본문내용
1. 서론
1.1. 건설산업의 현재와 미래
현재 건설산업은 빠르게 변화하는 시대 흐름에 발맞추어 발전하고 있다. 건설산업은 전통적으로 보수적인 문화로 인해 새로운 기술을 이행하는데 소극적이었지만, 최근에는 세계시장의 주목을 받는 트렌드 변화에 맞추어 건축 현장에서도 다양한 신기술이 적용되는 추세이다.
특히 초고층 건축물인 롯데월드타워의 건설 시 적용된 시공 신기술들은 건설산업의 기술력이 매우 발전했음을 보여준다. 지반 견고성을 위한 지반강화 파일링 공법, 32시간 연속타설에 성공한 매트기초 시공, 내진구조 설계를 위한 코어월 및 아웃트리거/벨트 트러스 조합 등 다양한 기술들이 적용되었다. 특히 자동상승거푸집(ACS)을 활용한 공기단축 시스템은 초고층 건축물을 3일에 한 층씩 올릴 수 있는 획기적인 신기술로 주목받고 있다.
이처럼 건설기술은 사회 환경의 변화와 세계적인 트렌드에 발맞춰 지속적으로 발전하고 있다. 이에 따라 건축 현장에서도 앞으로의 기술 변화를 예측하고 이에 맞는 대응책을 마련하는 것이 중요하다. 특히 ESG 경영과 제로에너지건축물 등의 친환경 건축에 대한 관심이 증대되고 있어, 이를 위한 신기술 도입도 활발히 이루어지고 있다.
이처럼 건설산업은 4차 산업혁명과 AI, 인공지능 등 첨단기술의 발달에 힘입어 비약적으로 발전하고 있다. 최근에는 3D 프린팅 기술을 활용한 건축물 시공, 스마트 건축기술, 건설 자동화 장비 등 다양한 신기술이 도입되고 있다. 이러한 기술들은 기존 건설방식과 비교하여 공기단축, 원가절감, 일자리 변화 등 건설산업 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 가져올 것으로 예상된다.
종합적으로 건설산업은 빠르게 변화하는 시대적 흐름에 발맞춰 발전하고 있으며, 다양한 신기술의 도입을 통해 건설현장이 첨단화되고 있다고 볼 수 있다. 이에 따라 향후 건설기술의 혁신적 변화와 건설산업의 지속가능성 제고 등 미래 전망이 기대되고 있다.
1.2. 건설기술의 변화와 혁신
건설기술의 변화와 혁신은 건설산업의 미래를 이끌어갈 핵심 요소이다. 빠르게 발전하는 기술 트렌드에 발맞춰 건설 분야에서도 신기술이 지속적으로 등장하고 있다.
최근 건설업계에서는 4차 산업혁명 기술을 활용한 혁신이 활발하게 이루어지고 있다. 3D 프린팅 기술, 드론, 스마트 건축 등이 대표적이다. 3D 프린팅 기술은 건설 현장에 새로운 시공 방식을 도입하여, 기존 방식 대비 공기단축, 원가절감 등의 효과를 거둘 수 있다. 또한 드론을 통해 현장 모니터링, 측량 등의 작업 효율을 크게 높일 수 있다. 스마트 건축 기술은 IoT, 인공지능 등을 활용하여 건물의 유지관리와 에너지 효율을 향상시킨다. 이처럼 4차 산업혁명 기술은 건설 산업 전반에 걸쳐 혁신을 이끌어내고 있다"".
특히 3D 프린팅 기술은 건축 분야에서 큰 변화를 가져올 것으로 기대된다. 3D 프린터를 이용하면 거푸집 없이 벽체, 기둥, 바닥 등을 바로 출력할 수 있어, 공사 기간과 인력, 비용을 크게 절감할 수 있다. 또한 복잡한 형태의 건축물 구현이 용이해져 건축 디자인의 자유도가 높아질 것으로 전망된다. 실제로 중국과 네덜란드에서는 이미 3D 프린팅 기술을 활용한 건축 사례가 나타나고 있다"".
한편 드론 기술도 건설 현장에서 다양하게 활용되고 있다. 드론을 이용하면 현장 모니터링, 작업 진행 상황 파악, 공사물량 산출 등 기존 방식보다 빠르고 효율적인 작업이 가능하다. 또한 안전 점검이나 고소 작업에도 활용할 수 있어 작업자의 위험을 줄일 수 있다"".
이처럼 4차 산업혁명 기술은 건설 산업의 생산성과 효율성을 크게 높일 것으로 기대된다. 특히 3D 프린팅, 드론, 스마트 건축 등의 신기술이 보편화됨에 따라 건설 현장이 첨단화되고, 건설 프로세스 전반에 걸친 혁신이 일어날 것으로 예상된다"".
1.3. 연구의 목적 및 구성
연구의 목적 및 구성은 다음과 같다.
본 연구는 건설산업의 현재와 미래의 변화, 건설기술의 혁신에 대한 내용을 바탕으로 최근 부각되고 있는 건설 신기술 동향을 살펴보고자 한다. 구체적으로 3D 프린팅 건축기술, 스마트 건축, 건설 자동화 기술 등이 어떻게 건설 현장에 적용되고 있는지, 그리고 이러한 신기술이 건설 산업에 미치는 경제적인 영향과 미래 전망을 분석하고자 한다. 이를 통해 건설 산업에서의 기술혁신 방향과 정책적 지원 및 규제 정비 등의 과제를 도출하고자 한다.""
2. 건설 신기술 동향
2.1. 3D 프린팅 건축기술
2.1.1. 3D 프린팅 건축의 원리와 공정
3D 프린팅 건축의 원리와 공정은 다음과 같다.
3D 프린팅 건축은 건축물을 구성하는 벽, 기둥, 바닥 등을 3D 프린터를 이용해 콘크리트를 재료로 사용하며 쌓아나가면서 만들어낸다. 즉, 모형을 만들던 3D프린터에서의 플라스틱이나 금속의 역할이 실제 건축현장에서는 시멘트, 콘크리트의 재료가 되는 것이다. 이전 건축 방식과 비교하면 거푸집을 사용하지 않아도 된다는 점이 큰 장점이다. 3D 프린터 노즐에서 콘크리트를 정해진 도면에 따라 뽑아내기 때문에 거푸집이 필요 없으며, 제작한다 하더라도 3D 프린팅으로 제작한 거푸집은 일반 플라스틱은 물론 고강도의 탄소섬유와 유리섬유 등 다양한 재료를 활용가능하기 때문에 최적의 강도 및 탄성을 가진 신소재로 만들어진다. 대형 3D프린터를 사용하면 거푸집을 한 번에 제작할 수 있을뿐더러 최대 0.001mm 이내로 가공오차를 줄일 수 있어 더욱 정밀한 제작이 가능하다.
제조방식은 거대한 3D 프린터를 현장에 설치해 시공하는 방식과 공장에서 3D 프린터를 이용해 부재(보, 벽, 기둥, 바닥)를 하나씩 PC(Pre-Cast)로 만들어 현장으로 가져온 후 조립하는 방식이 있다. 전자의 경우 단층 건물만 짓던 이전의 3D 프린팅 건축 기술과 달리, 프린터의 크기가 커지면서 더 큰 건축물을 출력할 수 있다. 독일에서는 3D 프린터로 3층짜리 다가구 주택을 시공한 사례가 있다.
이처럼 3D 프린팅 건축 기술은 기존 건축 방식과 달리 거푸집이 필요 없고 정밀한 가공이 가능하며, 다양한 형태의 건축물 구현이 가능하다는 장점이 있다. 향후 기술이 발달하면 고층 건물 시공도 가능할 것으로 예상되어 건설 현장의 새로운 기술력으로 자리 잡을 것으로 보인다.
2.1.2. 3D 프린팅 건축의 장단점
3D 프린팅 건축의 장점은 다음과 같다. 첫째, 건축자재의 재활용이 가능하다. 3D 프린팅 공법은 필요한 재료만을 쌓아올리는 '적층가공 방식'으로 이루어지므로 재료 낭비가 전혀 없다. 둘째, 인건비 감소...
