빌딩이 편리성, 보안성, 에너지 효율성 등을 알아서 챙겨준다!
디지털 트랜스포메이션 시대에 FIT한 지식 혜택 (베네핏레터는 두번째, 네번째 금요일에 찾아갑니다) beneFIT Letter(베네핏 레터)는 이노핏파트너스의 노하우를 담아 디지털 트랜스포메이션 시대의 '산업별' 핵심 지식, 트렌드를 큐레이션한 뉴스레터입니다.
열한 번째 베네핏 레터의 산업주제는 건설입니다. 이 레터가 도움이 되셨다면 주변 많은 분들께 추천해주시고, 공유도 부탁 드립니다😊 (상세 내용을 보실 수 있도록 글 중간 중간에 링크를 걸어두었습니다. 참고해주세요!) #1. [로봇_효율성] 3일 안에 단독주택 짓는 도깨비 방망이, 로봇! #2. [드론_안전점검 & 인명구조] 붕괴된 건물에서 인명을 신속하고 안전하게 구호하는 드론! #3. [3D프린팅_생산성] 하루 만에 뚝딱,, 집도 교량도 3D 프린터기로 출력한다! #4. [BIM_통합관리] 빌딩정보모델링으로 건설의 설계와 시공의 효율성과 체계적 안전관리 도모 #5. [BIM_스피드 건설] 코로나19 병원 뚝딱 지은 비결은? 바로 BIM(빌딩정보모델링)덕분 # 6. [VR & 드론 _ 안전공사] 건설현장, 더 이상 막노동판이 아니랍니다 #7. [ICT융합_스마트빌딩] 건물이 스스로 판단하고 똑똑하게 행동한다? 스마트 빌딩
스마트 건설기술로 스스로 살아 움직이는 똑똑한 빌딩 짓는다! 건축 및 건설산업은 인프라 확충과 일자리 창출 등으로 국민경제에 매우 큰 기여를 해왔습니다. 그러나 현재 국내 경제발전 수준이 이미 성숙 단계에 접어들었기 때문에 신규 인프라 수요가 감소하는 등 국내 건축 및 건설시장의 양적 성장은 한계를 보이고 있습니다. 그 뿐만 아니라 빠르게 진행되고 있는 고령화와 근로시간 단축으로 숙련 인력의 감소가 빠르게 진행되고 있기도 합니다. 이러한 문제를 해결하고 미래건설 산업의 비전을 위해4차 산업혁명 시대를 대표하는 첨단기술인 인공지능(AI)과 자율주행, 로봇 기술 등이 건설업계에 적용된 스마트 건설이 큰 변화의 물결을 만들어 내고 있습니다. 스마트 건설기술은 건축 및 건설과정에서 생산성 향상, 시간과 비용 효율성 및 안전성을 확보해주고, 이런 기술로 지어진 스마트 빌딩은 편리성, 보안성, 에너지 효율성 등을 알아서 챙겨줄 정도로 똑똑 해 졌다고 하는데 구체적으로 알아보도록 하겠습니다. #1. [로봇_효율성] 3일 안에 단독주택 짓는 도깨비 방망이, 로봇! 하이드리안X(Hadrian X)는 호주의 건설기술 회사 FBR(Fastbrick Robotics)이 개발한 벽돌 쌓는 로봇입니다. 이 로봇의 정밀함은 전통적인 방법보다 빠르고 저렴하게 건물을 지을 수 있으면서도 폐기물은 적게 배출하는 린(Lean)건설 방식입니다. 생김새는 일반적인 트럭 탑재 크레인 같지만 제어 시스템, 벽돌 전달 시스템, 동적 안정화 시스템과 같은 복잡한 구성 요소로 이루어져 있습니다. 벽돌들이 기계에 실리면 기계는 각 벽돌을 식별해서 놓일 장소를 결정하고, 필요한 경우 블록을 적정 크기로 자르고 나중을 위해 보관할 수도 있다고 합니다. 바람이 불고 진동이 로봇을 흔들어도 초당 수백회의 보정을 통해 벽돌을 정확한 위치에 놓을 수 있는 숙련공이죠.
(출처: 레드쉬프트)
벽돌 쌓는 로봇인 하이드리안X (Hadrian X)는 2019년 11월에 세계 최초로 전자동 로봇으로 실제 주택을 짓는데 성공했습니다. 방3개와 2개의 욕실을 갖춘 단독주택을 짓는데 걸린 시간은 불과 3일이었답니다. 이 주택은 건축기준을 충족시키고 토목공학 전문가들도 인정할 정도로 훌륭해서 건축현장에서 상용화될 가능성을 시사했습니다.
(출처: FBR)
#2. [드론_안전점검 & 인명구조] 붕괴된 건물에서 인명을 신속하고 안전하게 구호하는 드론! 최근 광범위한 피해를 야기한 경주, 포항 지진과 그에 따른 노후 시설물 안전에 대한 사회적 우려가 높아지면서 건물 붕괴 시 고립된 인명을 신속하고 안전하게 구조할 수 있는 기술 개발이 큰 관심이 쏠렸습니다. 이런 가운데 한국건설기술연구원 지반연구소 이주형 박사 연구팀에서 개발해오던 “대형빌딩, 지하철, 터널 등 붕괴사고 시 고립된 인명 구조 핵심기술” 성공은 기다리던 희소식이 아닐 수 없습니다. 이번에 개발된 긴급 인명구조 기술은 드론, 공간정보, 정밀 굴착, 굴진관리 기술 등이 활용된 4단계 시스템인데 그중 1단계에서는 드론으로 현장을 탐색하여 3차원 건물붕괴 형상 정보를 취득 후 매몰자 위치 탐지기술을 활용하여 12시간 내에 위치 탐지 및 구호지점을 예측하게 됩니다. 2단계에서는 사고 발생 후 72시간 이내에 정밀굴착기술 및 철근콘크리트 벽체 관통 기술 등으로 생존 매물자의 안전을 확보하게 되고, 3단계에서는 생존자 운반에 필요한 대형 장비를 매몰지점으로 투입하는 통로를 확보하며 4단계에서는 매물공동 안정화 기술로 인명구조를 안전하게 진행하게 된다고 합니다.
(출처: 건설경제)
드론은 접근 자체가 불가능한 건축물의 안전점검까지도 해결해 줍니다. 2019년 9월 태풍 링링(Lingling)에 교회 첨탑이 붕괴돼 차량을 덮치는 사고가 발생해 시민들을 불안에 떨게 만들었습니다. 사고 후 첨탑에 대대적인 안전점검을 실시했으나, 첨탑의 위치상 사람이 접근하기 위험하거나 아예 접근 자체가 불가능한 경우가 많아서 일부 시설은 점검이 제대로 이루어질 수 없는 문제가 있었죠. 이 같은 어려운 안전점검에 강북구청의 건축과는 4차 산업혁명의 핵심기술인 드론을 이용해서 첨탑 점검을 민, 관, 연의 재능기부형태의 시범점검을 실시해서 주목을 끌고 있습니다. 드론을 통해 얻은 360도 디지털 영상, 첨탑의 높이, 손상부위의 위치 및 손상크기 등 다양한 정보를 기반으로 첨탑의 위험요소와 보완방법을 도출하여 시공기술사의 전문적인 개선방법을 제시했다고 합니다.
수유동 성당 드론 점검 (출처: 서울경제)
드론은 실시간 건설측량 및 현장 모니터링을 통해 신속 대응을 가능하게 해주는 스마트 일꾼이기도 한데요. 이는 SK텔레콤, 현대건설기계, 현대건설 등 3사가 기술개발을 완료한 국내외 건설현장 원격 모니터링을 위한 드론 자동제어 시스템 덕분입니다. 이것은 건설현장 측량 드론에 SK텔레콤의 실시간 영상관제 솔루션 ‘T라이브 캐스터’를 결합한 것으로 원격지에서 드론의 비행경로를 지정해 실시간 건설측량 및 현장 모니터링을 할 수 있는 기술입니다. 이 덕분에 본사와 건설현장의 실시간 소통이 가능하여 교량, 초고층 빌딩, 플랜트 등 대규모 건설현장에서 발생하는 각종 긴급상황에 신속 대응이 가능해진 것은 물론 드론 영상을 관제센터나 다른 곳으로 송출할 수도 있고, 앱을 활용하면 별도 장비 없이 스마트폰으로 현장 영상을 볼 수도 있답니다.
#3. [3D프린팅_생산성] 하루 만에 뚝딱,, 집도 교량도 3D 프린터기로 출력한다! 세계에서 가장 높은 건물로 유명한 두바이에서 최근 약 194평에 2층짜리 “세계 최대 규모의 3D 프린팅 빌딩”을 완공했다고 합니다. 이 건물을 짓는데 투입한 노동자는 15명에 불과 했습니다. 이는 비슷한 크기의 건물을 짓는 데 투입하는 노동력의 절반이고 건축 폐기물은 60%가 줄었습니다. 건축비 절감효과도 컸는데요 보통 이정도 크기의 건축물은 250만디르함(약8억)이 들지만 이 건물에는 100만디르함(약 3억 1800만원) 정도만 들어갔다고 합니다.
두바이에 세워진 세계 최초의 3D 프린팅 2층 건물 (출처: THE NATIONAL)
'3D프린팅 건축'은 주택난이 예상되는 미래 사회에서 비싼 전통 건축물의 대안으로 꼽히고 있으며, 특히, 무주택 서민층과 빈민에게 “내 집”을 마련해 줄 수 있는 적정기술로 주목받고 있습니다. 미국의 3D 프린팅 건설기술 기업”아이콘(ICON)은 2020년 5월 미국 텍사스 오스틴 교외의 한 마을에 노숙자 출신 6명이 살 수 있는 보금자리로 3D 프린팅 주택을 마련해 주었고, 이 업체의 3D 건축 프린터 ‘불칸2’가 최근 “세상을 바꾸는 아이디어”로 뽑혔습니다.
노숙자들을 위해 지은 미국 텍사스 오스틴의 3D 프린팅 주택 (출처: 한겨레)
상하이시 바오샨취(宝山区)에 3D 기술로 건설된 보행교 (출처: 아틀라스 뉴스)
#4. [BIM_통합관리] 빌딩정보모델링으로 건설의 설계와 시공의 효율성과 체계적 안전관리 도모 BIM(Building Information Modeling)은 실제 건물을 땅 위에서 재원을 소비하며 짓기 전에 컴퓨터 안에서 미리 지어보면서 공사과정에서 일어날 공정 간 간섭을 사전에 통제하고 공사일정에 맞춰 원활한 물량공급을 시뮬레이션 해볼 수 있는 기술입니다. 이 기술을 통해 설계에서 시공, 유지관리에 이르기까지 건설 생애주기의 모든 정보를 효과적으로 통합관리 할 수 있다고 합니다. 건설사에게 핵심업무인 '원가 관리'를 위해서 대림산업은 BIM을 통해 모든 정보를 통합관리한 덕분에 2014년 90% 초반이던 원가율을 지난해 80% 초반까지 낮출 수 있었습니다. 건설산업이 뒤쳐지는 원인은 제조업을 포함한 다른 사업에 비해 이윤은 적은 반면 오류로 인한 손실이 크고 교육과 연구개발에 투자가 적기 때문이라고 합니다. 이러한 건설산업의 낮은 생산성과 오류, 손실 등의 문제점을 해결해 줄 수 있는 것 역시 BIM이라고 하는데요, 철도 공단은 BIM도입으로 시공할 때 구조물 간섭 및 오류를 사전에 방지하고 현장의 위험요소를 사전에 제거하여 안전사고를 예방할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
#5. [BIM_스피드 건설] 코로나19 병원 뚝딱 지은 비결은? 바로 BIM(빌딩정보모델링)덕분 중국에서 신종 코로나19사태가 확산하던 올 2월 진원지로 지목된 후베이성 우한에 병원 두 곳이 10일만에 개원을 했습니다. 착공한지 11일만에 병상 수만 2600개에 달하는 종합병원급 병원 2개가 뚝딱 지어진 것을 보고 전 세계는 그 속도에 경탄했습니다. 중국 국가위생건강위원회가 우한 내 모든 입원자가 지난 4월26일 모두 완쾌되어 퇴원했다고 발표할 수 있었던 것은 두 병원의 역할이 컸는데요, 이런 빠른 건설의 비결은 바로 BIM(빌딩정보모델링)을 상용한 덕분에 디자인 설계에 하루, 60시간만에 구조설계도 제작이 완료되었기 때문이었답니다. 또한, 한국에서는 GS건설이 경남 창원에 최대 병원 중 하나인 창원 경상대병원을 지을 때 설계단계부터 BIM을 활용하여 설계오류를 반영해 도면을 수정하고, 전개도 작성, 물량 산출량 등을 미리 수행하여 약 3년만인 2015년 10월에 건설을 완공했다고 합니다.
GS건설이 창원 경상대병원을 건설하기에 앞서 BIM을 이용해 미리 디자인한 모습 (출처: 동아 사이언스) # 6. [VR & 드론 _ 안전공사] 건설현장, 더 이상 막노동판이 아니랍니다 건설업은 산업재해의 절반 이상이 발생하는 취약 업종입니다. 단순히 안전교육만 한다고 해서 안전사고를 예방하는 데는 한계가 있죠. 한화건설은 대구 외곽순환고속도로를 건설하면서 작업자가 접근하기 힘든 교량 상부 공사장에 드론을 띄워 안전점검을 하고, 가상현실(VR) 기술을 적용하여 근로자들의 추락사고 예방교육을 철저히 하는 한편, hs2e라는 모바일 안전관리 앱을 구축하여 안전환경 개선이나 예방 조치가 필요한 부분을 즉각적인 조치가 가능하도록 했습니다. 또한 굴삭기 같은 건설장비에 고 정밀 GPS와 센서를 장착함으로써 작업자 경험이나 직감에 의존하던 공사 관행이 데이터에 기반해 수행하도록 함으로써 예전처럼 측량사가 굴삭기에 부딪히는 안전사고는 없앨 수 있게 되었습니다. 건설현장에도 디지털 기술의 도입을 발판으로 안정성이 점차 좋아지고 있습니다.
(출처: 뉴스1)
#7. [ICT융합_스마트빌딩] 건물이 스스로 판단하고 똑똑하게 행동한다? 스마트 빌딩 건물이 스스로 판단하고 살아서 움직인다는 말 들어 보신 적 있나요? 바로 스마트 빌딩을 두고 하는 말인데요, 최근 IoT기술확산에 따라 빌딩이 스스로 건물상태를 판단해서 최적의 운영을 지원하는 것으로 그 의미가 진화했습니다. 첨단 ICT 기술이 집약된 스마트 빌딩은 건축, 통신, 빌딩자동화, 사무자동화 등이 유기적으로 통합된 첨단 서비스를 통해 오너와 운영자에게는 효율성을 높여주고 사용자에게는 편의성과 안전성을 보장함으로써 쾌적하고 안락한 삶을 제공합니다. 포스코ICT는 인공지능, 빅데이터, IoT 기술을 빌딩에 적용하여 빌딩 주요 설비에 IoT센서를 달아 빌딩 내 모든 상황을 모니터링하고, 수집한 데이터를 분석, 예측함으로써 에너지, 통신, 보안, 냉난방, 조명 등을 자동 제어해 최적의 빌딩 운영이 되도록 인프라를 구축하는 것으로 총 680억원이 투입됩니다.
포스코ICT의 스마트빌딩 모식도 (출처: 포스코 뉴스룸)
아파트도 점점 더 똑똑하게 변하고 있습니다. IoT, 인공지능, 빅데이터 등 4차산업혁명 핵심 기술들을 활용해서 주거공간을 보다 안전하고 편리하게 조성하려는 시도가 잇따르고 있기 때문인데요, 삼성 래미안은 입주민의 생활패턴을 분석하여 각자 선호하는 환경으로 자동 제어해주는 ‘래미안 AIoT플랫폼’을 개발하여 외출이나 귀가 시 조명, 난방, 가스, 방범 등 세대 내 기기를 자동으로 제어해 에너지 소비를 줄이고 보안을 강화하며 생활의 편리함까지 제공해주고 있습니다.
'래미안 A.IoT 플랫폼'의 개념도 (출처: 조선비즈)
출근할 때 현관문을 닫으니 온 집안의 조명이 꺼지고 난방은 외출 모드로 바뀝니다. 퇴근할 때 현관문 출입 비밀번호를 일일이 누를 필요도 없게 됩니다. 안면인식을 통해 자동으로 출입문이 열리죠. 이러한 스마트 홈 생활은 이미 일부에서는 가능합니다. 하지만, 2021년경부터는 이런 경험이 일상화될 것으로 보인다고 합니다. 요즘 대형 건설사들의 화두 중 하나인 빅데이터를 활용한 AI 기술을 통해서 말이죠. 큐레이터 / 이노핏파트너스 이혜숙 전문교수, 황상호 매니저 글 정리 / 이노핏파트너스 마케팅팀 
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