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[진화하는 ‘스마트건설’(1)]안전·품질·효율 ‘3마리 토끼 잡는다’
기사입력: 2020/06/02 [18:41]
윤구 기자/뉴스1 윤구 기자/뉴스1의 다른기사 보기 필자의 다른기사 보기
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▲ 현대건설의 사물인터넷(IoT)을 활용한 서부간건 지하도로 공사현장의 밀폐공간 출입관리시스템 모습 (현대건설 제공/뉴스1)  



건설 본부별 전담조직 신설…AI 기반 해외 입찰
오차 줄이고 공사속도 더 빨라지고…효과 ‘톡톡’


 4차 산업혁명시대에 스마트건설 기술은 안전하고 편리하며 비용과 인력, 시간을 줄일 수 있어 건설현장의 필수요소다. 해외 건설수주 시장에서도 우리만의 독자적인 경쟁력을 가질 수 있는 대안으로 꼽힌다. 이에 정부는 ‘그린 뉴딜’ 경제정책을 지원하는 방안으로 스마트건설 기술을 적극 활용하기로 했다. 이에 스마트건설 기술을 삶의 질 상향과 국가경쟁력 강화, 경제 활성화를 이끄는 핵심 전략으로 정의하고 건설업계의 스마트건설 기술 도입 현황 및 방향성을 살펴본다. <편집자 주>

 

◇“프로젝트 전체 스마트건설 기술 운영…패러다임 전반 변화”

 

 현대건설이 스마트건설 기술을 앞세워 현장 안전·품질·공정 효율성을 극대화한다. 특히 안전 분야 스마트기술의 본격 적용을 위해 비용과 인력 투입을 늘릴 계획이다. 스마트건설 기술은 빅데이터(Big Data), 인공지능(AI), BIM (Building Information Modeling), 사물인터넷(IoT), 로보틱스 등 4차 산업혁명기술과 융복합을 통해 만든 것이다. 예를 들어 드론을 이용해 건설 부지의 항공 측량을 자동으로 실시하고, IoT 센터를 건물이나 인력에 부착해 위치를 실시간으로 추적, 상태를 파악하고 활용하는 것이다.


현대건설은 이미 스마트건설 기술을 국내 현장에 적용 중이다. 세종-포천 14공구(스마트 교량), 김포-파주 2공구(스마트 터널), 한국타이어 주행시험장(스마트 도로 혁신)을 토목 분양 스마트건설 현장으로 지정했다. 또 건축·주택도 2개 현장에 관련 기술을 적용하고 있다.


현대건설은 스마트건설 기술 고도화를 위해 별도의 연구개발비를 투자하고 조직도 확대했다. 지금까지 미래기술연구소를 중심으로 추진한 스마트 기술경영 관련 업무를 토목, 건축, 주택 등 각 사업본부에 전담 조직을 신설하고 전문 인력을 배치했다. 현대건설 관계자는 “단순히 몇 개 기술을 테스트하는 형식이 아닌 단위 프로젝트 전체를 스마트건설 기술방식으로 운영해 건설 패러다임 전반에 변화를 줄 것”이라고 말했다.

 

▲ BIM 기술을 적용한 쿠웨이트의 셰이크 자베르 코즈웨이 공사 현장 (현대건설 제공/뉴스1)   


▲스마트건설 기술, 해외 입찰 선봉장…BIM 적용 확대 경쟁력 ↑

 

 현대건설은 스마트건설 기술을 해외 사업에도 적극 활용 중이다. 입찰에서부터 시공, 운영까지 모든 단계에서 발생하는 텍스트, 이미지, 동영상을 원가 경쟁력·품질 향상, 안전 관리, 공정 지연 방지, 업무 프로세스 개선 등에 활용하고 있다. 지난 2018년부터 시범 프로젝트를 수행하고, 빅데이터 분석 시범 플랫폼을 도입해 분석 역량을 높였다. 현대건설은 2년간 쌓은 경험을 해외사업 기술력에 접목해 올해부터 인공지능 기반의 해외 입찰 기술제안서 초안 작성에 사용했다.


현대건설은 그동안 여러 시범 프로젝트를 통해 데이터 확보에 주력했다면 올해부터는 현장의 공정과 품질 그리고 안전 관리에 주력할 방침이다. 빅데이터를 실제 업무에 활용할 수 있도록 하겠다는 것.


현대건설 관계자는 “현장 안전사고에 대해 다양한 현장의 데이터를 수집해 공사 유형과 공정 단계별로 어떤 유형의 사고 위험이 높은지를 머신러닝이나 딥러닝 기술을 적용해 예측하고 관리하는 알고리즘을 개발해 지속 업그레이드 중”이라고 설명했다.


 현대건설은 또 BIM 연계 기술 적용을 확대할 예정이다. BIM은 건물 정보를 담고 있는 디지털 모델이다. 건축물 생산부터 폐기까지 모든 정보를 생산하고 관리할 수 있는 통합 도구다. BIM 도입은 △기획-설계 단계의 사전 협의 △첨단 계측장비를 통한 정밀 시공 △사전 제작을 통한 모듈화를 가능하게 했다. 이 같은 BIM 덕분에 현대건설은 ‘카타르 국립박물관’, ‘현대 모터스튜디오 고양’, 아모레퍼시픽 신사옥 등 고난이도 프로젝트를 성공적으로 완수할 수 있었다.


세계 최장 콘크리트 사장교인 세종-포천 14공구 교량 공사는 시공 모든 과정에 BIM을 활용했다. 현대건설 관계자는 “공사 초기 단계에서부터 준공 후 유지관리 단계까지 공사 전반에 걸쳐 BIM을 활용해 현대건설의 글로벌 경쟁력을 확보하는 데 큰 역할을 할 것”이라고 강조했다.

 

▲ 스마트 태그를 부착한 안전모 모습 (현대건설 제공/뉴스1)   


▲안전이 곧 경쟁력…인력·비용 확대해 스마트건설 기술 ↑

 

현대건설이 스마트건설 기술을 확대 적용하고 있는 이유는 안전관리 때문이다. 안전이 곧 경쟁력이라는 이유에서다. 대표적인 현장이 서부간선 지하도로 현장이다. 현대건설은 서부간선 지하도로 현장 근로자들에게 IoT 센서를 부착한 안전 보호장구를 지급했다. 저전력 블루투스(BLE) 방식의 비콘 태그를 모든 작업자에게 나눠줘 터널 내의 위험 상황을 실시간으로 관제하고, 사고 발생시 신속한 사고 대응이 가능하도록 했다.


이 밖에 안전모에 스마트 태그를 부착해 근로자의 동선을 체크하고 현장 안전관리 사각지대를 최소화할 계획이다.


타워크레인 등 건설 장비에 카메라를 부착해 장비 주변과 작업 구간을 살펴 사고를 미연에 방지한다. 또 현장 근로자는 가상현실(VR)을 통해 자신이 작업할 때 위험한 요인을 직접 가상체험하고, 작업을 해 안전사고에 대한 경각심을 높였다.


투자도 늘리고 있다. 안전한 현장을 위해 안전관리 비용을 1천억 원 이상 투입할 계획이다.


또 안전점검 전담조직을 확대하고 안전점검과 교육을 위한 ‘365 안전패트롤’ 운영도 늘리기로 했다. 협력사의 안전도 챙길 예정이다. 올해 동반성장기금에 추가로 100억 원을 출연한다. 현대건설은 지난해까지 총 150억 원을 출연, 이번 추가 출연금까지 포함하면 총 기금 출연금은 250억 원이다.


 박동욱 현대건설 사장은 “현장 안전을 최우선으로 여기는 현장 경영에 더욱 노력하기 위해 산업안전관리 강화 방안을 제정했다”면서 “앞으로 현대건설의 현장 안전은 직접 책임지며, 중대재해 예방을 위해 모든 임직원들의 안전의식을 고취시키고 협력사 안전관리 시스템 강화에도 더욱 힘쓰겠다”고 말했다.

 

▲ 경기도 하남의 한 아파트 공사현장에서 대림산업 관계자가 3D 스캐너를 활용한 측량작업을 하고 있다. (뉴스1 제공)


◇“㎜ 단위 오차도 잡아낸다”…3D스캐너에 드론까지, 진화하는 건설현장

 

 “정말 편해졌어요. 물론 더 정교해졌습니다. 이제 ㎜ 단위 오차도 잡아낼 수 있습니다” 지난 19일 경기 하남시 한 아파트 공사현장에서 만난 박재형 대림산업 차장은 “3D스캐너와 드론의 도입으로 공사가 한결 수월해졌다”며 이같이 말했다. 이날 찾은 아파트 건설현장은 기초공사를 마친 후 한창 건물이 올라가는 중이었다.

 

안정민 주택사업본부 주택BIM팀 대리가 3D스캐너를 꺼냈다. 삼각대를 바닥에 고정하고 그 위에 카메라처럼 3D스캐너를 얹으면 되는 구조였다. 기계의 수평을 맞추는 것도 물방울이 있는 수동기계가 아니라 전자식이다.


기계를 구동하자 스캐너가 시계방향으로 천천히 돌기 시작했다. 이때 스캐너 위에 붙어있던 렌즈가 빠르게 상하로 돌았다. 반경 최대 340m 안에 있는 모든 사물에 레이저를 쏘고, 이 레이저가 다시 돌아오는 시간을 측정해 점들을 모아 형상을 만들어내는 식이다.


 안정민 대리는 “초당 100만회 이상의 레이저를 쏴서 돌아오는 시간을 계산해 거리를 측정하는 것”이라며 “보통 한 지점에서 3분 정도 주변을 촬영하는데 3억개 정도의 점을 수집해 하나의 데이터로 만든다”고 설명했다. 이렇게 저장장치에 모인 데이터는 컴퓨터 프로그램을 통해 하나의 도면으로 바뀐다.


 이후 기존 도면과 비교하는 작업을 거치게 된다. 건물이 미세하게 기울거나 평면의 울퉁불퉁함, 각종 기둥의 위치 등을 ㎜ 단위 오차까지 잡아낼 수 있다. 현장에서 근무하는 박재형 주택사업본부 차장은 “우리가 이 아파트를 짓기 전 터파기 공사를 다른 건설사에서 했는데, 3D스캐너를 이용해 도면보다 몇 루베(㎥)를 덜 파냈는지까지 결과를 도출했다”며 “이 데이터를 갖고 해당 건설사에 추가 공사를 요청해 우리가 지급할 뻔했던 추가 비용을 아낄 수 있었다”고 말했다.


 3D스캐너를 이용한 작업이 끝나고 이번에는 공사현장 상공에 드론이 떴다. 잠시 눈앞에 머물던 드론은 아파트 옥상을 넘더니 작은 점으로 보일 만큼 높이 올라가 사진 촬영을 하고 내려왔다. 공사현장에서 드론의 쓰임새는 3D스캐너보다 더 광범위하다. 항공 촬영을 통해 현재 공사 진행 상황을 한눈에 파악할 수 있다. 대략적인 건물의 모습도 3D스캐너만큼 정교하진 않지만, 일부 구현할 수 있어 더욱 자주 사용된다.


 드론을 운용한 윤태영 주택사업본부 대리는 “이게(드론이) 없을 때는 직원들이 옆 아파트 단지나 인근 산에 올라가서 현장 사진을 촬영했다”며 “자주 촬영하지도 못할뿐더러 주변이 평지일 때는 공사 현장을 짐작하는 데 어려움이 있었다”고 전했다. 이어 “지금은 수시로 현장 사진을 촬영해 공사현장에 이상이 있는지, 공정이 어떻게 진행되는지 파악할 수 있다”며 “원가절감과 공기단축에 있어 확실한 효과를 보고 있다”고 강조했다.

 

▲ 경기도 하남의 한 아파트 공사현장에서 대림산업 관계자들이 3D 스캐너와 드론을 활용한 측량작업을 하고 있다. (뉴스1 제공)   



▲설계단계부터 BIM 적용…원가절감+공기단축 ‘효자’

 

대림산업은 건설업계 최초로 모든 공동주택(아파트)의 기획 및 설계단계부터 건설정보모델링(BIM) 기술을 적용하고 있다. 3D스캐너나 드론측량 역시 BIM 기술 중 하나다. BIM을 이용하면 설계도면의 작성 기간을 단축할 뿐 아니라 설계도면과 실제 건물의 오차를 쉽게 없앨 수 있어 원가절감, 공기단축에 도움이 된다. 오차 발견 외에도 원자재 물량 산출, 예산 작성, 협력업체 정산 등 원가관리와 각종 생산성 정보 등을 연계해 현장의 공정계획 수립 및 공사일정 작성에 BIM을 활용하고 있다.


이를 위해 대림산업은 40여 명 규모의 BIM 전담팀도 구성했다. 3D모델링 인력뿐 아니라 설계사 출신의 구조·건축 설계 전문가, 시스템 개발을 위한 IT전문가, 원가 및 공정관리 전문가 등이 소속돼 있다.

 

최근에는 ‘머신 컨트롤’ 기술도 공사 현장에 도입했다. 굴삭기, 불도저 등 건설장비에 각종 센서와 디지털 제어기기를 탑재해 자동차의 내비게이션처럼 진행 중인 작업을 도와주는 역할을 한다. 장비 기사는 운전석에서 작업 범위와 작업 진행 현황, 주변상황을 실시간으로 파악할 수 있다.


 대림산업 관계자는 “건설현장에 디지털 기술을 접목해 공정 속도·능률을 모두 높일 수 있다”며 “하자 역시 획기적으로 개선할 수 있을 것”이라고 전망했다.

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