KIEAE Journal

21세기 현재 우리나라 주택은 공동주택이 대부분을 차지하고 있다. 하지만 오래된 공동주택의 노후화 상황은 이용자의 주택 관리 상태에 따라서 차이가 크다. 또한 낡은 특정 주호 하나만 신축이 불가능하기 때문에 공동주택의 노후화가 일관되지 않다는 문제 또한 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 각 주호가 개별적으로 변경이나 철거 및 교체가 가능하도록 건축의 모듈화가 필요하다.

이에 본 연구는 컨테이너를 활용하여 조립형 아파트를 구성하는 방법을 생각하게 되었으며, 공동주택(아파트)에서 각 주호별 구성에 컨테이너를 이용하여 계획 할 수 있도록 프로토타입을 제안하는데 목적이 있다. 각 주호의 구성은 제시된 컨테이너 모듈을 적층 또는 좌우 배치하여 다양한 형태의 주거공간을 확보할 수 있고 거주자의 선택적이고 독창적인 의견이 반영되어 공간구성을 이룰 수 있다.

컨테이너를 활용한 건축물 사례조사를 통해 컨테이너 건축물의 적층 및 공간배치 유형을 분석하고, 이를 토대로 컨테이너를 공동주택 공간구성에 활용 가능하도록 모듈화 공간을 연결 배치하는 타입을 조사한다. 이를 바탕으로 컨테이너를 활용한 공동주택 단위공간 모듈 구성의 종류를 고려한 공간구성 방법을 제안한다. 연구의 범위는 컨테이너 건축물 계획은 공동주택으로 한정하며, 공간계획에 사용하는 컨테이너는 20ft의 규격의 모듈로 한정한다. 또한 하나의 가구당 사용 단위모듈 공간 개수는 최대4개로 한정하기로 한다.

가변성은 사전적 의미로 “일정한 조건에서 변할 수 있는 성질이다. 즉, 건축적 관점에서 가변성은 한정된 상태에서 안정적으로 형태나 프로그램의 다양성을 만들어 내며, 특정 환경이 요구하는 것에 대한 적응성(adaptability)을 뜻한다.

거주자들은 주거 환경에서도 각자의 개성을 유지하려고 한다. 거주자의 다양한 요구를 반영하고, 거주자의 삶의 질을 향상시키기 위한 방법으로 실내공간 변경이나 내장재 교체 등이 필요하다. 하지만, 더 나가 필요에 따라 건물의 구조부분까지 교체 및 변경 하거나 건축물 전체를 재건축하는 방법 등은 쉽지 않다. 하지만, 가변형 시스템은 구조부분과 내장부분의 분류를 통한 부분적 교체가 가능한 시스템이며, 다양한 공간구성으로 거주자의 요구를 수용할 수 있는 지속 가능한 주거이며 질적 주거를 구현하는 시스템이다.¹⁾

1970년대부터 SAR의 설계방법론에 관심을 가져온 일본은 1974년 주택공간을 발전시키기 위하여 KEP(Kodan Experimental Project)라 칭하는 3단계 6년간의 프로젝트를 실행하여 공과 사, 그리고 소유와 임대의 구분에 따른 2단계 공급방식을 제안하여 구조체(Support)와 내장재(Infill)의 구분 공급을 제안하였다. 이러한 오픈 빌딩개념의 주택을 일본에서는 SI주택이라고 한다.

구조체가 내구성을 담당하고, 내장재가 가변성을 담당하는 SI주택 시스템은 Infill부분이 가변성을 가짐으로써 수요자 중심의 건물을 건립하거나, 개조, 개선할 수 있는 방법이며, 실내배치를 다양하고 용이하게 할 수 있다. 이러한 점은 현 시대의 요구조건인 거주자의 개별성, 다양성의 특성을 가진 가변형 구축 시스템이다. 추후에 리모델링을 할 경우에도 기존 건축물보다 비교적 쉽게 교체나 배치를 자유롭게 구성할 수 있는 지속가능한 주택의 개념도 동시에 담고있는 이론이다. 본 연구에서는 공동주택 계획안을 일본의 SI주택의 구조체와 내장재의 구분 공급의 개념을 혼합한 개념으로 공동주택을 구성한다. (Fig.1)

Fig. 1 
Concept of SI housing for container

본 연구는 컨테이너를 활용한 건축물의 사례조사를 통해 기존의 컨테이너 건축물의 공간배치 방식의 구분과 종류 등을 고찰하였다. 사례조사 대상 및 방법으로는 국내·외의 사례로서 각기 공간구성 형태가 다른 컨테이너 건축물을 용도, 규모별로 구분하여 조사하였다. 이는 공동주택의 공간적층 및 공간배치 방식으로 적합한 구성방법을 파악하기 위함이며 조사한 건축물의 예는 table1과 같다.

1. Huiini House
		Nationality	Mexico
		Usage	house
		Location	La Primavera
		Build	2013
		Style	Expanded
		Scale	Container	6
			Layer	2
2. Container Sale Office
		Nationality	China
		Usage	office
		Location	Shanghai
		Build
		Style	Expended
		Scale	Container	27
			Layer	2
3. Orange cube house
		Nationality	South Korea
		Usage	guest house
		Location	Seoul
		Build	2016
		Style	Expended
		Scale	Container	14
			Layer	4
4. Papertainer Musium
		Nationality	U.S.A
		Usage	gallery
		Location	California
		Build	2002
		Style	Union
		Scale	Container	148
			Layer	1
5. Sugoroku offico
		Nationality	Japan
		Usage	office
		Location	Japan, Ji-Fu
		Build	2011
		Style	Expended
		Scale	Container	7
			Layer	3
6. PUMA City
		Nationality	Spain
		Usage	Mixed-use
		Location	Alicante, Spain
		Build	2008
		Style	Mixed
		Scale	Container	24
			Layer	3
7. 12 Container
		Nationality	U.S.A
		Usage	Summer house
		Location	Brooklin
		Build	2003
		Style	Mixed
		Scale	Container	12
			Layer	2
8. Huiini House
		Nationality	Mexico
		Usage	Hotel
		Location	La Primavera
		Build	2015
		Style	Single alone
		Scale	Container	1
			Layer	1

본 연구에서는 공간배치 및 적층 방식을 살펴보는 것이 사례조사의 주된 목적 중 하나이다. 공간배치 방식은 대부분 컨테이너를 블록처럼 맞춰 쌓은 구성이 보편적이며 시각적으로나 구조적으로도 가장 안정감이 있으며 단순하지만, 컨테이너가 가진 특유의 독특한 외관으로 구축되었다. 또한, 기본적인 쌓기 방식의 구성을 탈피하고자 내어쌓기와 같은 변화를 통해 단조롭지 않은 구성을 취하려는 모습도 나타난다.

사례조사 결과 건축물에 사용된 컨테이너 모듈의 개수는 하나의 단위공간을 만들기 위하여 1개에서 148개까지 다양하게 사용되었다. 컨테이너 건축은 대부분 소규모로 활용되지만 이처럼 여러 개의 모듈을 사용하여 대규모의 건축에도 활용될 수 있음을 보여준다.

Style	Feature	Building
Single- Module	- Good insulation and waterproof, moistureproof, excellent durability - Easy to install & economic - Easy space expansion
Vertical, Horizontal Expanded	- Can be assembled and moved - Excellent moisture resistance - Solid and semi-permanent - Easy space expansion and contraction
Space- Expanded	- Solid and semi-permanent - Container incision as needed - Can be used as a recycling container

오픈 플랜의 개념으로 컨테이너를 필요로 하는 구조체 프레임에 삽입하여 거주자의 원하는 규모와 형태의 주거공간을 확보할 수 있다. 구조체에 유닛을 삽입하여 공간을 구성하는 방식으로는 유닛의 사용 개수별 분류방법이 있다. 사용하는 개수에 따라 입면을 그림으로 표현하면 Fig.2와 같이 표현할 수 있다.

Fig.2 
Combining type of module by container quantity

공간구성에 있어 기준(중심)공간을 설정하여 불변의 핵심 공간을 확보하고 이 공간을 중심으로 여러 방향에 공간을 접합하여 다양한 형태의 컨테이너 배치방식 및 평면구성이 가능하다. (Table5~10에서 회색의 부분이 기준공간, 흰색의 부분이 결합공간으로 규정한다.) 또한 공동주택에서 공간 개념은 크게 공적공간과 사적공간으로 구분되며, 기준공간은 다음과 같은 특징을 가진다.

• 기준공간은 복도와 주거공간 사이의 출입이 가능한 출입문이 위치한 공간이다.
• 다른 공간에 비해 비교적 고정적인 공간이다.
• 고정적 공간으로 화장실 및 부엌 등 급수설비를 갖춘 공간이다.

1) Type 1

컨테이너 모듈 한 개를 사용하는 구성방식은 결합 및 접합 없이 그대로 사용하는 것으로 한가지의 구성만 존재한다. 하나의 컨테이너를 사용하기 때문에 이 모듈이 곧 기준공간이며 결합공간인 주거공간으로 활용된다.

Table.5 
Case of Single module

Type name	Front Elevation	Isometric
Type 1

2) Type 2

Type 2는 컨테이너 모듈 두 개를 사용하여 결합할 수 있는 방법으로는 A, A', B, B'로 총 4가지로 구성된다. 컨테이너 모듈의 사용개수가 두 개로 증가하면서 다양한 배치방식을 형성할 수 있다. Type 1의 경우 소규모의 주거에 적합하기 때문에 실의 분할에 한계가 있지만 Type 2에서는 활용가능면적이 28.8㎡로 넓은 공간의 확보가 가능하고 용도에 맞는 체계적인 실의 분할이 가능하다. 또한 경우에 따라서는 2개 층의 동시사용이 가능하여 필요에 따라서 독립적인 공간구성이 가능하다. (Table.6)

Table.6 
Case of twin module

Type name	Front Elevation	Isometric
Type 2-1
Type 2-2
Type 2-3
Type 2-4

3) Type 3

Type 3는 컨테이너 모듈 세 개를 사용하여 결합할 수 있는 방법으로 A, A', B, B', C, C'로 총 6가지로 구성된다. 컨테이너 모듈 사용 개수가 3개 이상일 경우에는, 가능한 연결방식 중 3개 층을 동시 사용하는 Fig.3의 그림과 같은 구성은 제외한다. 그 이유는 3개 층의 동시사용은 다른 거주자들의 새로운 컨테이너 결합을 방해할 요인으로 간주하며 기준공간의 설정이 모호하고 좌·우 결합방식보다 평면구성의 효율이 현저히 저하되기 때문에 배제하였다.

활용가능면적은 43.2㎡으로 넓은 공간을 사용할 수 있으며 Type 1은 물론이고 Type 2의 경우보다 폭넓은 구성을 취할 수 있다. 넓은 공적공간과 독립된 사적공간의 혼합된 사용 또한 가능하다.

Fig.3 
Triplex style

Table.7 
Case of triple modules

Type name	Front Elevation	Isometric
Type 3-1
Type 3-2
Type 3-3
Type 3-4
Type 3-5
Type 3-6

간략히 규칙을 설명하면 B와 B'는 상·하 대칭적인 관계이며, B와 C는 동일한 층에서의 좌·우 대칭의 관계인 것이다. 그러므로 B와 C'는 상·하, 좌·우 가 모두 대칭된다는 것을 알 수 있다. 이러한 규칙은 Type 3에서부터 Type 4까지 같은 유형의 구성일 경우에 이와 같은 규칙이 적용가능하다.

Fig.4 
Symmetry rules of container combining

1번 상·하 대칭관계의 공간연결 방식은 기준층이 2층이라고 가정하면 1층에 결합공간을 두거나 3층에 결합공간을 두는 방식으로 1층 또는 3층에 결합하면 층별 모듈의 개수는 달라진다. 또한 세로축의 위치는 같으나 가로축의 위치가 달라서 기준층의 위쪽과 아래쪽에 위치함에 따라 기준층에서 올라가는지, 내려가는지가 달라짐으로 결합공간의 실의 용도가 변하게 된다.

2번 좌·우 대칭관계는 결합공간이 기준공간을 중심으로 같은 층에 위치하여 실을 구성함에 있어서 용도가 같으며 층별 사용 모듈의 개수 또한 같다. 그러므로 가로축의 위치가 같다는 뜻과 동시에 세로 축의 위치는 다르다는 것을 의미한다.

3번 상·하, 좌·우 대칭관계의 경우는 구성과 목적이 전적으로 다르다. 층별 모듈개수와 세로축의 위치, 가로축의 위치가 전부 다른 것으로 서로 대각선상에 위치한 경우로 구성에 있어서 완벽히 다른 구성으로 규정한다.

Table.8 
Symmetry relationship of container combining

Symmetry Relation	Usage of room	Qt. of module per floor	Location of Vertical axis	Location of Horizontal axis
Top/Bottom symmetry	Different	Different	Same	Different
(Left/Right) Bisymmetry	Same	Same	Same	Same
Inversion center	Different	Different	Different	Different

4) Type 4

Type4는 컨테이너 모듈 4개를 사용하여 구성되는 방식이다. 컨테이너 모듈을 4개 사용하는 경우는 기존 설명되었던 모듈의 사용개수보다 많은 모듈을 사용하기에 더욱 다양한 구성과 복잡한 공간의 관계를 가지고 있다. 하지만 컨테이너를 활용한 공동주택의 계획에서 컨테이너 모듈을 4개를 사용한다는 것은 보편적인 방법은 아니며, 하나의 층 또는 건물전체의 독점의 이미지로 인식될 수 있다.

Table.9 
Case of quadruple modules

Type name	Front Elevation	Isometric
Type 4-1
Type 4-2
Type 4-3
Type 4-4
Type 4-5
Type 4-6
Type 4-7
Type 4-8
Type 4-9
Type 4-10

또한 컨테이너를 사용하는 목적의 하나인 모듈러 건축의 관점에서는, 이러한 큰 규모의 건축은 모듈방식이 적합하지 않기 때문에 컨테이너 모듈을 4개 이상 사용하는 것은 비효율적이라고 판단된다.

컨테이너 모듈의 개수가 증가함으로 평면의 구성이 다양해지기 때문에 구성을 할 때에 복잡해지며 선택의 어려움이 따른다. 하지만 모듈의 배치방식은 모듈의 인접배치 형태로만 구분하여 나열하기 때문에 모듈의 개수가 증가함에 따라서 배치방식이 복잡해지지 않고 기존 구성에 모듈이 하나 더 추가되는 방식이다. 그러므로 공간의 목적이나 자세한 세부 사항은 생략하고 컨테이너를 이용한 모듈 공간의 상하좌우(전후는 제외)배치 규칙에 대해서만 다루도록 한다.

본 연구에서 설정한 모듈형 조립식 공동주택의 개념은 거주자가 컨테이너를 결정 후 공동주택 프레임에 삽입하는 과정을 통해서 공동주택의 구성이 완성된다. 여기서, 컨테이너가 들어가는 공간은 기존의 공동주택으로 보면, 각 주호에 해당하며 입주자는 프레임의 공간을 할당받고 컨테이너 모듈 주택을 마련하여 자신이 할당받은 공간에 끼워 넣어 아파트 공간 중에 자신의 주호를 완성하는 형태가 된다. Fig.5에 나타난 바와 같이 입주자는 다양한 형태의 컨테이너 공간 모듈을 선택할 수가 있을 것이다.

Fig .5 
Examples of various apartment container modules

한편, 이러한 경우 거주자가 이사를 가거나 입주하지 않으면 컨테이너를 삽입하는 공간이 비어있게 되는데, 이 공간은 공동주택의 외관을 해치고 불안정하다. 이 문제를 해결하기 위한 방안이 필요한데, 그 방법으로 Fig.6과 같이 컨테이너의 모듈 중 난간모듈을 제작하여 비어있는 공간에 공동주택의 휴게공간과 같은 용도로 사용하는 난간모듈을 삽입하여 거주자들의 공용공간으로 활용이 가능하다. Fig.6에 나타난 바와 같이 난간모듈의 경우 두 가지 형태가 존재할 수 있는데, 난간을 바깥쪽에 설치하는 방법은 건물의 복도를 통해서 난간모듈의 공간을 사용하는 방법이며 두 번째 방법은 난간을 안쪽에 설치하는 것으로 복도와 난간모듈을 막아서 활용하지 않고 비어놓는 형태이다.

Fig. 6 
Examples of balustrade container module

비어있는 공간은 난간모듈을 사용하지 않고 별도의 컨테이너를 삽입하여 공용공간인 휴게시설 및 대피공간 등으로 활용이 가능하다. 난간모듈과 공용의 컨테이너 모듈을 삽입하지 않으면 구조상 건축물의 일부가 개방되어있기 때문에 안전상의 문제가 발생할 수 있기 때문에 이러한 대책이 실시되어야 할 것이다.

본 연구는 연구내용을 가상의 공동주택에 적용시키는 계획 시나리오를 작성하여 보았다. 일반적인 고층아파트 형태로 계획이 가능하나 여기서는 편의상 컨테이너 건축 관련 법규와 안정성을 위해 편의상 지상3층의 건축물로 구성되었으며, 컨테이너 모듈 15개의 삽입이 가능하도록 계획되었다. (Fig.7, Fig.8)

Fig. 7 
Floor Plan of container module apartment building

Fig. 8 
Elevation of container module apartment building

편심코어의 형태이며 편복도의 형식으로 이루어졌다. 컨테이너의 삽입을 통해 원하는 위치를 선택하여 공간배치를 할 수 있으며 구조체의 경우 임대를 하고 컨테이너 모듈을 소유하여 이사를 갈 때에는 기존의 이사를 하는 방식처럼 짐을 꾸려 이사하는 것이 아닌, 소유한 컨테이너 모듈을 이동시켜 같은 형식의 공동주택에 삽입하는 것을 목적으로 계획되었다. (Table.10)의 step1은 프레임만 있는 빈공간이며, 이들을 step2와 같이 공간 입주자가 희망하는 형태의 다양한 모듈을 채워 넣어 step3의 완성된 형태로 갖추어지게 된다.

Progress	Image	Condition
Step1		Vacant frame of apartment building
Step2		Combining the container modules User can occupies by Type1~Type4 (See Table5,6,7,9)
Step3		Completed combined container modules