한국건설기술교류회(회장 문형재, 롯데건설 기술연구소 팀장)는 지난 6월 29일(목) 한국과학기술회관 지하 1층 중회의실5에서 2023년 제1회 정기 심포지엄을 개최했다.
금번 심포지엄은 ‘건설산업의 현황 및 발전방향’이라는 주제를 가지고 ▷챗GPT시대의 건축 트렌드와 UHPC의 역할(㈜스튜디오미콘 정동근 대표) ▷레미콘 산업의 동향(유진기업 박창건 과장) ▷순환골재 활용을 통한 용적률 완화 건축물 사례(두산건설 김정호 박사) ▷지하주차장 PC외벽 시공사례(롯데건설 박제영 책임) ▷4차 산업 혁명시대의 건설재료 및 시공(한양대학교 양현민 교수) 등 다양한 발표가 있었다.
한국건설기술교류회 문형재 회장은 인사말을 통해 “정기심포지엄 세미나에 바쁜데도 불구하고 참석한 회원들이 다양의 소식 등 교류회 단합된 모습을 보여주어서 매우 감사하고 의미가 깊다”면서 “앞으로도 건설· 콘크리트분야의 기술적 발전을 위해 많은 노력을 아끼지 않겠으며 소통의 장이 될 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.
■ 레미콘 산업의 동향 (유진기업 박창건 과장)
“콘크리트 품질관리 강화로 단위수량 제도 신설”
레미콘산업은 전국 955개사, 1,082개 공장으로 단일공장에서 다권역사까지 다양한 규모로 운영되고 있는 건설업의 기간산업이다.
최근 레미콘산업에서는 골재원 부족, 시멘트 제한 출하로 인한 원자재 수급 불안정과 더불어 탄소중립 선언 이후 순환자원 확대, 클링커 비율 감소 등 시멘트 제조 관련 운영방식에 대한 인식전환으로 염화물, 압축강도와 같은 시멘트 품질이 이슈화 되고 있다.
또한 화정동 참사 이후 콘크리트 품질관리 강화로 단위수량 관련 제도가 신설되어 확산중에 있다.
레미콘업계에서는 상기 언급된 이슈들에 대해 국·내외 신기술 도입, 품질개선 등 다방면으로 시도 중에 있다.
하지만 건설산업은 시공, 레미콘, 시멘트를 포함한 원자재 업체가 수요와 공급에 따라 유기적으로 운영되는 구조로 상호협업이 필수이며 레미콘업계 단독 노력만으로 이슈를 해소하는 데에는 한계가 있다.
레미콘의 경우, 콘크리트용 원자재를 사용하여 레미콘 플랜트에서 제조 후 공사현장까지 운반되는 반제품으로 최종 콘크리트 품질은 현장에서의 시공, 양생까지 이루어진 후에 결정된다.
즉, 현장타설 콘크리트의 품질개선은 레미콘 뿐만 아니라 건설산업 전반의 노력을 기반으로 한다.
본 발표에서는 건설산업에서 실시되고 있는 콘크리트 배합설계의 문제점과 개선방향에 대해 제시하고, 콘크리트 단위수량 관리를 위한 영향인자 분석, 실시간 Data 관리사례를 소개하고자한다.
모든 이슈에 대한 일방적인 접근은 일시적인 해소일뿐 업체별 경쟁력 약화로 재차 반복될 수 밖에 없다.
미미하지만 현재 시스템의 현황과 개선방향에 대한 공유를 통해 건설업계 관계자들의 상호이해에 도움이 되어 건설산업의 건강한 성장으로 이어지길 바란다.
■ 순환골재 활용을 통한 용적률 완화 건축물 사례 (두산건설 김정호 박사)
“순환골재 적용시 최대 15% 건축물 용적률 완화 혜택”
최근 정부는 녹색건축 활성화 필요성의 일환으로 건축물의 에너지절약설계기준을 일부 개정하였다.
과거 다양한 녹색건축물 관련 인증을 취득하더라도 가장 큰 완화 비율에 한정하여 1건만 인정하였으나 「국토의 계획 및 이용에 관한 법률』(‘21.10) 및 「건축법」(’22.02) 등이 중첩 적용 가능토록 개정됨에 따라 녹색건축물 관련 건축기준 완화 세부기준 등을 합리적으로 정비하였다.
뿐만 아니라 건축기준에 대한 완화기준을 최대 완화비율 범위 내에서 용적률과 높이로 나누어 적용하였으나, 이번 개정을 통해 최대 완화비율 범위 내에서 각각 적용할 수 있도록 개선되었다.
녹색건축 활성화에 포함되어 있는 친환경 건축물 인증 종류로는 ZEB(Zero Energy Building) 인증, 녹색건축 · 건축물에너지효율 인증, 재활용 건축자재 사용, 장수명주택 인증 건축물로 구분할 수 있다.
여기서 재활용 건축자재라 함은 순환골재를 의미하며, 순환골재를 건축물 주요 구조부에 적용할 경우 최대 15%의 건축물 용적률 완화 혜택이 주어진다.
이에 두산건설 기술연구소는 정부 정책에 발맞춰 친환경 건축물 적용을 위한 재활용 건축자재에 대한 연구를 활발히 수행 중에 있으며, 다양한 논문과 실적을 앞으로 외부에 알리기로 했다.
■ 지하주차장 PC외벽 시공사례 (롯데건설 박제영 책임)
“증산2구역 주택재개발 현장에 해당 기술 시범 적용”
아파트 지하주차장 바닥의 정형구간에만 적용되던 프리캐스트 콘크리트(PC, Precast-Concrete)공법을 지하주차장 외부 벽체로 확대 적용하는 기술에 대한 내용을 발표하였다.
일반적으로 PC공법은 지하주차장의 정형화된 구간에만 적용했다.
지하주차장 외부 벽체는 거푸집 설치-철근 배근-콘크리트 타설-거푸집 해체 작업 순으로 이뤄지는 재래식 공법이 일반적이었다.
최근 들어 외부 벽체에 PC로 제작된 거푸집 설치 후 철근 배근 및 콘크리트를 타설하는 방식의 거푸집 해체가 필요 없는 ‘하프 PC공법’이 만들어지긴 했지만 완전한 PC공법을 적용하진 못했다.
이런 기술적 문제점을 개선한 기술은 공장에서 2개층 단위로 제작된 벽체를 장비와 최소 인력으로 마치 레고 블록을 끼워 맞추듯이 간단하게 현장에서 조립이 가능해 재래식 공법의 단점 보완이 가능한 기술로, PC부재 자체의 성능과 연결부 구조 성능을 공인기관과의 실험을 통해 검증했다.
현장과 동일한 조건에서 테스트를 완료한 후 지하층 골조공사가 한창 진행 중인 증산2구역 주택재개발 현장에 해당 기술을 시범 적용한 사례에 대해 발표하였다.
적용한 사례는 지하 2개층 높이(약 7.5m)의 지하 외벽 55매를 제작해 약 127m의 구간에 시공했다.
앞으로 착공할 현장에 확대 적용하는 한편 지하 3개층 벽체에 적용하는 기술과 내진설계를 반영하는 기술 연구도 진행할 계획이다.
■ 4차 산업 혁명시대의 건설재료 및 시공 (한양대학교 양현민 교수)
“융합을 통한 건설기술 개발로 건설산업 발전과 국가경제 견인 역할 필요”
우리나라의 건설산업의 투자비중은 2020년 약 14%이며, 2030년 이후 9% 내외로 하락할 것으로 예상되며, 이는 신축시장의 축소가 가장 큰 원인으로 보인다.
이러한 건설산업의 미래를 위하여 50년 전과 비슷한 수준에 머물러 있는 우리나라의 건설산업 생산성을 향상시킬 필요가 있으며, 이를 위해 건설산업에서도 4차산업혁명 혁신기술을 적극적으로 활용하여 새로운 건설 융복합 기술개발이 필요하다.
이미 생산, 금융, 의학바이오, 에너지, 문화 분야에서는 4차산업 혁명 기술과 융합한 사례를 쉽게 접할 수 있다.
현재 우리나라 건설 재료 및 시공 분야에서는 4차 산업혁명 혁신기술과 융합 기술 사례들이 소개되고 있다.
예를 들어, 원하는 강도의 콘크리트 배합설계를 해주고, 배합정보를 가지고 압축강도를 예측하는 기술과 같은 건설재료와 AI기술의 융합, 콘크리트 구조물의 매립센서를 이용한 무선 양생관리 시스템, 철근부식 모니터링 시스템과 같은 건설재료와 센서 및 IoT 기술의 융합, 높은 구조물의 외벽 도장을 사람이 아닌 로봇이 시공하는 것처럼 로봇기술과 시공기술의 융합 등 다양한 융합기술들이 시도되고 있다.
최근까지 우리나라의 건설재료 분야는 초고강도 콘크리트와 같은 초고성능콘크리트, 장수명 동안 사용가능한 초고내구성 콘크리트 기술에 집중하여 괄목할만한 기술적 성장을 이루었다.
앞으로는 건설재료 및 시공 분야에서도 4차산업혁명 기술 융합을 통한 건설기술 개발로 우리나라의 건설산업 발전을 통하여 국가 경제를 견인하는 역할이 필요하다.
■ 챗GPT시대의 건축 트렌드와 UHPC의 역할 (㈜스튜디오미콘 정동근 대표)
“초고성능 콘크리트로 디자인을 구현하는 시대 올 것”
챗GPT로 대표되는 생산형AI로 인해 세상이 빠르게 변하고 있다.
원하는 데이터가 있으면 몇가지 키워드 입력만으로 결과 값을 얻을 수 있다. 특히 미드저니나 뤼튼과 같은 AI는 자신이 원하는 고퀄리티 이미지를 얻는데 1분이 채 걸리지 않으며, 마음에 들지 않으면 또 다른 이미지를 생성하는데에도 1분도 채 걸리지 않는다.
곧 자신의 취향을 저격하는 이미지를 얻는데 비용과 시간이 들지 않게 된 것이다.
그리고 이러한 생산형AI는 건축설계영역에서 큰 변화를 만들어낼 것으로 예상된다.
비싼 비용과 많은 시간을 들여 설계사에게 받은 2~3건의 시안에서 그나마 나은 시안 하나를 선택하는 것이 아니라 자신의 취향을 온전히 반영한 디자인을 찾을 때 까지 수십, 수백, 수천개의 시안을 만들어 볼 수 있는 것이다.
시안을 가지고 있고 건축을 할 비용이 있다고 해서 실제로 건축이 가능한 것은 아니다. 비정형 디자인의 건축물을 짓기 위해서는 벽체는 더 얇아져야하며, 철근 사용량은 훨씬 줄거나 없어져야 한다.
이와 동시에 안전성을 확보되어야하니 지금까지 비정형 건축물이 없던 이유는 사실 기술의 부재 때문일 수 있다. 이러한 니즈를 충족시켜주는 솔루션이 바로 초고성능콘크리트(UHPC. Ultra High Performance Concrete)다.
초고성능콘크리트는 120Mpa 이상되는 압축강도를 발현하는 콘크리트를 의미하는데 이는 일반 철근콘크리트(20Mpa)의 6배에 해당하는 성능이다.
초고성능 콘크리트는 압도적인 내구성을 바탕으로 훨씬 적은 양의 콘크리트로 충분한 내구성을 갖춘 건축물 제작이 가능하다. 철근 사용량을 줄일 수 있기 때문에 비정형 건축을 짓는 솔루션이 될 수 있다.
흡수율이 거의 없기 때문에 별다른 마감재를 사용하지 않아도 구조체 자체로 매력적인 마감 연출도 가능하다. 비정형의 몰드를 제작해 현장에 설치를 하면 콘크리트의 타설과 후가공만으로 비정형 건축물 제작이 가능하다.
AI로 디자인과 설계를 하면 초고성능 콘크리트로 디자인을 구현하는 시대가 오고 있는 것이다.
그리고 스튜디오미콘은 다양한 콘크리트 오브제 제작 경험을 통해 현장 타설의 노하우와 형태별 몰드 제작 노하우를 확보하고 있다.
개인의 취향을 맞춘 작품과 같은 디자인의 비정형 건축물 시장을 선도할 준비가 되어있다.
