건설연, “사막 한 가운데서도 쾌적하게” ‘에너지 자립형 패시브 모듈러 건축’ 개발

영상 50도 극한 환경에서도 냉방 효율·기밀성 확보… 중동 특화형 패시브 설계 적용

신속 설치·해체·재시공 가능해, 기존 모듈러 대비 공사비 37% 절감, 공기 9% 단축

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한국건설기술연구원(원장 박선규, 이하 건설연)은 고온·건조한 사막기후에서도 에너지 자립이 가능한 중동 지역 특화형 ‘패시브 사막형 모듈러 건축기술’을 개발했다고 9월 16일 밝혔다.

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패시브(Passive) 모듈러주택

모듈러 건축은 공사 기간을 단축하고 품질을 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있으며, 주요 구성 요소는 구조체인 쉘터(Shelter), 실내 구성 요소인 인필(Infill), 외관 마감재인 클래딩(Cladding)으로 나뉜다. 쉘터는 기둥과 보 등 건물의 뼈대, 인필은 바닥과 천장 등 내부 인테리어, 클래딩은 외장재와 창호 등 건물의 외관을 말한다.

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건설연 건축연구본부 연구팀(팀장: 임석호)이 개발한 기술은 모듈러 건축 방식에 중동 지역의 혹독한 기후 조건을 반영한 패시브 디자인 개념을 결합했다. 사우디아라비아는 네옴시티라는 대규모 스마트 도시 건설 추진에 투입될 건설노동자 숙소를 포함한 주거시설을 모듈러 방식으로 지을 계획이다.

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이번 기술의 핵심은 극심한 일교차(낮 기온 50도, 밤 기온 0도)에도 문제가 없도록 설계된 점이다. 강한 태양열과 빈번한 모래바람 속에서도 실내 환경을 쾌적하게 유지할 수 있도록 냉방 효율과 기밀 성능을 극대화했다. 기존 패시브 주택이 난방 효율에 초점을 맞췄다면, 이번 기술은 냉방, 환기, 일사 차단을 강화한 것이 특징이다. 특히 창을 통해 들어오는 열기를 차단하고 옥상의 과열을 방지하는 설계가 적용됐다. 또한 사우디아라비아의 잦은 모래폭풍 속에서 자연환기가 어려운 상황에서도 실내 공기질을 안정적으로 유지할 수 있도록 고기밀 성능을 확보했다.

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건설연은 자체 개발한 U자형 축열벽 프리캐스트 콘크리트(PC) 쉘터를 적용했으며, 인필은 단열과 차음을 고려한 100% 공장 생산형 내장 마감 박스로 구성했다. 또한 쉘터와 인필 사이를 분리 및 재조립할 수 있는 접합부 기술을 개발해 시공 편의성과 재활용성을 높였다. 기존 모듈러 주택에서 공사 기간 단축에 걸림돌이 됐던 외장 마감과 창호 공정을 개선하기 위해 외장재와 창호를 공장에서 일체형으로 제작해 현장에서 바로 설치할 수 있다.

이 기술은 경기도 이천에 실험용 주택을 완공한 후 다시 해체해 재활용 가능성을 입증했다. 해체한 해당 구조물을 파주로 옮겨 재조립하고 기밀, 단열, 차음 성능을 측정했다. 기술 경제성 분석 결과 기존 강재 모듈러 공동주택 대비 구조, 내화, 외장 마감 공사비에서 약 37% 절감 효과를 보였다. 특히 전체 공사 기간도 약 9% 단축 가능한 것으로 나타났다.

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박선규 원장은 “이번 기술은 극한의 사막기후에서도 에너지 자립이 가능한 고성능 주택을 우리 기술력으로 구현한 성과로, 중동 건축 시장 진출의 교두보이자 글로벌 친환경 건축 기술을 선도하는 기반이 될 것”이라고 밝혔다.

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건설연은 해당 기술을 ㈜다이나믹코어스에 이전했고, 이를 바탕으로 사우디아라비아 등 중동시장 진출을 본격적으로 추진할 계획이다. 본 성과는 과학기술정보통신부가 지원하는 건설연 중소·중견기업 지원사업(주요사업 대과제 5)인 “사우디 등 중동 지역의 패시브형 PC 모듈러 주택 및 클래딩 개발 연구 (2023~2024)” 과제를 통해 개발됐다. 건설연은 과학기술정보통신부 산하 국가과학기술연구회 소속의 정부출연연구기관이다.

건설연