김 효 진
친환경ㆍ첨단해체기술연구단 연구단장(LH 토지주택연구원 녹색성장연구실장)

자원순환형 저탄소 건설의 연결고리!

 □ 연구개발 개요

 최근의 범지구적인 핵심 화두는 지구온난화와 이산화탄소이다. 그 목적지향점은 탄소저감과 온난화 가속방지를 통한 지구환경 보전과 지속가능 발전이다. 이러한 문제는 ‘환경’, ‘자원ㆍ에너지’,‘경제발전’으로 귀결된다. 즉, 지속가능 발전은 자원과 에너지의 절약을 통한 환경보전 없이는 성립되지 않는다. 따라서 환경, 자원ㆍ에너지의 한계를 충분히 이해하고 지속가능성 발전을 도모하는 것이 중요하며, 이에 따라 등장한 것이 순환형사회이다.

 순환형사회는 천연자원의 소비는 억제하고, 사용된 자원은 최대한 재이용해 환경부하를 최소화하는 사회이다. 이에 따라 전통적 건설산업도 새로운 패러다임으로 변화되고 있다. 즉, 기존에는 건설단계에만 집중되던 건설산업 구조는 자원채취ㆍ가공→건설→운용→해체→재생이라는 순환형 개념으로 전환돼 각 단계들이 독립적일 수 없는 구조를 형성하게 됐다. 이런 변화로 다양한 중소 주변 산업군이 새롭게 등장하고 있으며, 그 중 하나가 순환고리에서 필수적인 ‘해체’이다.

 해체는 낡은 구조물을 제거하는 행위자체에서 사용하는 중장비들로 인해 소음, 진동, 먼지 등 전통적 환경위해요인뿐만 아니라 이산화탄소 등 온실가스를 배출한다. 또한 그 결과물로 각종 건설부산물을 발생시킨다. 해체라는 행위가 잘못되면 각종 환경오염을 유발하고, 재활용이 가능한 각종 부산물이 쓰레기로 버려지게 된다. 기존 건설산업 구조에서 해체는 이산화탄소 발생을 도외시 했고, 폐기물을 발생시켰다. 그러나 순환형 건설사회에서는 탄소배출을 줄여야 하고, 폐기물이 아닌 재이용이나 재활용이 가능한 부산물로 발생시켜야 한다. 따라서 해체는 기존의 단순하고 무분별한 ‘철거’개념에서 벗어나 자원재생과 순환을 고려한 복합적 가교역할로 전환하고 있다.

 본 연구단은 이와 같은 환경변화에 따라 급속히 신장하고 있기는 하지만 타 건설공종에 비해서 취약한 각종 제도적 기반을 구축하고, 각종 환경오염과 이산화탄소 발생, 민원을 유발하는 각종 해체장비 및 공법을 선진화하는 한편 금세기 최대화두인 환경보전과 이산화탄소 배출을 최소한 30% 이상 절감할 수 있는 각종 환경기술 및 기준을 개발하는데 역점을 두고 연구를 추진하고 있다.

　□  연구단 개요

 연구단은 3개의 세부기관(LH, 진주산업대, 명한산업개발)을 포함해 협동 및 위탁 연구기관, 참여기업 등 총 32개의 연구기관으로 구성돼 있으며, 총괄 주관기관인 LH에는 연구기획, 행정, 홍보, 평가 등 과제관리를 위한 별도의 총괄팀을 운영하고 있다.

 연구단의 총괄 비전은 ‘친환경 도시재생이 가능한 환경조화형 첨단해체기술 개발’이며, 이를 위한 세부 비전은 ‘선진국 90% 수준의 기술기반 구축 및 해체기술력 확보’와 ‘해체공사로 인한 환경부하 30% 감축’의 2가지로 설정했다. 이런 비전을 달성하기 위한 목표는 다음과 같이 크게 4가지로 설정했다. 첫째 해체산업 합리화를 위한 제도 및 시스템의 구축, 둘째 고부가가치 해체장비 개량 및 개발, 셋째 해체대상 구조물의 첨단해체 공법 및 기술 개발, 넷째 환경부하 저감이 가능한 친환경 해체기술 및 기법 개발이다.

 이런 비전 및 목표 달성을 위한  연구기간은 총 6년이다. 초기 연구단계는 3년간으로 각종 요소기술 및 기반을 구축했으며, 4차연도 이후는 개발된 성과를 종합하고 보완하는 최종 완성단계로 설정했다. 현재는 기술의 종합완성 단계인 4차연도 후반기 연구단계이며, 특허, 신기술, 논문, 인력양성 등 많은 연구성과를 거두고 있다.

　

<연구단 구성 개요>

　

　□ 세부 연구내용

 연구단은 중간 관리조직인 세부과제를 3개로 구성해 운영하고 있다.

 제1 세부과제는 해체공사 제도개선 및 안전관리 기준개발 등 각종 제도 및 시스템 구축을 목표로 총 4개의 공동연구 과제를 운영하고 있다. 첫번째는 해체공사 종합 시스템구축(진주산업대), 두번째는 해체공사 안전/공정관리 시스템 및 제도적 기반구축(동국대, 건설기술정책연구원), 세번째는 구조물 해체시의 구조안전성 해석 및 판단기준 개발(홍익대, (주)아이스트), 네번째는 재난ㆍ재해를 입은 건물의 진단 및 해채공정 기술개발(경원대)이다.

 제2 세부과제는 구조물의 친환경 첨단해체 장비 및 공법개발을 목표로 총 6개의 공동연구과제를 운영하고 있다. 첫번째는 리모델링 전용 소형 부분해체 장비 개발(명한산업개발), 두번째는 고층건물 해체전용 무인해체장비 및 시스템 개발(내경엔지니어링, 고려대), 세번째는 건물 해체전용 워터제트 장비개발(서울대), 네번째는 구조물의 건식 해체장비 개발(인영건설), 다섯번째는 RC라멘조 고층건물의 발파해체 기술개발(한화), 여섯번째는 특수구조물의 해체기술 개발 및 붕괴시뮬레이션 개발(코리아카코, 서울대)이다.

 제3 세부과제는 친환경 해체공사 기준 및 기법개발을 목표로 총 4개의 공동연구 과제를 운영하고 있다. 첫번째는 해체현장의 환경관련 기준 및 비점오염원 관리기준 개발(LH), 두번째는 해체ㆍ폐기단계의 CO2 평가기법 개발(도명 E&C), 세번째는 석면 해체 및 처리기술 개발(한국건설기술연구원), 네번째는 해체공사 소음ㆍ진동 저감기법 개발(한국지질자원연구원)이다.

　□ 연구성과

 해체연구단은 2006년 9월에 발족했으며, 현재 4차연도 연구수행 중이다. 연구단의 비전과 목표 실현 및 국가적인 연구성과를 거두기 위하여 32개 참여기관이 한마음으로 연구에 매진하고 있다.

 이런 연구수행 중간결과 1세부 과제에서는 현재 낙후된 해체공사 제도 및 시스템을 선진화하기 위한 종합적인 첨단시스템을 구축하고 있으며, 이런 시스템은 해체공사의 계획부터 설계ㆍ견적, 시공, 폐기물처리와 관련된 현장관리 방안 등을 종합적으로 관리해 해체공사의 수준을 선진화하는데 많은 기여를 할 것으로 기대하고 있다. 또한 각종 첨단 해체장비를 개발하는 2세부 과제에서는 해체의 목적 및 공법별로 가장 적합한 장비 및 공법을 개발해 4차연도 현재까지 부분해체장비, 무인해체장비, 건식절단장비, 건물해체전용 워터제트 장비까지 4개의 부분별 시작품을 제작해, 현재 성능을 개량하고 보완중이다. 이중 리모델링 부분해체 장비는 2009년 GS건설 기술경연대회에 출품해 장려상을 수상하기도 했고, 햅틱기술을 이용한 중장비 개발은 최초로 시도되는 기술로 높은 기술적 성과를 거두고 있다. 또한 2세부에서는 특수 구조물과 고층건물에 대한 발파해체 기술을 개발하면서 다양한 구조물에 대한 시험시공을 거쳐 그동안 해외에 의존하던 기술의 국산화에 거의 다가서는 성과를 거두고 있다. 3세부 과제에서는 지금까지 정립이 되지 않은 각종 해체현장의 환경관련 기준들을 정리해 제시하고 있다. 특히, 석면해체 기준 및 기술개발을 통한 중간 연구성과는 2009년 정부의 석면관리 종합대책 수립에 직간접적으로 많은 기여를 했다. 또한 최근에 가장 화두가 되고 있는 CO2 산출 프로그램을 개발하고 있다.

　

<해체공사 자동설계 시스템 개요>

　

　

<개발된 건물해체 전용 워터제트>

 이런 연구들을 통해 4차연도 막바지 연구수행 중인 현재까지 실용화를 위한 특허출원 및 등록 등 지적재산권 취득 34건, 정부정책 제안 11건, 연구성과 확산을 위한 산학연간 기술지원 33건, 개발기술의 검증을 위한 시작품제작 및 시험시공 126건, 성과제고를 위한 국제공동연구 및 MOU 체결 등 국제협력 성과 21건, 연구성과의 대외확산을 위한 국내 학술지 및 학술발표회 논문발표 144건, 해외 학술발표 34건, 연구참여를 통한 학위자 11명 배출 등 인력양성까지 기반구축과 실용화 부분에서 전반적으로 우수한 연구성과를 거두고 있다.

 이런 과정에서 그동안 취약했던 해체분야에 대한 기반을 공공하게 구축하기 위해 국내외 협력을 적극적으로 추진했다. 먼저, 동북아 지역의 발파해체 기술교류를 통해 구미주도의 기술 의존도를 탈피하고 시장을 공유하기 위해 한중일 발파기술 교류협력회를 매년 개최하고 있으며, 이를 통해 중국의 2개 관련기관과 MOU를 체결했다. 또한 2008년 5월에는 해체를 포함한 건설 생애주기별 지구온난화 대응기술에 관해 해외 대륙별 5개국이 참여한 국제 심포지엄을 연구단 주최로 개최한 바 있다.

 

 기존의 건설산업은 생애주기(Life Cycle)이라는 개념의 도입 이후 건설자체뿐만 아니라 운용, 해체, 폐기까지 전과정에 대한 중요성을 새롭게 부각시키고 있다. 또한 온난화문제로 전과정평가와 과정별 대응도 핵심사안으로 등장했다. 그러한 생애주기에서 해체는 그 비용 및 비중이 절대적으로 작기는 하지만 중요한 축을 차지한다. 따라서 이 연구단에서 수행하는 제도, 장비, 공법, 환경기준 등의 정비는 일반에서 널리 관심을 갖지 않아 낙후됐던 해체기술의 선진화를 통해 건설산업의 국가경쟁력에 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다. 또한 이와 같은 연구와 성과전파를 통해 그동안 해체를 잘 모르고 있던 정책 입안자, 건설산업 종사자들, 그리고 건설과 관계가 없는 일반인들에게도 작으나마 이해를 증진시킬 수 있는 계기가 될것으로 기대한다.

<건설경제신문, 한국건설교통기술평가원 공동기획>