리모델링을 고려한 건축물 설계기준

일반건축물설계기준 제3장 건축구조분야

제8조 (구조체의 내구성 확보)
건축물의 장수명과 안전성을 확보하기 위하여 구조체의 내구목표를 설정하는 한편 일정한 내구성이 확보된 자재를 사용하며, 내구성을 향상시킬 수 있는 시공방법을 적용한다.

 

[해설] 구조체의 내구성확보

(1) 내구성 확보의 필요성
구조체는 주생활 또는 기술발전 등의 변화에 영향이 적은 부분으로 장기적인 사용이 가능한 부분이다. 또한 건축물의 안전을 담당하고 있으며 초기 투자비중도 크다. 따라서 구조체는 장기적·물리적 내구성을 갖도록 설계하는 것이 합리적이며 사회적으로 일정 이상의 강도와 내구성이 요구되고 있다. 구조체의 내구성을 확보하기 위하여 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙(건설교통부령)을 준용하거나 또는 그 동등 이상의 내구성을 갖도록 하여 건축물의 장수명화를 도모하는 것이 바람직하다.

(2) 구조체의 내구성 확보방향  
  구조체의 내구성을 확보하기 위해서는 부품군과 구조체의 범위설정, 구조체의 내구년한설정, 구조체 자체의 내구성 향상, 내구성을 위한 유지관리계획의 설정(해설 4참조)이 필요하다. 구조체의 내구년한은 대규모 보수 등이 불필요한 기간동안으로 설정하며 물리적·기능적 내구성(진부화), 사회적 내구성 등을 고려한다. 이에 따라 설정된 내구수명과의 정합성을 고려하여 설계기준을 설정하고 설계에 반영하도록 한다.

(3) 내구성 향상의 요소기술
구조체의 내구성을 향상시키는 기본적 고려사항으로 재료사양의 향상, 설계사양의 향상, 기타 내구성 향상을 도모하는 구조계획 및 구법 등이 필요하다. RC, SRC조인 경우 구조체의 내구성 향상을 위해서 콘크리트의 중성화, 철근의 부식, 균열, 부재 과대, 콘크리트의 강도열화, 누수·동해에 의한 열화, 표면열화 등에 대한 종합적인 고려가 필요하고 동시에 다음 사항을 고려하여 계획한다.
- 용이한 유지관리 및 보수 고려
건물형상·디테일은 옥외면의 유지관리·보수를 할 수 있는 뿐만 아니라 용이하게 행할 수 있도록 배려하고 동시에 동해·염해 등의 지역의 조건에 대응한 적절한 조치를 구상한다.
- 균열제어
적절한 구조계획과 디테일에 의해 균열을 제어하는 유효한 조치를 구상한다.
- 단면형상
구조부재설계는 소요되는 두께를 확보하고 적절한 시공을 할 수 있도록 단면형상을 하도록 한다.
- 콘크리트 품질
콘크리트의 품질은 강도·스럼프·단위수량·단위세멘트양을 고려하여 결정한다.
- 내구성이 우수한 방수시공
건물 옥외면은 구조체를 보호하기 위하여 내구성이 우수한 방수 등으로 마감을 시공한다.
- 유지관리가 용이한 재료선택
재료는 금속이면서 유지관리가 용이한 재료를 선정하는 것이 바람직하다. 강제(鋼製)로 하는 경우는 녹방지와 화재 등에 대응할 수 있도록 시공하고 개수에 의해 교환하면서 구조체에는 손상이 없는 부착방법으로 한다.

(4) 내구성이 우수한 공법 선택
법인세법 시행규칙을 참고하면  RC조 또는 SRC조의 내용연수를 60년으로 설정하고 있다. 그러나 SRC조의 경우 예를 들면 단순히 각형강관을 사용하는 것 보다 강관속에 고강도의 콘크리트를 충전한 CFT(강관콘크리트)를 사용함으로써, 강관이 콘크리트와 결합하여 강성, 내력, 변형, 시공 등의 모든 면에서 뛰어난 특성을 발휘함으로써 보다 긴 장기내용 목표를 달성할 수 있다. 따라서 장기내용을 목표로 하는 리모델링을 고려한 건축물에서는 구조체가 보다 고내구, 장수명할 수 있도록 구조기술의 개발이 필요하다.
※ 법인세법 시행규칙에는 RC조 또는 SRC조, 연와석조 및 블록조 등의 구조물과 전기설비, 급배수·위생설비 또는 가스설비, 냉방·난방·통풍·보일러시설, 승강기설비 등에 대한 내용연수를 설정해 주고 있는데, 같은 구조라도 보다 고내구성 재료를 사용하면 구조체의 내용연수를 연장할 수 있다.

 

제9조 (구조체의 유지관리가 용이한 계획수립)
① 구조체의 내용연수를 고려하여 유지관리계획을 수립하고, 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 구조 점검구를 설치한다.
② 장래의 리모델링에 의한 구조보강시 검토할 수 있도록 건축물 구조 설계기준 등 건축물 구조체 이력을 작성하여 보존한다.

 

[해설] 구조체의 유지관리가 용이한 계획수립

(1) 구조점검구의 설치
① 체계적인 유지관리
일반적으로 구조체의 열화현상은 처음에는 매우 느리게 진행되지만 일정한 시점의 한계를 넘어선 단계부터는 급속하게 진행되어 균열, 누수 등의 기능상실로 연결된다.  또한 유지·관리의 내용과 실시상태에 따라 구조체의 내구성을 크게 저하시키는 요인이 된다. 따라서 주택이 장기간에 걸쳐 주택으로서 기능하기 위해서는 적절한 유지·관리를 지속적으로 행하는 것이 중요하며 초기단계부터 안전점검과 유지 관리를 계획적으로 실시하여 건축물 전체의 내구수명을 연장할 수 있도록 하여야 한다.
② 정보의 공유화
유지관리계획을 체계적으로 진행하기 위해서는 장기수선계획과 일상적인 보수·점검계획을 수립하고 검토내용에 대한 적절한 계획과 보수 및 점검 교환 방법 등의 설계내용을 관리업체 및 거주자에게 제공하는 것이 중요하다.
③ 구조점검구의 계획
구조점검구는 건물의 구조적 성능을 내장재 및 구조체를 훼손하지 않고 쉽게 파악(진단)할 수 있도록 설치하는 것으로 건물의 성능을 파악할 수 있는 부위에 설치하는 것이 바람직하다. 철근 콘크리트 구조의 경우 기둥이 석고보드 등으로 마감되어 있거나, 바닥 슬래브가 타일 등으로 마감되었을 경우, 기둥 및 바닥 슬래브의 구조 상태를 확인하기 위해서는 이들 마감재를 제거해야 하는데, 경우에 따라서는 전체를 해체한 후 재시공해야 하는 어려움이 있다. 철골건축물의 경우도 마찬가지로 내후·내화성이 확보된 강재에 의한 노출식이 아닌 경우, 내화피복과 콘크리트로 둘러 쌓여 있으며, 그 다음 벽, 천장, 장식재로 마감되어 있어 그 내부의 노후도를 파악하기는 어렵다. 따라서 건축 설계시부터 향후 리모델링을 고려하여 구조체 점검구를 계획하면 마감재를 모두 해체해야 하는 번거로움 없이 구체의 상태를 수시로 확인할 수 있는 효과가 있다.
구조체 점검구의 크기는 철근콘크리트 구조의 경우 구조진단에 사용되는 슈미트 해머, 초음파 탐지기, 철근 부식 탐지기 등의 구조진단장비가 구조체에 바로 설치될 수 있는 공간과 검사에 필요한 작업 여유공간을 확보하여 설정한다. 철골구조의 경우도 마찬가지로 주재료인 강판재, 형강, 고력볼트, 용접재, 도료, 내화피복재, 피복재 등에 대한 비파괴검사, 쿠폰검사, 육안 검사 등이 용이하게 이루어질 수 있도록 충분한 구조체 점검구를 설치해야 한다.

(2) 건축물 구조체 이력작성
향후 리모델링이 필요한 경우 건축물의 안전성을 확인하고 확보하기 위하여 설계당시 적용된 설계규준 및 방법을 반드시 확인하는 것이 중요하다. 따라서 신축설계시 적용한 구조계산기준(허용응력도설계법 또는 극한강도설계법)의 근거를 구조계산서 및 관련도서에 명확히 제시하여 향후 리모델링시에 설계당시의 기준과 리모델링시점의 기준을 비교·검토가 용이하도록 한다.

 

제10조 (증축 및 용도변경을 고려한 구조설계)
장래의 실변화나 용도변경 및 코아내 설비공간 확장 등에 따른 추가 하중을 고려하여 응력집중이 예상되는 구조체에 대해서 구조 여유를 확보한다.

 

[해설] 증축 및 용도변경을 고려한 구조계획

(1) 장래의 실변화 및 건물의 용도변화 그리고 코아내 설비공간의 확장 등에 대응할 수 있는 하중 계획.
건축물을 리모델링하기 위해서는 실변화 및 용도변화 등에 대해 건축물이 구조적으로 대응할 수 있는지를 평가해야 한다. 예를 들어, 신축 건축물 설계시 공조조닝(zoning) 형식이 다층 조닝방식을 적용하였으나, 리모델링시 격층 조닝 및 각층 조닝 방식으로 변경할 경우 공조기수의 증가로 인한 공조실 면적의 확장과 신설 공조실에 대한 구조적 보강이 필요하다. 그러나 건물 초기 설계시 이를 예측하여 구조적 안전도를 확보해준다면 보수·보강에 대한 시간적·경제적 손실을 줄일 수 있다.

(2) 용도변경에 따른 구조적 고려사항
용도변경시 신축시점에서 층고와 바닥하중을 여유 있게 설계한다면 설비에 관한 기술적인 용도변경이 용이하다. 물론 2차적으로 법규적인 문제도 고려하여야 하는데 피난경로, 배연시설, 스프링쿨러, 엘리베이터 샤프트 등의 제약을 받기 때문에 설계시 고려되어야 한다.
용도에 따른 건축물의 설비와 에너지 소비량도 차이가 난다. 용도에 의한 냉방, 난방, 급탕, 전력의 최대부하가 상이하고 소비량도 차이가 있기 때문에 설계시 고려하는 것이 바람직하다.

(3) 용도변경을 고려한 설계방법
- 용도변경의 범위설정  
용도변경이 가능한 범위를 신축계획시 한정하여 설계하는 것이 바람직한데 건축물 하나로 모든 용도에 대응하는 것은 현실적으로 어려운 일이라면 계획시 대응 가능한 20∼30개의 일부 용도로 한정하여 층고와 구조내용을 달리하는 것이 고려될 수 있다.
- 층고 설계
층고 설계는 건축물의 용도에 따라 다르게 적용될 수 있으므로 장래의 대지환경변화 등을 고려하여 계획한다. 장래의 사회변화에 대하여 모든 용도에 대응할 수 있는 건축물을 계획한다면 최고 층고는 5,000∼6,000mm를 상정할 수 있으나 과다한 초기 코스트가 발생할 수 있기 때문에 건축물 용도변경의 범위를 설정하여 이를 일부층(특히 저층부)에 계획하는 방법도 고려될 수 있다.
- 바닥하중설계
바닥하중 설계는 용도변화할 수 있는 범위에 따라 바닥하중설계를 하는 것이 효율적이며 하중이 집중적으로 발생될 것으로 예상되는 부위를 보강하여 강도를 높이는 것을 고려한다.

 

제11조 (공간가변성을 고려한 구조단면계획)
일반건축물의 수평 및 수직방향 공간 가변성 확보를 위한 구조단면계획을 수립한다.
1. 건축 공간은 기둥 등의 구조체에 의해 공간의 가변성이 저해 받지 않도록 계획한다.
2. 층고는 공조설비 유니트, 급배수 배관, 정보통신 배선의 공간으로 활용할 수 있도록 가능한 높은 치수를 확보할 수 있도록 설계한다.

 

[해설] 공간가변성을 고려한 구조단면계획

(1) 기둥 및 보의 돌출지양
① 구조체로 인한 장애
장수명 건축물은 구조체와 내·외장재 및 설비의 분리를 통하여 각각의 내용연수에 따라 자재 및 부품을 교환하여 건축물의 물리적·사회적 수명을 장수명화하는 것이다. 이때 내·외장재는 대부분 공장에서 생산되어 현장에서 조립되는 것이므로, 가능한한 치수의 종류를 단순화하고 체계화하는 것이 바람직하다. 그러나 건축공간이 기둥과 보로 인하여 균일한 공간을 이루지 못한다면 이에 설치되는 내·외장재의 치수가 표준화되지 못하는 결과를 초래하고 결국은 규격화된 부품이 확보되지 않아 리모델링이 어렵게 될 수 있다.
② 가능한 규격화된 부품이 적용될 수 있도록 균질공간 조성
라멘조 건축물은 기둥 및 보의 위치와 크기에 따라 수평 및 수직공간의 형상이 다를 수 있다. 따라서 이 공간에 설치되는 내장재의 치수도 일정하지 않아 공장생산이 불가능할 경우도 발생하므로, 가능한 기둥에 의한 돌출공간을 지양하고 균질한 공간을 제공하므로서 공간의 가변 가능성을 향상시키는 것이 바람직하다. 공공건축물의 설계도서 작성에서는 이를 위해 기둥의 크기를 10cm의 증분치수로 설정해주고 있다.

(2) 동일조건에서 높은 층고 확보
정보화 및 실내 환경질 개선 요구 등에 부합하기 위해서는 충분한 배선공간과 공기조화덕트 등의 설치를 위해 충분한 층고계획이 요구된다. 그러나 층고가 높아지면 경제적 손실이 유발되므로 가능한 동일 조건내에서 높은 층고를 확보할 수 있는 구조 설계방법의 적용 및 개발이 요구된다.
이를 위한 대안으로서 역보(逆梁)구조는 공조용 유니트 설치공간이 확보되어 덕트의 설치가 용이하다.(신축공기공급기, 언더플로아 공조덕트로 이용) 또한 급배수 배관공간으로 활용(독립 배관가능)할 수 있으며, 전원 정보통신배선 공간으로 활용할 수 있다(대용량의 프리억세스플로어). 역보의 설치로 인한 플로어간의 단차도 효과적으로 활용할 수 있는데 디자인적인 처리와 수납공간으로도 활용할 수 있다.

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자료출처 : 리모델링을 고려한 건축물 설계기준 및 해설서(건설교통부 2001.12)
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