↑ 고 자하 하디드가 설계한 비정형 건축 동대문디자인플라자(DDP) 전경 [사진 = 매경DB]
'빌바오 구겐하임 미술관'으로 유명한 프랑크 게리나 동대문DDP를 만든 자하 하디드 같은 해체주의 건축가들의 비정형 건축을 구현할 수 있는 혁신적인 건설 기술이 국내에서 개발됐다. 최근 수요가 증가하고 있는 비정형 건축 분야 시공 기술을 선점할 전기를 마련했다.
현대엔지니어링은 비정형 건축 구조물 시공을 위해 UHPC(Ultra High Performance Concrete, 초고성능 콘크리트)를 재 료로 철근 적층형 3D 프린팅과 거푸집 제작에 로봇을 활용한 기술 개발을 완료해 관련 특허를 출원했다고 25일 밝혔다.
↑ 철근 제작용 금속 3D 프린팅
현대엔지니어링은 삼표와 손잡고 건축 로봇 솔루션 스타트업 'BAT'가 참여해 로봇 구동을 위한 프로그램을 개발했다. 지난 2018년 개발에 착수한 이래 초고성능 콘크리트(UHPC)와 스마트 건설기술(로봇, 3D 프린팅) 융합을 기반으로 한 3D 프린팅 비정형 건축물 시공 기술을 확보했다.
주요 적용 스마트 건설기술로는 국내 최초 3D 프린팅 비정형 철근 제작, 로봇을 이용한 EPS 거푸집 제작, 3D스캐닝 정밀도 검측 및 BIM이 있다.
일반적인 건축물은 직선으로 이뤄진 반복적인 형태를 가지고 있어 거푸집 제작 및 콘크리트 타설이 용이한 반면 독창적인 형태를 갖는 비정형 건축물은 복잡한 곡면과 유선형을 포함해 높은 난이도의 시공능력이 필요하다.
비정형 건축물 시공은 기존에 비정형 형상에 맞춰 철근을 일일이 가공해 사용하거나 콘크리트 균열을 제어하기 위해 강섬유를 사용하며 특수거푸집 제작이 필요했다. 강섬유 노출에 의한 부식 발생과 거푸집에 의한 품질 저하가 문제였다.
↑ 비정형 구조물 시공
현대엔지니어링이 개발한 비정형 건축물 시공 기술은 금속 3D프린팅 기술로 구조물 형상에 따라 철근을 비정형 형태로 적층 제작하고, 6축 다관절 로봇이 EPS(스티로폼)를 절삭, 밀링 가공해 오차를 최소화한 거푸집을 제작한다. 철근과 거푸집 제작 과정은 3D GUI(Graphic User Interface)를 통해 모니터링하고 전체 공정의 시공과정 및 개선점은 BIM 기술을 이용해 쉽게 파악할 수 있다. 이 기술을 통해 기존 제작 방식보다 제작시간을 획기적으로 단축하고 오차가 거의 없는 정밀 시공이 가능해 경제성과 품질을 함께 확보할 수 있다.
현대엔지니어링은 비정형 건축물 시공기술 개발을 계기로 BIM, 금속 3D프린팅, 로봇 및 3D스캐닝 등 스마트 건설기술의 확대 적용을 위한 후속 기술 개발에 박차를 가할 예정이다. 실효성 있는 시공 기술을 시장에 선보일 예정이다.
현대엔지니어링 관계자는 "4차산업혁명의
주요 기술을 활용한 스마트 건설기술을 이용하여 세계적으로 확대되고 있는 고강도 비정형 건축물 제작 역량을 확보했다"며 "개발된 기술을 이용해 비정형 고강도 PC 외장재와 공동주택 문주 특화 시공 등 당사 특화 상품개발 및 적용을 확대해 나갈 계획이다"라고 밝혔다.
[이한나 기자]