2020년 건설 업계 뒤흔들 7가지 기술 혁신

터미네이터 같은 슈트를 입고 건설 현장에 있다고 생각해 보자. 막대한 힘으로 수 십, 수 백 킬로그램을 손쉽게 들어올리고, 통합 센서로 신체의 활력 징후와 대기 관련 데이터를 클라우드로 전송한다. 사무실에 있는 동료들이 GPS를 장착한 작업화로 나의 정확한 위치를 추적하고 지시를 하는 동안, AR(증강현실) 안경을 통해 3D 모델을 작업 현장에 겹쳐 볼 수도 있다.

공상과학 같은가? 실제 상황도 크게 다르지 않다. 재활용한 플라스틱으로 만든 웨어러블 기술과 장비부터 커넥티드 건설과 블록체인에 이르기까지, 2020년 건설 업계에 침투할 미래 기술에 대해 알아보자.

1. 비계 발판은 잊어라: 웨어러블 기술을 통한 거더 제거 시도

건설은 기본적으로 위험한 일이다. 아찔할 정도로 높은 곳에서 일하며 중장비를 다루어야 하고, 때때로 가혹하거나 예측할 수 없는 날씨에 일하기도 한다. 그래서 오랫동안 건설 업계 종사자들은 헬멧, 보안경, 안전 조끼, 작업화 같은 보호 장비를 착용해야 했다.

만약 이러한 장비에 두뇌와 근육이 있다면 어떨까? 스마트 웨어러블(Smart wearables)로 견인력을 확보할 수 있다. 예컨대 외골격 슈트를 이용하면 건설 노동자가 최대 200파운드(약 90킬로그램)를 들어올릴 수 있다. 더 가벼운 장비를 착용함으로써 노동자가 느끼는 근육 피로가 줄어들고 산업 재해 가능성도 감소한다. 포드 공장 노동자가 이미 이러한 장비를 사용하고 있다.

건설 기술 스타트업인 솔파워(SolePower)에서 만들어 올해 몇몇 회사의 선별 그룹에서 테스트한 스마트 작업화도 있다. 이 작업화는 내장 센서와 통신 기술로 위치 추적이 가능할 뿐만 아니라, 작업 관련자들과 실시간으로 연결할 수 있다. 작업화에 달린 RFID 태그로 현장에서 작업 공정이 완료되었는지 자동으로 확인하고 장비 점검도 할 수 있다.

2. 현장을 초고속으로 연결하는 5G 네트워크를 위한 준비

2020년 전 세계에 걸쳐 5G 네트워크 통신이 시작될 예정이며, 이는 전례 없는 방식으로 건설 능력에 영향을 미칠 것이다. 더 빠르고 안정적인 연결로 인공지능(AI)과 BIM(빌딩정보모델링)을 이용한 효율적인 설계를 할 수 있고, 단일 플랫폼에서 5G 네트워크를 통해 건설 프로젝트에 참여하는 사람 모두가 진행 중인 프로젝트 정보에 더 빠르게 접속할 수 있다.

5G는 또한 실시간 영상 피드백과 원격 통신 능력을 개선한다(근본적으로 원격 조종). 이는 효율성 향상과 안전한 운영에 필수적이며, 나아가 원격 장비와 로봇 공학이 발전하여 신호 인식, 입력 정보 수신, 지도 매핑, 즉각적인 결정, 의사 소통도 가능하게 한다.

3. 건설 업계 탄소 배출량 관리 및 최소화

탄소 배출량 측정 및 모니터링에 사용하는 도구는 건설업의 밝은 미래를 보여준다. 스웨덴에 본사를 둔 스칸스카(Skanska) USA의 사례를 보면, EC3(Embodied Carbon in Construction Calculator)를 사용하여 프로젝트를 수행 시 탄소 배출량을 30%까지 줄일 수 있었다. EC3는 건축 자재에 내재된 탄소의 양을 계산하는 오픈소스 도구이다. 스칸스카의 도구를 사용하여 시공업자와 설계자는 일반적으로 사용하는 건축 자재에 관한 데이터를 검토할 수 있고, 프로젝트의 전체적인 탄소 배출량을 구체화할 수 있다. 이 도구는 투명한 데이터를 제공하고, 심지어 프로젝트가 시작하기 전부터 프로젝트의 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 된다.

엑스프라이즈 재단(XPRIZE Foundation)은 탄소 배출량 감축에서 나아가 2,000만 달러의 상금을 내걸고 대회를 주최한다. 이산화탄소 배출 발전소를 지원하기 위해 이산화탄소를 실용적인 건축 자재로 변환하는 획기적인 방법을 찾는 대회이다.

4. 돌고 돈다: 순환 방식 사용 및 반복 재사용

순환 경제는 낭비를 없애고 자원의 지속적인 사용을 촉진하는 경제 시스템이다. 오늘날 건설 분야에서 소모하는 물적 자원이 420억 톤에 달하며, 이 중 10~20억 톤(전 세계 총량의 3분의 1)이 쓰레기로 매립된다. 확실히 개편할 필요가 있다.

덴마크 자선 단체 레알다니아(Realdania)는 이러한 상황에서 귀중한 자원을 창출하는 동시에 폐기물을 없애는 해결책을 찾으려고 서큘러 컨스트럭션 챌린지(Circular Construction Challenge)를 시작했다. 유기 폐기물과 진균포자에서 성장할 수 있는 건축 자재 개발, 이전 세대 건축물에서 나온 고품질 폐기물(점토로 구운 기와, 나무로 만든 서까래 등)을 재사용하여 다음 세대까지 남아 있을 헛간 짓기 등의 아이디어가 상을 받았다.

플라스틱로드(PlasticRoad)는 지속가능한 플라스틱 도로를 건설하는 데 소비자 사용 후 폐기된 플라스틱을 사용한다. 세계 최초로 네덜란드 즈볼러에 자전거 도로 98피트(약 30미터)를 설치했다. 이 도로는 추가 개발에 사용할 데이터를 수집하는 센서와 자체적인 빗물 관리 시스템을 갖추고 있다.

플라스틱을 건축 자재로 업사이클하는 또 다른 예로 이스라엘 스타트업 UBQ의 기술을 들 수 있다. 이 기술로 폐기물을 분류하고, 갈고, 자르고, 찢고, 세척하고, 가열하여 펠릿(알갱이)으로 만든다. 펠릿은 쟁반과 포장용 상자 같은 일상용품을 만드는 데 쓸 수 있다.

5. 머신 러닝과 인공지능 성장

시공업자는 데이터를 활용하여 이전에는 하지 못했던 방식으로 더 나은 결정을 내리고 있다. 머신 러닝과 인공지능(AI) 덕분이다. 과거에는 생산성과 시행 관련 데이터를 이용할 수 있었더라도 이를 참고하여 기획을 하기에는 너무나도 복잡했다.

오늘날 AI는 정보를 바탕으로 작업 기간, 작업 순서, 작업 비용 등을 제안함으로써 스케줄링에 도움이 된다. TradeTapp(트레이드탭)과 Construction IQ(컨스트럭션 아이큐) 등의 소프트웨어를 예로 들면, AI를 사용하여 일반 시공업자에게 하도급업자 자격 평가, 분석, 위험을 줄일 수 있는 맞춤형 권장 사항 등을 제공한다.

6. 조립식 공법 및 모듈러 공법 활용 확대 

조립식 주택이 큰 돌풍을 일으키고 있다. 비용이 적게 들고, 전통적인 주택보다 싼값에 구입할 수 있기 때문이다. 캘리포니아주 샌프란시스코 베이처럼 집값이 높은 지역에서 특히 그러하다. 조립식 주택은 내구성도 뛰어나고, 전통적인 주택에 비하면 건축 기간도 짧은 편이다.

캘리포니아주 산호세 시는 최근에 새로운 신속 처리 프로그램을 발표했다. 한 가족이 사용하는 부지에 짓는 부속주택인 ADU(accessory dwelling unit)를 건설할 때, 건축 허가 취득을 더 쉽고 간편하게 만든 것이다. 네덜란드의 사례를 본떠 시에서 승인한 첫 번째 ADU는 캘리포니아주 레드우드시티에 본사를 둔 아보두(Abodu)에서 제작했다. 넓이가 495평방피트(약 46제곱미터)인 주택을 19만 9,000달러에 공급한다. 거래 성사 후 2주 이내에 배송과 설치를 완료할 수 있다.

ADU는 재난 지역에서도 대단히 중요하게 사용되고 있다. 플랜트 프리팹(Plant Prefab)에서 만든 선셋 버드 리빙홈(Sunset BUD LivingHome)은 캘리포니아주 말리부의 화재 재해민을 위한 임시 거주 시설로 설계되었다. 이 ADU는 빨리 지을 수 있고, 비용 면에서 더 효율적이며, 현장 건설보다 믿음직한 팩토리 공법을 사용한다.

7. 커넥티드 건설과 블록체인에서 가장 중요한 것은 데이터

커넥티드 건설은 작업 현장, 기계 장비, 노동자 등 건설 생태계의 핵심에 데이터가 있어야 한다는 생각에서 비롯했다. 간단한 개념처럼 보이지만 건축가에서 엔지니어, 시공업자, 건축주에게 전달하는 과정에서 데이터, 특히 빌딩운영정보가 유실되는 일이 종종 발생한다. 건설의 각 단계에서 서로 다른 플랫폼을 사용하기 때문이다.

블록체인은 건설업에 파괴적인 기술로 손꼽힌다. 막대하고 다양한 거래를 가능하게 하고, 보호하고, 기록하는 힘 때문이다. 블록체인에 손을 대는 모든 이용자에게 책임이 있다. 그밖에 GIS(지리정보시스템)는 기획자, 설계자, 엔지니어가 건설 계획 과정에서 언제나 염두에 두어야 할 중요한 지리적 데이터를 제공한다. 블록체인, GIS, 커넥티드 건설의 작업 흐름으로 이러한 데이터를 훨씬 안정적으로 유지할 수 있다.