철근값 60% 급등에 관심 증폭

시공성 개선ㆍ공간 확보도 용이

리모델링 시장에서도 수요 늘어

노하우 갖춘 구조사무소 극소수

전문 인력ㆍ회사 육성 필요성 커져

보통전단벽(왼쪽)과 특수전단벽 개념도. 특수전단벽은 양단 모서리 부분에 수평 방향으로 철근을 빼곡히 채워 넣기 때문에 보통전단벽보다 철근ㆍ콘크리트 투입량이 많고 벽체가 두껍게 제작된다. /사진: 한국방재기술 제공

 최근 자재값 급등 여파로 민간 아파트 현장에도 ‘성능 기반 내진설계(이하 성능설계)’가 빠르게 확산되고 있다.

기존에는 한국토지주택공사(LH)와 일부 대형 건설사들이 제한적으로 도입했지만, 자재 대란이 지속되면서 공사비 절감 수단으로 성능설계 수요가 늘어나고 있다는 분석이다.

24일 관련업계에 따르면 서울 서초구에 3000여가구 규모의 재건축 단지를 짓고 있는 대형건설사 A사는 이 아파트의 내진설계에 성능설계 기법을 적용했다. 당초 A사는 전통적인 ‘탄성설계(허용응력설계)’ 방식을 검토했지만, 자재값 급등이 지속되자 공사비 부담을 덜기 위해 성능설계로 전환했다.

건물이 지진을 견디도록 내부 구조와 벽면을 보강하는 내진설계는 크게 탄성설계와 성능설계 방식으로 나뉜다. 탄성설계가 주요 재료의 탄성 한계 이내의 허용응력을 기준으로 내진설계를 하는 방식이라면, 성능설계는 구조물의 목표 성능수준을 정한 뒤 기술적으로 안전성이 검증된 대안적 구조시스템과 정밀한 비선형 구조해석을 통해 이를 만족시키는 설계방식이다.

성능설계는 각종 지진ㆍ바람 등 모든 변수에 대응하기 위해 과설계가 불가피한 탄성설계를 대체하기 위해 2016년 국내 도입됐다. 당시 창민우컨설턴트(대표 김종호)는 미국의 성능설계법을 들여와 LH 아파트 현장에 처음 적용했다.

성능설계가 도입 초기부터 수요가 많았던 것은 아니다. 국내에선 다소 생소한 내진설계법이어서 이를 수행할 구조설계사가 많지 않았고, 성능설계에 관심있는 건설사도 드물었다. GS건설ㆍDL이앤씨 등 대형사 일부만 선도적으로 도입하는 수준이었다.

성능설계가 본격적으로 건설업계의 러브콜을 받기 시작한 것은 지난해 상반기부터다.

현행법상 60ｍ 이상(아파트 20층 높이)의 고층건축물이나 지반이 약하거나 지진 발생 가능성이 큰 지역 내 고층건물에는 탄성설계에 따른 구조형식인 ‘특수전단벽’을 의무 적용해야 한다. 특수전단벽은 벽체 양단의 모서리 부분에 철근을 빼곡히 넣어 배근한 후 300∼350㎜ 두께로 콘크리트를 채워넣는다. 이렇다 보니 일반전단벽보다 평균 두께가 100∼150㎜가량 두껍고, 촘촘한 철근 탓에 시공성이 나쁘다. 아파트의 세대 간 칸막이벽, 엘리베이터ㆍ계단(코어)벽체 등 주요 벽체 및 건물 외벽 등에 주로 시공된다. 특히 고층 건물의 하단부에도 내진성능이 좋은 특수전단벽은 필수다.

문제는 지난해 5월 특수전단벽의 핵심 자재인 철근값이 60%가량 급등하면서 발생했다. 자재비 부담이 커진 건설사들이 특수전단벽 상당부분을 일반전단벽으로 대체할 수 있는 성능설계를 채택하기 시작했다. 성능설계를 적용하면 설계비가 3배가량 더 들고, 설계기간도 늘어나지만 자재를 5%가량 절감할 수 있는 데다 실내면적도 3∼5% 정도 추가 확보할 수 있다.

올해 완공을 앞둔 B건설사의 부산 사상구 소재 아파트 현장(지하 5층∼지상 최대 41층)과 내년 입주가 예정된 서울 동대문구 일대 아파트 현장(지하 6층∼지상 40층)도 이러한 이유로 성능설계를 적용했다.

업계에서는 성능설계의 수요가 더욱 확대될 것으로 보고 있다. 고층 신축 건축물에 더해 리모델링 시장에서도 성능설계 적용 빈도가 늘고 있기 때문이다. 업계 관계자는 “내진설계가 도입됐던 1988년 이전 노후 건축물은 리모델링 시 과도한 내진설계로 필요 이상의 공사비가 발생하기도 한다”며, “성능설계를 적용하면 총 내진보강 공사비의 최대 50%까지 줄일 수 있다는 장점 때문에 수요가 늘고 있다”고 귀띔했다.

다만, 성능설계를 수행할 수 있는 인력과 소프트웨어를 구비한 구조기술사사무소는 많지 않다. 국내 200여개 구조기술사사무소 가운데 아리수엔지니어링(대표 김의용), 아이맥스트럭쳐(대표 윤병익), 타아이구조기술사사무소(대표 김태진), 한울구조안전기술사사무소(대표 김대호), 한국방재기술(대표 안태상) 등 20여개사 정도다.

업계 관계자는 “비탄성 해석프로그램과 고도의 분석 노하우를 갖춘 구조사무소가 많지 않아서 늘어나는 성능설계 수요를 감당하지 못할 것”이라며, “안전과 직결된 내진설계인만큼 전문성을 갖춘 인력과 회사를 더 육성해야 한다”고 말했다.