[토목신문 김재원 기자] 기술은 끊임없이 발전한다. 건설 기술 역시 마찬가지다. 인류의 문화와 함께 발전해 온 건설이 첨단 기술력을 바탕으로 발전을 거듭하고 있다. 그리고 한국건설기술연구원이 그 기술의 발전을 이끌어 가고 있다. 이에 본지는 분야별 첨단 기술들을 소개하고 놀랄 정도로 발전하고 있는 기술의 현재를 짚어보는 ‘첨단 건설기술 특집’을 마련했다.
우선 이번 호에서는 건설연 이태식 원장을 인터뷰 해, 건설연과 국내 건설기술 산업의 전반적인 내용에 대해 이야기를 나눠보고, 다음 호부터 건설연의 분야별 연구소를 집중 취재 해 첨단 건설기술을 시리즈로 보도할 예정이다. <편집자 주>

인터뷰 - 한국건설기술연구원 이태식 원장

우리나라 건설기술 개발과 연구의 현실은 어떠하다고 보는지. 그리고 개발과 연구가 더욱 활발히 발전하려면 어떠한 점이 필요하다고 보나.

최근 체감 건설경기는 2016년 들어 소폭 반등하고 있지만 세계 경기 불황과 함께 정치·사회적 변동의 여파가 지속되고 있기에 국내 건설산업은 저성장의 국면에서 벗어나지 못하고 있습니다. 게다가 선진국과 개발도상국을 막론하고 해외 건설산업을 둘러싼 국가 간 경쟁도 갈수록 치열해지고 있어서, 전반적으로 우리 건설산업의 위기 극복을 위한 방책이 절실한 시점입니다. 말하자면 이러한 위기 상황에서 건설산업이 경쟁력을 갖기 위해서는 신수종 분야에서의 ‘새로운 먹거리 창출’에 대한 노력이 필수적이라고 생각합니다.

건설분야는 다른 어떤 분야보다 국민 생활과 밀접하게 연관되어 있으며 국민 삶에 미치는 파급효과도 높습니다. 그런 의미에서 건설 R&D의 발전은 현재는 물론 미래 국민의 생활수준과 삶의 질을 결정하는 중요한 열쇠이기도 합니다. 우리 한국건설기술연구원은 1983년 개원 이래 지난 33년 동안 건설·국토관리분야 원천기술 개발 및 성과 확산, 이를 통한 건설산업의 발전과 국민 삶의 질 향상, 나아가 국가경제와 사회 발전에 기여한다는 본연의 역할을 다하여 왔습니다. 우리 연구원은 이러한 시대적 요구에 부흥하고자 온 역량을 다하여 신수종 분야 발굴 및 연구개발에 힘쓰고 있습니다.

건설정책 분야에서는 무엇보다 그동안 우리 건설산업이 주력했던 시공 위주의 산업구조에서 탈피하여 기획, 엔지니어링 등 고부가가치 산업으로 전환하는 것이 시급합니다. 이미 건설 선진국들은 엔지니어링 산업으로 구조를 재편하여 고수익 창출 지향으로 가고 있습니다. 우리 건설산업도 건설 R&D를 통해 건설산업의 핵심기술력을 높이고 엔지니어링 역량을 강화하는 것이 새로운 건설산업을 창출하는 길이자 건설경쟁력을 높이는 방향일 것입니다. 또한 극한 환경 개발을 위한 엔지니어링 기술, 기존 도시인프라의 노후화에 대응하고 새로운 도시환경을 창출하는 스마트시티 관련기술 등 새로운 분야를 적극적으로 개척하여 우리나라의 미래를 위한 새로운 성장동력으로 삼아야 할 때라고 생각합니다.

현재 건설연이 개발하고 있는 주요 최첨단 기술들은 어떠한 것들이 있는지.

그간 우리 연구원은 국토발전분야 전반에서 다양한 성과를 창출해 왔습니다. 연구원이 개발·보유중인 우수 첨단기술 중에서는 제로에너지빌딩 관련 기술이 국민 생활과 밀접한 관계가 있을 것 같은데, 이것은 건축적인 기술을 최대한 활용해서 창호나 벽체, 지붕에서의 열손실을 최소화하면서도 주거생활에 필요한 에너지를 태양광과 같은 신재생에너지로 공급하여 결과적으로 건물 내에서 소비되는 연간 에너지가 제로(0), 혹은 최소화되는 건물을 말합니다. 이 기술은 국내 건설현장에서 이미 적용되고 있고 두바이 등 해외에도 기술이전을 진행하고 있습니다.

그 외에 기존의 고온 아스팔트를 30도 이상 온도로 낮추어 시공할 수 있는 중온 아스팔트 포장 기술은 이미 해외 고속도로 현장에 적용되고 있으며, 최근에 개발한 유리섬유 보강 아스팔트 혼합물 기술은 도로위의 지뢰라 불리는 포트홀을 획기적으로 줄일 수 있으리라 기대됩니다. 또한 도로교통 측면에서는 수직면에 화면을 표출할 수 있는 HUD(Head-up Display) 기술을 응용한 대중교통용 유리창 운행정보 시스템을 개발해냈으며, 세계 최고 수준의 슈퍼콘크리트 재료 기술을 통해 저비용·장수명 사장교 및 초고층 콘크리트 타워 시공 기술 등을 개발·보유하고 있습니다. 뿐만 아니라 터널 붕괴징후를 실시간 자동 포착하여 사고를 예방할 수 있는 기술, 제주형 지표수-지하수 통합수문해석 기술 및 도시 물순환 관리 기술, 세계 최초 미생물 기반 바이오폴리머 지반건설 재료화 기술 개발 등 여러 국토개발 분야에서 성과를 내고 있습니다.

최근 건설연의 주력 사업은 무엇인지.

우리 연구원은 미래전략 핵심기술 개발과 연구원의 미래 먹거리 창출을 위한 융합연구 사업인 ‘X-Project’ 사업을 추진해 오고 있습니다. X-프로젝트는 미래 건설기술 확보를 위한 연구원 차원의 노력이자 연구원의 각 강소형 전문연구소들의 연구역량을 하나로 관통하는 기관 대표 브랜드 플래그십 R&D라고 할 수 있습니다. 이들 X-프로젝트를 통해서는 특허와 논문 등 우수한 연구성과 도출이라든가, 대형 R&D를 발굴, 기술사업화 및 글로벌 네트워크 구축 등의 여러 긍정적인 효과를 기대하고 있으며 이를 위해 ‘SOC 리포트 카드(SOC Report Cards) 연구단’, ‘스마트 에너지 웨이(Smart Energy Way) 연구단’ 차세대 초고속 이동체계인 ‘하이퍼루프(Hyperloop) 기반 기술 개발 연구단‘ 등 3개 연구단을 운영 중에 있습니다.

‘SOC 리포트 카드 연구단’은 사회간접자본시설의 시설성능을 판단하고 효과적인 총괄 관리 방법에 대해 연구하며 이를 통해 국토안전을 확보하고자 하는 융합연구 프로젝트입니다. ‘스마트 에너지 웨이 연구단’은 도로, 철도부지 활용 등을 이용한 태양광 발전 기술과 자동차, 고속철도 등에 적용되는 첨단 ICT 기술, 그리고 기존 건설기술의 융합연구를 통해 새로운 기술 사업화 모델을 추구하는 첨단 엔지니어링 기반 기술을 연구합니다. 그리고 ‘하이퍼루프 기반 기술 개발 연구단’은 차세대 초고속 이동체계로 최근 급부상하고 있는 아진공 철도교통 시스템인 ‘하이퍼루프’와 관련하여 구조, 지반공학, 도로 등의 분야에서 기존 운송 네트워크와의 접속 기술 및 태양광 에너지 연계 기술 개발 등 경제성이 있는 기반기술을 확보하고 미래기술 시장을 선점하고자 하는 목적의 융합연구 프로젝트로 향후 전망이 기대되고 있습니다.

극한 공학의 엔지니어링 기술을 우리나라의 신성장 동력으로 꼽으셨는데, 현재 극한공학의 연구 현황과 앞으로의 계획은.

우리 연구원은 향후 미래 먹거리 창출을 위해 우주·극지·심해저와 같은 극한지 건설기술 개발에도 박차를 가하고 있습니다. 인간이 접근하기 어려운 극한 환경 개발을 위한 건설기술 확보는 현재 전 세계적으로도 기술개발이 시작 단계이기 때문에 선진국들은 이미 경쟁적으로 관련 기술개발에 나서고 있습니다. 다행인 것은 우리도 이 분야에서 경쟁우위가 충분하기 때문에 선제적 투자를 통해 미래 건설시장을 선점하는 노력을 기울여야 할 때입니다.

향후에는 유인 우주탐사를 위해 우주의 극한환경(진공, 저중력, 운석충돌, 우주 방사선, 극심한 일교차 등)에서부터 인력 및 장비를 보호할 방안을 마련할 필요성에 직면하게 될 것입니다. 하지만 달에는 지구상과 같은 건설재료나 물이 존재하지 않기 때문에 달의 현지자원을 활용한 건설재료의 개발, 그리고 이러한 건설재료를 이용한 3-D 프린팅 활용 자동화 건설공법 개발 연구에 박차를 가하고 있습니다. 특수분야의 건설공법, 건설재료 같은 부분은 우리 연구원이 국내에서는 가장 전문적인 분야입니다. 실제로 우리 연구원은 현재 실대형 규모의 더스트 진공챔버를 구축하여 극저온 기술과 고진공 상태의 각종 실험 연구 및 이를 우주탐사에 적용하는 건설기술을 연구 중에 있습니다. 또한 현존하는 달의 천연 용암동굴을 활용하여 우주기지를 건설하는 토목·건축기술 및 달 착륙지 선정을 위한 3차원 지형학적 안정도 분석 데이터의 제공, 가상현실(VR) 장비가 구축된 가상실증실험센터를 활용한 체계적이고 효과적인 실증실험 등 달의 현지지형 활용 및 관련 건설기술 연구도 진행 중입니다.

건설업계의 화두로 떠오르고 있는 건설안전 분야에서는 어떠한 기술이 개발되고 있는지.

최근 국민의 안전한 삶이 주요 이슈로 떠오르며 건설분야에서도 국민 생명과 안전에 직결되는 여러 가지 이야기가 나오고 있는데, 그 중에서도 하나만 말씀드리자면 국내외적으로 이른바 지반침하 및 함몰로 인한 ‘씽크홀’이 큰 문제가 되고 있습니다. 특히 며칠 전 후쿠오카 대규모 지반붕괴 사고와 같이 자칫하면 큰 재난으로 이어질 뻔한 사고나 송파구 석촌호수 일대의 씽크홀은 도심 안전에 시사하는 바가 크죠. 게다가 도심지 내 매설관 시공 현장은 민원이라든가 여러 가지 사정으로 인해 매우 좁고 빠른 시간 내에 시공을 완료해야 하는 매우 열악한 시공 조건에 처해 있는 경우가 많으므로 때에 따라서는 시공품질 확보가 어려운 경우가 있습니다. 지반 함몰은 주로 이런 곳을 중심으로 발생하는 경우가 많죠.

이러한 문제를 해결하기 위해 우리 연구원에서는 도심지 내 지반함몰의 주요 원인으로 알려지고 있는 ‘매설관 주변의 되메움재 다짐 불량 시공’ 또는 ‘불량한 되메움재 사용’을 근본적으로 예방하기 위해 ‘고유동성채움재’ 관련 설계 시공 기술을 개발하였습니다. 고유동성채움재는 시공 초기에는 유동성이 매우 높은 슬러리 상태이지만 일정 시간 경과 후에는 지반다짐 강도 이상의 값을 갖는 건설재료입니다. 일반 토사로 매설관 주변을 되메울 때에는 둥근 모양의 관거 하부를 제대로 단단히 다질 수 없어 향후 공동이 발생하고 침하나 함몰로 이어지게 됩니다만 우리 연구원이 개발한 고유동성채움재를 활용하면 저렴한 비용으로 단단한 지반을 확보할 수 있으므로 공사의 안전성과 경제성을 동시에 높일 수 있습니다. 이 공법은 산학연(대우건설, 고려대학교)과 공동으로 개발하여 바로 실용화가 가능한 공법이며, 지반함몰 사고의 저감·예방뿐만 아니라 각종 구조물에 필요한 고품질의 되메움재 및 채움재로도 사용 가능하므로, 정부의 안전 우선 정책에 기여할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.

중소, 중견기업을 지원하는 건설산업혁신센터의 앞으로의 운영 방안은.

건설산업혁신센터는 국내 최초로 우리 연구원이 건설분야 중소/중견기업 지원 목적으로 지난 4월 1일 개소하였습니다. 국내 건설시장을 볼 때 중소기업은 건설분야 인력 고용에 큰 기여를 하고 있는 실정이지만, 정작 건설 분야에서는 중소기업을 지원하는 체계적 지원 시스템이 없었습니다. 건설산업혁신센터는 이러한 중소·중견기업의 애로사항을 반영하여 견고한 중소기업지원시스템을 마련하였는데, 여기에는 단순 기술지원뿐만 아니라 관련 법, 제도, 품셈 등 ‘중소기업 지원을 위한 원스톱 서비스’를 제공하고 있습니다.

향후 건설산업혁신센터는 중소기업의 창업 시점부터 성장 단계별로 패키지화된 지원 시스템을 구축하고 기업 맞춤형 서비스를 지원할 예정입니다. 또한 국내 최대 건설분야 연구 전문가 집단인 우리 연구원의 역량을 십분 발휘하여, 지자체 건설산업 정책/기술의 브레인 역할을 수행하고 긴급 재난·재해 대응체계 구축 및 지역경제 활성화를 위한 신사업을 발굴하며 중소기업의 해외진출까지 지원하는 등 다방면으로 협력을 추진하고 있습니다.

구체적인 사례로는 지난 9월에는 전라남도 및 경상북도와 3자간 업무협약을 체결하고 O2O(Online-to-Offline) 방식의 협력을 추진키로 하였으며, 이와 관련하여 11월에는 전라남도 지역 중소기업의 역량강화를 위한 찾아가는 기술교류회를 개최한 것을 들 수 있습니다. 아울러 지방 소재 연구시설의 개방형 활용 방안 또한 추진 중에 있는 등 건설산업혁신센터를 통한 지역화합과 기술교류, 공유경제 실현을 위한 중소기업의 경제주역화 정책을 앞으로도 지속적으로 선도할 것입니다.

건설연의 해외에서의 성과가 크게 늘어나고 있는 것으로 알고 있는데, 주요 추진 사업과 앞으로의 계획은.

최근 우리 연구원은 2020년까지 800억 유로 이상의 연구예산을 투입하고 유럽연합(EU) 차원에서 추진하는 세계 최대 규모 국제공동연구인 ‘Horizon 2020’ 프로젝트에 참여하는 성과를 올렸습니다. 우리 연구원이 보유한 ‘세계 최고수준의 산업용 X-ray 단층 촬영(CT)을 이용한 분석 원천기술’을 통해 비(非)화산지대 지열발전 상용화 분야 연구에 참여하게 되었는데 이는 정부출연연으로서는 국내 최초입니다.

이처럼 우리 연구원은 지난 2014년부터 “창조경제 실현을 선도하는 글로벌 건설 R&BD 전문기관”이라는 비전을 갖고 세계적 수준의 일류 연구원(WCI)을 목표로 도약하기 위해 강소형 전문연구소 체제로 개편하였고, 독일 현지에 KICT 유럽연구실을 개소하는 등 글로벌 연구활동을 이어나가고 있습니다. 2016년 현재는 NASA, ESA, 노르웨이 NGI, 덴마크 DBI, 영국 BRE 등 60여 곳이 넘는 세계 유수의 우수 연구기관들과 업무협약(MOU)을 체결하여 공동연구 및 인력과 기술 등 다방면의 교류협력을 위한 국제협력 또한 활발히 펼치고 있습니다.

뿐만 아니라 국내 중소․중견기업의 해외진출을 적극적으로 지원 하고자 건설산업혁신센터의 패키지 서비스를 더욱 강화하여 연구원이 보유한 기술역량과 노하우를 적극 활용하고 있습니다. 건설엔지니어링 기업의 기술경쟁력 제고 및 Track Record 확보, 해외 네트워크 구축, 해외정보 제공 등 건설엔지니어링 중소기업 해외진출 맞춤형 지원을 시행하고 있으며, 이에 따라 지난 8월에는 주한 외교관을 초청하여 중소․중견기업과 가교의 장을 마련하는 ‘Construction Day’를 열었고, 파라과이 엑스포에서 한국 건설기술을 적극 홍보하고 현지 관계자의 높은 관심을 환기하였으며, 10월에는 캄보디아에서 ‘현지 해외기술 설명회’를 개최하였습니다. 현지 해외기술 설명회는 베트남에 이어 두 번째로 개최한 것으로 내년에도 미얀마 등 아시아 시장을 중심으로 지속적으로 개최해 나갈 예정입니다.

앞으로의 계획과 각오가 있다면.

유엔 세계도시전망 보고서에 따르면 도시인구 집중추세는 가속화된다고 합니다. 향후 몇 십 년 동안 도시에는 큰 변화가 일어나고, 인프라의 노후화는 가속화될 것입니다. 또한 미국 대선이 끝나고 국제정세의 대변화가 예상되는 등 인프라 분야를 둘러싼 환경은 급변할 것으로 예측됩니다. 그리고 이러한 변동에 대응하기 위해 최근 화두로 떠오르고 있는 것이 이른바 ‘제4차 산업혁명’과 연계한 첨단 건설인프라의 종합적 총아인 ‘스마트 시티’로, 우리 연구원은 향후 국가적 아젠다인 ‘K-스마트시티’ 정책과 긴밀히 대응하여 향후 연구를 지속하여 나갈 것입니다.

우리 연구원은 스마트시티에 필요한 다양한 건설기술들을 가시화하고 실증할 수 있는 가장 적임인 기관입니다. 이미 X-프로젝트 등을 통해 스마트시티를 위한 핵심 기술들을 상당히 연구해 왔습니다. ‘제4차 산업혁명’은 향후 미래 먹거리에 있어 많은 기회를 제공할 것이고, 기존 건설산업에서 인공지능과 사물인터넷, 빅데이터 등을 활용한 설계·유지관리 등 엔지니어링 분야와 3D프린터를 활용한 건축, 드론을 이용한 모니터링, IoT를 이용한 SOC 서비스 고도화 등 융복합을 통한 새로운 건설분야 시장개척의 기회가 많습니다. 이에 따라 우리 연구원도 제4차 산업혁명을 위한 원천기술 확보를 위해 ICT를 활용한 건설장비 관제 및 스마트 시공 기술 개발, 인공지능기반 미래도로 구축 방안 연구, 드론을 활용한 도로관리 효율화 기술개발, 국내최초 3면 기반의 대형 가상실증실험 시뮬레이터 개발 등의 다양한 연구를 구상하거나 이미 진행하고 있습니다.

앞으로 우리 연구원은 서울특별시, 경기도 고양시, 수원시 및 제주시 등 여러 지자체와의 협력을 통해 기술의 실증과 실용화에 힘쓸 예정입니다. 도시 전역을 하나의 거대 리빙랩으로 활용하려는 구상도 하고 있으며 기술로서 실증할 것입니다. 이러한 스마트시티 건설기술로 국민들의 삶을 더욱 풍요롭게 함과 동시에 우리 건설기술의 미래 성장 동력이 될 수 있도록 우리 연구원은 관련 연구에 더욱 힘써 나가겠습니다. 앞으로도 우리 한국건설기술연구원에 국민 여러분들의 많은 성원과 아낌없는 관심 부탁드립니다.

김재원 기자  kjw@cenews.co.kr

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