순환건설을 아십니까?_건설 자원의 순환형 구조 구축

‘순환경제’라는 말이 있습니다. 자원을 채취해서 대량 생산하고, 쓰고 나면 이를 쓰레기로 폐기하는 기존의 선형경제가 기후변화에 영향을 미치고 지속가능하지도 않아서 이에 대한 대안으로 등장한 경제 모델입니다. 순환경제란 사용한 자원을 폐기하는 대신 재생·재활용이 가능하게 만들어 자원의 순환형 구조를 구축한 경제 시스템을 말합니다. 유럽을 중심으로 시작된 이 ‘순환경제’는 현재 글로벌 트렌드로 자리잡으며, 특히 ‘탄소중립’을 실현하기 위한 실질적인 방안으로 받아들여지고 있습니다.

 

주로 제조업에서 통용되는 시스템이긴 하지만 이 순환경제가 건설분야에서도 얼마든지 적용될 수 있습니다. 그래서 이 시간에는 순환건설을 가능하게 해 주는 디지털 기술에 대해서 살펴보도록 하겠습니다. 이와 관련해 다보스포럼은 4가지 유망한 기술을 들고 있는데요. 디지털 모델과 플랫폼, 인공지능과 빅데이터, 블록체인 기술과 사물인터넷 IoT, 디지털 제조 등입니다.

 

최근 관련 연구들을 보면 2060년까지 증가하는 인구를 수용할 수 있는 주택을 확보하려면, 향후 40년 동안 매달 뉴욕시의 모든 건축물을 합친 것과 맞먹는 규모의 건축이 필요하다고 합니다.

 

참 만만치 않은 일인데요. 더 큰 문제는 이런 건축으로 인해 환경 오염이 점점 더 심해질 것이라는 점입니다. 현재도 건설부문은 전 세계 온실가스 배출량의 약 40%를 차지하고 있습니다.

 

예를 들어, 기존의 선형경제는 건축 자재의 수명 주기 내내 엄청난 양의 폐기물을 발생시켰습니다. 우리는 이 땅에서 원자원을 뽑아내 건축 자재를 생산하고, 이를 건축 프로젝트에 사용한 후 내용연수가 끝나면 쓰레기로 버립니다. 그러나, 건축이 처음부터 항상 그래왔던 건 아닙니다. 100년 전까지만 해도 건축 자재의 재사용은 당연한 것이었습니다. 예컨대 1348년에 로마의 콜로세움에 큰 지진이 났을 때, 무너진 잔해들은 궁전, 교회 그리고 병원을 짓는 데 재사용되었다고 하죠.

 

어떻게 하면 과거와 같은 순환건설을 가능하게 만들 수 있을까요? 요즘 건설은 많은 부분 자동화되고 복잡하게 이루어지기 때문에 단순히 중고 자재를 가져다 쓰는 것으로는 순환 과정을 만들어낼 수 없습니다. 건설 업계에 적용 가능한 과정이 되려면 디지털 기술을 최대한 활용하여 재사용 가능한 건축 자재 소유자들과 건축주 또는 건축 프로젝트 기획자들을 연결할 수 있어야 합니다.

 

재활용을 기다리는 중고 건축자재들

 

건축자재 재사용을 자동화하여 건축 부문이 순환 경제로 전환되도록 하려면 가장 유망한 디지털 기술 네 가지를 잘 활용해야 합니다.

 

그 첫 번째 기술은 디지털 모델과 플랫폼입니다. 순환 건축을 자동화하기 위해서는 건물에 보관되는 건축 자재에 대한 데이터를 수집하고, 색인화 하며, 모니터링 해야 합니다. 그래야 땅에서 새로 원자재를 캐내는 대신 기존 건물들을 자원으로 활용할 수 있다는 것입니다. 기존의 몇몇 디지털 플랫폼은 재사용이 가능한 자재가 어디에 있는지 그 소재를 알려줍니다. 이러한 플랫폼에서는 특정 건물 구성요소에 대한 모든 정보가 빌딩 정보 모델링 BIM과 자재 이력을 사용하여 기록합니다. 이 이력에는 자재의 크기 및 모양, 속성, 수량, 위치 및 소유 상태와 같은 데이터가 포함되어 있습니다. 잉여자재거래 앱과 같은 디지털 플랫폼은 수급 측면을 연결해 순환형 시장을 조성하고 가치사슬 주체 간 소통과 협업을 촉진할 수 있습니다.

 

두 번째 필요 기술은 인공지능과 빅데이터입니다. 중고 자재로 건축할 때, 구할 수 있는 자재를 미리 예측할 수 있어야 설계에 적용할 수 있습니다. 따라서 특정 자재를 언제 어디서 얼마나 구할 수 있을지 예측하는 것이 중요합니다. 빅 데이터 분석과 결합된 인공지능은 사진을 통해 재활용, 재사용 및 폐기물의 양을 예측할 수 있습니다. ETH 취리히 대학교와 카탈루냐 고등 건축 연구소와 같은 기관들은 구글 스트리트 뷰 이미지에서 재사용 가능한 창호를 찾아내기 위한 기계 학습 알고리즘을 개발했습니다. 또한 지리 정보 시스템 GIS의 데이터는 향후 업사이클링 또는 재활용 프로젝트를 위한 건물 재고의 자원을 식별하여 지도화하고 관리함으로써 순환 건설 방법론을 발전시키는 데 사용될 수 있습니다.

 

목재와 순환경제

 

세 번째는 블록체인 기술과 IoT 기술입니다. 건설업 공급망은 하도급과 부채 관계가 복잡하기 때문에 투명한 가치거래를 제공하는 것이 필요합니다. 블록체인 기술은 자재를 추적하는 안전한 방법을 제공해 줍니다. 또한, QR 코드와 RFID 무선 칩과 같은 태그 기술도 건축 자재 추적에 활용할 수 있습니다. 건물을 구성하는 자재 모두에 QR코드를 새겨넣어 자재이력데이터에 직접 연결되도록 하는 것도 좋은 방법입니다. RFID 칩을 이용한 태그 방식은 클라우드 컴퓨팅과 무선 센서 네트워크, 사물 인터넷을 사용하여 자재의 상태와 가용성에 대한 데이터를 수집·저장·전송할 수 있게 해 줍니다.

 

마지막 네 번째 기술은 디지털 제조입니다. 건물에 사용한 자재를 재사용하려면 건물을 철거할 때 조심스럽게 해체해야 합니다. 현재는 이 철거 과정 대부분이 수작업으로 이루어지므로 어렵고 시간이 많이 걸리며, 심지어 위험하기도 합니다. 자동차 산업에서 잘 알려진 로봇 제조는 건물의 해체뿐만 아니라 회수된 자재의 분류 과정을 용이하게 할 수 있습니다. 디지털 제조를 통해 재사용 자재를 이용한 재구성도 개선할 수 있습니다. 3D 프린팅과 같이 쌓아서 만드는 제조와 CNC 밀링과 같이 깎아서 만드는 제조를 통해 재사용할 자재를 필요에 따라 가공할 수 있습니다.

 

수명이 긴 건축물은 여러 부분으로 구성되어 있고 다양한 자원을 사용합니다. 결과적으로, 많은 이해 관계자들이 관련되어 있어 업계가 극도로 세분화되고 디지털 혁신을 채택하는 것이 더딜 수 밖에 없습니다. 블록체인 기술 사용에는 에너지 소비가 과하게 들어가는 것처럼, 디지털 기술을 사용하는 데는 잠재적인 상쇄 효과나 반동효과가 있긴 하지만, 디지털 기술은 순환 건설 경제로 패러다임을 전환하기 위한 전제 조건이 됩니다. 또한 디지털 도구는 협업을 단순화하고 의사소통을 개선하여 이해관계자들이 기후 변화를 집단적으로 해결하기 위해서 더 가까이 모일 수 있도록 해 줍니다.