■삼성물산- 세계 최고 높이 빌딩, 리프트업 공법이 열쇠■
현재 두바이에서는 세계 최고 빌딩 ‘버즈두바이’ 공사의 하이라이트가 펼쳐지고 있다. 바로 세계 최고 빌딩의 높이를 가늠할 수 있는 피너클(뾰족한 첨탑) 리프트업(Lift-Up) 공사가 진행되고 있는 것. 첨탑의 길이에 따라 지구상에 존재하는 최고 구조물의 높이가 800m가 될 수 있고 900m도 될 수 있다.
현재까지 알려진 바로는 피너클의 길이만 최소 130m, 무게는 560t 이상이다. 첨탑 자체만으로도 하나의 거대한 구조물임을 감안할 때 지상 600m가 넘는 곳에서 어떻게 첨탑이 세워질지 전문가는 물론 일반인에게 초미의 관심사가 되고 있다.
삼성건설이 내놓은 해법이 바로 리프트업 공법이다. 리프트업 공법이란 건물 옥상에서 구조물을 조립한 뒤 이를 들어올려 정확히 짜 맞추는 공법이다. 지상에서 134m 상공에 고급 레스토랑인 ‘톱 클라우드(Top Cloud)’가 떠 있는 종로2가 삼성증권빌딩이 대표적인 예. 길이 64m, 높이 11.5m, 폭 40m, 전체 무게 4300t에 이르는 철골 구조물을 지상 100m 높이의 23층에서 제작해 위로 30m가량을 밀어올리는 리프트업 공법이 활용됐다.
버즈두바이의 경우 건물 내부에서 피너클을 조립한 뒤 이를 유압잭과 강선을 이용해 꼭대기로 밀어올리게 된다. 즉 피너클을 20~30개 정도 지상의 공장에서 만들어 구조물을 하나씩 160층 위로 끌어올려 하나를 세운 다음 다시 그 밑으로 첨탑 구조물을 밀어 올려 차곡차곡 쌓는 방식을 사용하게 된다.
삼성건설은 인천대교 건설에서는 패스트트랙(Fast-Track) 방식을 적용해 공기를 단축했다. 2009년 10월 준공 예정인 인천대교는 국고 7683억원, 민자 8231억원 등 총 1조5914억원이 투입되는 국내 최대 규모의 교량 공사다. 지난해 12월까지의 공정률은 87%.
이 공사에는 케이블만으로 교량 상부 하중을 지지하다 보니 많은 양의 케이블이 필요하다. 케이블엔 굵기 7㎜짜리 소선 301가닥이 들어간다. 인천대교 케이블 최대 길이는 416m로 2053t 무게를 견딜 수 있다. 소선 길이는 서울~부산을 15회 왕복하는 거리다.
또 진도 7의 지진과 초속 72m의 강풍에 견딜 수 있도록 설계됐으며, 설계와 시공을 동시에 실시하는 패스트트랙 방식을 적용해 서해대교보다 무려 2년10개월이 짧은 4년4개월 만에 공사가 마무리된다. 인천대교가 개통되면 서울 남부 및 수도권 남부 지역에서 인천공항까지의 통행거리가 인천국제공항 고속도로를 이용할 때보다 13km 이상 단축되고, 통행시간도 40분 이상 단축된다.
삼성건설은 또한 모든 공동주택과 건축물에 친환경건축물인증 취득을 추진하고 있다. 이를 위해 기술연구소를 중심으로 국내외 전문연구소와 협력체제를 구축, 다양한 친환경에너지 관련 기술을 개발하고 현장에 적용, 국내 그린건축물 구현을 선도하고 있다.
삼성건설의 노력 중 가장 대표적인 것이 건축물에 구현할 수 있는 그린에너지 시스템 개발 및 현장 적용이다. 연중 15도 정도로 일정한 온도의 지중열을 이용해 온수와 냉난방을 공급하는 지중열시스템의 경우 대구 래미안 달성에 국내 처음으로 적용됐다. 실제 달성래미안 단지 내 헬스 및 에어로빅장 등 커뮤니티시설 냉난방 수요를 지열로 대체한 결과 연간 17t의 이산화탄소 저감 효과가 나타나는 것으로 확인됐다.
■현대건설- 첨단공법으로 범죄도 예방 에너지도 절감■
현대건설은 국내 건설사 최초로 아파트 단지에 환경 설계를 통한 범죄예방기법을 접목하는 크라임 프리(Crime Free) 디자인을 영종도 도시개발사업과 당진 송악 도시개발사업부터 적용한다.
크라임 프리 디자인은 범죄예방을 할 수 있도록 설계 기법을 도출한 후 각 아이템을 적용하여 아파트 시공에 적용한다. 즉, 공간 공학(Sp-ace Syntax)과 지리정보시스템(GIS)을 활용해 계량적으로 최적의 단지 구성과 주동 배열을 설계하는 것으로, 범죄 취약공간을 도출하여 최적의 CCTV 설치 장소를 제시하는 것부터 진행된다.
시야를 최대한 확보할 수 있도록 건물이나 조경의 물리적 환경을 배치하게 하고, 차로와 보행공간의 완전분리, 단지 내 보행자 위주의 지능형 조명 설치, 지하주차장의 사각지대 없애기, 엘리베이터 보안성 확보 등 아파트 단지 내에서 아동과 여성이 범죄에 전혀 노출되지 않도록 사전에 차단할 수 있는 시스템이다.
현대건설은 지난해 국내 건설사로는 최초로 친환경(Eco)과 저(低)에너지를 결합한 카본-프리(Carbon-Free) 디자인을 도입해 친환경 생태단지 조성에 주력하는 모습을 보여줬다.
현대건설은 여기에서 더 나아가 신재생에너지를 활용한 단지를 선보일 계획이다.
현대건설은 상품개발실·건축기술부 등을 중심으로 태양광발전·소형 풍력발전·지열 시스템 등 신재생에너지를 활용한 힐스테이트 단지 조성에 주력하며, 지난해 말 착공해 2011년 완공 예정인 서울 서초구 소재의 ‘반포 힐스테이트’에 첫 적용하기로 했다.
먼저 태양광발전을 이용한 전력생산의 경우 옥탑 조형물 위에 일조시간·양 등을 검토 후 최적의 발전이 가능한 위치에 태양광 모듈을 설치해, 하루 총 297kWh(연간 총 10만6920kWh)의 전기를 생산해 각 세대 전기 공급의 일부를 담당한다.
이를 통해 전체 세대(397세대) 기준으로 하루 약 8만5803원(연간 약 3000만원)의 전기료를 절감할 수 있어(동절기 90% 효율 적용 기준), 각 세대당 연간 약 7만8000원 정도의 전기료 절감의 효과가 있다.
힐스테이트에 적용되는 태양광 모듈은 설치비 부담이 없고 기존의 발전 판넬에 비해 내구성이 우수할 뿐만 아니라 유지보수비가 적게 드는 장점도 가지고 있어 절감 효과는 더 늘어날 것으로 전망된다.
아울러 단지 주변에 2개가 설치될 소형 풍력발전을 통해 하루 5.6kWh의 전력을 생산, 단지 내 가로조명이나 수목조명 등에 적용할 계획이다. 이를 통해서는 공용부에 소요되는 연간 전력 약 2000kWh 정도를 절감할 수 있다.
또한 지열을 이용해 관리사무소 및 커뮤니티시설 등 공용부에 냉난방 에너지를 공급해 에너지 및 관리비 절감 효과는 물론 이산화탄소 저감 효과도 가져다줄 것으로 기대를 모으고 있다.
■포스코건설- 국내최고 250MPa급 초고강도 콘크리트 개발■
포스코건설은 작년 국내 최고의 250MPa(메가파스칼)급 초고강도 콘크리트 개발에 성공했다. 종전 최고기록은 240MPa이다.
포스코건설 기술연구소가 한일시멘트, 레미콘 제조업체인 렉스콘과 공동 개발해 최근 한국건자재시험연구원의 시험을 거친 250MPa급 초고강도 콘크리트는 1㎡당 2만5000톤 이상의 무게를 견딜 수 있다. 이는 13톤 무게의 장갑차 1900대를 떠받칠 수 있는 수준이다.
초고강도 콘크리트가 초고층 건물에 쓰일 경우 건물의 횡력을 최소화시켜 바람과 지진에 대한 저항을 줄일 수 있으며 건물의 두께를 얇게 해 공간의 활용도를 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라 해양 특수 구조물이나 초 장대 교량 시공의 안전성을 높일 수 있다.
포스코건설 R&D센터 김현배 상무는 “250MPa급 초고강도 콘크리트는 일반 아파트용 콘크리트보다 10여배 이상 강하다”며 “앞으로 250MPa급 초고강도 콘크리트를 설계에 적극적으로 반영해 실용화에 앞장서겠다”고 말했다.
시험 평가를 맡은 한국건자재시험연구원 안병권 경기 지원장은 “포스코건설의 250MPa급 초고강도 콘크리트 개발로 인해 200층 이상의 초고층 건물을 시공할 수 있는 기술적 발판을 마련했다”고 말했다.
한편 포스코건설은 이전에도 200MPa급 초고강도 콘크리트를 개발해 동탄 메타폴리스 현장에 타설한 경험이 있다.
■SK건설- 수펙스컷 공법 세계 최고 지하공간 건설■
SK건설은 차별화된 터널 및 지하공간 설계를 수행하는 데 결정적인 원천기술이 되고 있는 분착식 다단 발파공법인 ‘Supex-cut(수펙스컷) 발파 공법’을 보유하고 있다.
SK건설이 보유한 수펙스컷은 지하 유류비축기지 건설공사를 수행하며 터널과 지하공간 설계 시공의 최강자로 국내는 물론 해외에서까지 인정을 받고 있다. 수펙스(Supex)란 Super-Excellent의 줄임말로 이론적으로 도달 가능한 최고치를 의미하는 SK그룹만의 독특한 경영지침이기도 하다.
터널 발파 공법의 문제는 발파에 따른 진동과 분진 발생이다. 이러한 현상들은 대규모 공사 수행에 있어 장애요인으로 작용할 수 있기 때문이다.
또한 발파로 인한 주변 암반 손상 수준은 터널의 안전성과도 직결되기 때문에 공법의 수준 향상은 곧 대규모 프로젝트 수행 능력을 가늠할 수 있는 척도라고 볼 수 있다.
이 공법은 기존의 타 발파 공법에 비해 진동, 분진, 발파암 비산거리가 현저히 감소되고, 막장면과 주변암반의 손상이 적어 붕괴 위험을 차단할 수 있는 것이 특징이다.
SK건설은 공법을 개발한 지난 1994년 7월 특허 출원을 거쳐 국내 특허는 물론 일본, 미국, 영국, 오스트레일리아 등 해외 특허를 획득하는 성과를 거뒀다. 또 같은 해 국내 건설 신기술 제14호로 지정되기도 했다.
개발담당자인 SK건설 이효 부장은 “분착식 다단 발파 공법인 수펙스컷은 효율성이 뛰어나 기존 공법보다 훨씬 경제적이며 진동, 소음도 절감돼 친환경적인 공법이라 할 수 있다”며 “이 공법은 현재 국내 터널 공사에서 40%의 점유율을 보이고 있다”고 우수성을 설명했다.
이 공법을 보유한 SK건설은 현재 터널과 지하공간 건설 분야의 해외진출을 적극적으로 추진하고 있다.
이미 터키에서 10억달러 규모의 해저터널 프로젝트 사업권을 획득하는 성과를 거두기도 했다. 토목공사로는 과거 리비아 대수로 공사 이후 최대 규모이다. 특히 고도의 기술력이 필요한 해저터널 분야에서 최초로 해외 진출을 이뤄내 한국 건설업체의 기술 수준을 알리는 데 크게 기여했다.
SK건설 관계자는 “수펙스컷 공법이 적용되는 지하저장시설 분야의 해외진출을 지속적으로 추진할 계획이다”고 말했다.
■금호건설- 톱다운 공법, 베트남 최고의 랜드마크 건설■
금호건설이 지난 2006년 10월25일 착공한 금호아시아나플라자가 36개월의 공사기간을 거쳐 오는 9월 총 3개동 31층 규모의 최고급 대형 주상복합건물로 탄생한다.
이곳에서 공사를 진행한 지난 2년 동안 현지 언론을 통해 “선진 건설문화의 전도사”라는 호평을 받아왔다.
우선 현장 주위에 들어서면 화려한 펜스 디자인이 눈에 띈다. 열대어와 금호아시아나를 상징하는 각종 아이콘들이 어울린 금호아시아나플라자 현장 펜스는 볼거리를 제공할 뿐만 아니라 도시의 미관까지 향상시켜 주는 역할을 한다. 현장을 드나드는 덤프트럭의 타이어를 청결하게 세척해 주는 세륜기 사용도 베트남 건설 현장으로서는 낯선 광경이며 펜스 주위로 화단을 조성하여 예전의 건설 현장과는 다른 분위기를 조성하는 노력도 주목을 받았다.
이뿐만 아니라 금호건설은 국내의 선진 건축 시공기술을 베트남 건설 현장에 적용하는 데 앞장서고 있다. 금호아시아나플라자 현장에 적용된 톱다운(Top Down) 공법이 그 대표적이 예다.
톱다운 공법이란 단위 건축물의 전체 평면을 대상으로 1층 바닥 시공 후 지상층과 지하층 골조공사를 동시에 진행하는 건축기술이다. 지상층과 지하층의 공기가 비슷하다는 가정하에 톱다운 공법을 적용할 경우 1층 바닥을 경계로 지상과 지하공사를 병행하여 합리적으로 공기를 단축할 수 있는 장점이 있다. 중량물과 장척물의 운반에도 제한 시간이 생기는 시가지 현장에서는 대지 전체를 굴토하는 경우가 많아 작업 공간과 자재 적치장의 확보가 곤란하다.
톱다운 공법은 1층 바닥이 선행 시공되므로 이 바닥판을 작업공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다. 사실 톱다운 공법은 국내에선 고층 건축물의 시공에 일반적으로 적용되는 건축기술이다. 특히 지하주차장을 선호하는 국내 건축물에는 모두 톱다운 공법이 적용된다. 하지만 차보다 오토바이가 대중교통수단으로 더 많이 이용되는 베트남에서는 이러한 지하주차장에 대한 개념이 상대적으로 약하다. 즉, 건축물의 지하공간에 대한 이해가 부족하며 실제로도 적용되는 사례가 그리 많지 않은 것이다.
베트남 현지에서 ‘건축기술의 전도사’로서 크게 인정받아 온 금호아시아나플라자가 9월 준공되면 호찌민 지역의 가장 주목받는 랜드마크로 자리 잡을 것으로 기대된다.
■쌍용건설- 포스트텐션 기법 활용해 최고 난이도 도전■
쌍용건설이 싱가포르에서 시공 중인 마리나베이 샌즈 호텔은 까다로운 건축물 설계로 유명한 이스라엘 출신 건축가 모세 사티프가 설계했다. 특히 세계적인 건축가 오비 아랍도 이 호텔을 “전 세계에서 가장 짓기 어려운 프로젝트”라고 말할 정도로 현재 세계에서 시공 중인 건축물 중 가장 난이도가 높은 공사로도 유명하다.
싱가포르의 관문을 상징하도록 설계된 이 호텔은 기울어진 경사 구조로 되어 있는 것이 가장 큰 특징. 특히 두 개의 건물이 23층(지상 70m)에서 만나기까지 동편의 기울어진 건물의 골조공사를 완벽하게 수행하는 것이 프로젝트 성공의 관건이다.
따라서 건축구조 설계사 등 세계 건설업계의 비상한 관심이 쏠리고 있다. 쌍용건설의 기술진은 최고 52도 경사진 건물이 넘어지지 않게 하기 위해 600mm 두께의 내력벽에 포스트텐션(Post-Tension)을 설치해 내부에서 와이어(Wire)를 인장, 건물의 기울어짐을 방지하는 방법을 채택했다. 또 가장 경사가 심한 곳에 3개의 긴 철막대인 트러스만를 받쳐놓았다. 이를 통해 본 공사를 위한 가설 공사의 양을 대폭 줄여 구조물의 방해 없이 공사를 수행하고 있다.
쌍용건설이 시공사로 선정될 수 있던 것도 이 포스트텐션 공법을 제안해 다른 경쟁사와 달리 수많은 지지대를 대지 않고 작업 공간을 확보하고 공사를 원활하게 수행할 수 있도록 했기 때문이다.
입찰 당시에도 이처럼 시공이 까다로운 건물이 이전에는 없었기 때문에 이 프로젝트를 시공할 건설사는 과연 어디냐에 전 세계 건설사들의 이목이 집중됐고 발주처는 시공사 선정 과정에서 기술력과 시공 실적에 주안점을 두었다.
쌍용건설은 2002년 서울지하철 9호선 913공구와 914공구 공사를 수주하면서 지하철 분야를 리드하는 선도업체로서의 저력을 보여준 바 있다.
913공구는 3호선, 7호선, 9호선을 환승하는 곳으로, 개착 공법이나 쉴드 공법과 같은 일반적인 터널 공법을 적용할 수 없어 쌍용건설은 TRcM(Tubular Roof Constr-uction Method) 공법과 선진공법으로 유명한 CAM(Cellular Arch Method) 공법을 세계 최초로 동시에 병용해 공사를 수행했다.
■삼환기업- 파형강판 박스 옹벽 신기술 획득■
삼환기업은 지난해 ‘파형강판 박스를 이용한 중력식 옹벽’ 기술을 개발해 건설 신기술 제549호를 획득한 바 있다.
파형강판 박스를 이용한 중력식 옹벽은 삼환기업과 강판 생산업체인 (주)중원, 전남대, 한서대 공동기술 연구팀이 산학 협동으로 개발한 기술로 개발 기간만 2년4개월이 걸렸다.
파형강판 박스 옹벽은 파형의 아연강판과 T형 지지 형강을 볼트 체결해 박스체를 조립한 뒤 박스 내부에 토사를 채워 중력을 확보하는 방식의 새로운 옹벽 기술이다.
기존의 콘크리트 옹벽과 달리 사전 작업으로 완성된 경량의 구조체를 활용하기 때문에 작업이 용이하다는 장점이 있다.
또 비탈면과 수해 현장과 같은 위험 지역에서 작업의 안정성을 확보할 수 있다는 장점이 있어 도로 복구 현장을 비롯해 다양한 토목건설 현장에서 적용이 가능하다.
무엇보다 이 기술의 특징은 기존 콘크리트 옹벽 및 블록조립 옹벽에 비해 공사 기간이 짧고 건설비용 역시 저렴하다는 데 있다.
실제로 길이 40m, 높이 3m의 옹벽을 기준으로 적용했을 때 기존 옹벽공사는 거푸집, 철근가공, 콘크리트 타설양생 등에 약 25일 정도가 소요되는 반면, 이 기술을 적용시키면 단 5일 만에 공사를 마칠 수 있다.
공기가 짧기 때문에 인건비 등 비용 또한 많이 절감된다. 콘크리트 옹벽에 비하면 약 15∼20% 가까이 절감된다. 블록식 옹벽에 비해서는 40% 이상의 비용절감 효과를 가져 올 수 있다.
뿐만 아니라 아연도금 강재를 사용하여 60년 이상의 내구성을 확보할 수 있으며, 해양 지역에서도 40년 이상 견딜 수 있다.
콘크리트 옹벽 작업 시의 폐 거푸집과 같은 폐자재 반출이 전혀 없고, 구조물 해체 시 재료의 재활용이 용이하다는 것은 이 공법이 환경 친화적인 공법임을 대변해 준다.
더욱이 이 기술은 공학적 검증을 거쳐 최적모델의 소재를 찾아냈을 뿐 아니라 2차례의 현장적용 사례를 통해 그 우수성을 입증한 바 있는 공법이다. 실제로 길이 82m, 높이 1.7m인 포항스틸러스 축구 연습장과 길이 39m, 높이 2.8m의 문경 농촌 용수 현장 등 2곳에 설치해 비교분석 작업을 마친 상태다.
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