특집 | 포스트코로나 시대의 국토이슈와 대응 방향 34
건설산업은 노동집약적 산업으로 다른 산업에 비해 프로젝트 참여자들 간의 접촉이 많아 코로나19의 영향을 크게 받을 것으로 예상된다. 현재는 건설공사의 발주 지연과 외국인 노동자 감소에 따른 공사기간 지연, 공사관리자 및 작업자들 간의 대면접촉 감소에 따른 생산성 저하 등에 영향을 미치고 있다. 이 글에서는 정부의 비대면 기술개발 촉진을 위한 정책과 연계할 수 있도록(국토교통부 2020), 건설단계를 발주, 설계, 시공, 안전 · 유지 관리 단계로 구분하여 스마트 건설기술의 적용 가능성과 발전방향을 설명하고자 한다.
발주 방식 중, 프로젝트 통합발주(Integrated Project Delivery: IPD) 방식은 <그림 1>과 같이 프로젝트 참여자들이 하나의 팀으로 구성되어, 초기 단계부터 협업을 수행하는 것 이다(AIA 2007). IPD의 효과는 선행연구들에서 검증되었지만(Ma et al. 2018), 다양한 전문가들의 조기 참여가 필요하다는 현실적 어려움이 있다. 그간 전문가들의 대면참여가 어려울 경우 적용가능성이 모색되었던 비대면 협업은 기술적 한계와 함께 효율성에 대한 부정적 인식으로 활발하게 적용되지 못하고 있었다. 하지만 코로나19로 인해 비대면 협
코로나19와 건설산업
발주단계
포스트코로나 시대의
비대면, 스마트 건설기술 발전 방향
이치주 | 국토연구원 책임연구원 ([email protected])
<그림 1> IPD의 개념
(프로젝트 초기 단계)
파트너십
•성과의 최적화
•발주자의 가치 증대
•이윤과 리스크 분배 시공자
발주자 설계자
⇨ ⇨
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제464호 2020 June
포스트코로나 시대의
비대면, 스마트 건설기술 발전 방향
업의 필요성이 다양한 분야에서 커지고 있어서 건설현장의 참여자들 사이에서도 적용 필 요성이 더 크게 인식될 수 있을 것이다. 향후 기술적 보완이 이루어지는 것을 고려하면, 코로나19가 IPD 발주 방식의 활성화에 영향을 줄 수 있을 것으로 생각한다.
비대면으로 업무를 진행하기 위해서는 건축작업에서도 가상공간을 구축하여 일 을 진행할 수 있을 것이며, 참여자 간의 협업을 위한 도구로 건축정보모델(Building Information Modeling: BIM)을 사용할 수 있을 것이다. 아직 건설산업에서 BIM이 적용 되고 있는 수준은 약 15.4%에 머무르고 있지만, 향후 10년 이내에 약 67.2%까지 활용수 준이 증가할 것으로 조사되었다(이광표 외 2019). 코로나19로 인한 비대면 작업의 필요성 증가는 BIM의 활성화에도 도움을 줄 수도 있다.
현재는 계획단계에서 건설현장의 정보 를 취득하기 위해 사람들이 지형을 측 량한 후, 지형도를 작성한다. 향후에 는 드론이 지형을 스캐닝 혹은 촬영하 여 3D 지형정보를 도출한 후, BIM 모 델 구축을 위해 제공할 수 있을 것이다 (<그림 2> 참조). 드론의 활용은 정보의 자동추출 및 제공과 함께 작업자들이 접근하기 어려운 위험지역에서도 정보 를 제공하여 안전성을 향상시킬 수 있
다. 설계단계에서는 BIM 도입의 활성화에 따라 건설물의 생애주기 동안 발생하는 모든 정보를 통합해 활용 가능할 것이며, 특히 최근 BIM의 클라우드 협업 기능 강화는 비대면 협업의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 예상한다(<그림 3, 4> 참조).
계획·설계단계
<그림 2> 지형측량에 활용되는 드론자료: https://www.koit.co.kr/news/articleView.html?
idxno=78110 (2020년 5월 18일 검색).
<그림 3> 현재의 건설공정회의 모습 <그림 4> 클라우드 BIM으로 작성된 도면
자료: Mehrbod et al. 2019. 자료: https://www.cadgraphics.co.kr/newsview.php?pages=review&catecod e=24&num=66069 (2020년 5월 18일 검색).
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정보통신기술(ICT), 인공지능(AI)과 같은 기술이 시공단계에 더욱 활발하게 도입되어, 건 설현장에서 비대면 방식의 작업이 촉진될 수 있을 것이다. 모듈러 건축은 제조업의 대량 공장생산 개념을 건설업에 적용한 것으로, 모듈을 제작하는 단계와 설치하는 시공단계로 나눌 수 있다. 공사의 60~80%를 공장에서 수행하며, 이와 동시에 현장에서는 시공을 수 행하여 생산성 향상, 공사기간 단축, 품질 향상 등의 장점을 가진다(<그림 5> 참조). 특 히, 모듈화 건축이 3D 프린팅과 함께 연계되어 진행된다면, 그 효과는 더욱 클 것이다.
여기서 3D 프린팅 기술은 부재나 거푸집 생산에 적용될 수 있다(<그림 6> 참조). 코로나 19로 인해 건설현장의 외국인 거푸집 작업인력이 부족하여 공사가 지연되는 경우가 많이 발생하였으므로, 모듈러 건축과 3D 프린팅 기술은 포스트코로나 시대에 적용될 수 있는 주요 기술이 될 것이다. 마지막으로, 건설현장에서 필요한 무인 건설장비도 코로나19로 인해 그 수요가 증가할 것으로 예상된다. 무인장비의 사용은 비대면 작업의 증가뿐만 아 니라, 24시간 작업을 수행할 수 있으므로 공사기간의 단축과 공사비용 감소에도 도움을 줄 수 있을 것이다(<그림 7> 참조).
발전된 ICT · AI 기술은 작업자들의 안전을 관리할 때, 대면접촉을 통해서 관리하기 전에 작업자의 생체정보 및 위치정보의 변동을 자동으로 수집하여 실시간으로 관리할 수 있을 것이다(<그림 8> 참조). 유지관리 단계에서는 사람이 확인하기 어려운 위치에 있는 건설물 의 보수 필요성을 드론을 사용하여 인지할 수 있으며, 특히 BIM 객체에서는 관리자에게 각 부재의 특성들을 알려줄 수 있어서 효율적인 유지보수를 수행할 수 있을 것이다(<그림 9a, b> 참조).
안전·유지 관리단계 시공단계
<그림 5> 모듈러 건축
자료: http://yunwootech.com/projects/ (2020년 5월 18일 검색).
<그림 6> 3D 프린터 거푸집
자료: Hack et al. 2020.
<그림 7> 자율주행 건설장비
자료: https://www.builtrobotics.com/ (2020년 5월 18일 검색).
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제464호 2020 June
<그림 8> 웨어러블 기술
자료: 황성주 2016.
<그림 9a> 유지관리를 위한 드론
자료: Seo et al. 2018.
<그림 9b> 유지관리 부분
자료: Seo et al. 2018.
비대면 기술의 요구로, 과거보다 스마트 건설기술의 현장 적용 기회가 증가할 것이다. 이 는 건설 부문의 스마트 기술 개발을 촉진하는 계기가 될 수 있을 것이며, 활발한 기술 개 발로 건설 생산성과 안전성이 향상되어 우리나라 건설경쟁력을 향상시키는 것에도 도움 을 줄 수 있을 것이다. 따라서 지금은 스마트 건설기술 개발을 위한 중소건설기업 및 벤 처기업 육성에 많은 관심과 기회가 필요한 시점이다.
포스트코로나 시대의 기회
국토교통부. 2020. 세계를 선도하기 위한 20개 국토·인프라·교통 기술개발 착수, 5월 6일. 보도자료.
연우테크놀러지. 2020. http://yunwootech.com/projects/ (2020년 5월 18일 검색).
이광표, 최수영, 손태홍, 최석인. 2019. 국내 건설기업의 스마트 기술 활용 현황과 활성화 방향. 서울: 건설산업연구원.
정보통신신문. 2020. 드론 띄워 지형조사하고 AI가 건설장비 자율주행·시공, 2월 11일. https://www.koit.co.kr/news/
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황성주. 2016. 웨어러블 디바이스를 활용한 건설작업자의 건강보건관리. 한국건설관리학회 제17권 제6호: 40-46.
AIA National. 2007. Integrated project delivery: A guide. California: AIA California Council.
Built Robotics. https://www.builtrobotics.com/ (2020년 5월 18일 검색).
Seo, Junwon, Luis, D., and Wackerb, J. 2018. Drone-enabled bridge inspection methodology and application.
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Hack, N., Dörflera, K., Walzera, A. N., Wanglerb, T., Mata-Falcónc, J., Kumard, N., Buchlid, J., Kaufmannc, W., Flattb, J. R., Gramazioa, F., and Kohlera, M. 2020. Structural stay-in-place formwork for robotic in situ fabrication of nonstandard concrete structures: A real scale architectural demonstrator. Automation in Construction 115: 103197.
Ma, Z., Zhang, D., and Li, J. 2018. A dedicated collaboration platform for integrated project delivery. Automation in Construction 86: 199-209.
Mehrbod, S., Staub-Frencha, S., Mahyarb, N., and Toryc, M. 2019. Characterizing interactions with BIM tools and artifacts in building design coordination meetings. Automation in Construction 98: 195-213.
참고문헌