건축물 해체 공사를 해체계획 수립부터 인·허가, 시공, 감리에 이르기까지 전 과정에 디지털·자동화를 도입해 건축물 해체 현장의 안전관리 패러다임을 근본적으로 변화시키기 위한 연구가 진행되고 있어 이목을 집중시키고 있다.
이번 연구 성과는 건축물 해체공사 시 안전사고와 재해율 감축을 통한 안전성 확보는 물론 해체계획서 작성 효율과 인·허가 기간 단축을 통한 효율성 향상, 원격·무인·자동화 해체공법 적용을 통한 작업자 안전 확보, 분진·진동과 같은 환경 피해 최소화 등에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.
해체설계 계획서 ‘디지털 전환‘ 등 효율적 장비 공법 기술 연구 추진
0.7톤급 무인·원격 경량 백호우 1종 · RC 절단 워터젯 시스템 1종 등
2027년까지 경량 무인 원격 해체장비 DiDIM 통합관리 시스템 선봬
노후 건축물의 비율이 지속적으로 늘어나고 노후계획도시정비특별법에 따른 재개발·재건축의 증가로 향후 수십 년간 고층 및 중·소규모의 노후 건축물 해체 수요는 꾸준히 확대될 것으로 전망되고 있다.
하지만, 현재 건축물 해체공사는 여러 문제점이 내재돼 있다는 지적이다.
우선 해체공사는 신축 공사와 달리 구조적 안정성이 약화된 상태에서 진행되는 만큼 작업 중 부적절한 해체 순서, 보강재 미비, 과도한 장비 하중 등으로 인한 붕괴 사고 위험이 매우 높은 것으로 알려져 있다.
실제로 지난 2021년 광주광역시 학동에서 발생한 해체공사 붕괴 사고와 같은 도심지 해체 작업 중 인명 피해를 유발하는 중대재해가 잇따라 발생하면서 해체 현장의 안전관리 체계를 근본적으로 개편해야 한다는 사회적·법적 요구가 높아지고 있다.
특히, 중·소규모 노후 건축물이 차지하는 비중은 94%에 달하고 있어 이 같은 개편 목소리에 힘이 실리고 있다.
해체계획 수립과 관리 체계의 효율성 개선도 필요하다. 해체계획서가 해체 대상 건축물의 정보를 정확하게 반영하지 못한 상태에서 작성되면 이어지는 인·허가 관련 검토와 실제 건축물의 해체공사도 시공도 부실하게 이어질 수 있다.
이처럼 부실한 해체계획서 작성은 비용은 물론 시간, 전문인력 확보 문제 등 여러 가지 원인이 복합적으로 작용해 나타날 수 있다.
이로 인해 중·소규모의 건축물이 안전관리 사각지대에 놓일 수 있다는 지적이다. 따라서 건축물의 해체계획, 인·허가, 해체시공, 감리 등 전 과정에 관한 통합관리와 디지털 전환을 통한 효율성과 정확성 향상의 필요성이 대두되고 있다.
해체시공 기술도 현안으로 남아 있다. 도심지 밀집지역의 해체공사 증가 및 순환경제 등을 위한 자원재활용 기반 해체 필요성 증가 등으로 단순히 철거·전도 하는 선해체·후분별 의 해체 시공 기술을 벗어나 건축물 해체 안전성 향상과 자원순환을 촉진할 수 있는 선분별·후해체 방식의 다양한 공법과 여기에 필요한 장비개발 등이 요구되고 있다.
건축물 해체공사 인허가와 안전관리를 감독하는 전국 254개 지자체의 전문인력 확보율도 매우 취약하며, 잦은 인사이동 등으로 전문적인 관리보다는 행정 처리 중심의 인허가 관리를 하고 있다고 할 수 있다.
중·소규모 건축물의 경우도 건축물의 정확한 정보에 기반한 구조해석과 위험예측을 실시해 해체공사를 진행해야 하며, 특히, 도심지 밀집지역의 경우 인접 건축물의 영향 등에 관한 세밀한 조사에 기반한 해체계획이 이뤄져야 한다.
경험이나 관행에 기반한 관리는 항상 사고 위험에 노출될 수 있는 상황이다.
이 같은 문제점 해결을 위해 지난 2023년부터 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 한국건설기술연구원을 중심으로 ‘건축물 안전해체 계획 및 시공기술개발’ 연구가 진행되고 있다.
연구내용
연구단은 10층 이하의 중·소규모 건축물을 대상으로 해체 대상 건축물의 정보를 구축하는 D-BIM(Deconstruction-BIM) 기술과 같은 ‘해체설계 및 계획서 작성 디지털 전환 기술 개발’과 함께 안전하고 효율적인 해체공사를 위한 ‘장비와 공법 기술 개발’, 건축물 해체공사 전 과정 ‘통합관리 시스템 구축 및 제도 개선’ 등의 연구를 수행하고 있다.
‘해체설계 및 계획서 작작성 디지털 전환’ 개발 분야에서는 건축물 해체계획서 작성 자동화 및 해체설계 모듈 개발을 목표로, 건축물 유형별 해체설계 모델과 함께 해체계획서 작성 자동화 기술, 건축물 위험도 평가 및 현장 모니터링 기술들을 개발하고 있다.
해체 건축물 정보 구축(D-BIM) 방법 구축 부문에서는 설계, 계획서 작성, 구조안전성 해석 등에 활용할 수 있는 해체대상 건축물의 정보를 구축하고 있다.
해체계획서 작성 자동화 부문에서는 D-BIM 기반 해체계획서 양식을 통일한 후 정보를 가져와 50% 이상의 자동화를 실현할 수 있는 소프트웨어 개발에 나서고 있다.
건축물 정보 구축 기술 개발 부문에서는 현장 조사 단계 건축물 정보 취득을 위한 소프트웨어 개발, 도면 자동 생성 기술 개발 등의 연구를 진행하고 있다.
연구진은 향후 해체공정 구축용 D-BIM, 해체설계 자동 소프트웨어, 안전·공정 모니터링시스템, 가상해체시스템 등을 선보일 예정이다. 이 기술들은 해체계획서 자동화율과 기존 방식 대비 효율성을 각각 50% 이상 향상시킬 것으로 전망된다.
특히, D-BIM 기술은 중·소 규모 건축물 해체설계 시 정보 구축에, 계획서 자동화 기술은 지자체 인허가 관리·모니터링에 적극 활용될 것으로 예상된다.
‘건축물 해체 시공 장비 및 공법 개발’ 분야에서는 중·소규모 건축물의 안전하고, 친환경적 해체를 위한 해체 전용 장비 2종, 해체공법 2종 개발을 목표로 관련 연구를 수행하고 있다.
현재 경량 무인 장비 개발 부문에서는 0.7톤 이하 규모의 무인 원격 장비 개발과 함께 콘크리트 구조물의 철근 존치 절단 기술인 부분해체용 워터젯 기술을 개발하고 있다.
또한, 작업자 한 명이 운영 가능한 기존 대비 50%의 중량을 절감한 잭서포트 개발 연구와 함께 자원화를 위한 건축자재의 성상별 분별해체 공법을 정립해 나가고 있다.
이 같은 연구를 통해 향후 0.7톤급 무인·원격 경량 백호우 1종, RC 절단 워터젯 시스템 1종과 함께 모듈해체공법과 부분해체공법 등을 선보일 계획이다.
이 기술들은 도심지 밀집 지역 중·소규모 건축물의 완전해체, RC 구조물 리모델링 해체, 내장재 자원화를 위한 분별해체 등에서 활용도가 높을 것으로 예상된다.
‘건축물 해체공사 전 과정 통합관리 시스템 구축 및 제도 개선’ 분야에서는 해체공사 통합관리 시스템 연계 모듈 개발 연구를 비롯해 개발 기술별 검증 항목 및 단계별 실증 시나리오 작성 및 검증 모니터링 계획, 디지털 해체관리 규제 분석 및 통합관리 시스템 활성화 방안을 수립해 나가고 있다.
특히, 해체계획부터 멸실 처리까지 전 과정을 하나의 시스템에서 관리할 수 있는 통합관리 시스템인 ‘DiDIM(Deconstruction Integrated Digital Information Management system)’ 구축에 집중하고 있다.
한편, 연구진은 이 같은 연구를 통해 오는 2027년 12월까지 D-BIM 기술을 비롯한 구조안전성 검토 기술인 Solver와 함께 해체계획서 작성 자동화 소프트웨어, 해체현장 안전관리 모니터링시스템, 경량 무인 원격 해체장비, 워터젯 부분해체 기술, 경량 서포트 기술, 분별해체 기술, DiDIM 통합관리 시스템 등 핵심 기술들을 선보일 예정이다.
인 / 터 / 뷰
10층 이하 중소 ‘노후 건축물’ 대상
안전하고 효율적 ‘해체 기술’ 만든다
한국건설기술연구원 송태협 단장은 “이번 연구는 10층 이하의 중·소규모 노후 건축물을 대상으로 정확한 건축물 정보에 기반한 안전하고 효율적인 해체설계 및 해체공사 관리기술을 개발하는 국토교통부의 중대형 R&D 사업”이라고 소개했다.
이어 “현재 연구단은 노후 건축물 해체설계부터 해체계획서 작성, 인허가, 감리, 현장 모니터링, 멸실 처리 등 해체공사 전 과정을 하나의 통합관리 시스템에서 운영할 수 있는 기반 구축을 목표로 연구를 진행하고 있다”고 밝혔다.
즉, 해체 대상 건축물 정보 구축부터 해체계획 수립, 시공·감리, 멸실신고까지 전 과정을 디지털화해 해체공사의 안전성과 업무 효율 향상시키는 연구라는 설명이다.
송 단장은 “현재 개발 중인 D-BIM은 건축물의 형상을 비롯해 구조, 부재, 재료, 주변 현황, 해체순서, 장비계획 등 해체공사에 필요한 정보를 디지털 모델로 구축하는 기술”이라고 말했다.
이 기술은 구조안전성 검토와 해체계획서 작성 자동화, 모니터링 계획 작성, 감리 진행, 멸실신고까지 연계되는 핵심 정보 기반으로 활용될 전망이다.
장비 및 공법 기술 개발 분야에서는 기존 압쇄·전도 중심 해체방식에서 벗어나 모듈해체·부분해체·분별해체 등 단계적이고 계획적인 해체공법을 적용하고, 안전사고 예방과 건설폐기물 순환이용을 동시에 달성할 계획이다.
이어 “건축물 해체공사 전 과정 통합관리 시스템 구축 및 제도 개선 분야에서 개발 중인 DiDIM은 발주자, 설계자, 시공자, 감리자, 지자체, 인허가기관 등 해체공사에 참여하는 모든 주체가 동일한 정보를 확인하고 활용할 수 있는 시스템으로 구축하고 있다”고 설명했다.
공사 전 과정 하나의 통합관리 시스템서 운영 목표
연구진은 현재 건축물 생애이력관리 시스템 중심의 행정관리 체계를 효율적으로 보완할 수 있는 디지털 기반 통합관리 플랫폼으로 발전시켜 나갈 계획이다.
제도 개선 분야에서는 디지털 전환에 따른 법·제도 및 행정절차상의 제약사항을 파악하고, 시스템 활용 효율성을 높이기 위한 관련 기준의 개정 또는 신규 제정 방안을 도출해 나가고 있다.
송 단장은 “연구단은 Level 3 수준의 D-BIM 및 통합관리 시스템을 최종적으로 선보일 예정으로 현재 Level 2 단계 기술을 완성하고, 현장 실증을 통해 Level 3 단계로 고도화하는 과정에 있다”고 밝혔다.
이어 “Level 2는 구조정보를 포함한 D-BIM 구축과 구조해석 연계가 가능한 단계며, Level 3는 해체순서, 장비경로, 보강계획 등 해체공사 정보를 포함해 실제 해체계획과 현장관리에 활용할 수 있는 단계”라고 설명했다.
끝으로, 송 단장은 “향후 선보일 핵심적인 성과는 해체계획서 작성 자동화와 전과정 통합관리 시스템”이라고 소개했다.
이어 “특히, 기존 경험에 의해 각각 전국 모든 지자체가 다르게 운용하는 해체계획서 양식을 통일하고 작성을 50% 이상 자동화한 후 제공함으로써 이를 기반으로 인허가와 해체시공, 감리 단계에서 보다 상세하고 면밀한 검토가 이뤄질 수 있을 것”이라고 전망했다.
