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이에 따라 등장한 것이 순환형사회이다. 순환형사회는 천연자원의 소비는 억제하고, 사용된 자원은 최대한 재이용하여 환경부하를 최소화하는 사회이다. 이에 따라 전통적 건설산업도 새로운 패러다임으로 변화되고 있다. 즉, 건설단계에 집중되던 기존의 건설산업구조는 자원채취ㆍ가공→건설→운용→해체→재생이라는 순환개념으로 전환되고 있다. 따라서 각 단계들이 더 이상 독립적일 수 없는 구조를 형성하게 되었다. 이러한 변화는 다양한 중소 주변 건설산업군이 새롭게 등장하는 계기가 되었다. 그 중 하나가 순환고리에서 필수적인 ‘해체’이다.
해체는 낡은 구조물을 제거하는 행위 그 자체이다. 그 행위는 그 결과물로서 각종 건설부산물을 발생시킨다. 더불어 사용 중장비와 공법 사용으로 인한 소음, 진동, 먼지(분진) 등 전통적 환경위해요인을 발생시킨다. 이산화탄소 등 온실가스와 함께 주변지역의 수질 및 토양오염 물질을 배출할 수도 있다. ‘해체’라는 행위가 잘못되면 각종 환경오염물질을 다량 유발할 수밖에 없다.
기존의 건설산업구조에서 해체는 관심 밖의 공종이었다. 그로 인해 재활용이 가능한 건설 ‘부산물’은 버려지는 ‘폐기물’로 발생되었다. 더불어 CO2, 소음ㆍ진동ㆍ분진ㆍ수질 및 토양오염 등 다양한 환경위해요인을 발생시킨다. 그러나 저탄소 녹색건설 실현을 위한 순환형 건설사회에서는 폐기물이 아닌 부산물을 배출해야 한다. 탄소배출은 줄여야 하고, 폐기물이 아닌 재활용이 가능한 부산물을 발생시켜야 한다. 따라서 해체는 기존의 단순하고 무분별한 ‘철거’의 개념에서 벗어나 자원재생과 순환을 고려한 복합적 가교역할로 전환해야 한다. ‘해체산업’은 이러한 변화에 따라 급속히 성장하고 있다. 하지만 그에 관련된 제도적 기반, 기술적 첨단화, 친환경 해체기술의 개발은 해체전문업체의 영세성이라는 특성 때문에 사회적인 요구를 따르지 못하고 있다.
본 연구단은 이와 같은 환경변화에 대한 요구를 반영하고, 영세한 해체업체의 속성을 극복하기 위한 방안으로 국토해양부의 국책 R&D사업으로 수행하고 있다. 이를 통해 타 건설공종에 비해서 취약한 각종 제도적 기반을 구축하고, 각종 친환경ㆍ첨단해체 장비와 공법을 개발하며, 각종 환경오염과 이산화탄소 발생, 민원발생 요인을 최소화하고자 한다. 궁극적으로는 금세기 최대화두인 환경보전과 이산화탄소 배출을 최소한 30% 이상 절감할 수 있는 각종 친환경 해체기술 및 기준을 개발하여 건설산업 전반의 동반성장에 기여하고자 한다.
연구단은 LH 토지주택연구원(원장 김수삼)이 총괄 주관하고 있다. 연구단에는 분야별 연구를 총괄하는 3개의 세부기관(LHI, 경남과학기술대학교, (주)명한산업개발)과 실제연구를 수행하는 14개 협동ㆍ위탁연구과제에 총 32개 기관이 참여했다.
연구단의 총괄 비전은 ‘친환경 도시재생이 가능한 환경조화형 첨단해체기술 개발’이다. 이를 위한 세부비젼은 ‘선진국 90% 수준의 기술기반 구축 및 해체기술력 확보’ 및 ‘해체공사로 인한 환경부하 30% 감축’이다. 비전달성을 위한 총괄목표, 세부 연구목표 및 내용은 [그림]과 같다.
총 연구개발기간은 5년 6개월이다. 초기 연구단계인 2006 ~2009년까지의 3년간은 각종 요소기술 개발읕 통한 기반을 구축하였다. 연구완성 단계의 개발성과를 종합하고 보완하여 최종 완성하였다. 이러한 목표와 연구과정에 따라 특허, 신기술, 국내외 논문발표, 인력양성 등 많은 연구성과를 거두고 었다.
[그림] 해체연구단 총괄 목표 및 세부 연구내용의 구성
친환경ㆍ첨단해체연구단은 2006년 9월에 발족하였다. 현재 최종차 년도 연구를 수행 중이다. 연구단은 그 비전과 목표 실현, 국가적 연구성과를 거두기 위해 32개 참여기관이 한마음으로 연구에 매진하였다.
3개 세부과제 중 1세부 과제는 낙후된 해체공사 제도 및 시스템을 자동화하기 위한 종합시스템 구축, 안전관리기준 및 안전성 해석 판단기준, 해체 제도개선 및 인력양성방안 등을 개발하였다. 이는 해체공사의 계획부터 설계ㆍ견적, 시공, 폐기물 처리와 관련된 종합적이고 체계적인 관리가 가능한 시스템이다. 이는 해체공사 시스템의 선진화에 많은 기여를 할 것이다.
2세부 과제는 해체공사의 목적 및 용도별로 무인 부분해체장비, 햅틱 무인해체장비, 건물 해체전용 워터제트 장비, 친환경적인 건식절단장비 등 용도별로 개발된 시작품을 제작하여 최적의 장비 성능확보를 위하여 개량하였다. 이중 건식 절단공법은 습식공법으로 인한 하천이나 주변지역 오염방지를 위한 첨단의 친환경 해체기술이다. 햅틱(Haptic)기술을 이용한 해체 전용장비 개발은 건설장비에 최초로 시도된 첨단기술이다.
△세계 최초 순수 벽식구조 고층건물 발파해체 기술 확보 및 시험시공 성공
또한 특수구조물과 고층건물의 발파해체 기술을 개발하였다. 이를 다양한 구조물에 대한 시험시공을 거쳐 해외에 의존하던 기술의 국산화에 성공하는 성과를 거두고 있다. 특히, 개발된 발파해체기술은 세계 최초로 순수벽식구조 고층아파트(15층)에 대한 시험시공을 실시하여 기술적, 환경적, 안전적인 면에서 완벽하게 성공함으로써 향후 국내외 시장을 선점할 수 있는 확고한 기반을 구축하는 성과를 거두었다.
이는 단순한 기술적 성공이 아닌 본 연구단에서 개발된 각종 친환경 해체장비의 시험적용을 통한 성능검증, 개발된 해체구조 안전성 해석기법의 적용 및 검증, 개발된 발파해체 붕괴예측 프로그램을 통한 사전예측 및 검증, 해당건물 주변 지반조건을 고려한 개발된 충격진동 시험기를 이용한 발파해체붕괴로 인한 주변지역 피해발생 유무 사전판단 기술 등 연구단에서 개발된 기술을 종합 적용한 종합시험시공의 성공이었다.
이러한 기술개발의 성공은 기술 국산화 및 적용 활성화를 통해 향후 10년간 약 4875억원의 매출을 기대할 수 있을 것으로 예측되고 있다. 더불어 1994년 남산외인 아파트 발파해체공사 시 해외업체에 기술료로만 총 공사비의 30%를 지급한 전례에 비추어 볼 때 향후 10년간 약 730억~1460억원의 기술료 절감이라는 부수 효과를 기대할 수 있게 되었다.
3세부 과제는 현재까지 미 정립된 각종 해체현장의 환경관련 기준 및 기법들을 개발하고 있다. 즉, 해체현장 주변에서 발생할 수 있는 환경영향에 대한 평가기준 개발, 석면해체 기술 및 수거석면의 저온ㆍ고온 융용처리 기술개발, 그동안 관심밖에 있던 해체 및 폐기단계 CO2 발생량 산정 및 평가 프로그램 개발, 그리고 해체현장의 소음, 진동, 분진 저감기법을 개발하였다. 특히, 분진제어기법 연구를 통하여 상아아파트 발파해체 시 기존 분진발생량의 1/30로 분진을 저감하는 성과를 거두었다. 석면해체 관련 중간 연구성과는 2009년 정부의 ‘석면관리 종합대책 수립’에 반영하였고, 표준품셈에 석면해체 품을 등재하는 등의 성과를 거두었다. 또한 최근의 가장 큰 화두인 해체ㆍ폐기단계의 CO2 산출 프로그램은 현재 시제품 출시를 앞두고 그 성능을 보완 중이다. 더불어 구조물 해체진동을 해당 지반조건과 정확하게 부합하여 예측이 가능한 충격진동 시험기를 개발하여 특허출원 중이며, 상아아파트 발파해체 시험시공 현장에 적용한 바 있다.
연구단은 이와 같은 연구를 통해 해외 포함 특허출원 및 등록 등 지적재산권 취득, 정부정책 제안, 연구성과 확산을 위한 산학연간 기술지원, 개발기술의 검증을 위한 시작품 제작 및 시험시공, 성과제고를 위한 국제공동연구 및 MOU 체결 등 국제협력, 연구성과의 대외확산을 위한 국내외 학술지 및 학술발표회 논문발표, 연구참여를 통한 학위자 배출 등 인력양성까지 기반구축과 실용화 부분에서 전반적으로 다양한 성과를 거두고 있다.
기존의 건설산업은 생애주기(Life Cycle)이라는 개념의 도입 이후 건설단계뿐만 아니라 운용, 해체, 폐기까지 전 과정에 대한 중요성을 새롭게 부각시키고 있다. 또한 온난화문제로 전 과정평가와 과정별 대응도 핵심사안으로 등장하였다. 그러한 생애주기에서 해체는 그 비용 및 비중이 절대적으로 작기는 하지만 중요한 한축을 차지하는 것은 자명하다. 따라서 본 연구단에서 개발하는 제도, 장비, 공법, 환경기준 및 기술 등은 그동안 일반에서 널리 관심을 갖지 않아 낙후되었던 해체기술의 선진화를 통해 건설산업의 발전과 국가경쟁력에 향상에 기여할 것으로 기대된다. 또한 개발된 연구성과의 전파를 통하여 그동안 ‘해체’를 잘 모르고 있던 정책입안자, 건설산업 종사자, 그리고 건설과 관계가 없는 일반인들에게도 작으나마 이해를 증진시킬 수 있을 것으로 기대한다.
김효진 LH 토지주택연구원 연구위원
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