국내 건설산업이 도약을 준비하고 있다. 최근 건설공사 물량 감소, 생산성 저하, 산업구조·제도적 문제 등으로 건설산업은 위기라는 인식이 높았다.

실제로 지난해 건설공사 계약액은 209조9,000억원으로 전년대비 2% 감소했으며 한국건설산업연구원의 보고서에 따르면 지난 40년간 노동생산성 증가율은 종합건설업의 경우 2.94%, 전문직별 공사업은 0.01% 상승에 그쳤다.

그러나 지난해 계약액의 경우 호황이었던 2015년 207조2,000억원보다 규모가 크다. 2018년 1분기에는 60조1,000억원을 기록해 전년보다 15.8%나 증가했다.

한국생산성본부에 따르면 생산성면에서도 증가폭이 크다. 2015년 생산성을 100으로 놓고 비교한 노동생산성지수는 2017년 건설업의 경우 119.5로 전년대비 10% 급증했다.

성장세의 신호탄인지 일시적인 반등인지는 지켜볼 필요가 있지만 이와 같은 긍정적인 지표를 이어가기 위해서는 업계의 노력이 지속될 필요가 있다. 그간 산업계는 높아진 위기의식에 따라 다양한 연구개발, 정책제안 및 개선 등의 움직임을 보이고 있다.

지난 6월 개원 35주년을 맞은 한국건설기술연구원(KICT)도 ‘KICT 비전 2030’을 발표하며 이와 같은 건설산업혁신에 노력할 것을 발표했다. 4차 산업혁명과 기후변화 위기에서 역으로 기회요인을 찾아 혁신함으로써 국제적인 경쟁력을 확보하겠다는 것이다.

지난 1월 취임해 KICT를 이끌고 있는 한승헌 원장을 만나 국내 건설산업을 진단하고 스마트시티, 제로에너지빌딩 등 새로운 기회를 잡기위한 비전을 들었다.

■ 개원 35주년을 맞았는데 앞으로의 각오는
KICT는 지금까지 연구와 시험기능을 통합한 국내 유일의 종합건설 연구기관으로서 국가 주도의 외형적 국토 및 경제 발전을 이끌어 온 점을 자랑스럽게 생각한다.

그러나 이제는 선진국 진입의 문턱에서 국토 및 경제의 질적 발전을 준비해야 한다. KICT는 다양한 국민의 요구에 부응해 국민의 안전과 삶의 질 향상이라는 사명을 다할 계획이다.

앞으로 KICT는 화재, 지진 등 재해재난 방지와 같은 현안 해결은 물론 4차 산업혁명시대의 스마트 건설산업의 혁신성장 및 일자리 창출과 남북관계 개선에 따른 한반도 공동번영을 위한 건설기술 교류의 마중물 역할을 함으로써 우리나라 건설기술·산업의 퀀텀점프의 토대를 마련하고자 한다.

■ ‘KICT 비전 2030’의 내용은
최근 국내에서 건설산업에 대한 위기가 회자되고 있다. 산업의 위기, 지속성의 위기, 경쟁력의 위기 등 어려움이 존재하고 있는 것은 익히 잘 알고 있다.

지금은 4차 산업혁명시대의 도래에 따라 새로운 영역의 기술이 속속 등장하는 상황이다. 디지털 기반의 데이터를 중심으로 첨단기술과 전통기술이 융합되고 산업·업역 경계가 붕괴되고 있다. 우리 역시 변화의 패러다임에 발맞춰 건설산업에 혁신을 추구하고 새로운 사회적 가치를 창출해야 한다.

기존 건설 R&D는 전통적으로 ‘하드웨어 기술개발’을 중심으로 수행됐다. 그러나 최근에는 4차 산업혁명 중심의 융합형 첨단기술(IoT, AI 등)을 접목시킨 ‘소프트웨어+하드웨어 기술개발’이 중심이 되고 있다.

‘KICT 비전 2030’의 슬로건은 ‘Re-Start’다. 이는 현재 직면한 국가·사회문제와 기후변화, 지속가능성, 에너지부족 등 앞으로 다가올 미래문제를 해결하기 위해 우리의 임무와 사명을 원점에서 재설정해야 한다는 문제의식에서 시작한다.

KICT는 건설산업의 혁신을 위해 4차 산업혁명 및 스마트시티, 기후변화·지속가능성, 도시재생 및 유지관리, 통일북방 등의 이슈를 해결하고자 한다.

정부출연연구기관으로서 KICT의 역할과 책임을 △국가·사회문제 해결 △건설산업 혁신성장 △한반도 공동번영 △지구촌 문제해결 등 총 4가지로 정리하고 사명으로 재정립했다.

이를 통해 건설산업 위기의 파고를 기회로 만들기 위한 조력자이자 건설산업 생태계의 리더로서 역할과 책임을 다 하고자 한다.

앞으로 KICT는 건설분야의 과학기술을 통해 안전하고 쾌적한 국토를 창출함으로써 국민의 삶의 질을 높이는데 기여하고자 한다.

■ 국내건설산업이 위기라는 평가가 많은데
건설산업이 대표적인 사양산업으로 평가받고 있지만 국내 GDP의 약 10%를 차지하고 취업자의 6.9%가 건설산업에 종사하고 있어 사실상 내수산업의 핵심이다. 또한 도로·철도·수자원 등 국토 핵심 인프라를 제공하는 공기와 같은 역할을 수행하고 있다.

그러나 낮은 노동 생산성과 비효율적인 생산체계로 지속적인 하락 추세가 진행되고 있다. 문제를 해결하기 위해 폐쇄적인 건설산업의 구조를 개편하는 것이 시급하다. 또한 큰 시장 규모에 안주해 기술혁신에 대응이 늦은 것이 핵심문제 중 하나다.

이에 따라 기계, IT, 전자, 화학 등 산업기술을 건설분야와 융복합해 생산성을 높이려는 적극적 노력과 기술혁신이 필수다.

KICT는 건설 생애주기에 걸쳐 역설계 기반 공간정보 디지털트랜스포메이션, 가상건설을 위한 BIM(Building Information Modeling), GIS 플랫폼 기술, 디지털 프리페브릭케이션(Prefabrication) 및 3D프린팅 기반 시공 등 자동화 기술, IoT(사물인터넷)기반 운영유지관리, VR·AR기반 시뮬레이션 등 융복합 기술을 연구하고 현장적용하고 있다.

이러한 디지털 전환과 혁신을 위한 융복합기술이 건설산업 구조개편의 모멘텀이 될 것으로 확신하며 나아가 고객을 만족시킴으로써 소비와 시장을 선도할 수 있는 선제적 대응전략이 될 수 있다.

■ 건설산업의 거시적 흐름은
미국의 IT전문 시장조사 및 컨설팅기관인 IDC(International Data Corporation)는 2017년 전망에서 전통적 IT산업에 대한 투자가 축소될 것이라고 밝혔다.

대신 새로운 성장기회로 혁신동력이 되는 기술인 IoT, Big data, AI 등 4차 산업혁명 기술에 대한 투자를 통해 성장할 수 있다고 전망한다.

현재 건설산업이 당면한 문제가 성장의 정체에서 발생되고 있다는 현실적 인식에서 보면 당연히 건설업계의 성장을 가속화하는 방법은 건설기술과 IT기술을 융합하는 신기술 개발 및 적용 활성화다.

이를 통해 인프라, 교통, 공공안전, 공공서비스, 지속가능한 발전을 도모하고 건설산업과 헬스, 교육 등의 연계를 촉진해야 한다. 이는 일자리창출 측면에서 산업간 경계를 없애고 건설기술의 새로운 도약과 산업의 지속적 성장을 가능하게 할 전망이다.

■ 건설기술혁신의 구체적 모습은
4차 산업혁명시대에는 기술과 산업의 경계가 흐려지고 융복합되는 패러다임의 변화가 발생한다. 그 효과는 국민의 삶의 질과 밀접하게 연관된 주택분야에서 크게 영향을 미칠 전망이다.

핵심기술인 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷 등의 IT기술이 주거에 적용돼 스마트 헬스케어, 스마트 환경제어 등의 서비스를 제공할 수 있다.

이는 KICT가 추진 중인 ‘AI 한의사가 사는 아파트’, ‘다중이용시설 실내공기품질 통합관리’ 등과 같은 융합기술 개발로 이어진다. 궁극적으로는 기술간 융합을 넘어 인문·사회과학과의 융합이 이뤄져 사람이 중심이 되는 신시장이 창출될 수 있다.

또한 기술개발을 진행하고 있는 모듈러건축 역시 스마트공장기술, 자동화건설기술과 연계해 획기적으로 발전할 전망이다.

현재 우리나라 건설산업은 현장공사 민원증가, 기후변화로 인한 공사불능일수 증가뿐만 아니라 급증하는 노무비와 건설 인력난 심화 등에 따라 많은 어려움을 겪고 있다.

모듈러공법은 현장 탈피형 공장제작 방식으로 건설산업체계를 전환시킬 수 있어 이와 같은 문제들에 대응할 수 있다.

2013년 ARUP은 24개의 미래건축 핵심기술로 모듈러건축 시스템을 선정했으며 2017년 세계경제포럼에서는 건설산업의 10대 유망기술 중 하나로 거론한 바 있다.

4차 산업혁명시대 도래와 함께 공장에서 수요자 맞춤형 주택이 자동화설비에 의해서 생산되고 현장에서 로봇을 기반한 급속 조립이 이뤄지며 빅데이터를 활용해 관리된다. 상상이 현실로 다가오는 시점이 머지않았다.

■ 건설업계의 당면현안은
최근 가장 큰 이슈는 SOC투자 축소와 52시간 근무제, 건설공사 원가공개다. SOC 투자 축소는 삶의 질 향상을 위한 생활SOC 투자확대 등 정책으로 삭감폭은 완화되겠지만 3조원가량의 삭감폭은 유지될 전망이다.

이에 대한 대응으로는 기존 투자규모 유지를 위해 삶의 질 향상이라는 정부의 공통된 시각하에서 기존 시설물의 개량투자 확대정책을 폭넓게 추진할 필요가 있다.

또한 건설업계에서도 양적성장이 아닌 질적성장을 통한 해외시장 진출 확대의 성장전략을 추진해나가야 한다.

많은 논란이 있는 52시간 근무제도입은 시간이 걸리겠지만 건설산업의 워라밸(Work & Life Valance)을 높인다는 관점에서 필요하다. 이에 따라 발생하는 문제를 해결하려면 선진국에 비해 27%에 불과한 낮은 생산성을 개선하기 위해 국가적으로 노력해야 한다.

한편 최근 언급되는 건설공사 원가공개는 건설산업의 투명성 강화관점에서는 올바른 방향이다. 그러나 충분한 산업적 공감대 형성과 공공공사에서 건설기업의 수익을 죄악시하는 발주처의 시각 개선, 발주제도 및 예정가격제도 개선 등 다양한 보완책 마련이 필요해 단계적으로 추진돼야 한다.

그리고 건설업계는 이러한 도전적 상황은 과거 산업적관행이 축적돼 표출되고 있다는 점을 인식하고 지속적인 생산성 향상과 혁신활동 추진을 통해 해결해나가려는 지혜가 필요하다.

■ 4차 산업혁명과 기후변화로 스마트시티·녹색건축이 주목받는데
KICT도 이에 체계적으로 대응하기 위해 노력하고 있다. 스마트시티에서는 시민들이 건물, 교통 등의 도심지 인프라를 편리하고 쾌적하게 이용할 수 있어야 한다.

또한 기후변화 대응 및 열섬효과 등을 방지하기 위해 저탄소 녹색도시를 지향해야 한다. 이에 따라 스마트시티는 녹색건축물 및 제로에너지건축물 도입이 전제돼야한다.

국내 최초로 스마트 제로에너지시티를 구축할 예정인 세종시 5-1 생활권에서는 스마트 제로에너지건축물을 도입함으로써 에너지부하를 낮추고 신재생에너지로 제로에너지 및 스마트시티를 구현할 예정이다.

이와 같은 방향성을 갖고 KICT는 녹색건축인증제와 스마트시티의 연계방안을 검토하고 있다. 또한 스마트시티에서의 건물별 도시에너지소비량을 가시화하고 건물군 관리시스템 도입방안을 고민하는 한편 BEMS와 건물자동제어시스템(BAS)의 연계기술 등을 개발하고 있다.

■ ZEB구현 기술개발 방향은
제로에너지건축물은 단열성능을 극대화해 건축물 에너지부하를 최소화하는 패시브건축기술과 태양광 등 신재생에너지를 활용하고 쾌적한 실내환경을 제공하면서도 기계설비의 에너지소요량을 최소화는 액티브설비기술이 접목된 건축물이다.

KICT는 POST 2020 신기후체제에 대응하는 국가에너지 수요관리의 핵심전략으로 관련 핵심기술 연구개발을 추진하고 제로에너지건축물 지원센터를 운영하고 있다.

KICT는 독일의 패시브하우스 성능수준에 상응하는 고단열 창 및 문, 고성능 단열재 등 건축자재 및 요소기술 개발 연구를 통해 2013년 제로카본 그린홈 공동주택을 구축한 바 있다.

최근에는 국토부의 제로에너지건축물 시범사업과 연계해 에너지자립형 학교 구축을 위한 설계·시공·평가·운영기술 개발 및 실증연구 등 다양한 국가R&D 사업을 수행하고 있다.

또한 제로에너지건축물 지원센터 운영을 통해 정부의 제로에너지건축물 보급·활성화 정책의 조기이행을 위한 기술을 선도하고 있다.

■ 녹색건축 활성화 계획은
2000년대 초반 녹색건축은 몇몇 시범사업을 중심으로 추진되거나 기술적용 의무대상이 되는 건축물 위주로 보급됐다.

이에 비해 2013년 ‘녹색건축물 조성지원법’이 시행된 이후에는 녹색건축의 개발과 보급·확산을 위한 체계적인 접근이 이뤄지고 있고 효과가 이제 서서히 나타나고 있다.

다만 폭발적인 확산을 위해서는 녹색건축과 관련된 기술 및 서비스가 시장의 일반건축비용 수준으로 수렴하고 소비자들이 녹색건축을 자발적으로 선택하는 분위기가 조성돼야 한다.

KICT는 에너지절감 창호시스템, 스마트 건물에너지시스템, 패시브 건축부품 개발 등을 통해 기술수준을 향상시키면서도 가격경쟁력을 갖는 기술을 개발하고 있다. 이와 함께 녹색건축연구센터를 중심으로 녹색건축의 대중화를 위한 홍보 및 교육프로그램도 운영하고 있다.

국민의 삶 속에 녹아드는 녹색건축프로그램의 운영은 정부가 추진하는 ‘제로에너지건축물 의무화’ 목표를 조기 달성하는 데에도 기여할 것으로 기대한다.

■ 경제성확보 수준은
녹색건축 확산의 핵심은 기술의 문제가 아니라 비용의 문제다. 이는 곧 규제보다 자발적인 소비를 이끌어 낼 수 있는가가 관건이라는 의미다.

다만 어느 기술이나 개발 초기단계에서 낮은 비용으로 높은 효율을 갖기란 매우 어려운 것이 사실이다. 녹색건축 관련 제품 및 서비스도 마찬가지다.

그러나 최근 녹색건축인증이나 에너지효율인증을 취득한 건축물이 2만건에 육박하면서 관련 비용들이 상당히 저렴해졌다. 기술개발의 S형곡선에서 중간부분에 해당하는 시기를 지나고 있어 조만간 경제성을 확보할 수 있을 전망이다.

KICT는 시장변화를 선도하는 관점에서 녹색건축기술 개발을 수행하고 있으며 2013년 제로카본그린홈(실험공동주택)을 완공했다.

당시는 개발 초기여서 시장가격에서 15~20% 정도의 추가 비용이 필요했다. 하지만 지금은 거의 일반건축물의 시장가격으로 비슷한 수준을 구현할 수 있다.

KICT는 기존 기술의 비용을 낮추는 연구개발보다 새로운 기술을 선도해 시장에서의 보급확산을 통한 가격경쟁력을 확보하는 기술개발에 중점을 두고 있다.

■ 도심에는 신재생E 도입이 어려운데
도심지에서는 각종 신재생에너지를 적용하기가 매우 어려운 실정이다. 태양광패널을 설치할 면적도 부족하고 풍력발전을 위한 바람도 충분하게 불지 않는다.

그럼에도 에너지수요가 대부분 도시에서 발생하므로 온사이트(on-site)형 기술개발이 필요하다. 이에 따라 도심 복합건축물에 적용할 수 있는 태양열원 및 지열원 기반의 도심형 신재생에너지 대량 열공급시스템 개발을 수행하고 있다.

또한 공동주택에 적용할 수 있는 태양광발전시스템 연계 가정용 ESS에 대한 실증연구도 진행되고 있다.

향후에는 루프 탑 방식의 태양광발전시스템에 대한 기능·성능을 강화하고 건자재 일체형 태양광발전(BIPV)분야 및 신재생 융복합시스템에 대한 연구를 강화함으로써 ZEB 1등급 수준을 뛰어 넘는 Net ZEB로 연구분야를 넓힐 예정이다.

■ ZEB구현에 EMS분야도 중요한데
지금까지의 산업사회는 대량생산을 통해 공급자가 제공하는 제품을 소비자가 사용하는 일방적인 구조였다. 반면 최근 온실가스 감축과 같은 환경관련 국제규범이 강화되고 전력난 등 에너지 위기가 고조되면서 소비자의 요구가 매우 다양해졌다.

하지만 현재 건물에서 주로 사용되는 BAS는 공급사별로 폐쇄적으로 운영돼 사용자 맞춤형 기능을 제공하는데 한계가 있다.

이에 따라 KICT는 전혀 새로운 형태의 개방형 BEMS 플랫폼을 개발하고 있다. 이를 위해 이미 2013년부터 국토교통부 요청으로 최초의 BEMS 표준을 개발·제안한 바 있고 연구원 자체사업을 통해 세계 최초이자 최고의 개방형 BEMS 운영체계와 운영관리 알고리즘을 개발했다.

현재 연구원 화성청사와 아산시립도서관 등에 시범적용해 운영 중이며 이 기술의 도움으로 향후 ICT에 전문지식이 없는 각 분야 전문가도 쉽게 본인의 노하우를 관리시스템에 적용할 수 있을 전망이다.

그 결과 새로운 국가 성장산업과 관련분야의 새로운 일자리 창출에도 크게 기여할 것으로 예상된다.

■ 기술상용화 방안은
유럽, 미국 등은 스마트시티 관련 연구개발 성과를 상용화로 이어지게 하기 위해 ‘스마트시티 리빙랩’이라는 방법을 사용하고 있다.

KICT도 고양시와 협력해 지역시민들을 위한 ‘스마트시티서비스 리빙랩’ 사업을 시작했다. 시민과 민간기업, 전문가, 일선공무원들이 참여하는 ‘스마트시티 서비스 리빙랩 추진체’를 구성하고 고양시민들의 삶과 생계현장에서 시민들의 불편을 해소할 계획이다. 사업에는 3년간 20여억원이 투입된다.

또한 국토교통부와 협의해 ‘스마트시티 서비스 인덱스’를 개발해 각종 스마트시티서비스와 기술의 상호운용성, 시민만족도 등을 측정·진작시키는 사업도 추진하며 정부부처, 관계기관, 민간기업 등과 협의·공동개발·컨소시엄과 같은 다양한 방법으로 진행되는 스마트시티 국가전략프로젝트에도 적극적으로 대처하고 있다. 

KICT의 스마트시티 기술상용화 특징은 지금까지의 SOC인프라 구축경험을 발판으로 건설산업과 IT기술을 융합하는 것이다. 특히 기후변화에 대응하기 위해 전통적인 SOC인프라를 ‘스마트 인프라’로 개조하고 안전한 국토, 안전한 도시를 실현한다. 나아가 SOC건설과 IT를 융합하는 일자리창출을 통해 지역경제활성화에도 기여할 전망이다.

■ 세계 경쟁력을 확보하려면
유럽과의 기술격차, 중국의 기술급성장, 가격경쟁력 격차 등에 직면하고 있지만 우리나라 국토건설기술에 대한 개발도상국들의 관심이 높아지는 호재도 있다.

이와 같은 시점에서 KICT의 원천기술을 바탕으로 개도국 국제협력사업은 물론 선진국과의 수요중심 건설기술 개발을 위한 국제공동연구 등을 수행하고 우수성과물들을 중소기업으로 이전해 중소기업의 해외진출 기술 경쟁력을 강화시켜주는 디딤돌 역할수행을 강화함으로써 어려움을 돌파하도록 노력할 방침이다.