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로봇부터 저탄소까지… 내일 위한 건설업계 ‘신기술’ 열전
특집 기업

[비즈라이프-건설] 로봇부터 저탄소까지… 내일 위한 건설업계 ‘신기술’ 열전

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액세스 플로어(Access Floor) 시공 로봇. (제공: 삼성물산) ⓒ천지일보 2022.10.02

[천지일보= 이우혁, 조성민 기자] 건설사들이 로봇기술을 현장에 본격 도입하고 스마트시티를 위한 인프라 구축을 추진하는 등 기술개발에 나서고 있다. 또 올해부터 중대재해처벌법이 본격 시행된 만큼 안전과 관련된 기술이 도입되는 가하면, 최근 서울에 내린 역대급 폭우 등으로 생활에 직접적으로 영향을 미치기 시작한 온실가스의 감축을 위한 기술개발에도 속도를 내고 있다.

최근 금리 인상 기조가 계속됨에 따라 업계의 미래가 암울하다는 전망이 나오지만 건설사들은 내일을 위한 투자를 이어가고 있다. 국내 굴지의 대형 건설사들의 최근 기술개발 관련 이슈를 모아봤다.

◆삼성물산, 위험작업 로봇 대체… 안전 현장 구축

삼성물산 건설부문이 고위험 작업을 대신할 로봇 기술을 건설현장에 본격적으로 도입하고 있다. 대표적인 기술로는 액세스 플로어(Access Floor) 시공 로봇, 앵커 시공 로봇, 드릴 타공 로봇 등이다.

지난해 상용화된 플로어 로봇은 이중바닥구조인 액세스 플로어를 설치할 때 활용하는 로봇이다. 액세스 플로어는 현장에 따라 바닥으로부터 최대 6m 이상 높이에 시공을 하는 경우도 있기 때문에 작업자 추락 등의 안전사고 발생 가능성이 있었다. 하지만 플로어 로봇을 활용하면서 현장의 안전사고 발생 가능성도 줄어들었다.

삼성물산은 이와 함께 앵커 시공과 드릴 타공, 내화뿜칠 등 단순·고위험 작업을 수행할 로봇 기술을 개발해 현장에 적용하고 있다. 이들 작업은 천장이나 벽체 상부에서 작업자가 불완전한 자세로 작업해야 해 대표적인 고위험 작업으로 분류돼 왔다.

특히 건설용 앵커 로봇은 앵커 설치를 위한 드릴링과 펀칭, 너팅 등 모든 작업이 자동화된 장비로써 국토교통부가 주최한 ‘2022 스마트건설 챌린지’의 스마트 안전 분야에서 최우수혁신상을 수상하기도 했다.

한편 삼성물산은 지난 7월 두산로보틱스와 건설분야 협동로봇 솔루션 개발을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 양사는 건설현장 시공을 위한 협동로봇 솔루션 개발과 시스템 통합(SI) 역량 확보, 로봇 기술 컨설팅 등에 협력하기로 했다.

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현대건설 UAM 버티포트 MOU 체결식. (제공: 현대건설) ⓒ천지일보 2022.10.02

◆현대건설, 미래도시 위한 인프라 구축에 ‘박차’

현대건설은 미래 첨단도시 인프라를 구축하는 스마트시티 신사업을 비롯해 도심항공교통수단(UAM), 지능형 교통시스템 등 스마트 모빌리티 인프라를 통해 미래 도시변화를 선도하는 건설역량을 강화하고 있다.

먼저 현대자동차와 지난 2020년 ‘K-UAM의 성공적 실현 및 시험비행실증을 위한 업무협약’ 및 2021년 ‘도심항공교통의 성공적 실현 및 생태계 구축협력’ MOU 체결을 통해 유수의 선도사들과 함께 UAM 생태계 발전에 적극 참여하고 있다.

윤영준 현대건설 대표이사는 “UAM 상용화 이전 단계에서 관련 개발역량을 선제적으로 확보, 국내 도심항공교통 시장을 선도해 나갈 것”이며 “스마트시티와 UAM 특화도시 적용 등 다양한 모델 개발에 지속적으로 힘쓸 것”이라고 강조했다.

일례로 지난 4월 현대건설은 현대자동차, 이지스자산운용과 함께 UAM 버티포트의 성공적 실현을 위한 업무협약을 체결한 바 있다. 현대자동차의 UAM 상용화에 맞춰 해당 자산을 신(新) 교통 거점지 중 하나로 개발하는 것이 주된 목적이다.

아울러 지난 5월에는 ‘부산 에코델타 스마트시티 국가시범도시’ 조성·운영 민간사업자 공모에서 우선협상자로 최종 선정됐다. 해당사업에서 현대건설은 교통, 헬스케어, 생활혁신, 플랫폼·인프라, 에너지 등 5개 분야에 총 25개의 스마트 혁신서비스를 구현해 미래형 도시모델을 제시할 예정이다.

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GS건설의 GPC충북 음성공장 전경. (제공: GS건설) ⓒ천지일보 2022.10.02

◆GS건설, 광물탄산화 콘크리트로 탄소↓ 강성↑

GS건설의 프리캐스트 콘크리트(PC, Precast Concrete) 제조 자회사인 GPC가 국내 최초로 ‘광물탄산화방식의 탄소저감 콘크리트 제조기술’ 도입해 상용화한다. 해당 기술은 콘크리트 제조 시 이산화탄소를 주입해 강도를 높이면서 시멘트 사용량을 줄여 탄소배출을 줄이는 공법이다.

GS건설은 자회사 GPC가 캐나다의 카본큐어(CarbonCure)社와 국내 최초로 탄소배출권 인증 및 취득이 가능한 ‘이산화탄소(CO₂)주입 탄소저감 콘크리트 제조기술’ 도입 계약을 체결했다.

GPC에서 이번에 도입한 기술은 광물탄산화에 기반한 방식으로 콘크리트 제조시 액상 이산화탄소(CO₂)를 주입해 탄소배출량을 줄이는 공법으로 캐나다의 카본큐어社가 전 세계에서 유일하게 상용화에 성공한 바 있다.

이 기술은 콘크리트 제조 과정에 이산화탄소를 액상으로 주입해 시멘트, 물과 반응하게 하고, 이 과정에서 탄산칼슘(CaCo₃)을 생성해 콘크리트의 압축 강도를 10%가량 높이는 원리다. 콘크리트 강도가 증가하면서 동일 성능의 일반 콘크리트 대비 시멘트 사용량을 줄여 탄소 배출량을 저감하고, 저감한 양만큼 탄소배출권을 획득하는 것이 이 기술의 핵심이다.

GS건설은 올해 말까지 GPC 충북 음성공장에서 실제 PC제품에 적용 및 시험 생산과 테스트를 마무리하고 내년부터 탄소저감 PC제품을 생산해 납품할 예정이라고 덧붙였다.

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DL이앤씨 ‘AI 360도 카메라 시연 사진. (제공: DL이앤씨) ⓒ천지일보 2022.10.02

◆DL이앤씨 ‘AI 360도 카메라’로 시공 품질 높인다

DL이앤씨는 국내 건설업계 최초로 인공지능(AI) 기반의 컴퓨터 비전(Computer Vision) 기술과 360도 카메라를 활용한 현장관리 솔루션 ‘디비전(D.Vision)’을 도입했다.

디비전은 자율주행 등에 활용되는 컴퓨터 비전 기술과 사각이 없는 360도 카메라를 활용해 건설 현장의 품질을 높이고 공정 현황 관리 효율도 극대화할 수 있는 것이 특징이다. DL이앤씨는 이번 솔루션을 적용하기 위해 세계적인 AI 건설 기술 기업인 이스라엘의 컨스트루(Constru)사와 협력했다.

디비전의 적용과정을 보면 먼저 공동주택 건설 현장에 투입된 360도 카메라가 데이터 수집을 위해 각 세대마다 공정별 사진을 촬영 후 클라우드에 저장한다. 360도 카메라가 1개 세대를 촬영하는데는 5분이 소요된다. 이어 AI가 촬영된 사진을 기반으로 기존 BIM(건축 정보 모델링) 정보와 자동 비교 분석을 통해 설계와 일치하지 않는 정보를 선별해낸다.

예를 들어 설계 단계에서 만든 BIM 모델상의 배관 위치와 실제 사진상의 시공 위치 차이가 발생하면 AI가 이를 판별해 알려주는 식이다. 이를 통해 오시공은 물론 미시공을 줄여 품질을 크게 개선할 수 있다. 기존에는 사람이 일일이 확인하던 일을 AI가 대체함에 따라 각종 하자를 보다 신속하게 확인하고 조치할 수 있는 셈이다.

DL이앤씨는 이번에 선보인 디비전을 하반기 중 국내 일부 공동주택 사업 현장에 도입할 계획이다. 향후 단계적으로 적용 범위를 확대해 나간다는 구상이다.

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SK에코플랜트-AWS 전략적 업무협약(SCA) 체결식. (제공: SK에코플랜트) ⓒ천지일보 2022.10.02

◆SK에코플랜트, AWS와 제로시티 구현 위해 ‘폐기물 에너지화’ 협력 나서

SK에코플랜트는 AWS와 협력해 ‘제로시티(The Zero City)’를 구현하기 위한 친환경 디지털 솔루션 및 플랫폼을 개발·확산하기 위해 지난 6월 전략적 협력 협약을 체결했다. 제로시티는 탄소 제로, 폐기물 제로가 구현되는 순환경제 모델이다.

해당 협약으로 SK에코플랜트는 AWS 클라우드 기술과 인프라를 활용해 환경산업 고도화를 위한 디지털 솔루션 및 데이터 플랫폼 개발해 향후 글로벌 환경 사업자 누구나 간편하게 사용할 수 있도록 서비스형 소프트웨어 형태로 구축될 예정이다.

앞서 SK에코플랜트는 지난 해 AWS와의 협력을 통해 폐기물 소각로 운영 효율을 높이고 이산화탄소 등 여러 오염 물질 배출을 저감하는 인공지능(AI) 기반 솔루션을 개발한 바 있다. 현재 SK에코플랜트 산하 4개 소각장에서 해당 솔루션 적용을 추진 중이다.

지난해 ‘소각로 AI 솔루션’을 AWS와 공동 개발해 자사 계열의 소각장에 AI 솔루션을 적용해 운영한 결과 폐기물을 태울 때 발생하는 소각열 효율을 높이고 이를 활용해 인근 공업단지에 스팀(증기에너지) 공급에 성공했다.

박경일 SK에코플랜트 사장은 “우리는 추구하는 환경산업은 단기 이익을 추구하는 단순 폐기물 관리 사업이 아닌 순환경제에서의 새로운 에너지 사업”이라며 “소각장은 발전소로, 매립장과 폐기물 처리시설은 메탄가스를 활용한 수소 생산 시설로 개발하는 등 환경산업에 대한 새로운 접근을 통해 전 세계에서 가장 앞선 환경기업으로 나아가겠다고” 말했다.

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한국형 도심항공교통(K-UAM) 그랜드 챌린지 이미지. (제공: 대우건설) ⓒ천지일보 2022.10.02

◆대우건설, K-UAM 실증사업 등 참여… 웨어러블 로봇 기술개발 中

대우건설은 지난 5월말, 켄코아에어로스페이스와 컨소시엄을 꾸려 국토교통부가 주관하는 ‘한국형 도심항공교통(K-UAM) 그랜드 챌린지’ 1단계 실증사업 참여를 위한 제안서를 제출하는 등 신사업 스펙트럼을 확장하고 있다.

해당 실증사업에서 대우건설은 ▲기체 및 구조물의 풍하중 평가 ▲구조물 및 기상 계측시스템 구축 ▲이착륙 풍환경 평가 ▲모듈러 시공 검토 등 버티포트의 구조 설계와 시공 분야에서 역량을 발휘할 계획이다. 켄코아에어로스페이스는 UAM 및 운항전문 인력도 보유하고 있으며, 이번 사업에서 비행계획·운항, 기체 안전성 및 개발 연구에 참여할 계획이다.

또한 건설현장 내에서 상시 착용 가능한 ‘웨어러블 로봇 솔루션을 이용한 스마트작업 케어서비스’를 개발하고 있다.

사업에 활용할 작업자용 웨어러블 로봇은 ‘허리보조 로봇’과 ‘보행보조 로봇’ 2종이며, 건설현장에서 근력 보조와 상시 착용성을 위해 1.5kg 이하의 무게와 4~10시간의 사용시간, 다양한 신체 사이즈 및 형상 대응, 개인·작업 맞춤형 보조, 모션 제한 최소화 등 효과성과 사용성을 극대화한 것이 특징이다.

아울러 웨어러블 로봇에 탑재된 센서에서 수집된 작업자의 자세 및 작업(하중, 근로시간, 빈도 등)에 대한 데이터를 분석해 작업자들의 근골격계 질환 예방 및 생산성 유지를 위한 서비스를 제공할 예정이다.

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포스코건설 임직원들이 시공과정 디지털 통합관리 플랫폼을 시연하고 있다. (제공: 포스코건설) ⓒ천지일보 2022.10.02

◆포스코건설, 현장에 자동·무인화 접목… 업무효율 극대화 노린다

포스코건설은 ‘콘크리트 생애주기 스마트 품질관리’ 플랫폼을 개발해 생산부터 운송, 시공, 하자 관리까지 콘크리트 타설 공사 모든 과정을 디지털화해 통합 관리하고 있다.

포스코건설이 자체 개발한 ‘레미콘 운송정보 관리시스템’은 각 레미콘 차량 위치 정보를 실시간으로 제공하기 때문에 콘크리트 타설 속도와 물량을 정확하게 조절해 잔여 레미콘으로 인한 원가 손실을 예방할 수 있다. 또 모바일이나 PC를 통해 건설 현장·사무실 어디서나 손쉽게 확인 가능하다.

또한 인공지능(AI)기술을 활용해 콘크리트 양생용 가설 자재의 시공 상태와 콘크리트 면의 균열 발생 여부를 자동으로 인식하고 3D 모형화에 적용해 설계 도면과 불일치 여부로 하자를 탐지한다. 생산정보를 표본 품질시험·현장 타설 정보와 비교해 하자 발생 원인을 진단할 수 있다.

포스코건설은 설계에서부터 시공관리에 적용 중인 스마트컨스트럭션 기술을 클라우드 기반으로 설계 검토 시스템인 ‘POS-WEB’ 사업지 분석 시스템인 ‘POS-SITE’ 시공관리 시스템인 ‘POS-VCON’을 통합한 ‘디지털 시공관리 플랫폼’을 구축해 업무 효율을 극대화하고 있다.

포스코건설 관계자는 “건설산업에 자동화, 무인화를 확대하는 등 생산성을 향상할 수 있는 다양한 스마트 건설기술을 지속 개발해 경쟁력을 강화해나갈 것”이라고 말했다.

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