[Home&Dream]강경인 교수팀, 초고층 고속시공 기술 개발

고려대산학협력단

최근 몇 년간 글로벌 경기가 침체됐지만 초고층 빌딩 건설시장의 열기는 확산되고 있다. 특히 중국을 중심으로 견조한 성장세를 보이면서 시장규모는 2012년 40조 원에서 2015년 60조 원으로 껑충 뛸 것으로 전망이다.

이러한 성장세에 발맞춰 고려대 건축사회환경공학과 시공 및 재료연구실 강경인 교수 연구팀은 세계 최고 수준의 초고층 고속시공 기술을 개발했다. 연구팀은 국토교통부 산하 국토교통과학기술진흥원의 지원을 받아 기술연구를 하고 있다. 거푸집 공사의 계획부터 공사, 관리에 이르기까지 거푸집 공사 공정을 전반적으로 개선해 공사 기간을 단축하기 위한 것이다.

연구팀은 국내 건설사들이 초고층 시공 분야에서 많은 경험을 축적하고 있음에도 불구하고 시공으로 인한 수익률은 높지 않았다는 점에 착안해 연구를 시작했다.

21세기에 들어 아시아 및 중동국가에서 활발히 건립되고 있는 초고층 건축물의 디자인 특성은 ‘3T’로 압축된다. 뒤틀리고(Twisted), 끝이 가늘거나(Tapered), 기울어지는(Tilted) 등 독창적이고 개성적인 형태로 건물을 짓는다는 뜻이다. 20세기 북미 대륙에서 유행한 초고층 빌딩이 고깔이나 박스 형태의 단순한 스타일이었던 데 반해 놀라운 건축 혁명이 벌어진 셈이다.

초고층 빌딩 디자인이 개성적으로 변하면서 가장 주목받는 시공 기술은 골조 공사 관련 기술이다. 얼마나 경제적으로, 또 빠르게 초고층 빌딩을 지을 수 있는지가 시공 경쟁력의 척도로 통하기 때문이다. 특히 골조공사 중 건물의 형태에 맞춰 틀을 짜는 거푸집 공사는 건물의 형태가 복잡할수록 시공 속도가 떨어진다. 거푸집 공사는 초고층 빌딩의 전체 공사 기간의 25%, 전체 공사비의 10%를 차지할 정도로 중요한 단계다.

연구팀은 먼저 ‘바닥 거푸집 최적 배치 프로그램’을 개발했다. 거푸집배치안 도출에 통상 상당한 시간이 소요됐던 데 반해 5분 내에 가장 효율적인 배치 계획을 세울 수 있게 한 프로그램이다. 연구팀 관계자는 “각 층 바닥 면적이 800m²인 50층짜리 빌딩 공사에 적용할 때 자재비용이 약 24% 절감된다”고 설명했다.

거푸집 자동 인양 장비는 타워크레인의 도움을 받지 않고도 빌딩 상층부로 거푸집을 끌어올릴 수 있게 한 장비다. 거푸집 관리 단계에는 무선 온도센서 기반의 거푸집 공사 관리 시스템이 적용된다.

강 교수팀이 개발한 초고층 고속시공 기술은 기술 상용화를 앞두고 시제품 제작 및 현장적용 검증을 마쳤다. 강 교수는 “이 기술이 적용될 경우 지상 100층 규모의 초고층 빌딩을 시공할 때 통상 22개월 걸리던 골조 공사 기간을 약 17개월로 단축할 수 있다”고 말했다.

김현진 기자 bright@donga.com