러 주택의 구성요소별 현재비용 배분표 81
그림 3.2.19. 탈현장 초고속 주택 기능비용 결정표(FD) 82
그림 3.2.20. 탈현장 초고속 주택 기능비용 결정표(IWDM) 82
그림 3.2.21. 설계VE 대안별 Class 구분 및 적용시기 검토 83
그림 3.2.22. 설계VE 제안 내용별 대안 상세표 구성현황 85
그림 3.2.23. 설계VE 제안 내용별 제안서 구성현황 86
그림 3.2.24. VE제안 공종별 성능분석 결과 89
그림 3.2.25. VE제안 공종별 가치분석 결과 89
그림 3.2.26. 아답터블록 A의 요소망 91
그림 3.2.27. 아답터블록 B의 요소망 91
그림 3.2.28. 아답터블록 A의 경계조건 91
그림 3.2.29. 아답터블록 A의 하중 91
그림 3.2.30. 아답터블록 B의 경계조건 92
그림 3.2.31. 아답터블록 B의 하중 92
그림 3.2.32. 작용하중 각도 92
그림 3.2.33. 아답터블록 A의 변형형상 및 응력분포도, 소성변형률도 93
그림 3.2.34. 아답터블록 A의 하중-변위 93
그림 3.2.35. 아답터블록 B의 변형형상 및 응력분포도, 소성변형률도 94
그림 3.2.36. 아답터블록 B의 하중-변위 94
그림 3.2.37. 아답터블록 현장실험 주행코스 95
그림 3.2.38. 아답터블록 설치위치 95
그림 3.2.39. 변형률 게이지 센서의 설치 과정 96
그림 3.2.40. 아답터블록 A설치(좌)와 아답터블록 B설치(우) 96
그림 3.2.41. 변형률 게이지 센서의 부착 위치 97
그림 3.2.42. TEST 1의 주행실험 결과 97
그림 3.2.43. TEST 2의 주행실험 결과 97
그림 3.2.44. TEST 3의 주행실험 결과 97
그림 3.2.45. TEST 3의 주행실험 결과 97
그림 3.2.46. 구조접합부에 따른 라쳇렌치 사용법 99
그림 3.2.47. 유니버셜 조인트를 이용한 전동공구 99
그림 3.2.48. 유니버셜 조인트를 이용한 전동공구의 사용 예 99
그림 3.2.49. 기어를 이용한 전동공구 100
그림 3.2.50. 기어를 이용한 전동공구의 사용 예 100
그림 3.2.51. 코너드릴 101
그림 3.2.52. 코너드릴을 이용한 전동공구 101
그림 3.2.53. 전동공구 (A) 시작품 101
그림 3.2.54. 전동공구 (B) 시작품 101
그림 3.2.55. 전동공구 (A)의 조립도 102
그림 3.2.56. 전동공구 (A)의 사용 예 102
그림 3.2.57. 전동공구 (B)의 조립도 103
그림 3.2.58. 전동공구 (B)의 사용 예 104
그림 3.2.59. 이동식 크레인 109
그림 3.2.60. 타워크레인 109
그림 3.2.61. 천장식크레인 110
그림 3.2.62. 트럭크레인 110
그림 3.2.63. 휠크레인 111
그림 3.2.64. 전천후크레인 111
그림 3.2.65. 험지용 크레인 112
그림 3.2.66. 무한궤도식크레인 112
그림 3.2.67. 작업반경과 인양하중의 상관관계 115
그림 3.2.68. 도시형 생활주택 고층 원룸형 주택... 116
그림 3.2.69. 원룸형주택 세대평면 및 유닛구성 116
그림 3.2.70. 도시형 생활주택 고층 1ROOM 입면도 117
그림 3.2.71. 도시형 생활주택 중·저층 연립주택기준층 평면도 117
그림 3.2.72. 도시형 생활주택 중·저층 연립주택기준층 입면도 118
그림 3.2.73. 이동식 크레인 선정 프로세스 120
그림 3.2.74. 이동식 크레인 선정의 유효성 검토 프로세스 121
그림 3.3.1. 해외 모듈러 건축시장 규모(영국사례) 124
그림 3.3.2. 국내 모듈러 건축시장 규모 124
그림 3.3.3. ARIMA모형을 활용한 모둘러 건축시장 전망 125
그림 3.3.4. 규모의 경제 개념을 활용한 유닛모둘러 시장 분석 126
그림 3.3.5. 연도별 주택 임대 호수 130
그림 3.3.6. 유닛 모듈러 주택 목표 시장 131
그림 3.3.7. 비선형예측모형을 활용한 모둘러 주택 시나리오 분석(기준안) 132
그림 3.3.8. 비선형예측모형을 활용한 모둘러 주택 시나리오 분석(고성장) 133
그림 3.3.9. 비선형예측모형을 활용한 모둘러 주택 시나리오 결과(기준안 기준) 133
그림 3.3.10. 유닛모듈러 시장규모에 따른 대응방안 134
그림 3.3.11. 단위 유닛 평면도 135
그림 3.3.12. O.D.H 도면검토 후 문제점 분류 137
그림 3.3.13. 유닛간 바닥조이트(좌) 및 거실-침실1 조인트 단면도(우) 137
그림 3.3.14. 내부벽체 전개도(좌) 및 침실 평면도(우) 138
그림 3.3.15. 난방배관 설치 평면도 138
그림 3.3.16. 단위세대 급·배기 덕트 평면도 139
그림 3.3.17. 전기설비 계통도 139
그림 3.3.18. 침실1 전기 배선도 140
그림 3.3.19. 침실2 평면도(좌) 및 침실2와 발코니 단면도 140
그림 3.3.20. 침실1과 거실의 평면도 141
그림 3.3.21. 위생배관 계통도 141
그림 3.3.22. 급·배기 덕트 계통도 142
그림 3.3.23. 벽체유닛시스템 개념도(좌) 및 벽체유닛시스템 평면도(유닛모듈 코너부분)(우) 143
그림 3.3.24. 벽체유닛시스템 평면도(유닛모듈이 접합된 부분)(좌) 및 벽체유닛시스템 측면도(우) 143
그림 3.3.25. 기초의 종류 145
그림 3.3.26. 독립기초의 형태 146
그림 3.3.27. 주택 공사 기초 공사 146
그림 3.3.28. 독립기초의 편심 하중 분석 147
그림 3.3.29. 기초 시공 오차 발생 148
그림 3.3.30. 일반 습식 건설과 달리 높이를 정확히 맞춰야 할 필요가 있음 148
그림 3.3.31. 모듈라 주택 기초 시공 148
그림 3.3.32. 스크류 파일링 149
그림 3.3.33. 주택 기초로서의 스크류 파일링 149
그림 3.3.34. 기초레벨 오차 개념도 150
그림 3.3.35. 접합부 개념도 151
그림 3.3.36. 기초접합부 페데스탈 평면도 152
그림 3.3.37. 기초접합부 단면도 1 153
그림 3.3.38. 기초접합부 단면도 2 153
그림 3.3.39. 기초접합부 및 페데스탈 체결 단면도 154
그림 3.3.40. 나사산 가공 철근 무수축몰탈 채움 154
그림 3.3.41. 일반철근 무수축몰탈 채움 155
그림 3.3.42. Axial Force _ 자중+수평하중 156
그림 3.3.43. Axial Force _ 자중 156
그림 3.3.44. Axial Force _ 수평하중 156
그림 3.3.45. 기초접합부 철근량 산정시 유효단면적 상세도 157
그림 3.3.46. X방향 응력 _ 부재자중 158
그림 3.3.47. Y방향 응력 _ 부재자중 159
그림 3.3.48. Z방향 응력 _ 부재자중 159
그림 3.3.49. X방향 응력 _ 수평하중 159
그림 3.3.50. Y방향 응력 _ 수평하중 160
그림 3.3.51. Z방향 응력 _ 수평하중 160
그림 3.3.52. X방향 응력 _ 부재자중+수평하중 161
그림 3.3.53. Y방향 응력 _ 부재자중+수평하중 161
그림 3.3.54. Z방향 응력 _ 부재자중+수평하중 161
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