주택 건설, 3년뒤 3D프린터 이용해 내맘대로 DIY

DIY 인테리어를 넘어서 주택도 내가 원하는 대로 지을 수 있는 ‘개인용 맞춤형 주택 시대’가 열릴 전망이다.

한국건설기술연구원(원장 이태식, 이하 KICT)은 국내 최초로 ‘3D 프린팅 건설기술’ 연구를 추진 중이라 밝혔다. 연구단은 2020년까지 3D 프린팅 건설 실용화를 목표로 하고 있다.

연구단은 신시장을 창출해내고 건설산업 경쟁력 강화에 중점을 둔다. 이를 위해 3D 프린팅 원천 기술을 확보하고 기술 실용화를 위해 노력중이다. 향후 5년 내에 소형건축물(100m2)기준 골조 공기 60% 단축을 위한 장비, 재료, 설계기술을 개발할 예정이다.

KICT 연구단은 중국, 네덜란드 등이 보유중인 ‘실내 모듈형 출력방식’을 국산화할 예정이다. 해외와 3D 프린팅 건축기술 격차를 좁히기 위함이다.

국외에서도 초기 연구단계인 ‘실외 일체형 출력방식’은 5년 내에 개발을 완료할 계획이다. 국내에서는 최초로 연구되는 기술이다.


기존에 이뤄진 3D 프린팅 건설기술은 공장에서 모듈형으로 제작해서 실외에서 조립하는 방식이다. 이 방식은 누수, 강도 및 단열 등에 취약하다. 반면 ‘실외 일체형 출력방식’은 현장에서 일체형으로 시공해 기존 방식에 드러난 취약점을 개선할 수 있다.

연구단은 공간한계를 극복하고 실내외 전천후 시공을 위한 3D프린터를 개발 중이다. 설비 측면에선 철근·콘크리트 등 건축자재 시공까지 가능한 방식으로 접근 중이다. 그 외 콘크리트 급속 경화기술 등을 대표 기술로 개발하고 있다.

3D 프린터를 이용한 새로운 건축물 시공기술에는 ‘적층’ 방식이 주로 활용된다. ‘적층’ 방식은 3차원 도면을 통해 재료를 여러 층의 레이어로 쌓아올리는 기법이다. 이 방식이 가진 강점은 CAD 소프트웨어로 디자인할 수만 있다면 어떤 구조의 물체든 생산할 수 있다는 점이다. 또 거푸집 설치시간과 비용 등을 절감하는 효과도 기대할 수 있다.

KICT는 3D 프린팅 기술 개발과 함께 차세대 플랫폼 개발도 진행한다. 차세대 플랫폼은 통합 관리를 목적으로 개발되며 건축상품 설계부터 유통까지 이뤄진다. 또 연구단은 3D 프린팅 기술을 위한 법·제도 개선안 연구도 진행한다는 방침이다. 3D 프린팅 개발과제 담당부처인 국토교통부 또한 3D 프린팅 관련 법제도를 정비하는 등 다양한 지원책을 강구할 예정이다.

중국 정부에서는 3D프린팅 건설 시장 경쟁력을 강화하고 선도하기 위해 규제완화 등 적극적인 지원을 아끼지 않고 있다. 그 결과 중국은 2014년 3월 상하이에 하루만에 주택 10채를 건설하기도 하였다.

2020년까지 130억이 투입될 예정인 이번 사업에는 1차적으로 콘크리트 수직 골조물 개발 완료를 목표로 연구가 진행된다. 개발이 완료되는 2021년 이후에는 기계, 전기, 배관 등의 설비분야의 세부 연구가 진행될 예정이다.

이번 연구에는 한국건설생활환경시험연구원, 한국생산기술연구원, 고려대학교, 서울대학교, 연세대학교, 목양종합건축사사무소, 동양구조안전기술 등 산․학․연 16개 기관이 KICT와 협력연구를 진행한다.

또한 설계사, 시공사 등을 대상으로 다양한 자문회의 등을 거쳐 당장 실용화가 가능한 건축상품들을 조사한다. 연구단이 보유 중인 장비 및 기술 등을 활용하여 조기에 실용 가능한 상품들을 찾아낼 예정이다. 시장성, 경제성 등이 실용화 자격요건이다.

KICT 이태식 원장에 따르면 연구단에서 낸 결과물들은 많은 장점이 있다고 설명했다. 첫번째는 수직골조 시공시간 60% 단축이 가능하다. 두번째는 비정형 건축물 시공시간을 단축한다. 세번째는 비정형 디자인 시공이 갖는 기술적 한계극복를 극복할 수 있다. 마지막으로 핵심 원천기술 자립화, 기술 수출을 통해 국가 이미지 제고도 가능하다.

주은희 인턴기자(인하대 문화경영학)