건축/환경에너지

Nikkei Architecture_2018.1.11 총력특집 요약(p40-95)

건축을 바꾸는 신기술 비즈니스 100
올림픽 이후의 전략을 위한 키워드 해설

‘업무방식개혁’을 필두로 2017년의 건축업계는 새로운 시스템 정비가 본격화된 해였다. 18년도 이러한 움직임이 가속될 것 같다. 에너지, 방재, 빈집 대책, 인바운드 대책. 사회 문제를 해결하는 신기술이나 비즈니스도 속속 등장하고 있다. ‘올림픽 이후’인 2020년대, 건축∙도시는 무엇이 변해있을까? 생존하기 위해 무엇이 필요한가? 건축 실무자로서 알아 둬야 할 100개의 키워드를 이번 호와 다음 호에 걸쳐 소개한다. 이번 호는 ‘업무방식’ ‘기술∙디자인’ ‘비즈니스’의 가까운 미래를 전망하는 75개의 키워드를 소개한다.

테마1. 생산성 혁명
건축 현장에서 진행되는 디지털혁명

기능노동자의 대량 이직을 앞두고 있는 건축 시공 현장에서 건설 로봇이나 점검 드론 등을 활용한 치열한 디지털 경쟁이 시작되었다. BIM(Building Information Modeling)의 데이터를 활용하려는 움직임이 가속되고 있다.

건축 시공 현장은 기후 등에 영향을 받기 때문에 공장 등의 환경과 비교하면 불안정하다. 시공 현장이 그 상황을 전부 떠맡아 건축물을 완성시킨다. 다수의 관계자가 다양한 전문성을 가지고 모여, 개별성이 강한 건축물을 만들기 때문에 디지털화에는 익숙해지기 어렵다고 여겨졌다. 그러나 센서나 카메라 등의 기능이 진화하고 AI나 IoT 등과의 연계에 대한 기대가 높아지는 지금, 타 산업과 협업하여 건축에서 사용할 수 있는 ‘도구’를 육성하는 기운이 높아지고 있다.

설계와 수미일관된 건설 현장의 디지털 환경을 구축한다면 “일본의 건축업계가 세계를 리드하여 제조혁명을 일으키게 된다”. 이는 건설 로봇의 개발 협력을 담당하는 aT ROBOTICS의 다케나카(竹中) 대표의 말이다. 현장의 디지털 혁명은 기다려주지 않는다.

001. 건설 로봇, ‘3K’이미지 불식을 위한 비장의 카드

긴급한 과제인 일손 부족을 보충하기 위해 대형 건설회사들이 현장에의 도입을 서두르고 있는 것이 있다. 단순 작업을 대체하거나 육체적인 부하를 경감해 주는 건설로봇이다. 무거운 자재의 반입이나 허리를 숙이는 작업, 철근 결속 등 전용 타입의 로봇이 속속 등장하고 있다.

다이세이건설에서 로봇 개발을 통괄하는 다이세이건설기술센터의 우에노(上野) 부장은 “일손 부족이 특히 심각했던 토방공(콘크리트바닥을 평평하게 다지는 기능노동자)과 용접공을 지원할 수 있는 로봇을 개발하였다. 향후 개발도 일손 부족이 우려되는 분야를 우선적으로 추진한다”라고 말한다.

로봇의 현장 도입을 추진할 때 포인트 중 하나가 사람과의 협조, 로봇간의 협조다. 로봇 관리에 사람이 노동력을 할애하지 않고 로봇이 사람과 똑같이 현장에서 작업한다. 기술면에서는 로봇이 자기 위치나 장해물, 로봇간의 움직임 등을 감지하여 자율적으로 작업할 수 있는 것이 중요하다. 복수의 자율형 로봇이 연결되어 있는 시미즈건설의 차세대생산시스템 ‘시미즈 스마트 사이트’에서는 로봇을 ‘Buddy’로 인정한다.

앞으로 숙련된 기능노동자의 기능을 데이터화하여 로봇에게 계승해줄 수도 있을 것이다. AI를 활용하여 로봇이 자동적으로 학습하여 지금까지 없었던 시공방법을 도출하는 것도 가능하다.

로봇의 현장 도입은 젊은 노동자의 확보에도 도움이 된다. “젊은 사람들에게 매력적으로 비치는 것도 중요하다. 게임 감각으로 로봇을 조종할 수 있게 하는 등 많은 연구를 하고 있다”(우에노 부장). 디지털화되는 ‘멋진 현장’을 구축하는 것은 ‘3K’(Kitsui(힘들고), Kitanai(더럽고), Kiken(위험))로 인식되는 건설업계의 이미지 불식에도 도움이 될 것이다.

●반송 로봇
•Robo-Carrier(시미즈건설): 레이저센서와 BIM정보를 조합하여 자기 위치를 인식, 지시된 작업 장소까지 자재를 자동 반송.
•컴온(다케나카공무점): 사람을 뒤따르는 운반용 로봇 대차. 광학식센서로 반송주를 인식한다. 장해물도 피할 수 있고, 여러 대를 연결하는 것도 가능.
•크롤러TO(다케나카공무점): 기존의 자재운반용 대차의 밑으로 들어가 반송을 지원하는 로봇. 사람이 무선통신 리모컨으로 조작한다. 전방향 이동 가능.
●용접 로봇
•범용포터블 용접로봇(가지마): 요코가와브릿지와 공동으로 활용 방법을 개발. 계열사 Kajima Kress에 용접사업부를 설치하여 용접 로봇의 오퍼레이터로서 육성.
•Robo-Welder(시미즈건설): 용접 부위의 홈을 레이저로 인식. 로봇의 팔 끝에 달린 용접 토치로 정확하게 홈을 메꾼다. 2대가 쌍이 되어 작업.
•현장로봇 용접공법(오바야시구미): 기둥이나 대들보의 현장 용접 작업을 모두 자동화.
●철근 결속 로봇
•T-iROBO Rebar(다이세이건설): 2종류의 레이저센서를 이용하여 철근 교차부의 검출과 주변 장해물을 감지하여 자동으로 철근 결속 작업.
●바닥마무리 로봇
•T-iROBO Slab Finisher(다이세이건설): 사전에 시공 범위의 바깥둘레를 지정해 두면 로봇에 내장된 컴퓨터가 주행 루트를 해석. 그 루트를 자동주행하면서 바닥을 마무리.
●천장시공 로봇
•업슬라이더(오바야시구미): 크레인이나 윈치를 사용하지 않고 처마의 천장 패널을 아래쪽에서 들어올려 설치.
•Robo-Buddy(시미즈건설): 화상센서와 레이저센서로 시공 부위를 인식한 후에 2개의 로봇 팔을 사용하여 천장재 등을 설치.
●청소 로봇
•TO게더(다케나카공무점): 바닥에 있는 쓰레기를 자동으로 쓸어 모은다. 게더 스캐너로 검출하여 지정된 청소 영역을 판단, 이동 경로를 자동으로 생성.
•T-iROBO Cleaner(다이세이건설): 지정된 작업 영역이나 바닥에 널려있는 쓰레기, 분진 양 등의 상황을 센서로 감지. 적절한 위치로 이동하면서 청소.

002. MR(복합현실), 게임화되는 현장에서 미래를 보다
003. 점검 드론, 실용화를 위해 환경 정비 추진
004. 인공기능, ‘로봇 장인’이 목수를 뛰어넘다
005. 3D프린터, 시멘트계 재료로 부재 제조
006. 바이탈 센서, 컨디션의 가시화
007. 시공관리 자동화, AI가 학습하여 시공관리 제안
008. BIM 레벨3, 하나의 통합 모델을 전원이 사용

테마2. 건축산업∙법제도
‘업무방식 개혁’ 미루지 않는다

퇴근할 수 없다, 쉴 수 없다. 많은 회사에서 장시간 노동이 일상화되고 있다. 그러한 상황에서 정부는 2017년 사회 전체의 ‘업무방식 개혁’을 제시, 벌칙 있는 잔업 시간의 상한 규제, 임금 인상 촉진 등 노동환경 개선을 위한 법 정비를 추진하는 실행 계획을 밝혔다. 건축산업에서도 기획∙설계부터 시공∙유지관리까지 모든 면에서 발상의 전환이 요구된다.

법 규제를 앞서는 속도로 노동환경 정비를 추진하지 못하면 청년 노동력은 더욱 확보하기 어려워진다. 노동자의 노동환경을 개선하기 위해 모든 수단이 필요하다.

국토교통성은 건축관련 노동환경 정비를 위해서는 발주자의 책임강화도 필요하다고 판단, 부당한 짧은 공기계약금지, 실효 있는 권고제도창설 등의 방침을 명확히 하였다. 설계∙공사감리의 업무 보수 기준을 정한 고시15호에 대해서도 09년 시행 이래 첫 개정을 검토 중이다.

강행 작업에 의존하는 것이 아니라 합리적으로 공기나 비용을 삭감하기 위해서는 계약 방식도 바뀌지 않으면 안 된다. 디자인 빌드 방식 등도 진전되고 있다. 건축 계획의 전 영역에서 노동생산성을 높이지 않으면 영원히 업무방식 개혁은 무리다.

009. 업무방식 개혁, 노동시간 삭감을 위한 대책 본격화
010. 장인의 커리어업, 전직해도 경험을 증명
011. 쾌적한 화장실, 여성 활약 추진의 시작
012. 건설산업정책 2017+10, 지자체에서도 진행되는 일손 부족
013. 디자인 빌드, 건축 생산을 계약부터 재고
014. 컨세션, 공공시설도 자력으로 수익 창출
015. 민법 개정, 설계도서의 중요도 증가
016. 건축기준법 재고, 기존의 부적격 활용으로 규제 완화
017. 업무 보수 기준 재고, 업무 다양화에 대응
018. 전문직 대학, 젊은이여, 건축업계로 오라!

테마3. 디자인∙계획
혼돈을 혼돈 상태로 살린다

디자인 분야에 있어서 변혁의 주역이 ‘컴퓨터’라는 것은 틀림없다. 물론 지금까지도 설계에 컴퓨터는 사용되어 왔다. 그러나 그것은 인간이 복잡한 조건을 주고 정리한 후에 사용하는 ‘계산의 도구’에 지나지 않았다. 그러나 앞으로의 컴퓨터 활용은 복잡한 조건을 정리시키거나 혹은 복잡한 채로 해결책을 도출하는 방식으로 옮겨갈 것이다.

이러한 컴퓨터 활용의 진전으로 초래되는 최대 변혁은 디지털 컨스트럭션의 실현이다. 20세기 모더니즘 건축은 대량생산을 전제로 하였다. 컴퓨터 활용으로 다양한 요구를 다양하게 수용, 개별생산으로 이어지게 된다면 사람과 건축의 관계를 근본적으로 변한다.

020. 장식의 복권, 디지털과 사물의 결절점
021. 주택 시뮬레이션, 경험과 직감에서 수치 검증으로
022. 셰어 오피스, ‘WeWork’의 진출로 확대
023. All Gender, ‘유니버설’의 앞으로
024. 수익을 창출하는 (문화재)보존, 중요문화재도 적극 활용으로 전환
025. 사회실험, 광역에서 서서히 실험
026. 릴레이셔널 아키텍처, 관계를 키워 형태를 만든다

테마4. 신소재
하이테크 소재로 높아지는 자유도

가벼운데 강하다. 그런 고기능 신소재를 적극적으로 채용한 건축이 늘고 있다. 그 이유 중 하나가 컴퓨테셔널 디자인의 보급이다. ‘유럽이나 아시아에서는 복잡한 디자인 건물을 실현하기 위해 강도를 유지하면서 자유롭게 성형할 수 있는 소재에 대한 수요가 높아지고 있다”라고 가나자와공업대학 혁신복합재료연구개발센터(ICC)의 우자와(鵜澤) 소장은 말한다. 예를 들면 금속보다 가볍고 높은 강도를 가진 소재로서 주목 받고 있는 것이 CFRP다.

027. CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱), JIS화로 건재 이용의 보급에 탄력
028. CNF(셀룰로오스 나노 섬유), 섀시 틀이나 도료에 가능성
029. ETFE(열가소성 불소수지), 가볍고 투명한 막(膜) 지붕재
030. 교류 가능한 유리창, 액정이나 터치 패널과 일체로
031. IoT 조광(調光)유리, 혁신적으로 변화 속도 향상
032. 투명단열재, 글라스울을 능가하는 성능
033. 화학강화유리, 복층 유리에 사용
034. 형상기억합금, 주택의 가새(Brace) 재료에도 이용
035. 자가 치유 콘크리트, 0.4mm의 실금도 자동적으로 치유 가능
036. 하이브리드 목재, ‘강도’ ‘내화’ 양면에서 경쟁력

테마5. 환경∙에너지
건축의 미래는 ‘건강’이 이끈다

제로 에너지를 목표하는 건축물의 성능 향상이 가속되어 왔다. 2018년은 보급 촉진 국면이 전환기를 맞을 것이다. 정부의 촉진책은 ‘건강정책’과의 연동을 도모하는 방향으로 선회하기 시작하였다. 또한 ‘건축물의 에너지소비 성능의 향상에 관한 법률’에 근거하여 17년 4월부터 운용을 시작한 성(省)에너지 적합성 판정은 향후 적용 대상 확대를 시야에 넣고 운용 상황의 검증도 병행하여 추진한다.

037. 제로 에너지, ‘건강정책’으로 선회 가속
038. 성(省)에너지 적합성 판정, 과제 추출 급속도로 추진
039. 축전 설비, AI 연계 등 차세대화에 박차
040. 진화하는 LED, 용도의 저변 확대가 더욱 활발하게
041. IoT 건축, 파문을 일으킨 ‘AI스피커’
042. WELL 인증, ‘환경건축’의 다음은 ‘건강건축’
043. ESG투자, 환경 공헌도 투자 유인의 열쇠
044. Sustainability Renovation, 스톡 비즈니스의 새로운 조류

테마6. 방재∙감재(減災)
안전을 순식간에 ‘가시화’

안전한 생활을 유지하기 위해 재해에 대한 대비는 필수다. 최신 기술이 방재∙감재 대책과 재해 대응을 새로운 시대에 맞게 바꾸고 있는 중이다. AI로 흔들림을 제어하는 시스템이나 센서로 건물의 안전성을 ‘가시화’하는 구조헬스모니터링은 건물 이용자도 이해하기 쉬워 도입 사례가 증가할 것 같다.
 

대지진 외에도 대형 태풍, 기록적인 호우, 토사 재해, 일부 화산 활동의 활발화, 테러나 군사 공격을 받을 위험 등 안전한 생활을 위협하는 위기가 많다. 또한 고령사회의 도래, 생산연령 인구의 감소, 인프라 노후화 등 사회에는 만성적인 스트레스가 생기고 있다. 인터넷 상에서 불특정 다수의 사람들이 힘을 합하는 새로운 시대의 공조도 진화되었다.

045. AI 제진(制震), 인공지능이 건물의 흔들림 제어
046. 구조헬스모니터링, 센싱 기술로 구조 성능 감시
047. 긴 주기∙큰 진폭 지진동 대책, 초고층 건물의 사전 방재
048. 인텔리전트 시큐리티, 진화하는 ‘군중 행동 해석’
049. 경비 로봇, 하네다 공항의 최첨단 서비스
050. 재해용 드론, 복구 신속화의 구세주
051. 통합지진 시뮬레이션, 1,000종류의 지진동 상정
052. 실시간 피해 추정, 지진 후 10분에 추정 완료
053. 리질리언스, 도시에 필요한 강인함

테마7. 스톡재생
빈집 비즈니스 급성장

인구감소, 저출산 고령화의 진행을 생각하면 빈집 문제는 갈수록 심각해질 것이다. 정부나 국민이 위기 의식을 갖고 있기 때문에 빈집 대책으로 이어지는 스톡 재생은 새로운 사업 기회가 될 것이다.

예를 들면, 전국 각지에서 추진하는 단지 재생. 신축이나 보수만이 아니라 새로운 수요에 맞는 시설로의 재생이 요구되고 있다. 고령자나 아이를 키우는 세대가 살기 편하도록 지역에 개방된 시설로 전환하는 것이 하나의 방안이다.

054. 단지 재생, 저출산 고령화로 ‘마을에 개방’
055. 안심R주택, 중고 주택의 나쁜 인상 불식
056. 인스펙션, 건축사의 새로운 업무 영역에
057. 전국판 빈집 뱅크, 각 지자체의 정보를 일원화
058. 부동산 종합 데이터베이스, AI로 부동산 가격의 추정 용이
059. 노선 주변의 빈집, 각 철도회사의 위기감
060. 매입하여 재판매, 디자인 이외의 부가가치를

테마8. 인바운드
다가온다! 숙박 빅뱅

정부는 2020년 외국인(인바운드) 여행자수를 4,000만명으로 늘린다는 목표를 제시하였다. 1,974만명이었던 15년에서 배로 증가시킬 계획이다.

급증하는 인바운드 수요를 전망하고, 수도권을 중심으로 숙박 시설이 신축되고 있다. 수요를 확실하게 늘려 고객을 유인하기 위해서는 관광객이 그 시설에 숙박하고 싶다고 느끼도록 독자적인 매력을 어필할 필요가 있다.

061. 이동식 수상호텔, 비 일상성으로 고객 유치
062. 고택 재생, 건축기준법의 적용 제외로 활용 용이
063. 게스트하우스, 컨셉트와 디자인이 열쇠
064. 민박, 새로운 숙박 서비스에 기대
065. 배리어프리화, 사업성과의 양립도 필요
066. IR(복합 리조트), 관광객을 위한 대형 복합시설
067. 다언어 대응, 픽토그램을 병기하여 전달

테마9. 스타트업
상식 파괴하는 새로운 건축의 싹

건축산업은 이미 성숙한 산업이다. 때문에 비즈니스가 경직화되어 있다. 기술 진척은 정보∙통신산업과 비교하여 느리고 건물이나 토지 등의 부동산은 금융 상품과 비교하여 유동성이 낮다. 그러나 의식주의 ‘주’를 관장하는 산업은 인간의 생활에서 분리할 수 없다. 수면 하에서는 착실하게 변화가 일어나고 있다. 그 촉매가 되고 있는 것이 스타트업이다.

예를 들면, 지구를 떠나서 새로운 생활 공간을 구하는 우주건축. 현재는 미국이 앞서고 있지만 일본에서도 고조될 기운이 보이기 시작하였다. 수직 방향으로의 물류를 개선하는 지혜는 복합화하는 초고층 건축이나 급증하는 개별 배송 해결에도 반드시 필요하다.

068. 우주건축, 지금밖에 살 수 없는 ‘참여티켓’
069. 택배로봇, 물류의 ‘최후의 한 걸음’을 잇다
070. 수소사회, 고베시에서 세계 처음으로 열전(熱電) 공급 시작
071. 업무방식개혁 오피스, 미쓰비시지쇼가 신사옥을 실험장으로
072. 무인점포, 카메라와 AI가 점원을 대신
073. 생활지원 로봇, 장치부터 인간의 파트너로
074. 건축 벤처, 일손 부족을 역으로 활용
075. 부동산테크, 금융의 다음은 부동산

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