외벽 로봇도장 시대 오나

 

내년부터 외벽도장 환경 규제로

현행 스프레이 분사 방식 애로

제이투이앤씨, 오토봇 개발

저비산 페인트도 특허출원 주목


     내년부터 스프레이 방식의 건축물 외벽 도장이 환경규제를 받게 됨에 따라 도장로봇의 활용성이 커질 전망이다. 이런 가운데 인천의 도장공사업체 ㈜제이투이앤씨(대표 김대중)가 도장로봇을 직접 개발하고 도료업체들과 협력해 저비산 페인트를 만드는 등 적극적인 행보를 보이고 있어 화제다.


최근 전문건설업계에 따르면, 정부는 아파트 외벽 도장공사 등을 비산먼지 사업장으로 지목하고 관리를 강화하기 위해 2018년 대기환경보전법령을 개정했고 내년 1월1일부터 시행에 들어간다.



개정법령은 건축물축조공사장이나 토목공사장에서 분사방식으로 야외 도장작업을 하려는 경우 방진막을 설치토록 정했다. 또 공동주택관리법에 따라 장기수선계획을 수립한 공동주택이 도장공사를 할 때는 비산먼지 발생사업 신고서를 지방자치단체장에 제출해야 한다.


이 규제로 인해 대부분의 도장공사에서 활용되는 스프레이 분사방식 작업이 어려워지고 그 대안으로 로봇도장이 확산될 전망이다.




이에 따라 제이투이앤씨는 최근 도장로봇 ‘오토봇’<사진>을 제작하고 KCC, 삼화페인트와 협력해 오토봇용 저비산 페인트도 개발해 본격적인 상용화 단계에 들어섰다.


오토봇은 페인트 분사노즐을 고정형으로 3개 설치해 로봇이 수직으로 하강하면서 도색하는 방식을 택했고, 비산되는 페인트를 흡입할 수 있는 집진기를 2개 설치해 기존 도장로봇보다 환경성을 더욱 강화했다.


또 평면 도장을 위한 ‘一’자형 모델 외에 모서리 도색을 위한 ‘ㄱ’자형을 만들어 활용성을 높였다.


제이투이앤씨는 오토봇 개발에 8개월의 시간을 들였고 그 결과 3개의 특허를 취득했다. 김대중 대표는 “기존 도장로봇의 장점에 더해 작업속도, 집진기능, 모서리 부분 도색 등 발전된 로봇을 만들었다”며 “특히 누가 로봇을 운영하더라도 균일한 품질을 만드는 게 중요하다고 생각해 ‘오토봇 전용 저비산 페인트’도 만들어 특허출원 중”이라고 말했다.


제이투는 임대나 판매, 대리점 등의 방식으로 오토봇을 운영할 방침이다. 기술을 독점적으로 사용해 공사수주에 나서는 게 아닌 여러 도장업체에 로봇을 공급해 로봇도장 방식을 확대해 나가겠다는 계획이다.


한편 오토봇은 경기도 용인에 위치한 삼성전자 개나리 기숙사에서 실제 적용했고, 대형건설사 몇 곳과 활용에 대해 협의 중이다.

[류승훈 기자] ryush@kosca.or.kr 대한전문건설신문

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‘복층터널 공기 단축 목표’ ··· 특화기술 속속 개발


지하 교통 인프라 효율적 공간 활용 ‘복층터널기술’


    도심지역으로의 지속적인 인구 유입과 이에 따른 교통량 증가로 교통 혼잡 문제가 국가 현안으로 남아 있는 가운데 하나의 터널을 두 개 이상의 층으로 나눠 지하 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 복층터널기술이 개발돼 이목을 집중시키고 있다.


복층터널은 하나의 터널에 중간층을 나눠 여러 층으로 사용하는 공법으로, 터널 단면의 효율적 사용은 물론 기존 병렬터널 대비 구조물 형태가 한 개 노선으로 단순화돼 역학적으로 유리하고, 공사비 절감효과도 뛰어난 장점을 갖고 있다.


슬래브 1개 시공에 약 12분 기존 공법 비 5배나 빨라

겨울철 시공 품질 영향 없는 ‘히팅슬립폼’ 기술도 선봬

연천 SOC통합센터에 실 규모 구조체 제작 ‘검증’


건설경제

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복층터널 설계·시공기술의 세계적인 경쟁력 확보를 위해 지난 2014년부터 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 올해 초까지 한국건설기술연구원을 중심으로 ‘대심도 복층터널 설계 및 시공 기술개발’ 연구단 과제가 진행됐다.




특히, 연구단에서는 도심지의 교통정체현상을 해소하는 한편, 지상공간의 쾌적한 사용을 위한 복층터널 시공 시 안전하고 신속하게 시공할 수 있는 기술 개발에 성공하며, 눈길을 끌고 있다.


현재 건설기술연구원 내 연천 SCO통합센터에서 실규모 복층터널 구조체를 건설하며, 국내에서 복층터널기술을 접할 수 있는 기회를 마련하고 있다.


연구내용

도시지역에서의 지하도로는 일반적으로 터널과 같이 상·하행 차선이 구분된 병렬형식으로 구축되고 있다. 하지만, 지하도로에 복층터널을 적용할 경우 병렬터널 대비 많은 부분에서 유리한 것으로 알려지고 있다.


특히, 지하 인프라 굴착으로 인해 지상부에 미치는 영향 범위가 좁아져 지반침하 등 안전문제 발생 저감이 가능하다.


또한, 향후 다수의 지하 인프라가 구축되는 경우 복잡한 분·합류 구조를 갖게 되는데 이 경우에도 복층터널이 연결부 구성을 단순화 할 수 있어 유리하다.


이에 연구단에서는 복층터널의 장점을 극대화할 수 있는 다양하고 특화된 기술들을 개발하고, 개발기술의 검증을 위해 연천 SOC통합센터에 실규모의 복층터널 구조체를 제작하고 있다.




개발기술

연구단에서는 도시지역의 경우 공사에 따른 교통정체 등 밀집된 공간에서의 주민 피해가 크게 발생할 수 있다는 점에 착안, 획기적인 ‘공기 단축 기술개발’에 나섰다.


일반적인 터널 공사 대비 복층터널에서 가장 많은 공사기간이 소용되는 부분은 슬래브를 구축하는 부분으로. 슬래브 구조물은 현장타설 방식으로 대부분 이뤄지고 있다.


반면, 연구단에서 공기 단축을 위해 선보인 프리캐스트 공법은 슬래브 제작 후 가설장비로 거치를 하는 경우 기존 공법 대비 약 5배 빠른 하루 60m 이상 시공이 가능하다.


지난 4월 연천 SOC통합센터 내 복층터널 테스트베드 구조체 시험시공 시 슬래브 1개 시공에 약 12분이 소요되는 것으로 나타나 이 같은 시공능력을 입증한 바 있다.


‘하루 4m 시공이 가능한 수직구 기술 개발’ 연구 부문에서는 필요한 심도까지 굴착 후 하루 4m를 수직으로 상승시켜 시공하고, 계단 등 부수적인 구조물을 조립해 수직구 시공시간을 획기적으로 단축시키는 기술을 개발했다.


현재 국내 대부분 현장에서는 수직구 시공 시 현장타설 공법을 적용, 약 3m 기준, 1개 층 시공에 10~20일 가량 소요되고 있다.


이 연구에서는 겨울철 공사에도 시공 품질에 영향을 미치지 않는 ‘히팅슬립폼’ 기술도 선보여 눈길을 끌고 있다.


‘지하 네트워크 구축 기술’ 부문에서는 지하도로 간 연결에 필요한 다양한 안전 확보기술 개발 연구를 수행, 제품개발과 검증을 완료했다.


이 연구에서는 기존 터널의 세그먼트 제거 기술을 비롯해 기존 터널에 영향을 주지 않는 굴착기술, 기존터널과 분기터널의 초근접 필라부 보강기술, 지하 협소 공간과 고수압에서 사용 가능한 보강기술 등 다양한 기술들을 개발했다.


‘복층터널 안정성 확보 기술’ 부문에서는 재난 발생 시 내부 구조를 신속하게 확인하고, 지속적으로 관리할 수 있는 기술을 선보였다.


내부의 형상을 신속하게 파악하기 위해 레이저 스캐닝 데이터를 이용한 3D 형상정보모델 구축 기술을 개발했다. 이 기술은 형상정보를 축척하고, 주기적으로 분석해 위험 요소를 사전에 파악할 수 있다.


이 같은 정보수집·관리기술은 설계·시공·유지관리에 이르는 복층터널의 생애 전주기 동안 활용 가능해 구조물 안전성 확보에 크게 기여할 전망이다.



‘복층터널 화재확산 제어 및 내화 성능 향상 기술’ 부문에서는 화재사고 시 신속한 대응을 위해 원격 자동소화설비와 화재연기확산지연장치, 화재연동형 대배기구시스템을 개발했다.




특히, 원격 자동소화설비는 저층고와 화재(연기) 감지에 최적화된 영상유고시스템을 장착, 단시간에 화재 감지가 가능하다.


감지신호는 관제실 또는 인근 소방서로 전달되고, 신호를 받은 관리자는 카메라를 통해 전송되는 모니터 영상으로 화재 규모와 위치, 피난자 등을 확인할 수 있다.


이후 원격으로 분사포를 조정해 초기에 화재를 진압하거나 다른 차량이나 구조물 등으로의 확산을 억제할 수 있다.


이 기술은 최근 서울 구룡터널에 적용돼 검증된 기술로, 향후 복층터널은 물론 다양한 터널과 밀폐공간에 활용될 전망이다.


이와 함께 개발된 중간슬래브에는 내화피복기술을 적용, 수 시간의 화재에도 충분히 견딜 수 있다. 하층에서 화재가 발생하더라도 상층은 계속 운영이 가능하며, 하층 화재에 대한 피난로로 상층부를 사용할 수 있다.


중간슬래브에 적용된 내화피복기술은 RABT, RWS, ISO 온도곡선을 이용한 내화성능시험을 모두 만족했으며, 성능시험 결과와 국내외 관련 기준 등과 접목, 대심도 복층터널 내화설계지침을 제시했다.


‘복층터널 구축 기술 검증’ 부문에서는 개발된 다양한 기술들의 특성에 맞는 개별 현장에서 검증을 완료했다. 또한, 연천 SOC통합센터에 실규모 복층터널 구조체를 제작하고, 개발된 기술 검증을 수행하고 있다.



IT기술 접목 환기 방재 기술 등

슬래브 급속 시공 장비개발 ‘눈길’


 

황성필 수석연구원


한국건설기술연구원 황성필 수석연구원은 “이 연구는 도시화로 인해 최근 현안으로 떠오르고 있는 ‘지상 공간 부족과 대기환경 문제 해결’을 목표로, 한 개의 터널 굴착 후 터널 내부를 두 개의 층으로 활용할 수 있는 복층터널기술을 개발하는 연구”라며, “터널 내부를 두 개의 층으로 활용할 경우 터널 구축 시 발생되는 유휴 공간을 최소화시킬 수 있어 지하 공간을 효율적으로 활용할 수 있다”고 밝혔다.


이어 “특히, 기존 병렬터널 대비 복층터널은 지상의 구조물 등에 미치는 영향범위도 최소화할 수 있어 도시지역의 안정성 유지에 크게 기여할 수 있다”고 강조했다.




이 연구에서는 도시지역의 지하 공사로 인해 발생되는 교통 정체를 최소화하기 위해 공사 기간을 획기적으로 단축할 수 있는 연구들이 진행됐다.


또한, 지하 공간의 안전한 사용을 위해 IT기술이 접목된 환기, 방재 기술 개발 연구도 병행됐다. IT기술 접목을 통해 실시간 대응이 가능한 이 기술들은 지하공간의 안전성 확보에 큰 도움을 줄 것으로 기대를 모으고 있다.


특히, 이 연구에서는 복층터널에 적용 가능한 슬래브 제작 기술과 슬래브 급속 시공 장비를 선보여 눈길을 끌고 있다.


공사기간 줄이고 지하공간 안전성 확보 ‘큰 기대’

황 박사는 “복층터널의 경우 기존 터널에 사용하지 않는 차량 탑재가 가능한 슬래브가 터널 내부에 설치된다”며, “하지만, 대부분 현장에서 철근 조립 후 시멘트를 타설하고, 양생하는 현장타설 공법을 사용하고 있어 비교적 많은 시간이 소요되고 있다”고 밝혔다.


이어 “이에 이 연구에서는 슬래브 설치 시 소요되는 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 슬래브 제작 기술과 함께 슬래브 급속 시공을 위한 장비를 개발했다”며, “지난 4월 연구원 내 연천 SOC통합센터에서 진행된 시연회를 개최하고, 기존 공법 대비 5배 이상의 시공 속도를 입증하는데 성공했다”고 강조했다.


현재 연구팀은 연구 성과물의 검증과 체험을 위해 센터 내 실규모의 테스트베드를 구축하고 있다.


끝으로 황 박사는 “지하 교통인프라가 증가하면서 지상공간의 안전성 등을 문제로 민원 등 다양한 문제들이 발생되고 있으며, 특히, 공사현장에서의 정보 공유 결핍 등의 문제점들은 지속적으로 지적되고 있다”며, “따라서 지하 교통인프라 구축 시 공사 진행 사항과 주변 지역의 지반변위 등 안전성을 국민이 확인할 수 있는 기반이 구축될 때 안심하고 공사의 진행을 지켜볼 수 있을 것이라고 판단된다”고 말했다.


이어 “이를 위해 지난 4월 시작된 ‘도심 지하 교통 인프라 건설 및 운영 기술 고도화’ 연구에서는 실제 지하 인프라 현장에 개발 기술을 적용하고, 검증까지 진행할 계획으로 도시지역 지하 인프라 건설의 안전성 확보에 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

오성덕 기자 건설기술


http://www.ctman.kr/news/19820

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교량 시공 '원격·자동화'로 공기↓ 생산↑

 

     스마트 기술의 도입으로 건설현장의 생산성 저해 요인을 해소하고 건설 공기를 단축시킬 수 있는 기술이 개발된다. 그 기술이 바로 ‘도로구조물 원격·자동화 시공 기술’이다.


이 기술은 크게 교량과 관련된 ‘고소(高所)/고위험 시공 원격화’와 터널과 관련된 ‘TBM 시공자동화’로 구성돼 개발된다.


taisei.co.jp

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Telerobotics 기반 교량 고소/고위험 시공 원격·자동화 기술은 인력 기반으로 이루어지는 주요 고소/고위험 공종인 교량용 거더 거치와 교각 현장시공을 로봇, MR 기술 등을 활용해 원격으로 수행하는 기술이다.


이 기술을 적용하면 인력에 의해 수행되던 현재의 교량용 거더 거치를 복수의 이동식 크레인이 협업해 거더를 자동으로 운반하고 원격 조종자가 원격로봇(tele-robot)을 제어해 최종 위치에 정밀하게 거치하는 방식으로 전환된다. 또한 교각 현장시공은 자동 승하강 작업대 위에 배치된 복수의 로봇을 현장감 높은 MR 환경에서 원격 조종자가 제어해 시공하는 방식으로 전환된다.


머신러닝 기반 기계화 터널(TBM) 자동화 기술은 지반과 TBM 굴진 데이터와 머신러닝 기술을 활용하여 TBM장비 운전을 자동화하고 전방을 예측해 TBM 시공 리스크를 감소시키는 기술이다.




본 기술을 적용하면, 운전자의 숙련도에 의존했던 TBM 시공이 자동화되고 굴진면 전방의 위험지반을 정확하게 예측해 장비의 가동률이 향상된다.


이러한 교량 시공 원격·자동화 기술들은 위험한 위치에 투입된 인력으로 수행되던 거더 거치와 교각 시공 작업을 대신하게 되고, TBM 시공 자동화 기술은 TBM 장비에 S/W 형태로 적용돼 운전원을 대신해 TBM 장비를 자동으로 운전하고 굴진면 전방의 위험성을 실시간으로 예측해 알려주게 된다.


이러한 건설현장의 기술적인 변화는 시공기간의 단축과 건설 생산성을 향상시키는 효과가 나타날 것으로 기대를 모으고 있다.


앞으로 원격 또는 자동화 건설 기술의 활용 범위가 넓어진다면 건설현장의 작업환경이 개선돼 건설업에 대한 이미지 쇄신은 물론, 청년층의 유입과 숙련 기반 확보에 큰 역할을 할 것으로 예상된다.


이 기술들의 주관연구기관인 한국건설기술연구원은 다양한 분야의 연구진이 협력해 융합연구를 수행하고 있으며 세 개 연구부서에서 네개 연구팀들로 구성됐다. 인프라안전연구본부에서 원격시공 장비 개발과 자동화 거푸집 개발을 담당하는 두 개의 팀, 미래융합연구본부에서 원격제어 기술 개발을 담당하는 연구팀, 그리고 지하공간안전연구센터에서 TBM 운전자동화 기술 개발을 담당하는 연구팀이 참여했다.


참여하고 있는 연구팀들은 이번 과제에 참여하기 전부터 관련된 충분한 연구경험을 축적하고 있는 전문성이 높은 연구진이라고 자부하고 있다.


이번 연구과제의 책임자인 한국건설기술연구원 이상윤 수석연구원(사진)은 “현장 작업성을 개선하고 공사기간의 단축을 위한 구조 개발을 수행하며, 생산성 향상을 위해서는 시공 장비의 적극적인 도입이 필요하다고 느꼈다”며 “건설 노동자의 고령화와 숙련 노동자의 감소가 지속되는 건설현장의 기술적 니즈를 해소시킬 수 있는 매력적인 과제라고 생각한다”고 말했다.


한편 건설현장에서 원격·자동화 기술의 적용이 활성화되기 위해서는 장비나 로봇을 이용한 작업에 대한 적절한 대가 산정 기준인 품셈이 마련될 필요가 있다는 목소리가 높다. 이를 통해 기업에게 합리적인 대가가 주어진다면 개발된 기술의 적용이 활성화되는 것은 물론이고 관련기술에 대한 기업의 적극적인 투자도 이뤄질 전망이다.


 


이 연구원은 “이번 연구 과제를 통해 개발되는 기술을 활용하는 기업의 이윤으로 얻어 질 수 있는 경제적 효과를 입증하는데 집중할 계획”이라며 “장기적으로는 극한지·극서지등 인력으로 접근과 작업이 매우 어렵거나 불가능한 환경과 같이 원격 로봇, 원격 제어 기술이 효과적으로 적용될 수 있는 다양한 분야로 기술 적용 범위를 넓히고 싶다”고 말했다.


기업의 이윤이 담보되지 않는다면 건설현장에 자동화된 장비가 도입되기는 어려울 것이라는 게 이 연구원의 의견이다. 이러한 경제적인 논리는 건설현장의 안전 관리에 대한 사각지대가 존재하는 이유기도 하다.


이 연구원은 “연구 성과를 통해 원격·무인화되고 자동화된 기술이 결과적으로 기업의 이윤으로 이어질 수 있다는 것을 보여주고 싶다”며 “이러한 결과로 인해 기업의 투자가 활성화되고 건설 노동자에게 안전하고 쾌적한 작업 환경이 주어진다면, 연구자로서 큰 보람을 느낄 수 있을 것”이라고 전했다.

[공학저널 전찬민 기자]

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대림, 도서관 만큼 조용한 '분리형 렌지 후드' 개발


    대림산업은 도서관 만큼 조용한 ‘저소음 고성능 팬 분리형 렌지 후드’를 개발해 특허를 출원했다고 7일 밝혔다. 대림은 지난해 주거 소음을 줄이기 위한 5개년 장기 로드맵을 수립하고 다양한 연구 개발을 진행 중이다.


대림의 저소음 고성능 팬 분리형 렌지 후드는 기존 제품 보다 최대 13데시벨(dB)의 소음을 저감시켰다. 가장 조용하게 운전하면 30dB 이하의 소음만 발생된다. 사람이 조용한 목소리로 속삭일 때나 정숙한 도서관의 소음이 30dB 수준이다. 가장 강하게 작동할 때도 약 48dB의 소음만 발생된다. 가정용 에어컨의 저소음 작동 모드(42~45dB)보다 살짝 높은 셈이다.





조용하지만 연기 흡입 속도는 오히려 기존보다 빨라졌다. 대림 제품은 기존 렌지 후드가 처음 40초 동안 흡입하는 연기의 양을 5초 이내에 흡입하여 배출할 수 있다.


기존 아파트에 설치된 렌지 후드는 가스렌지 위에 설치된 후드 내에 팬이 붙어 있어 소음이 실내로 바로 전달됐다. 대림은 연기를 빨아들이는 팬을 실외기실 등 외부에 분리하여 설치하는 방식으로 설계를 변경해 소음 발생을 줄였다. 팬이 가동할 때 발생되는 소리가 소음의 근본적인 원인이기 때문이다.




공기의 흐름을 분석해 소음을 줄일 수 있도록 팬과 배관의 방향도 조정했다. 기존에는 팬과 배관의 방향이 90°로 꺾여 있었다. 이에 따라 팬을 통과해 빠르게 배출되는 연기가 배관에 여러 번 부딪혀서 소음이 증폭되는 현상이 발생했다. 대림은 연기가 들어오는 방향과 팬의 위치를 일직선으로 정렬시켜 이를 해결하였다. 또, 팬의 크기와 날개의 모양을 최적화하는 한편 연기가 나가는 배출구에서 발생하는 소음이 돌아오지 않도록 배출구의 모양도 특수 설계했다.


이재욱 대림산업 주택설비팀 팀장은 “이번 성과는 협력 회사와 끊임없는 협업과 연구 덕분” 이라며 “가정에서 요리할 때 건강에 나쁜 연기들이 발생하지만 소음 때문에 렌지 후드의 사용빈도가 낮았다” 며 “대림의 렌지 후드가 소음 제거는 물론이고 입주민들의 건강까지 지켜주길 기대한다” 고 말했다.

임온유 기자 ioy@asiae.co.kr [아시아경제] 



울산대 김범관 교수, 국내 첫 '환경 감응형' 건축외장재 개발


   울산대는 21일 김범관 교수(39·건축학부)가 국내 처음으로 ‘환경 감응형’ 건축외장재를 독자 개발했다고 밝혔다.


이 외장재는 빛과 온도 등 자연변화에 따라 건축물의 색상이 변하는 입체 패널 형태이다. 김 교수는 이 외장재를 ‘쌀 패널’이라고 이름 붙였다.


 김범관 교수가 독자 개발한 환경 감응형 건축외장재 ‘쌀 패널’ │울산대 제공




김 교수는 건물 외벽을 쌀 모양의 2404개 알루미늄 패널과 376개 특수 패널을 활용해 벼를 키우는 농지로 형상화했다. 또 벼의 5가지 색상을 추출해 계절변화에 지속적으로 변하는 감응형 컬러패널을 디자인했다.


김 교수는 “알루미늄 패널이 건축물의 외부 환경변화에 따라 쌀 모양으로 변하도록 패널에 전기도금 기술을 적용했고, 바람이 잘 통하는 기능도 패널에 넣었다”고 말했다.


김 교수는 “한국인의 주식인 쌀과 그 땅의 의미를 디자인에 담고, 쌀을 주식으로 살아가는 한국인의 역사·문화를 건축공간으로 재현한 것”이라고 말했다. 이어 “급속한 산업화로 옛 모습을 잃어가고 있는 현대사회에서 인간의 역사와 문화를 기록하고 기억하는 ‘인공물의 자연’으로 건축외장재를 만들었다”고 덧붙였다.



김 교수의 연구자료는 22일부터 26일까지 울산대 디자인대학 1층 갤러리에서 전시된다.


앞서 김 교수는 지난 2월 ‘울산의 가을’을 주제로 낙엽을 건축외장재로 디자인한 ‘영속적인 황금잎(The Perpetual Golden Leaf)’을 개발해 ‘2020 아시아 디자인 프라이즈’를 수상했다.

백승목 기자 경향신문

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철도연, 세계 최초로 개발한 교량용 급속경화궤도 공법 교통신기술 획득


하룻밤 사이에 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량 


    한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)이 개발한 ‘교량용 급속 경화궤도 공법’이 교통신기술(제49호, 국토교통부)로 지정됐다.


급속경화궤도 공법은 노후된 자갈궤도를 콘크리트궤도로 전환하는 궤도 개량 기술이다. 자갈 사이의 공간을 초속경 시멘트로 채워 자갈층을 콘크리트 층으로 바꾸는 방식이다.


대전남연결선 소정교 급곡선 R600 구간 3경간 75m 시험 시공한 모습

시공 전 자갈궤도<시공 후 콘크리트궤도로 바뀐 모습>


작업 시간이 짧고, 시공 1시간 이후부터 열차 하중을 견딜 수 있는 강도를 확보하기 때문에 열차가 운행되지 않는 심야 시간을 이용하여 열차 운행을 제한하지 않고도 공사가 가능하다.


특히, 교량 상부구조물과 궤도를 급속하게 일체화하면서 온도 변화로 인한 구조물의 변형과 균열 발생을 해결하여 터널과 토공 구간뿐 아니라 교량까지 궤도개량기술을 적용할 수 있게 됐다.




그동안 열차의 고속화, 고밀화로 인해 자갈궤도가 급격히 노후화되면서 유지보수 비용이 증가하고 안전관리에 어려움이 있었다.


개발된 급속경화궤도공법은 노후화된 자갈궤도 구간을 근본적으로 개선하여 유지보수 효율화 및 비용 저감, 열차의 주행 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.


또한, 다양한 곡선 반경과 주행 속도에 유연하게 대응할 수 있어 일반 철도뿐 아니라 시속 300km 이상의 고속철도에도 적용할 수 있다.


연구책임자인 이일화 철도연 첨단인프라연구팀장은 “급속 시공, 교량과 궤도의 구조적 일체, 구조물의 균열 방지 등 3가지 목표를 모두 달성한 교량용 급속궤도개량 기술”로 “정부가 추진 중인 시속 400km급 초고속열차 도입을 위한 선결 조건인 자갈도상궤도 개량에도 적용할 수 있도록 연구를 확대하겠다”고 말했다.


나희승 철도연 원장은 “세계 최초로 개발된 교량용 급속경화궤도 기술은 국내외 철도 시장을 선도할 혁신 기술”이라며 “앞으로 철도개량이 필요한 개발도상국 등 해외철도 시장 진출을 통해 글로벌 기술 경쟁력을 강화하겠다”고 전했다.

철도기술연구원

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온도·조명 조절해 숙면 환경 조성…현대건설, 'H 슬리포노믹스' 공개


수면 단계별 환경 조성으로 숙면 질 높여


    현대건설(000720)이 숙면환경 조성을 위한 침실 스마트 아트월 ‘H 슬리포노믹스(Sleeponomics·가칭)’를 선보인다고 1일 밝혔다.


‘슬리포노믹스’는 현대인의 숙면 관련 산업을 가리키는 용어로 ‘잠(Sleep)’과 ‘경제(economics)’의 합성어다.



‘H 슬리포노믹스’ 개념도. /제공=현대건설


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https://conpaper.tistory.com/87719

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‘H 슬리포노믹스’는 숙면 과정에 따라 수면준비·수면·각성·각성 이후 등 단계별로 천장과 벽면의 침실 아트월 판넬에서 빛과 소리, 온도가 맞춤으로 조정돼 숙면의 질을 높여주는 상품이다. 침실 아트월에는 적정 조명의 밝기 조절이 가능한 천정 LED 조명과 수면 단계별 수면 유도음이 송출되는 스피커, 단계별 최적의 온도 조절이 가능한 제어 패널이 설치됐다. H 슬리포노믹스 개발에는 현대건설과 브레인케어 전문회사인 지오엠씨가 협업으로 참여했다.




현대건설은 빛, 온도, 소리, 환경 토탈 제어 솔루션을 제공한다. 조명은 수면환경 설정에 따른 색 온도와 밝기 등을 조절할 수 있고 온도의 경우 안방 통합 컨트롤러로 침실온도 자동제어가 가능하다. 소리의 경우 뇌파동 기술을 수면유도음에 도입한다. 1단계 수면유도에서는 뇌파음원과 파도소리·빗소리·시냇물소리 등 자연음이 적용되고 2단계 기상유도에는 상쾌한 각성을 위한 뇌파음원과 숲·새소리 등 자연음이 나온다.


이번에 공개된 ‘H 슬리포노믹스’는 현대건설이 트렌드와 소비자 니즈를 분석해 상품화하고 있는 ‘H 시리즈’의 2020 기획 신상품 10건 중 하나다. 현대건설 관계자는 “최근 건강에 대한 소비자들의 관심이 급증하는 상황에서 현대건설이 짓는 주거공간에 친건강 라이프를 구현하고자 노력하고 있다”며 “현대건설은 ‘H 시리즈’를 통해 고객의 관점에서 적극적으로 소통하며 다양한 기술을 적용·개발할 계획”이라고 밝혔다.


H 슬리포노믹스는 힐스테이트 갤러리에서 시범 운영 및 테스트를 거친 후 현대건설이 시공하는 아파트에 적용될 예정이다.

진동영기자 jin@sedaily.com 서울경제,


출처 : https://www.sedaily.com/NewsVIew/1Z54TDQTAV

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교량 구조물 제작 공정, 스마트해지다


    강구조물 제작 공정이 자동화를 통해 뿐만 아니라 생산성까지 향상될 것으로 기대를 모으고 있다.


기존 도면 수치 데이터 기반 장비 변환 기술력은 인력 의존적이고 수동적이기 때문에 자동화율은 절반에도 못 미치는 실정이었다. 공기 단축, 공사비 절감, 안전 위험성 감소를 위해서는 프리팹 강교량의 경쟁력 확보가 필요한 상황이다.



이에 따라 기존 제작 공정에서 디지털 모델에 기반을 둔 제작 공정 자동화 기술 개발과 실증이 이뤄질 예정이다. 자동화가 구현되면 공기 단축, 공사비 절감은 물론이며 안전 재해율까지 감소돼 프리팹 강교량의 경쟁력을 확보할 수 있게 된다.


이러한 제작 공정 자동화에는 디지털 가조립 시스템이 가장 중요한 역할을 한다.


과거에도 국내에서 가조립 기술 개발은 진행됐지만 제품 실측 장비 기술 수준 낙후와 전문적인 기술력 부족으로 초기 개발수준에 머물러 실제 실용화 되지는 못했다.




특히 강교량에서는 대부분의 이음 타입이 볼트로 연결되며 해당 홀의 실측 데이터 측정 장비의 고도화와 3D 모델링과의 맵핑 기술이 얼마큼 정밀하게 되는지가 중요하다.


강교량의 실측 제품에 대한 풍부한 시험 데이터를 확보해야만 디지털 가조립 시스템 개발의 완성도가 높아진다. 그리고 이러한 기술력이 실현돼야 현재 실물 가조립을 대체 할 수 있다.


디지털 가조립 시스템이 실물 가조립을 대체 할 경우 제작 단가의 15%인 공정에서 획기적인 원가절감이 이루어지며, 또한 공기는 50%이상 단축 된다. 더불어 제작 공정에서 가조립은 작업 위험도가 가장 높은 공정으로 해당 공정이 대체 될 경우 안전 재해율 감소 효과도 기대해 볼 수 있다.


㈜흥화는 1940년 설립 후 철구조물 사업을 시작으로 도로, 교량 등 공공사업 중심의 건설시공에 주력해 왔다. 토목, 건축, 주택, 해외사업까지 지속적인 성장을 이루어냈으며, 내실 경영을 확고히 해 기술력과 경영능력을 겸비한 종합 건설회사로서 입지를 굳건히 다졌다.


현재 강교량 분야의 급격한 침체로 인해 심각한 어려움에 직면한 현실 속에서 흥화는 원가절감, 생산성 향상을 통한 경쟁력 강화를 위해 꾸준한 노력을 해왔다.


이와 같은 노력으로 스마트 건설기술 개발 사업을 통한 건설사업의 혁신을 조성하는 사업 중 도로 구조물 스마트 건설기술 분야 강구조물 성장에 기여하고자 참여하게 됐다.




특히 4세부 과제 중 강구조 스마트 제작 기술 개발을 수행하며 디지털 제작모델에 기반한 프리팹강구조물 자동화 제작 기술 개발과 실증을 수행한다.


흥화 연구기술개발팀 윤기정 차장(사진)은 “앞으로 디지털 가조립 제작 기술은 강교량 분야에서 반드시 실용화돼 강구조물이 경쟁력 향상에 이바지 돼야 한다”며 “해외시장, 특히 동남아시아에 강교량 건설이 추진되고 있는데 해당기술이 접목돼 경쟁력이 향상됐으면 한다”고 말했다.


그는 이어 “흥화는 더 높은 도약을 위해 주력사업을 강화할 뿐만 아니라 스마트 제작기술 개발 등 새로운 기술개발로 끊임없이 성장할 것”이라며 “흥화는 100년의 역사를 가진 기업이 되기 위해 변화하는 환경에 적극적으로 대응하고 신뢰받는 기업으로서 나아가겠다”고 전했다.


올해 80주년을 맞이한 흥화는 향후 100년을 넘어 국내 최장수 강교량 제작 업체로 발돋움 할 수 있도록 최선을 다할 계획이다.

[공학저널 전찬민 기자] 

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현대건설, ‘광플라즈마 살균청정 환기시스템’ 특허 완료

 

 현대건설이 미국 NASA에서 개발하여 민간에 기술 이전된 광플라즈마 기술을 활용한 살균 기능으로 실내 부유 바이러스 및 유해물질을 제거할 수 있는 ‘광플라즈마 살균·청정 환기시스템(알파웨이브)’의 특허 등록을 완료했다고 19일 밝혔다.


광플라즈마 살균·청정 환기시스템은 기존의 환기시스템이나 공기청정기의 경우 필터를 통해 특정 크기 이상의 입자나 이물질을 걸러내는 것과는 달리, 초미세먼지뿐 아니라 헤파필터로도 제거할 수 없는 바이러스·박테리아·곰팡이·휘발성유기화합물(VOCs)·폼알데하이드 등을 동시에 제거할 수 있다는 점에서 기존 제품들과 차별화된다.


미디어펜

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이것은 현대건설이 지난해 선보인 강력한 공기청정 토탈솔루션 ‘H 클린알파 2.0’의 핵심기술이기도 하다.


광플라즈마 기술은 미국 항공우주국인 NASA에서 최초 개발한 것으로 밀폐된 우주선 내부 공기청정 및 우주인들이 먹는 식품을 살균하기 위해 개발된 기술이다.




광플라즈마는 짧고 강력한 진공자외선(UVU) 파장부터 일반자외선(VUGI) 파장영역과 가시광선(VR) 파장까지 동시에 일으켜 산소 분자와 물 분자를 깨뜨림으로써 수산화이온, 산소이온 등을 생성하며 공기 중에서 이들의 연쇄반응으로 세균, 바이러스, 냄새, 기타 오염물질을 분해하고 제거하는 원리이다.


현대건설의 광플라즈마 살균·청정 환기시스템은 ▲광플라즈마 환기유닛 ▲광플라즈마 공기청정기 ▲통합센서유닛 등으로 구성되며 외부 공기 뿐만 아니라 실내 공기의 미세먼지를 제거하고 살균·청정한다.


또한 통합센서유닛을 통해 실내외 공기 질을 측정하여 상황에 맞도록 ‘외기도입 살균·청정 환기모드’ 또는 ‘실내순환 살균·청정모드’ 등을 자동으로 제어하고 운전한다.


한국오존자외선협회 PA(Pure Air) 인증 과정의 하나로서, 한국산업기술시험원을 통한 시험 결과에서도 ▲부유 바이러스 저감률 96.3%(기준 60%이상) ▲부유 세균 저감률 99.2%(기준 80% 이상) ▲폼알데하이드 탈취율 82.3%(기준 70%이상) ▲암모니아 탈취율 96.5%(기준 70% 이상) 등의 성능을 확인받으며 환기장치에 대한 우수한 기술경쟁력을 인증받았다.


특히 PA 인증 시험 시, 환기장치 급기구 출구 5cm 거리에서 24시간 측정한 오존 농도의 경우 0.003PPM을 기록하여 일상 생활속 오존 농도에 비해서도 매우 낮은 수준을 보이며, 일부 시중 제품들과 차별화된 안전성도 검증받았다.




해당 시스템이 주목 받는 또 하나의 이유는 사물인터넷(IoT) 기술과의 접목이다. 현대건설은 자체 홈 사물인터넷 시스템인 ‘하이오티(Hi-oT)’기술을 자사 아파트 단지에 적용해 운영하고 있는데 스마트폰으로 언제 어디서나 집을 제어할 수 있는 기능이다.


이것을 새롭게 개발한 광플라즈마 살균·청정 환기시스템과 결합하여 외부에서도 실내 오염도를 확인하고 원격으로 살균·청정 시스템을 가동할 수 있다.


주거용 환기시스템에 바이러스 및 유해물질 제거 기술을 도입하여 PA 인증을 획득한 것은 현대건설의 광플라즈마 살균·청정 환기시스템이 처음이며, 현재까지도 환기분야에서는 유일한 PA 인증을 확보한 독보적인 기술이다.


현대건설은 신기술이 적용된 이 제품을 향후 분양하는 디에이치, 힐스테이트 단지 및 오피스텔에 점진적으로 확대 적용할 예정이며, 공동주택 뿐만 아니라 노인정, 어린이집, 커뮤니티시설 등 다양한 부대시설에 적용할 계획이다.

한국건설신문 선태규 기자

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공주대 개발 '철근콘크리트 나선형 띠철근 공법', 국토교통부 건설신기술에 지정


     공주대학교(총장 원성수, 산학협력단장 임경호)가 개발한 '띠철근 사이에 평면상 팔각형의 나선형 보조 띠철근이 연속되는 철근콘크리트 각형기둥 횡보강용 나선형 띠철근 공법(KSS 공법)'이 국토교통부 건설신기술(제889호)에 지정됐다. 


철근콘크리트 나선형 띠철근 공법(KSS공법) 건설신기술지정(제889호) © 뉴스파고


나선형 띠철근 공법은 건축구조물의 기둥 모서리에 배치되는 주철근을 횡구속하는 평면상 사각형 형상의 띠철근 사이에 기둥의 각 변에 배치된 주철근을 횡구속하도록 일정한 피치를 갖되 평면상 팔각형을 이루는 나선형 내부 보조띠철근이 연속되게 사전제작 및 시공되는 기술로, 띠철근의 양을 30% 절감하고도 심부 콘크리트의 구속효과와 주철근의 좌굴강도를 증대시켜 기둥의 연성능력과 에너지 소산능력을 향상시켜 건축구조물의 내진성능을 크게 개선하는 것이 특징이다.




이번 건설신기술지정은 고려열연(주), 대림산업(주), ㈜허브구조엔지니어링, 공주대학교산학협력단의 공동연구개발 결과를 건설현장에 적용한 결과라 할 수 있다. 


기술개발책임자인 공주대 김길희 교수(공과대학 건축학부, 사진)는 2015년부터 2020년까지 연구개발특구 대학사업화역량강화사업과 대학중점연구소 지원사업을 통해 대학이 보유한 원천기술의 중개기술을 활용한 사업화 연구를 주도적으로 추진하고 이를 민간기업과 공동으로 사업화를 추진하기 위해 현장에 바로 적용 가능한 건설신기술 인증과 산학공동연구성과의 기술사업화를 적극적으로 주도하고 있다. 


한편, 김교수는 “이번에 지정된 건설 신기술인 KSS공법의 건설현장 적용을 통해 기존 기술대비 건설재료인 강재 띠철근의 양을 30% 정도 절감하여 경제성을 확보하고 동등 이상의 구조성능을 발휘하는 것은 물론 구조물의 내진성능을 향상시키는 것이 가장 큰 특징”이라며, “기둥 1개소 당 작업시간을 절반이하로 단축할 수 있도록 하여 정부의 주 52시간 근로환경을 건설현장에 적용하여 건설공기 지장이 없도록 하는 혁신적인 건설기술과 더불어 경제성과 시공성을 모두 확보하여 향후 1조 2천억 규모의 기둥 띠철근 건설시장에 변화를 가져 올 혁신적 건설신기술이 될 것”이라고 말했다.

[뉴스파고=이원규 기자]

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다산기업 "교량 점검시설 고정장치 국내 첫 양산"


    충북 충주의 도로 안전시설물 제조기업인 다산기업(대표 장혜영)은 올해 교량 점검시설 보강 고정장치 및 경고음 장치의 대량생산에 나선다. 이 회사는 교량 점검시설의 고정장치가 부식되거나 하중을 견디지 못해 발생하는 안전사고를 방지하기 위해 지난해 국내 처음으로 이 장치를 개발했다. 장혜영 대표는 8일 “2018년 충남 공주에서 교량 보수작업 중이던 근로자의 교량점검 시설이 무너진 사건을 계기로 장치를 개발했다”며 “근로자들이 안전한 시설물에서 작업할 수 있는 환경을 조성한 데 의미가 있다”고 말했다.



장혜영 다산기업 대표가 충주 본사 공장에서 알루미늄 교량 배수시설의 장점을 설명하고 있다. 강태우 기자


이 기업은 올해 5억원을 들여 이동식 분사형 도료 설비와 교량에 체결하는 콘크리트 매립형 안전장치(교량 점검시설 매립 앵커) 양산에도 들어갔다. 콘크리트 매립형 안전장치는 한국도로공사와 국내 대학이 공동으로 구조성능을 시험한 결과 기존 교량(350㎏)보다 점검시설이 견딜 수 있는 하중(5700㎏)이 15배 이상 높은 것으로 나타났다. 윤재근 공동대표는 “이 제품이 안성~성남고속도로 교량에 설치됐고 앞으로 고속도로와 신규 도로의 교량 건설 현장에도 설치될 예정”이라고 말했다.




이 회사는 도로 철제 가드레일, 교량 배수시설, 도로 표지판 등 도로 안전시설물을 국토관리청, 한국도로공사, 지방자치단체 등에 공급한다. 이 회사가 개발한 알루미늄 교량 배수시설은 모래받이 일체형 배수 파이프 형태로 제작돼 여름철이나 겨울철 배수 막힘으로 인한 도로 결빙과 물 넘침을 막을 수 있다. 에이치(H) 형태의 구조로 만들어 별도 장비나 기구 없이 배수관도 쉽게 청소할 수 있다. 2016년부터 한국도로공사와 기술협약을 맺고 제품을 공급 중이다.


다산기업은 올 들어 베트남 정부와 공동으로 도로 안전시설물을 개발하는 등 해외 진출을 본격화한다. 장 대표는 “베트남과의 제품 개발이 성공적으로 진행되면 올해 100억원의 매출이 가능할 것”이라고 말했다.
충주=강태우 기자 ktw@hankyung.com 한국경제
 

융복합기술로 교량 수명 늘린다


   이제 4차 산업기술의 융합으로 교량의 효과적인 유지관리가 가능하다.


지난 2000년에 준공된 영종대교 현수교는 세계 최초로 설계·시공된 3차원 자정식 도로·철도 복층의 현수교로 당시 국내에서 보지 못했던 구조시스템이 적용돼 화제를 모았다.


[참고자료] 구조물 6자유도 동적거동 정밀계측 시스템 개요/카이스트



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그리고 최근 다양한 4차 산업기술의 도입·적용으로 안전과 유지관리 측면에서 새롭게 주목받고 있다.


영종대교 현수교는 당시 국내 최초로 동적안전성을 확인하기 위해 강제진동실험을 통한 내풍 설계 가정 계수를 검증했으며 첨단 센서로 교량의 환경영향과 그에 따른 구조적 응답을 실시간 계측·분석하는 과정을 거쳤다. 이 과정에서서해대교와 같이 국내에서 최초로 체계적으로 설계·구축된 1세대 계측시스템을 적용했다.


현재는 정밀도가 향상된 첨단 RTK GPS시스템, 센서 간 실시간 데이터 융복합기술과 국내 최초 피로균열 실시간 탐지 신기술인 PZT센싱 시스템이 활용되고 있다.


특히 세계 최초로 케이블밴드볼트 축력 실시간 모니터링시스템과 전문 관리 플랫폼 구축 등 3세대 계측시스템의 운영이 매우 특징적이다.


케이블밴드는 시간이 경과함에 따라 여러 가지 요인으로 저하되며 저하된 축력을 적절하게 관리(안전율 3.0)해 재도입하지 않으면 케이블밴드의 슬라이딩, 주케이블 손상 등이 발생돼 교량의 안전성에 큰 영향을 미치게 된다.


이에 케이블밴드에 온도보상이 되도록 센서를 설계해 실시간으로 축력을 측정, 시간에 따른 축력변화를 모니터링하고 재도입 시기에 대한 의사결정 등 안전관리기능을 높였다.


또한 운영관리 측면에서 재난관리시스템, 상시 관리시스템, 손상관리시스템, 형상관리시스템, 영종대교 실시간 지진안전성평가시스템 등을 통해 업무시간 이외에도 재난, 이벤트 발생 시 관리자에게 보고가 이뤄지도록 했다는 점도 눈여겨 볼만 하다.


동북아의 허브 인천국제공항의 주요 도로인 인천국제공항고속도로를 관리·운영하고 있는 신공항하이웨이(주)는 국내 최초 민자도로 운영기업이다.


IT기술을 접목한 지능형 교통시스템, 국내 최초 기후반응 지능형 가변 속도단속시스템 그리고 GPS·첨단계측시스템 등을 통해 보다 안전하고 편리한 도로·교량관리에 최선을 다하고 있다.


현재 영종대교와 방화대교 계측시스템에는 523개 첨단계측센서와 유지관리 센서가 설치돼 운영 중에 있고 10분 MMA·100Hz의 실시간 이벤트 데이터가 저장돼 있다.


물리적인 특성을 가지고 있는 각각의 이력데이터는 주파수분석기법, 신호처리기법·필터링, 구조해석 S/W검토 등 다양하고 복잡한 데이터 처리를 거치게 된다.


하지만 계측 이력 데이터의 양이 방대해 일부 중요 센서에 대해 수행되고 있는 한계가 있어 신공항하이웨이는 전체 센서를 활용한 장기적이고 세밀한 거동변화를 분석·평가·판단할 수 있는 인공지능(Artificial Intelligence;AI) 기반 계측운영 플래폼(AI-Based Bridge Health Monitoring Platform)을 개발 중이다.


 


신공항하이웨이 교량계측센터 배인환 센터장(사진)은 “현재 국내에서는 인공지능 기반 교량 가속도센서 동적응답 분석 모델개발(한국시설안전공단) 등 일부 센서에 대해서 연구되고 있으나 향후 AI기반 장기계측 이력데이터 분석·손상도추정 기술이 실제 교량계측시스템에 적용되리라 기대한다”고 설명했다.




신공항하이웨이는 현재 개발된 계측시스템(BHMS)의 효율성을 높이고 예방적 유지관리기능을 제고하기 위한 AI기반 계측이력데이터 분석플랫폼 개발, 적외선카메라 기반 피로균열 탐지기술 그리고 계측시스템과 교량관리시스템(BMS)의 정형·비정형 데이터분석을 통한 교량부재단위 손상발생패턴 도출모델 개발 등에 대해서도 적용성 검토 계획을 수립하고 있다.


배 센터장은 “선진국의 경우 노후화에 따른 최적의 유지관리방안 기술이 개발·도입되고 있지만 국내의 경우 AI기반 계측데이터 분석기술 등이 아직 초보적인 수준으로 이에 대한 활발하고 체계적인 연구가 필요하다”며 “관련 연구기관과 실제 이력데이터를 보유하고 있는 관리기관과의 원할한 협업이 필요한 시점이라고 생각한다. 신공항하이웨이는 전문가 그룹의 적극적인 협력과 기술교류를 통해 이러한 부분을 적극 개선해 나갈 것”이라고 전했다.

[공학저널 김하늬 기자]

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