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용역사업 수행 결과 보고서 [생물안전밀폐실험실 오송생명과학단지 국책기관 이전 설치에 대한 비용 및 타당성 검토] 연구용역 2007년 6월

목차 1 사업개요 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 3 2 모듈이란? ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 3 3 사업수행내용 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 4 4 구조안전진단에 따른 이전 타당성 검토 ~~~~~~~~~~~~~ 6 5 장비 및 설비 진단 분석 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 42 6 이전에 필요한 상세 예산분석 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 44 7 결론 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 91

1. 사업 개요 국책사업의 일환으로써 현 서울특별시 은평구 녹번동에 위치한 질병관리본부 등 4 개의 보건의료 국책기관이 오는 2010년까지 오송생명 과학단지로 이전함에 따라 질 병관리본부 내 생물테러 대비 및 대응 시설로서 Module 구조체로 건축된 BL3 급( 생 물안전실험실 3 등급) 인 중앙생물안전밀폐실험동의 이동 타당성에 대한 객관적인 타 당성 검토를 수행하여 성공적인 이전 사업을 진행하는데 객관적인 자료를 작성하고 자 한다. 국내 BL3 Guideline에 따라 해당 시설의 이동의 안전성을 검토하기 위하여 다음과 같은 부분들로 상세 수행 항목을 정하고 각 항목에 대한 객관적인 기준 및 기준 확 립의 근거, 조사( 수행) 내역을 설명함으로서 논리적 타당성의 결과를 도출 한다. 2. Module 이란? 고대 건축술에서 기둥의 지름을 기준으로 여러 종류의 모듈이 건축양식마다 각기 고유한 비율을 결정할 때 이용되었다. 예를 들어 일본 건축에서는 공간의 크기를 그곳에 놓일 수 있는 다타미의 개수로 측정하는데, 다타미 1장은 대개 너비가 90 cm, 길이가 180 cm 크기이다. 현대건축에서 설계 모듈은 설계상의 비율과 치수를 기 획하는 데 이용한다. 이때 쓰이는 것은 계량기인데, 프랭크 로이드 라이트는 1.3m 의 직선이나 대각선 격자를 이용했으며 르 코르뷔지에는 스스로 모듈러라고 이름붙 인 가법적( 加 法 的 ) 비율방식을 개발 발표했다. 또한 모듈은 건물의 축조과정에서 여러 자재와 부품의 크기를 조정하는 기준이 된다. 그 결과 모든 건축자재들을 낭 비하는 것 없이 건물부지에 꼭 알맞게 쓸 수 있을 뿐 아니라, 모든 설계에서 적용 될 수 있는 규격품을 선별해서 대량생산할 수 있으므로 비용이 절감된다. 이런 이 유로 콘크리트를 미리 성형하거나 PS 콘크리트( 인장 피아노선이 들어 있는 콘크리 트) 자재를 만들 때는 배관 도관 전기배선 열관리 등의 다양한 설계를 고려해서 모 듈을 짜야 한다. 모듈을 이용한 시공은 비용 절감을 위한 주택건설이나 학교의 건 설, 그외 여러 목적에 보편적으로 응용되어왔다. 1930년대 베미스 4in(Bemis 4inch : 유럽에서는 10 cm) 입방체의 모듈이 개발된 이후에 모듈에 대한 관심이 증가되었 다. 이어서 1950 년대에 더 넓은 영역의 공인된 치수 규격을 설계자에게 제공하기 위해 여러 가지의 모듈 체계를 하나의 ' 숫자양식'(number pattern) 으로 통합하려는 시도가 있었다. 그러나 여전히 많은 수의 건축가와 건축자재 생산자들은 그들의 필 요와 관심에 따라 자기 나름대로의 모듈을 사용하고 있다. 그러나 본 프로젝트에서 사용하는 모듈이라는 개념은 설치 후 분해 과정을 통해 재조립을 할 수 있는 구조 체로 정의한다. -3-

3. 사업수행 내용 3.1 용역사업 수행 위치 질병관리본부 3.2 용역 대상 건물 전경 -4-

3.3 용역사업 수행체계 용역사업 총괄책임자 현장실사 책임자 견적작업 책임자 검증작업 책임자 : GCEM EBT : GCEM ENG T : GCEM ENG QS : GCEM QMT 구조 안전진단 : 가야구조ENG ( 주) 팀장 김명용 심재욱과장 안상준과장 김진홍 팀장 용역사업 총괄책임자 구조안전진단사무소 -중앙생물안전밀폐실험실의 구조 안전진단 실시 품질보증팀 - 이전시 검증관련 자문실시 Engineering Team 견적 작성팀 - - - - 건축도면 검토 및 현장평가 설비도면 검토 및 현장평가 전기도면 검토 및 현장평가 자동제어 검토 및 현장평가 - - - - 건축 상세 견적 작성 설비 상세 견적 작성 전기 상세 견적 작성 자동제어 상세 견적 작성 3.4 용역 수행 내용 구조안전진단을 통해 현 건물의 안정성 평가 및 향후 이전시 구조적인 문제점이 발 생할 수 있는 지를 예측하고, 현장 정밀 실사를 통하여 이전이 불가능한 장비와 시 설을 분류하고, 상세한 견적 작업을 통하여 2010년에 이전사업이 타당성이 있는지 를 판단하였다. -5-

4. 구조안전진단 결과 4.1 정밀점검의 개요 4. 1. 1 건축물명 : 질병관리본부 생물안전밀폐실험실 4. 1. 2 위 치 : 서울특별시 은평구 통일로 4. 1. 3 점검목적 : 194 ( 녹번동 5) 본 정밀점검( 이하 점검 이라 한다) 의 대상시설물은 질병관리본부 생물 안전밀폐실험실 로서 시설물 안전관리에 관한 특별법 제13조의 규정에 의한 시설물의 안전점검 및 정밀안전진단지침 에 따라 가야구조ENG ( 이하 진단기관 이라 한다) 에서 점검을 실시하였다. 정밀점검에서는 육안검사 및 측정 시험 결과를 근거로 이전의 점검 진단에서 발견된 결함 및 손상의 진전 또는 신규로 발생된 상황을 파악하여 건축물의 주요 부재별 상태를 판단하고, 건축물 전체에 대한 상태평가등급을 결정하며, 구조물이 현재의 사용조건을 만족시켜 줄 것인지의 여부를 확인하고, 향후 시설물의 중점유지관리 항목을 파악하는데 목적이 있다. 4. 1. 4 점검일정 : 2007년 05월 16일 2007년 05월 23 일 (8 일간) ⑴ 현 장 조 사 : 2007년 05월 17일 ⑵ 분석 및 보고서 작성 : 2007년 05월 18일 2007년 05월 22일 ⑶ 보고서 완료 및 제출 : 2007년 05월 23일 4. 1. 5 점 검 자 : 가야구조ENG 주식회사 ( 책임기술자: 정 경 훈) 4. 1. 6 점검의 범위 과업내용 : 1) 정밀점검의 범위 본 정밀점검은 시설물의 안전점검 및 정밀안전진단 지침에 따라 질병관리본 부 생물안전밀폐실험실 시설물에 대하여 외관조사 및 비파괴장비 조사를 실시하고 시설물의 상태를 평가함. 2) 과업내용 -6-

설계도서 및 관계서류 검토 1 설계도서 2 보수, 보강 실태의 조사 및 기록 현장조사 1 구조체의 균열, 누수, 백태, 박리, 박락, 층분리, 철근노출 등 2 구조체의 변위, 변형상태 3 작용하중조건, 기초 지반조건, 주변환경조건 등의 변경사항 4 5 구조부재의 변경사항 시설물 주변지반의 침하상태 비파괴 장비조사 1 2 3 콘크리트 압축강도조사 철근배근상태 및 피복두께조사 건물 기울기조사 4 처짐조사( 바닥LEVEL 측정) 5 철골접합부 상태조사( 자분탐상시험) 상태평가 1 2 3 주요부재별 외관조사 결과 분석 비파괴 장비조사 결과 분석 시설물의 상태평가 및 안전성 평가 4. 1. 7 사용장비 및 기기 : 1) 콘크리트 압축강도 : Concrete Test Hammer( α-750 RX) - 2) 철근배근 및 피복두께 : Ferroscan(PS200) - 자기장법 3) 건물기울기 및 수직변위 : Theodolite - 측량장비 4) 처짐조사 : LEVEL 5) 자분탐상기 : MY-2 반발경도법 4. 1. 8 정밀점검 FLOW CHART -7-

현 장 조 사 설계도면 및 관련자료 검토 육 안 조 사 용도, 구조 변경 작용하중 상황 부동침하, 변위 및 변형 균열 콘크리트 및 강재의 노후화 현상 강재의 접합부 상태 주요구조부재의 규격 부대시설 상태 주변 환경변화 계측 및 공간좌표 측정( 필 요시) 철근 콘크리트 품질 시험 콘크리트강도 철근 배근상태 강 재 품 질 시 험 도장 및 내화피복 상태 강도( 필요시) 결 과 분 석 상 태 평 가 일부부재의안전성 평가( 필요시) 보 고 서 작 성 -8-

4. 2 구조체 검사결과 4. 2. 1 균열현황 4. 2. 1. 1 개 요 균열은 콘크리트 구조물의 내력 및 내구성 저하를 나타내는 지표이다. 콘크리트 의 파괴는 항상 균열에 의해서 일어난다. 또한 콘크리트는 생겨날 때부터 균열을 갖고 있다. 즉 콘크리트는 균열을 항상 갖고 있으며 그 균열의 진전에 의해 파괴 가 일어난다. 콘크리트는 일반적으로 압축강도는 크나 인장강도가 낮기 때문에 시공중이거나 시공후에 일어나는 체적변화와 구속조건 및 외력의 작용 등에 기인 하여 균열이 발생되기 쉽다. 콘크리트의 균열은 여러 가지의 원인에 의하여 콘크 리트의 경화를 전 후하여 나타나는데, 균열이 표면에서 관측되어질 때면 이미 콘 크리트 내부구조에는 미세균열로 인하여 조직이 상당히 손상되어 있다고 볼 수 있다. 이러한 균열을 그대로 방치할 경우 균열을 통하여 콘크리트의 내구성에 큰 문제를 일으키게 되며, 내력에도 결과적으로 영향을 미치게 되므로 이에 대한 조 치가 필요하다. 유해한 균열은 부재가 과도하게 처지는 원인이 되며, 내부 철근 의 부식발생을 촉진하여 철근콘크리트 구조물의 내력 또는 내구성을 저하시키거 나 누수현상을 일으키거나 혹은 외관을 현저하게 손상시키거나 하는 것을 말한 다. 특히 휨균열, 전단균열, 피로하중에 의한 균열은 구조내력의 직접적인 피해 를 가져오는 것이다. 그러므로 구조물에 이미 발생된 균열의 원인을 분석하여 콘 크리트 구조물의 장기적인 내구성 확보를 위한 대책을 마련한다는 것은 구조물의 유지관리 차원에서 중요하다. 4. 2. 1. 2 균열의 원인 및 특징 균열의 기본조사를 통하여 콘크리트 구조체에 발생한 균열의 원인 및 특징을 다음과같이추정할수있다. 표2-1 콘크리트 구조체에 발생하는 균열의 특징 -6-

구 분 균 열 원 인 균열의 특징 ⑴ 시멘트의 이상응결 폭이 크고 짧은 균열이 비교적 빨리 불규칙하게 발생 콘크리트 및 시멘트 재료 성질에 관련 된사항 ⑵ 시멘트의 수화열 ⑶ 콘크리트의 경화 건조수축 단면의 콘크리트에서 1-2주간 지난후부터 직선상의 균 열이 대략 등간격으로 규칙적으로 발생 표면만의 것과 부재를관통하는것이있다. 2-3개월후부터발생하고점차성장 개구부나 기둥, 보로 둘러쌓인 모틍이 부분에 경사균열 및 가늘고 긴 균열이 등간격으로 수직하게 발생 ⑷ 시멘트의 이상팽창 방사형 망상모양의 균열 ⑴ 펌프압송시의 시멘 트양, 수량의증가 2-3 개월후부터 발생하고 점차 성장 개구부나 기둥, 보 로둘러쌓인모퉁이부분에경사균열및가늘고긴균 열이 등간격으로 수직하게 발생 ⑵ 타설순서의 실수 이음부분에 균열이 생김. 상으로 발생 슬라브에서는 주변을 따라 원 시공에 관련 된사항 ⑶ 급속한 타설속도 철근의 상부에 벽과의 경계등에서 단속적으로 발생 ⑷ 이음처리 부정확 이음부분에 균열생김 ⑸ 미장강도 부족 조적몰탈 부위에 방사형의 균열 ⑹ 배합비불량및두 께부족 몰탈부위에 경사균열이 부분적으로 발생 -7-

구 분 균열원인 균열의 특징 2-3 개월후부터 발생하고 점차 성장 개구부나 기둥, ⑴ 환경, 온도, 습도의 변화 보로 둘러쌓인 모퉁이 부분에 경사균열 및 가늘고 긴 균열이 등간격으로 수직하게 발생하며 균열은 습 도변화에 따라 변동 외적요인에 관련된 사항 저온측또는저온측의표면에휨방향과직각으로 ⑵ 부재양면의 온습도차 발생 ⑶ 동결, 융해의 반복 표면이 부풀어 올라서 부슬부슬 떨어지게 됨. ⑷ 내부철근의 녹 ( 철근의 부식) 철근을 따라 큰 균열이 발생 피복 콘크리트가 벗겨 지고떨어지고녹이유출됨. ⑸ 연속, 충격적인 진동 망상모양의 균열, 경사균열 및 변위 ⑴ 구조물의 부등침하 큰 균열이 발생(45 방향) ⑵ 하중( 설계하중 이내의 주로 휨하중에 의해 보나 슬라브의 인장측에 경우) 균열이 발생 하중에 관련 된사향 ⑶ 하중( 설계하중을 초과 하는 경우) 망상모양의 균열 경사균열및큰균열이발생(45 방향) 기둥, 보, 벽 등에 45 방향으로 균열발생 ⑷ 주로 지진에 의한 경우 기둥, 보 벽 등에 45 방향으로 균열발생 ⑸ 단면, 철근량의 부족 큰 균열이 발생 기둥, 보, 벽 등에 45 방향으로 균열발생 -8-

4. 2. 1. 3 균열제한에 대한 시방서 규정 세계 여러나라의 시방서에서 규정하고 있는 균열제한에 관한 규정은 주로 휨응 력과 인장응력에 의해 발생되는 균열폭과 설계 및 시공시에 완공후 예상되는 균 열폭을 허용값 이내에 들도록 철근배근상세 등을 규정함 1) 균열제어에 관한 규정내용 각 국의 콘크리트 시방서에 나타난 균열제어에 관한 규정은 다음과 같은 내 용으로 구성된다. 1 구조물이 노출되어 있는 환경에 대한 구분 2 균열을 발생시키는 사용하중의 정의 3 철근의 표면형태 또는 부식 민감도 구분 4 균열폭 또는 간격을 산정하는 방법 5 한계( 허용) 균열폭의 산정 즉, 부식환경에 따라 허용균열폭을 다르게 설정하고 균열폭에 영향을 주는 철근응력수준, 사용철근 굵기 철근간격과 덮개 등을 주요 변수로 선정하여 이 들의 조합을 통해 균열을 조절함. 2) 우리나라 시방서 1 균열 허용폭 표 2-2 허용 균열폭 Wa( mm) < 콘크리트 표준시방서> 강재의 종류 강재의 부식에 대한 환경조건 건조 환경 습윤 환경 부식성 환경 고부식성 환경 건 물 0.4mm 0.3mm 철 근 0.004tc 0.0035tc 기 타 0.006tc 0.005tc 구조물 프리스트레싱 긴장재 0.005tc 0.004tc - - ( mm) 2 여기서 C : 최외단 철근의 표면과 콘크리트 표면사이의 콘크리트 최소덮개 물을 저장하는 수조 등과 같은 구조의 허용균열폭은 표 2-3 각국에서의 콘크리트 허용 균열폭 0.1 mm로 한다. -9-

나라명 종 류 별 허용균열폭( mm) 비 고 한 국 옥내구조물 0.4 콘크리트 표준시방서 옥외구조물 0.3 건설교통부 일 본 도로교 시방서 및 해설( 합성보) 항만구조물 원심력 철근 콘크리트폴(POLE) 설계하중시, 설계 휨모멘트 작용시 설계하중, 설계 휨모멘트 개방시 0.2 0.2 0.25 0.25 일본도로협회 운수성 JIS A 5309 영 국 BSI 규정 일반구조물 특별히심한침식성의환경 0.3 0.004d CP - 110 d: 주철근의 피복 스웨덴 사하중 사하중 + 활화중의 0.5배 0.3 0.4 도로교 규정 구소련 CHH 규정 비부식성 약부식성 중부식성 강부식성 0.3 0.2 0.2 0.1 CHr πⅡ-b-1-62 미 국 ACI 규정 건조한 대기중 또는 보호층이 있는 경우 습한 공기중, 흙중에 접하는 경우 동결방지용의 약품에 접하는 경우 해수, 해수비말에 의해 건습반복을 받 는경우 수밀한 구조부재 0.4 0.3 0.175 0.15 0.1 ACI 318-71 유 럽 공동체 유럽 콘크리트 위원회 상당한 침식작용을 받는 구조부재 보호공이 있는 보통의 구조부재 보호공이 없는 보통의 구조부재 현저하게 노출되어 있는 부재 보호공이 없는 부재 현저하게 노출되어 있는 부재 0.1 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 CEB - FIP 지속하중 및 1년 이상재하된 변동 하중에 대하여 지속하중과 변동 하중에 불리한 조합 프랑스 0.4 BROCARD 4. 2. 1. 4 균열현황 조사 당 시설물의 균열에 대하여 육안으로 조사 가능한 부분에 대하여 조사한 결과 는 다음과 같다. -10-

표 2-4 균열현황 조사 결과표 BLS-3 생물안전실험실 위치 균열부위 번호 균 열 현 황(m/m) 균열폭 균열길이 균열형태 비고 사진 번호 정면 기초 측면 1 미장부위 망상균열/ 백태 1 2 미장부위 망상균열/ 백태/ 들뜸 2 계단실 3 석재 마감 Joint 이격 3 기초측면 4 미장부위 망상균열 4 좌측면 바닥 5 바닥/ 벽체이격 W:2.0 5 기초측면 6 미장들뜸/ 균열 W:2.0 6 배면 정면 기초 측면 기초 측면 7 미장부위 망상균열 7 8 미장부위 망상균열 8 9 0.5 200 사선 9 10 백태 10 11 미장균열 11-11-

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NO. 1 조사위치 : 정면 현 황 : 망상균열/ 백태 NO. 2 조사위치 : 정면 현 황: 망상균열백태미장들뜸 / / NO. 3 조사위치 : 정면 현 황 : 마감 JOINT 이격 NO. 4 조사위치 : 정면 현 황 : 망상균열 NO. 5 조사위치 : 좌측면 현 황 : 바닥/ 벽체이격 W:2.0 NO. 6 조사위치 : 좌측면 현 황 : 미장들뜸/ 균열 W:2.0-13-

NO. 7 조사위치 : 배면 현 황 : 망상균열 NO. 8 조사위치 : 배면 현 황 : 망상균열 NO. 9 조사위치 : 배면 현 황 : 0.5 200( 사선균열) NO. 10 조사위치 : 정면 현 황 : 백태 NO. 11 조사위치 : 정면 현 황 : 미장균열 4. 2. 2 누수 백태현황 -14-

콘크리트 구조물은 다른 재료로 형성되는 구조물보다 상대적으로 저렴한 시공비 용과 완성된 구조물의 반영구성 때문에 그 사용이 점점 많아지고 있다. 그러나 콘크리트는 사용재료의 특성상 여러 가지 원인에 의하여 콘크리트 노후화 가 발생되어 구조물의 수명을 단축시키는 경우가 있다. 콘크리트 노후화 현상으로 누수, 박리, 박락, 층분리, 백태, 철근노출 등이 있으 며 점검일 현재(2007. 05. 16) 육안으로 점검 가능한 부위에 대하여 조사한 결과. 는 표2-4 균열현황조사표에 함께 수록하였다. 4. 2. 3 철근의 노출 및 부식상태 부 위 ( 해당동호위치층실,,,, ) 노출 및 부식상태 비 고 ( 원인추정, 발견시기) 해당 없음 4. 2. 4 콘크리트 노후화 현상( 박리, 박락, 층분리 등) 부 위 ( 해당동호위치층실,,,, ) 부재, 부위 노후화정도 비 고 ( 원인추정, 발견시기) 해당 없음 4. 2. 5 강재구조 노후상태 부 위 ( 해당동호위치층실,,,, ) 노후화정도상태 ( ) 비 고 ( 원인추정, 발견시기) 해당 없음 -15-

4. 2. 6 4. 2. 6. 1 1. 주요부재 추정강도 현황 콘크리트압축강도 조사 측정기구 및 측정방법 측정기구는 CONCRETE TEST HAMMER( α-750rx) 를 사용하였으며, 측정방법은 CONCRETE TEST HAMMER로 측정부재의 표면을 균질하고 평활하게 처리한 후 측정 면에 약 3cm 간격으로 종 횡방향의 20점에 대해 측정하여 구한 반발경도중 편차 가 평균값의 ±6 이상의 값을 제외한 산술평균을 그 부재의 반발경도(Ro) 로 정 하였다. 측정장소 및 부재는 현장여건을 고려하여 측정가능부재 및 필요부재를 선정하였다. 2. 콘크리트 압축강도 측정 타격각도에 따른 반발경도는 표 2-5 의 보정치에 의해 보정하여 다음 3개 방 법을 적용하여 콘크리트 압축강도를 환산하였다. ⑴ ⑵ ⑶ 방법 1: 콘크리트 테스트 햄머법에 표시된 반발도 강도곡선에 해당하는 값 ( 표 2-7 참조) 방법 2 : F = 13 Ro - 184 (kg/cm ( 일본재료학회에 의한 강도 계산식) 방법 3 : F = 7.3 Ro + 100 (kg/cm ( 동경도 재료시험 연구소의 강도계산식) 2 ) 2 ) 위의 3개 방법을 평균하여 건물의 콘크리트 재령에 의한 보정계수로 보정하였 다. ( 표 2-6 참조) 3. 현장에서 측정된 콘크리트의 압축강도는 표 2-8 와 같다. 표 2-5 반발경도 보정치 반발 보 정 치 비 고 경도 - 90-45 + 45 + 90 10 + 4.4 + 3.2-6.9 상향수직 타 격 20 + 4.2 + 3.2-5.0-7.7 + 90 30 + 3.9 + 2.8-3.8-6.1 하향수직 40 + 3.5 + 2.4-3.3-4.9 타 격 50 + 2.8 + 1.8-2.9-4.0-90 -16-

표 2-6 재령에의한보정표 재령 4일 5일 6일 7일 8일 9일 10일 11일 12일 13일 14일 15일 n 1.90 1.84 1.78 1.72 1.67 1.61 1.55 1.49 1.45 1.40 1.36 1.32 재령 16일 17일 18일 19일 20일 21일 22일 23일 24일 25일 26일 27일 n 1.28 1.25 1.22 1.18 1.15 1.12 1.10 1.08 1.06 1.04 1.02 1.01 재령 28일 29일 30일 32일 34일 36일 38일 40일 42일 44일 46일 48일 n 1.00 0.99 0.99 0.98 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91 0.90 0.89 재령 50일 52일 54일 56일 58일 60일 62일 64일 66일 68일 70일 72일 n 0.87 0.87 0.87 0.87 0.86 0.86 0.85 0.85 0.85 0.84 0.84 0.84 재령 74일 76일 78일 80일 82일 84일 86일 88일 90일 100일 125일 137일 n 0.83 0.83 0.82 0.82 0.82 0.81 0.81 0.80 0.80 0.78 0.76 0.75 재령 150일 175일 200일 250일 300일 350일 400일 500일 750일 1000일 2000일 3000일 n 0.74 0.73 0.72 0.71 0.70 0.69 0.68 0.67 0.66 0.65 0.64 0.63-17-

표 2-7 반발경도 - 추정강도환산표( 강도곡선) R - 90-45 0 + 45 + 90 20 125 115 +45 +90 21 135 125 22 145 135 110 23 160 145 120 ±0 24 170 160 130 25 180 170 140 100-45 -90 26 198 185 158 115 27 210 200 166 130 105 28 220 210 180 140 120 29 223 220 200 150 138 30 230 238 210 170 145 31 260 250 220 180 160 32 280 265 238 190 170 33 290 280 250 210 190 34 310 290 260 220 200 35 320 310 280 238 218 36 340 320 290 250 230 37 350 340 310 265 245 38 370 350 320 280 260 39 380 370 340 300 280 40 400 380 350 310 295 41 410 400 370 330 310 42 425 415 380 345 325 43 440 430 400 360 340 44 460 450 420 380 360 45 470 460 430 395 375 46 490 480 450 410 390 47 500 495 465 430 410 48 520 510 480 445 430 49 540 525 500 460 445 50 550 540 515 480 460 51 570 560 530 500 480 52 580 570 550 515 500 53 600 580 563 530 520 54 600이상 600이상 580 550 530 55 600이상 600이상 600 570 550-18-

표 2-8 CONCRETE TEST HAMMER 법에 의한 강도조사표 점 검 명 : 국 립 보 건 원 BSL- NO 위 치 부 재 46 1 정 면 기 초 42 43 42 43 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 콘크리트 슈미트 햄머 강도 그래프 콘크리트 슈미트 햄머 강도 그래프 80 70 60 50 40 30 20 10 0 콘크리트 슈미트 햄머 강도 그래프 콘크리트 강도 조사 4. 2. 7 철근배근상태 -19-

구조체의 철근배근상태 조사는 비파괴장비인 FERROSCAN PS 200 SYSTEM ( 자기 법) 를 사용하였다. 1. 측정기구(FERROSCAN PS 200 SYSTEM, 자기법) 구성요소 2. 3. 1 2 3 4 PS 200 SCANNER PS 200 MONITOR 해석전용 S/W PS200 측정방법 밧데리 (1) NORMAL SCAN 측정부재( 기둥, 보, 벽체, 슬래브 등) 의 마감면 위에 종 횡방향 15cm간격으 로 60cm x 60cm 를 구획한 후 SCANNER 를 종 횡방향으로 이동시켜 측정 하면 자체 내장된 해석프로그램에 의해 철근의 깊이, 위치, 직경 등이 분석 되어 MONITOR에 나타나며 DATA를 PC로 전송하여 PRINT 할 수 있는 조사방법 이다. (2) QUICK SCAN 측정부재( 기둥, 보, 벽체, 슬래브 등) 의 마감면 위에 SCANNER를 움직여 갈 때 철근이 배근된 위치에서 부져가 울리며 디지탈 숫자가 표시되어 철근의 깊이, 위치가 MONITOR 에 나타나는 조사방법이다. 측정원리 자기장내에 철근의 자성체가 존재하면 이 자성체에 기전류가 흐름과동시에 이 기전류에 의하여 역으로 새로운 자장이 형성된다. 장의 변화를 측정한다. 4. 측정결과 즉 철근의 존재에 따른 자 당 건물의 철근배근을 조사하였으나, 1층 계단실 바닥 및 기초MAT는 FERROSCAN이 측정할 수 있는 범위 10cm 를 초과하여 철근배근상태는 확인이 불가능하였으며, 2 층 바닥은 각형강관으로 추정되는 것이 조사되었다. -20-

1층바닥철근배근조사 SCAN IMAGE( 조사불가) 기계실바닥철근배근조사 SCAN IMAGE(WIRE MESH 로추정) 2층바닥철근배근조사 SCAN IMAGE( 각형강관 @450 으로 추정) -21-

4. 2. 8 4. 2. 8. 1 건물 기울기 조사 구조물의 허용 기울기 부등침하는 건물을 기울게 하고 건물의 바닥, 벽체부분에 심한 균열을 발생시킨 다. 부등침하로 인해 발생된 기울기 상태는 Bjerrum(1963) 가 이론적인 해석과 광 범위한 대규모 시험을 통해 결정한 여러 가지 구조물의 각 변위의 한계를 제시한 바 있으며 그 내용은 아래 표2-9 과 같다. 표 2-9 여러 가지 구조물의 각 변위의 한계 기울기비율( δ/l) 1/100 1/200 1/300 1/400 1/500 1/600 1/700 1/800 1/900 1/1000 침하에 예민한 기계기초의 작 업중단의 한계 (1/750) 사재를 가진 뼈대의 위험한계 (1/600) 균열을 허용할 수 없는 빌딩에 대한 안전한계 (1/500) 칸막이벽에 첫 균열이 예상되는 한계 (1/333) 고가 크레인의 작업곤란이 예상되는 한계 강성의 고층빌딩의 전도가 눈에 띄일 수 있는 한계 (1/250) 칸막이 벽이나 벽돌벽의 상당한 균열 가소성 벽돌벽의 안전한계 일반적인 건물의 구조적 손상이 예상되는 한계 (1/167) 4. 2. 8. 2 건물 기울기 조사 조사대상 건물의 기울기 상태를 조사하기 위하여 측량장비인 Theodolite를 사용 -22-

하였으며, 현장에서 측정된 건물 외부의 기울기 측정결과는 다음의 표 2-10 와같다. 표 2-10 기울기측정 결과표 ( 단위:mm) 측점 측정높이 측정치 변위량 기울기방향 비고 NO.1 11,000 25.0 1/440 내 측 NO.2 11,000 8.0 1/1,375 내 측 NO.3 11,000 1.0 1/11,000 내 측 NO.4 11,000 11.0 1/1,000 내 측 NO.5 8,000 12.0 1/667 내 측 NO.6 8,000 20.0 1/400 외 측 건물 기울기 측정 위치도 건물 기울기 조사 -23-

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4. 2. 9 바닥레벨조사 측량장비를 사용하여 2층 LEVEL 을 조사한 결과는 측정치의 편차는 +4 ~ -6mm로 바닥LEVEL 은 거의 편평한 것으로 조사되었다. < 표2. 11> 2층 바닥 LEVEL 위치 NO. 측정치(mm) 편차 (NO.1측정치- 각측점 측정치) 1 4699 0 2 4698 1 3 4695 4 4 4703-4 2층 복도 5 4700-1 6 4701-2 7 4705-6 8 4705-6 9 4700-1 10 4705-6 2층바닥LEVEL 조사 -25-

4. 2. 10 철골 구조물 조사 -26-

4. 2. 10. 1 구조물 부재치수 조사 본 건물의 구조체의 규격( 치수) 을 조사하기 위하여 줄자 및 버니어켈리퍼스를 이용하였으며, 조사결과는 < 표2. 12> 과 같이 조사되었다. < 표2. 12> 부재치수조사표 no. 위 치 부 재 설 계 도 면 시공확인 비고 1 L-205 MODULER C1-100 100 3.2-100 100 3.2 2 L-205 MODULER G5-100 50 3.2-100 50 3.2 3 L-206 MODULER C1-100 100 3.2-100 100 3.2 4 L-206 MODULER G5-100 50 3.2-100 50 3.2 5 L-209 MODULER G2-125 125 4.5-125 125 4.5 6 L-209 MODULER G9-100 50 3.2-100 50 3.2-27-

부재치수조사 부재치수조사 부재치수조사 부재치수조사 4. 2. 10. 2 용접 접합부 조사 1. 육안검사 육안으로 식별이 가능한 범위내에서 용접부 외관검사를 실시한 결과, 표면 결함이나 형상불량 등의 결함사항은 조사되지 않았다. 용접부의 -28-

용접 접합부 상태 조사 용접 접합부 상태 조사 용접 접합부 상태 조사 용접 접합부 상태 조사 2. (1) 자분탐상 검사 자분 탐상 검사 자분탐상검사(Magnetic Particle Testing : MT) 는 강자성체 시험체의 표면 및 표면 바로 밑에 있는 결함을 검출하는 검사방법이다. 시험체에 자장을 걸어 자화시킨 후 자분을 적용하고 결함부에서 발생된 누설 자장으로 인해 형성된 자분지시를 관찰하여 결함의 크기, 위치 및 형상을 검출 하는 비파괴검사방법이다. 자분탐상 검사는 우선적으로 시험체가 자화될 수 있는 재질, 즉 강자성체이어야 검사가 가능하며, 시험체 표면에 존재하는 결함의 검출에 적당하다. 다른 비파괴검사방법과 비교해 볼 때 자분탐상검사방법은 미세한 표면균열(Surface Crack) 과 같은 결함 검출에 가장 적합한 검사방법 중 의 하나이며, 수 있다. 시험체의 크기나 형상 등에 크게 영향을 받지 않고 검사를 수행할 또한 검사방법이 비교적 간단하고 검사속도가 빠르며 비교적 검사비용 이 저렴한 이점이 있다. -29-

특히 표면결함의 검출에 주로 적용하는 액체침투탐상검사와 비교하면 시험체 표면에서 약 ¼ 인치 깊이에 있는 결함까지도 어느정도 검출이 가능하며, 시험체 에 얇은 도막(Coating) 이 되어 있는 경우에도 검사가 가능할 뿐만 아니라 그다 지 완전한 전처리가 요구되지도 않는다. 자분탐상검사로는 시험체에 존재하는 균열이나 그와 유사한 결함에 대한 검출감도가 매우 높다. 초음파탐상검사와 병행하여 검사를 수행하면 검출 신뢰도가 매우 높아진다. 모든 결함 중에서도 균열은 응력의 집중이 매우 커서 위험도가 높은 결함이므로 시험체에 존재하는 모든 균열을 검출 할 수 있도록 비파괴검사를 수행해야 하는데, 균열에 대한 검출 정밀도가 가장 높은 비파괴검사방법 중의 하나이다. 자분탐상검사는 (2) 자분 탐상 검사의 원리 강자성체인 시험체를 자화 시켰을 때 시험체 조직의 변화 또는 결함 등이 존재 하는 경우에는 이로 인하여 시험체에 형성된 자장의 연속성이 깨어져 이 부분에 누설자장이 형성된다. 이때 시험체의 표면에 자분을 살포하면 누설자장이 형성 된 부위에 자분이 달라붙어 시험체 조직의 변화 또는 결함 등의 존재유무, 위치, 크기, 방향및범위등을검사할수있다. 자분탐상검사는 우선적으로 시험체가 자화될 수 있는 재질, 즉 강자성체 (Ferromagnetic Meterial) 이어야 검사가 가능하며, 시험체 표면에 존재하는 결함의 검출에 적당하다. 또한 검사조건에 따라서는 시험체 표면으로 부터 최대 ¼ 인치깊이에존재하는표면바로밑에존재하는결함도검출가능하다. (3) 현장조사 결과 조사 가능한 부재의 용접부위에 대해 자분탐상검사를 실시한 결과 결함사항 ( 표면결함, 미세한 결함) 은 조사되지 않았다., 자분탐상검사 자분탐상검사 -30-

4. 2. 11 1) 고 찰 균열 및 기타현황조사 본 대상건물의 균열 및 기타현황조사는 건물전체에 대해 육안으로 식별이 가능한 범위 내에서 조사하였으며, 주요현황은 기초의 미장 망상균열 및 들뜸, 백태, 계 단마감석 JOINT 이격 등이 조사되었다. 2) 콘크리트 압축강도조사 비파괴시험( 반발경도법) 을 통하여 콘크리트의 압축강도를 측정한 결과 223kgf/ cm2 ~ 241kgf/ cm2 ( 평균 231kgf/ cm2) 로 설계 기준강도 210kgf/ cm2을 상회 하는 것으로 조사되었다. 3) 철근배근조사 당 건물의 철근배근을 조사하였으나, 1층 계단실 바닥 및 기초MAT는 FERROSCAN이 측 정할 수 있는 범위 10cm 를 초과하여 철근배근상태는 확인이 불가능하였으며, 2층 바닥은 각형강관으로 추정되는 것이 조사되었다. 4) 건물 기울기 조사 조사대상건물의 기울기 상태를 조사하기 위하여 Theodolite 를 사용하였으며, 측정된 건물 외부의 기울기 측정결과 1/400 ~ 1/11,000 로 조사되어, 일반적인 건물의 구조적 손상이 예상되는 한계(1/167) 이내의 측정값으로 양호하여 기울기는 문제가 없는 것으로 조사되었다. 5) 바닥 레벨조사 측량장비를 사용하여 2층 LEVEL 을 조사한 결과는 측정치의 편차는 +4 ~ -6mm로 바닥LEVEL 은 거의 편평한 것으로 조사되었다. 6) 철골 구조물 조사 1 부재치수조사 철골 구조물에 대하여 규격(Size) 을 조사한 결과 설계도면에 준하여 적정하게 시공된 것으로 조사되었다. 2 용접 접합부 조사 육안으로 식별이 가능한 범위내에서 용접부 외관검사를 실시한 결과, 용접부의 표면 결함이나 형상불량 등의 결함사항은 조사되지 않았으며, 또한 용접부위에 대 -31-

해 자분탐상검사를 실시한 결과 결함사항 ( 표면결함, 미세한 결함) 은 조사되지 않 았다. 4. 3 부대 점검사항 4. 3. 1 부대 점검사항( 유지관리자와 면담 또는 확인) 점 검 내 용 점검결과 ( 유, 무 ) 상 태 ( 유형, 크기, 원인, 시기추정) 해당동호 ( 위치) 바닥 포장부위 침하 및 균열 건물전체의 부등침하현상 외부옹벽축대의균열현상 ( ) 건물 주변 토량 침하현상 하수관로 및 맨홀의 배수, 청소상태 외벽의 전도위험 여부 외벽 모르터 또는 콘크리트의 탈락부위 외벽 창문 유리의 파손 ROOF DRAIN 의상태 옥상에하중물건의과재여부 ( ) 내부 창, 문의 작동상태 건물내부의 진동 여부 천정재( 텍스류) 의 탈락 및 갈라짐 상태 벽지및천정지가찢어진곳유무 실내의 하중( 건물) 의 과적여부 건물에서 뚝뚝하는 소리 녹물이 흘러나오는 곳의 유무 코킹이 갑자기 떨어진 곳의 유무 담장의 전도 징후 돌출물간판 (, 안테나등의탈락현상 ) 지하수 배수펌프 작동상태 안전난간의 견고성 -36-

4. 4 상태 및 안전성평가 4. 4. 1 평가등급 구 분 부 재 상태평가등급 안전성평가등급 종 합 슬래브 A A A 전체 보 A A A A A 기 둥 A A A A 기 초 B A B 전체 건물 종합 평가등급 A A A 건축물의상태및안전성평가등급 상태등급 노 후 화 상 태 조 치 A 문제점이 없는 최상의 상태 정상적인 유지관리 B 경미한 손상의 양호한 상태 지속적인 주의 관찰이 필요함. C D 보조부재에 손상이 있는 보통의 상태 주요부재에 진전된 노후화( 강재의 피로균 열, 콘크리트의 전단균열, 침하 등) 로 긴급 한 보수, 보강이 필요한 상태로 사용제한 여 부를 판단 지속적인 감시와 보수 보강이 필 요함 사용제한 여부의 판단과 정밀안전 진단이 필요함. E 주요부재에 심각한 노후화 또는 단면손실이 발생하였거나 안전성에 위험이 있어시설물 을즉각사용금지하고개축이필요한상태 사용금지 및 긴급보강 조치가 필 요함. -38-

4.5 구조 안전진단 종합결론 및 건의 1. 점검목적 본 정밀점검( 이하 점검 이라 한다) 의 대상시설물은 질병관리본부 생물 안 전밀폐실험실 로서 시설물 안전관리에 관한 특별법 제13 조의 규정에 의한 시설 물의 안전점검 및 정밀안전진단지침 에 따라 가야구조ENG ( 이하 진단기관 이 라 한다) 에서 점검을 실시하였다. 정밀점검에서는 육안검사 및 측정 시험 결과를 근거로 이전의 점검 진단에서 발견된 결함 및 손상의 진전 또는 신규로 발생된 상황을 파악하여 건축물의 주요 부재별 상태를 판단하고, 건축물 전체에 대한 상태평가등급을 결정하며, 구조물이 현재의 사용조건을 만족시켜 줄 것인지의 여부를 확인하고, 향후 시설물의 중점유지관리 항목을 파악하는데 목적이 있다. 2. 1) 구조체외관조사결과분석 균열 및 기타현황조사 본 대상건물의 균열 및 기타현황조사는 건물전체에 대해 육안으로 식별이 가능 한 범위 내에서 조사하였으며, 주요현황은 기초벽체의 미장 망상균열 및 들뜸, 백 태, 계단마감석 JOINT 이격 등이 조사되었다. 2) 콘크리트 압축강도조사 비파괴시험( 반발경도법) 을 통하여 콘크리트의 압축강도를 측정한 결과 223kgf/ cm2 ~ 241kgf/ cm2 ( 평균 231kgf/ cm2) 로 설계 기준강도 210kgf/ cm2을 상회 하는 것으로 조사되었다. 3) 철근배근조사 당 건물의 철근배근을 조사하였으나, 1층 계단실 바닥 및 기초MAT는 FERROSCAN이 측정할 수 있는 범위 10cm 를 초과하여 철근배근상태는 확인이 불가능하였으며, 2 층 바닥은 각형강관으로 추정되는 것이 조사되었다. 4) 건물 기울기 조사 조사대상건물의 기울기 상태를 조사하기 위하여 Theodolite 를 사용하였으며, 측정된 건물 외부의 기울기 측정결과 1/400~1/11,000 로 조사되어, 일반적인 기 5) 건물의 구조적 손상이 예상되는 한계(1/167) 이내의 측정값으로 양호하여 기울 는 문제가 없는 것으로 조사되었다. 바닥 레벨조사 측량장비를 사용하여 2층 LEVEL 을 조사한 결과는 측정치의 편차는 +4 ~ -6mm로 바닥LEVEL 은 거의 편평한 것으로 조사되었다. -40-

6) 철골 구조물 조사 1 부재치수조사 철골 구조물에 대하여 규격(Size) 을 조사한 결과 설계도면에 준하여 적정하게 시공된 것으로 조사되었다. 2 용접 접합부 조사 육안으로 식별이 가능한 범위내에서 용접부 외관검사를 실시한 결과, 용접부의 표면 결함이나 형상불량 등의 결함사항은 조사되지 않았으며, 또한 용접부위에 대해 자분탐상검사를 실시한 결과 결함사항 ( 표면결함, 미세한 결함) 은 조사 되지 않았다. 3. 시설물의 상태평가 및 안전성 평가결과 본 점검대상 시설물의 상태평가 및 안전성 평가는 손상상태 및 부재의 중요도 등 을 감안하여 각 부재 및 부위별로 발견된 결함의 범위 및 정도에 따라 단계별로 평가하였으며, 최종적으로 시설물 전체의 상태평가 및 안전성 평가등급은 A등급 을 부여하였다. 즉, 현 상태에서 본 건물 구조체는 안전에 이상이 없으며 계속적인 사용을 하여 도 문제가 없을 것으로 판단된다. 4. 종합결론 및 건의 당 건물의 콘크리트 강도, 철골부재의 용접상태는 양호하였으며, 기초벽체의 미 장부분에 망상균열 및 백태가 발생된 상태로 구조적인 문제는 없더라도 내구성 향 상 및 유지관치 차원에서 보수하는 것이 바람직하며, 정기적인 점검 및 관찰을 통 해 부재의 변형이나 균열의 신규발생 또는 기존균열의 진행 등을 Check하여 관리바 라며, 구조변경 또는 용도 변경시에는 구조검토를 선행하여 건물의 안전성을 확보 하여야 한다. 당 건물이 2010 년 이전하더라도 현 진단결과로 볼 때, 구조적인 문제 는 없는 것으로 판단된다. -41-

5. 장비 및 설비 진단 분석 5.1 건축 건축공사에서 이전시 재 사용이 불가한 세부공종은 가설공사, 토공사, 미장공사, 도장공사, 수장공사, 지붕 및 판넬공사등이 있으며, 일부 적용되는 공종은 타일공사, 부대공사, 골조비 및 소운반비 등이 있으며 각각의 세부내역은 6장 이전에 필요한 세부내역에 명시되어 있다. 상부 천정 판넬 ( 일부 재사용불가) 하부 판넬 ( 재사용불가) 5.2 설비 설비공사에서는 신설되는 세부공종은 장비이전운반공사, 폐기물처리등이 있으며, 장비설치공사, 공조드레인 배관공사, 공조덕트 설치공사, 위생기구설치공사, 급수급탕배관공사, 오배수 배관공사, 유틸리티 배관공사, LPG 배관공사, GAS 배관공사, 방진설치공사, 자동제어설치공사는 각 공사의 특성을 적용하여 loss율에 따라 차등 적용하였다. 세부적인 내용은 6장 이전에 필요한 세부내역에서 자세하게 표기하였다. 덕트 소음기 ( 재사용 가능) 추가 배관 설치 부위 ( 재사용 불가) -42-

5.3 전기 전기공사에서는 전력간선설비공사, 공조동력설비공사, 장비동력설비공사, 전등설비공사, 전열설비공사, 약전설비공사, 소방 설비공사, CABLE TRAY설비공사 등으로 구분하였으며, 각각의 세부공종의 특성을 적용하여 loss율을 차등 적용하였다. 세부적인 내용은 6장 이전에 필요한 세부내역에서 자세하게 표기하였다. 전기 판넬 ( 재사용 가능) 전선관 설치 ( 재사용 불가) -43-

6. 이전에 필요한 상세 예산 분석 6.1 공사원가계산서 6.2 건축공사 6.3 설비공사 6.4 전기공사 6.5 Validation -44-

7. 결론 7.1 구조 안전진단에 따른 이전성 검토 의견 구 분 부 재 상태평가등급 안전성평가등급 종 합 슬래브 A A A 전체 보 A A A A A 기 둥 A A A A 기 초 B A B 전체 건물 종합 평가등급 A A A 표에서 결과로 보여주고 있는 것과 같이 본 용역사업의 대상 건물인 질병관리본부 생물안전밀폐실험실의 주요구조부중 슬래브, 보, 기둥은 모두 A등급으로 진단되었 으며, 기초부분은 이전시 제외되는 부분이므로 이전하는데 아무런 문제가 없는 것 으로 나타났다. 다만, 기초의 미장부분에 망상균열 및 백태가 발생된 상태로 구조 적인 문제는 없더라도 내구성 향상 및 유지관치 차원에서 보수하는 것이 바람직하 다. 이전과 관련하여 현 진단결과로 볼 때, 구조적인 문제는 없는 것으로 판단된 다. 7.2 장비 및 설비 진단분석에 따른 이전성 검토 의견 건축, 설비, 전기등 각 공종별 현장상세 점검을 실시한 결과 각 공종에 따라서, 이 전 후에 사용이 불가능하다고 판단되는 loss 율이 적게는 10% 에서 많게는 30% 까지 로 조사되었다. 현 시점에서의 결과이므로 2010년에는 loss 율이 더 높아지리라고 예상된다. 7.3 이전에 필요한 상세 예산분석을 통한 이전성 검토 의견 이전에 소요되는 예산은 약 13 억으로 조사되었다. 이 금액은 2010년 예상 물가정 보 ( 물가연동율 연 7% 적용) 를 기준으로 산정되었으며, 상세견적에 의한 결과이므 로 ±5% 이내의 정확도를 가지고 있다. -45-

생물안전 밀폐실험실의 신축금액은 약 20 억이 소요되었으며, 2010년에 건축물의 가 치가 어느 정도가 될지 정확한 판단은 어려우나, 기존 감가상각에 의한 방법으로 건축 20 년, 설비 10년의 내구연한을 기준으로 계산해 보면 아래의 표와 같이 약 9.5 억의 잔존가치를 가지고 있음을 알 수 있다. 초기 건축비 (2003 년) 내구연한 산출내용 ( 잔존가치) 2010년도 건축 10억 20년 13/20 * 10억 6.5억 설비 + 전기 + 기타 10억 10년 3/10 * 10억 3억 합계 9.5억 7.4 이전성 검토 최종 의견 질병관리본부 생물안전밀폐실험실의 이전은 기술적으로는 아무런 문제가 없으나, 금액적인 면에서 분석하여 보면, 잔존가치 9.5억의 건물을 이전하는데 13억이라는 예산을 사용하는 것은 불합리한 것이라고 판단된다. 다만, 오송생명 과학단지에 생물안전밀폐실험실이 현재 규모 및 시설과 동일한 조 건으로 필요하다면, 신축하는데 들어가는 약 30억의 비용에 비교하면 이전에 소요 되는 13 억이라는 돈( 시설의 내구연한을 고려하지 않는다는 조건으로) 이 적다고 판 단될 수도 있을 것이다. 종합적인 결론으로 본 보고서에서 내릴 수 있는 결론은 생물안전 밀폐실험실의 이 전은 기술적인 문제는 없으나, 경제성을 판단할 때는 이전하는 것이 바람직하지 않 다고 판단된다. -46-