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• Tech-lead형 액상화 피해 예측 가시화 시스템 및 고효율·저비용 액상화 보강공법 개발 Tech-lead형 액상화 피해 예측 가시화 시스템 및 고효율·저비용 액상화 보강공법 개발 ▲ 한진태 인프라안전연구본부 연구위원 들어가며 우리나라는 지진이 자주 발생하는 미국, 일본 등에 비하여 비교적 지진에 안전한 지역이라고 알려져 왔지만 2016년 경주 지진, 2017년 포항 지진으로 인하여 지진에 대한 국민적 관심과 우려가 커지고 있다. 특히 지난 2017년 포항지진으로 인해 1978년 이후 국내 지진계기 관측 사상 최초로 지반 액상화 현상이 발생하였다. 액상화 현상은 일반적으로 모래로 구성된 지하수 아래의 포화된 지반이 지진과 같은 반복하중에 의해 고체에서 액체와 유사한 상태로 변해 지지력을 잃는 상태를 말한다. 따라서 액상화가 발생한 지반 위에 구조물이 있을 경우 침하, 떠오름 등에 따른 피해가 발생할 수 있다. 미국, 일본, 뉴질랜드 등에서는 이러한 지진발생 시 액상화 현상으로 인해 건축물 및 인프라 구조물에 많은 피해가 발생한 바 있으며, 국내에서도 액상화 현상과 관련하여 포항 지진 이전에 삼국사기, 조선왕조실록, 승정원일기 등에서 피해 사례가 기록된 바 있다. 정부는 2018년 지진방재 개선대책을 통해 지진 연구 개발을 강화하면서 액상화에 대해서는 설계 기준 개선 및 액상화 위험지도를 작성하는 연구를 추진하기로 하였다. 한국건설기술연구원에서도 2018년부터 2020년까지 임무형 주요사업으로 ‘Tech-lead형 액상화 피해 예측 가시화 시스템 및 고효율·저비용 액상화 보강 공법 개발’ 과제를 수행한 바 있다. 이 글에서는 연구과제에서 개발된 핵심 성과 및 향후 활용 방안에 대해 소개하고자 한다. 지반 액상화 위험지도 액상화 위험지도를 작성하기 위해서는 액상화 평가를 위한 기본 지반 물성 데이터 수집, 데이터 품질 확보, 액상화 평가, 액상화 평가 지수 표출의 단계를 거쳐야 하며, 각 단계에 대한 표준화를 통해 국내 실정에 적합한 액상화 위험지도를 구축할 수 있다. 기본 데이터로 액상화 평가 대상 지역의 토질정보가 수집되어야 하는데, 한국건설기술연구원에서는 국토교통부의 위탁을 받아 지반조사 성과의 정확한 구축, 국가예산 절감 및 업무 효율화 등을 위하여 국토지반정보 포털시스템(www.geoinfo.or.kr)을 운영하고 있다. 지반조사 성과발생 현장에서 직접 전산 입력하도록 하고, 시추정보 활용·유통을 위한 유통체계를 구축하였는데, 현재 전국 29만여 공의 시추정보가 수집되어 있다. 따라서 국토지반정보 포털시스템을 이용하여 해당 지역의 토질정보를 기본 데이터로 수집할 수 있으며, 자료 검증 및 데이터 미확보 지역의 자료 확보를 위해서는 추가 시추조사를 수행하여야 한다. 확보된 지반 정보에 대해 신뢰도를 높이기 위한 품질 관리 절차를 진행한 뒤, 액상화 평가를 수행하게 된다. 액상화 평가는 지진하중과 지반의 액상화 저항성을 비교하여 안전율 값으로 나타내게 된다. 액상화 안전율은 지중의 특정 깊이(특정 지층)에서 액상화 발생유무를 나타내는 값이다. 하지만 지중에서 발생한 액상화가 항상 지표면까지 영향을 미치는 것은 아니며, 지표 1m 이하에서 액상화가 발생했을 경우와 지표 10m 이하에서 액상화가 발생했을 경우 지표면에 미치는 영향은 다르다. 또한, 액상화 위험지도를 작성하기 위해서는 3차원 데이터인 깊이 방향의 액상화 안전율을 지표에서의 대푯값인 2차원 데이터로 변환할 필요가 있다. Iwasaki 등은 액상화 안전율에 심도에 따른 가중치를 곱하고 이를 적분하여 얻어지는 LPI(Liquefaction Potential Index)를 제안하였고, 이값을 이용하여 2차원 액상화 위험지도를 작성하였다. 본 연구에서는 세계 최고 수준의 해상도를 갖는 격자망 크기(250m×250m)로 2차원 액상화 위험지도를 작성하였다. 또한, 지중 내 20m 깊이까지 1m간격으로 지반의 액상화에 대한 안전율 정보가 표출되는 3차원 액상화 위험지도를 작성하였다. 액상화 위험지도 가시화 시스템 본 과제에서는 앞서 소개한 2차원 및 3차원 액상화 위험지도 작성 기술을 바탕으로, 지반 정보DB인 국토지반정보 포털시스템과 연계된 액상화 평가 및 가시화 자동화 시스템을 개발하였다. 액상화 평가 및 가시화 자동화 시스템은 시추정보 추출, 시추정보 품질 확보, 지반응답해석, 액상화 평가, 위험지도 작성 및 국토지반정보포털시스템 연계 등 일련의 과정을 자동화하였다. 국토지반정보 포털시스템과 연계된 액상화 평가 및 표출 자동화시스템은 기초 정보인 시추정보가 업데이트 될 경우 액상화 위험지도도 빠르게 갱신할 수 있다. 따라서 지진재난 대책 관련 전문가들이 보다 편리하게 액상화 관련 정보를 활용할 수 있게 되며, 3차원 액상화 위험지도는 지진 시 지중 내 안정성을 평가하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있다. 액상화 지반 보강 공법 본 과제에서는 액상화 위험지도 개발과 더불어, 방향성 굴착기술을 활용하여 기존구조물 하부의 액상화 위험지반을 경제적이며 효율적으로 보강할 수 있는 새로운 액상화 보강공법을 개발하였다. 액상화보강 그라우팅에 특화된 방향성 굴착장비를 신규 제작하였으며, 액상화 위험도가 높은 지반을 대상으로 장비의 성능검증 및 현장실험을 통한 액상화 보강효과를 분석하였다. 현장실험 결과 신규 제작된 액상화 보강용 방향성 굴착장비의 굴착성능은 확보한 것으로 나타났다. 노후된 실제 학교 건축물을 대상으로 기존 보강공법과 신규 개발한 액상화 보강공법의 경제성 및 효율성을 비교 분석한 결과, 기존 공법 대비 약 18.5%의 비용절감 효과가 있음을 확인하였다. 공사시간은 기존 보강공법 대비 약 8.4% 절감되므로 신규 보강공법의 작업효율이 더 뛰어남을 알 수 있었다. 또한, 액상화 보강 그라우팅 공법에서 약액 그라우팅과 압밀 그라우팅 설계 및 적용 시 고려해야 하는 주요 영향 인자를 선별하였으며, 약액 그라우팅과 압밀 그라우팅에 대하여 각각 수치해석과 축소모형실험을 수행하여 보강 지반 조건에 따른 구근의 침투·팽창 범위 및 형상, 유효 반경을 평가하였다. 이를 바탕으로 실제 액상화 취약지반 보강을 위한 그라우팅 공법 시공 시 참고해야 할 그라우트 주입 가이드라인을 정립하였다. 맺음말 지진 시 최초로 보고된 지반 액상화 현상은 우리나라에서도 지진이상부 구조물 뿐만 아니라 기초 지반에도 심각한 피해를 일으킬 수 있음을 보여준 사례이다. 액상화 위험지도는 내진설계를 위한 예비평가로 활용 가능하며, 지진 발생 이후에는 육안으로 확인 불가능한 지중 내 피해 상황을 예측할 수도 있다. 따라서 국내 액상화 위험지도 구축 및 표준화는 필수적이며, 지진 발생이 빈번하고 액상화가 발생하기 쉬운 매립 지반이나 모래층으로 이루어진 지역부터 순차적으로 작성이 이루어져야 한다. 이 글에서 소개한 3차원 지진 액상화 위험지도는 국토교통부 사업인 ‘지하공간통합지도’와 연계하는 연구도 진행중이다. 이를 통해서는 지표면 아래 매설된 각종 상하수도나 통신장비 등의 지진 피해를 예측하고 사전 대책을 체계적으로 수립할 수 있다. 또한 지하공간개발 및 지하안전관리 분야에서 보다 합리적이고 효율적인 체계구축이 가능할 것으로 전망된다. 향후 액상화 위험지도와 상부구조물 또는 지중구조물의 피해를 예측하는 연구도 필요하다. 현재 액상화 위험지도는 지진 시 지반의 위험성을 시각화한 기본 자료인데, 시설물의 지진 피해를 예측하는 지진피해 통합시스템 구축 시 본 자료를 활용하게 되면 더욱 정확하고 신뢰도 높은 지진 피해 예측이 가능할 것이다. 인프라안전연구본부 게시일2021-03-24 조회수 263
• 텍스타일 활용 고성능 건설자재 및 콘크리트 구조물 성능향상 기술 개발 텍스타일 활용 고성능 건설자재 및 콘크리트 구조물 성능향상 기술 개발 ▲ 김형열 인프라안전연구본부 선임연구위원 연구배경 건설재료 중에서 경제성, 시공성, 내구성 등을 종합적으로 고려할 때 가장 보편적으로 사용되는 재료는 콘크리트이다. 과거에는 많은 양의 콘크리트를 사용하여 튼튼하게 구조물을 시공하는 것이 당연시 되었으나 시멘트는 1t 생산 시 약 0.8t의 이산화탄소가 발생하기 때문에 건설에서 시멘트 사용량을 감소시키는 것이 필요하게 되었다. 또한, 콘크리트 보강재로 사용되는 철근의 부식으로 인하여 잦은 유지보수가 발생하고 있어 비부식성 보강재의 적용이 필요하게 되었다. 한편 우리나라는 물론 대부분의 선진국이 고령화 사회로 진입함에 따라 장래에는 숙련된 건설노동자를 적기에 시설물 유지관리시장에서 구할 수 없는 시대가 도래할 것으로 예측되므로 앞으로는 최소한의 유지관리만을 필요로 하는 건설재료와 시공법이 필요하게 되었다. 이와 관련하여 약 20년 전부터 건설분야에서는 고성능 재료 개발 및 적용이 증가하고 있으며 최근에는 탄소섬유가 철근 또는 철근망을 대체하는 소재로 활용되고 있다. 탄소섬유는 굵기는 머리카락의 약 1/10 정도이나 철보다 인장강도가 10배 이상 강한 소재이다. 건설재료로 탄소섬유의 가장 큰 장점은 녹슬지 않는다는 것이다. 이러한 탄소섬유 필라멘트를 1만 개에서 5만 개까지 모아서 직경이 2~5mm가 되는 다발로 만들고 이 다발로 간격이 2~4cm의 격자모양을 갖는 텍스타일 그리드 보강재를 제작할 수 있다. 텍스타일 그리드는 콘크리트나 모르타르의 보강재로 사용할 수 있고 모르타르를 결합재로 사용하는 경우 텍스타일 보강 모르타르(Textile Reinforced Mortar, TRM)라고 한다(그림 1). TRM 설계 및 시공 시 텍스타일 그리드의 비부식성으로 인하여 내구성 확보를 위한 피복두께가 필요 없기 때문에 구조물을 아주 얇게 시공할 수 있는 장점이 있다. 기술 개발 현황 이 글에서는 TRM 활용 기술 중에서 한국건설기술연구원(이하 건설연)에서 성능검증이 완료된 프리캐스트 TRM 패널 기술, TRM 뿜칠 보강 기술, 콘크리트 포장 TRM 덧씌우기 기술을 소개하고자 한다. 건설연에서 개발한 텍스타일 보강 콘크리트 기술은 기존 국외기술대비 크게 두 가지 특징을 갖는다. 첫 번째는 텍스타일 그리드의 표면을 마모재로 코팅하여 부착성능을 해외제품 대비 약 190% 향상시켰다. 두 번째는 텍스타일 보강 콘크리트가 기존 콘크리트에 비하여 아주 얇게 시공되는 것을 고려하여 사용되는 모르타르의 염해저항성능은 기존 모르타르 대비 3배, 화학적 저항성능은 기존 대비 2배이상 향상시켰다. 프리캐스트 TRC 패널 활용 기술 텍스타일 그리드 보강재와 모르타르를 사용하여 두께 15~20mm 정도로 얇게 제작한 패널을 TRM 패널이라고 한다. 건설연에서는 얇게 제작된 프리캐스트 패널을 탈형이 필요 없는 영구거푸집은 물론 콘크리트 구조물 보강 목적으로 활용하는 방안을 개발하였다. 제설제를 사용하는 도로시설물이나 해양환경에 노출된 항만구조물은 염해피해 특히 염화물로 인한 철근부식과 철근부식으로 인한 콘크리트 균열, 박리, 탈락이 쉽게 발생하고 있다. 최근 설계사례에 따르면 항만 잔교식 구조물의 바닥판 피복두께를 최대 130cm까지 설계하고 있다. 콘크리트 구조물 시공시 본 연구에서 개발한 두께 20mm TRM 패널을 영구거푸집으로 적용하는 경우 콘크리트 양생 후 탈형이 필요 없고 TRM 패널과 콘크리트 구조물이 일체화되어 하중저항성능은 약 1.5배로 증가하는 효과가 있었다. 또한, TRM에 사용하는 모르타르는 염해저항성능과 화학적 저항성능이 우수하여 구조물의 내구수명을 증가시킬 수 있는 장점도 있다. 한편, 노후 콘크리트 구조물의 보강공사에서 프리캐스트 TRM 패널을 거푸집 겸 보강재로 적용할 수도 있다. 건설연에서는 TRM 패널을 구조물 표면에 앵커로 고정한 후 패널과 구조물 사이 틈새에 그라우트 재료를 주입하여 구조물을 보강하는 공법(TRM 패널 보강공법)을 개발하여 특허를 출원하였다. 특히, TRM 패널 보강공법은 작업공간이 협소하여 뿜칠시공이 곤란한 현장이나 항만 잔교 바닥판 하면 등 기존 공법 시공시 해양오염의 우려가 있는 경우 패널 거치 후 그라우트 충진만으로 급속시공이 가능한 장점이 있다. TRM 패널 공법으로 보강된 슬래브에 대한 파괴실험 결과에 따르면 보강 전과 비교했을때 파괴하중이 1.5배로 증가하여 보강효과가 우수함을 알 수 있었다. TRM 뿜칠 보강 기술 노후 콘크리트 구조물 보강공사에서 TRM은 인력이나 기계화 시공이 가능하다. 다만, 기존 국외에서 개발 및 적용되고 있던 TRM 뿜칠 공법에서는 시공과정에서 텍스타일 그리드를 구조물에 견고하게 고정하는 적절한 방법이 없었다. 따라서 곡면을 갖는 구조물, 슬래브하면에 TRM을 뿜칠로 시공하는 과정에 그리드가 탈락하는 사고가 종종 발생했다. 건설연에서는 TRM 뿜칠 시공법에서 구조물 벽체 또는 하면에 그리드를 빠르고 견고하게 고정할 수 있는 방법을 개발하여 특허를 출원하였고, 실제 콘크리트 박스구조물을 대상으로 시험시공을 실시하여 시공성 및 시공품질 확인을 마쳤다. TRM 뿜칠로 보강된 콘크리트 슬래브에 대한 파괴실험 결과에 따르면 보강 전과 비교했을때 파괴하중이 2배로 증가하여 보강효과가 우수함을 알 수 있었다. 콘크리트 포장 TRM 덧씌우기 콘크리트 포장은 아스팔트 포장에 비하여 수명이 길지만 표면이 노후화되거나 손상이 발생하는 경우 부분적으로 보수하는 것이 곤란하였다. 또한, 두께 300mm인 포장면을 전면 교체하는 경우 교통통제로 인한 사회적 비용이 증가하고 막대한 콘크리트 폐기물 발생으로 인하여 폐기물처리비용이 발생하고 있다. 본 연구에서는 세계 최초로 노후한 콘크리트 포장의 표층을 TRM으로 덧씌우기 하는 보수공법을 개발하였다. 개발된 기술은 노후 콘크리트 포장의 표층을 100mm 절삭한 후 그 위에 텍스타일 그리드 보강재와 콘크리트를 타설하여 포장면을 재생(덧씌우기)하는 공법이다. 개발된 기술에 대한 세 차례의 실내 성능실험을 거쳐 2020년 6월 경기도 연천에 위치한 SOC실증연구센터에 테스트베드를 구축하였다. 테스트베드 구축결과, 본 보수공법은 기존 공법에 비하여 폐기물 발생이 최소화되며, 시공이 간편하고 급속시공이 가능한 것으로 확인되었다. 현재 테스트베드에 대한 모니터링이 진행 중이며 포장가속시험(총15,000회 반복) 결과, 현재까지 보수된 단면에 누적된 손상이 없는 것으로 파악되었다. 맺음말 국토교통부 기반시설 관리 기본계획(2020.2)에 따르면 노후시설물을 준공 후 30년으로 기준으로 했을 때 우리가 매일 이용하는 도로, 철도 등 사회기반시설의 37%는 노후시설물이고 20년 후에는 80%로 증가될 예정이다. 노후시설물은 예산부족 등의 이유로 일시에 교체할 수 없으므로 수시로 유지보수를 실시하여 성능을 유지해야 하고 성능이 부족한 시설물은 보강 또는 성능개선공사를 실시하여 안전을 확보하고 시설물의 사용수명을 늘리는 것이 필요하다. 텍스타일 보강 콘크리트 기술은 기존 콘크리트 기술에 비하여 얇게 시공할 수 있고 내구성 및 구조성능 또한 우수한 것으로 파악되었다. 한편, 탄소섬유와 모르타르 또는 콘크리트 모두 불연소재이기 때문에 내화성능이 우수하여 화재위험에 노출된 건축물, 지하철 등 시설물 보강에 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 개발된 기술의 경제성 분석 결과에 따르면 기존 공법에 비하여 최대 40% 비용절감이 가능하여 실용화를 위한 경제성도 확보된 것으로 파악되었다. 건설연에서는 텍스타일 보강 콘크리트 기술의 실용화를 위하여 대상시설물 및 공종에 따라 최적화를 실시하고 실제 시설물에 적용한 후 장기 모니터링을 실시할 예정이다. 인프라안전연구본부 게시일2021-03-24 조회수 272
• [R&D Focus] "수소차 상용화에 따른 지하공간 화재안전 대응 기술" 수소차 상용화에 따른 지하공간 화재안전 대응 기술 ▲ 유용호 화재안전연구소 연구위원 들어가는 말 최근 세계 자동차 시장의 변화는 크게 ‘전기동력’과 ‘자율주행’이라는 2개의 단어로 대별할 수 있다. 이는 EU와 미국 자동차 업계뿐 아니라 국내에서도 단연 핵심단어로 꼽히고 있다. 이는 미래차 산업을 선도함으로써 관련 제조업 및 서비스 산업에서 투자와 고용을 창출하고 이를 국가 성장동력으로 삼고자 하는 선진국들의 전략에 기인하고 있다. 이중 ‘전기동력’은 미국을 제외한 주요 국가들이 파리 기후협정을 지지하고 있어 각자 계획한 에너지 효율 제고 및 공해배출물질 감축 목표 달성을 위해 자동차의 이산화탄소 배출량을 적극적으로 줄이고자 하는 노력과도 일치한다. 이와 더불어 지속해서 증가하는 대도시권 교통 수요 및 환경변화에 대응하기 위한 대규모 지하공간 개발 또한 활발하다. 이는 지상부의 쾌적한 환경 조성과 지속 가능한 발전 대안으로서의 대심도 지하 활용방안이 확대되고 있기 때문이다. 특히, 서울 및 수도권에서 교통 집중과 정체로 인해 연간 약 12.5조원의 경제적 손실이 발생하는 절박한 현실(OECD 서울지역 정책보고서, 2002)과 가까운 미래 서울시 교통 혼잡 비용이 매년 약 5.88%씩 증가하여 2031년에는 약 16조 원의 교통혼잡 비용이 발생할 것(한국교통연구원 국가교통DB센터 통계자료)이라고 예측되고 있어, 국내의 지하공간 활용은 더욱 가속화 될 것으로 예측된다. 이러한 현황에 맞추어 이 글에서는 친환경 자동차의 보급, 특히 수소 경제 활성화에 따른 수소차 보급 확대에 발맞춘 지하공간에서의 안전 대응 기술에 대한 현황을 살펴보고 이에 대한 전망을 논의해보고자 한다. 수소차연료전기차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)의 개요 및 상용화 이산화탄소 배출량 저감 노력은 화석연료 기반의 내연기관 차량에서 친환경 전기동력 차량(Electric Vehicles, EVs)으로의 전환을 의미하며, 각국은 제도개선을 통하여 2030년, 늦어도 2040년까지 내연기관 자동차의 종말을 모색하고 있다. 표 1에서 보는 바와 같이 일반적으로 전기동력 친환경 차량(EVs)은 크게 Battery Electric Vehicle(BEV), Plug-in Hybrid Electric Vehicle(PHEV), Hybrid Electric Vehicles(HEV), Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicle(FCEV)로 세분화할 수 있다. 이중 수소연료전기차는 수소를 사용하여 발생시킨 전기에너지를 동력원으로 사용하는 자동차로서 연료전지(Fuel Cell)를 배터리 대신 사용하거나 배터리 또는 수퍼 커패시터와 함께 사용하여 온보드 모터에 전력을 공급하고, 대기 중의 공기를 흡입하여 연료전지에서 산소와 수소의 화학반응을 통해 전기에너지를 발생시켜 모터를 구동한다. FCEV는 다른 전기 자동차(xEV)와 달리 발전용 연료전지와 축전용 이차전지(배터리)를 함께 사용함에 따라서 이차전지는 소량 축전을 위한 것이므로 작은 용량만이 요구되는 특징이 있다. 국내 수소차 분야는 2013년 세계 최초 수소차 양산에 성공하였으며, 세계 최장 주행거리, 핵심부품 99%(부품수 기준) 국산화를 달성하여 글로벌 경쟁력을 확보하였다. 특히, 수소 공급에 필요한 석유화학 및 플랜트 산업 기반과 경험이 풍부하여 수소 파이프라인, 고순도 수소생산 기술도 보유하고 있으며(연간 약 164만톤, 2019년 1월 기준), 충분한 수소 수요와 경제성을 확보하고 설비증설 및 공정전환 등을 통해서 대규모 부생수소를 공급할 수 있는 능력을 보유하고 있다. 최근 정부에서도 2019년 1월 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하여 ‘수소차’와 ‘연료전지’를 양대 축으로 수소경제를 선도할 수 있는 산업생태계를 구축하고자 하는 미래 비전을 제시한 바 있다. 또한 그림 1에서 보는 바와 같이 2018년에 889대인 FCEV를 2022년까지 8.1만대(내수 6.5만대), 2040까지 620만대(내수 290만대)까지 확대 계획하고 있으며, 수소버스, 택시 및 상용트럭 등을 보급할 계획을 수립 중이다. 국내외 지하공간 이용 현황 미래의 신공간 창출을 위한 지하공간 개발의 중요성은 국내외적으로 그 중요성이 부각되고 있으며, 각종 기반시설의 지하화, 미래형 지하 신도시 및 기존 도로의 지하화를 위한 고속지하차도 등이 추진되고 있다. 특히 유럽과 미국 등 선진국에서는 지상의 녹색공간 확보 및 교통체증 문제를 해결하고, 지속가능한 신공간 개발과 녹색 성장을 도모하기 위하여 도심지 대심도 지하도로 건설을 활발히 진행하고 있다. 대표적인 사례로는 미국 보스턴 Big Dig 프로젝트, 일본 동경도 중앙환상 신주쿠선, 프랑스 파리 A86 도시고속 환상선 지하도로 등을 들 수 있다. 우리나라에서도 지난 2009년 수도권 지역의 급증하는 고속도로 교통수요에 적극적으로 대처하고, 기존 도로망에 대한 도로용량을 증대시켜 교통혼잡을 해소하기 위하여 지하고속도로의 건설대안을 수립하였으며, 표 2와 같이 대규모의 다양한 지하도로 사업이 계획·검토되고 있다. 지하공간 화재 및 폭발에 의한 위험성 이러한 지하공간의 개발은 화재 시 매우 큰 위험성이 상존하고 있다. 최근 5년간 국내에서 발생한 터널 화재사고는 총 130건(연간 평균 26건)의 사고가 발생한 것으로 보고되고 있다(국가화재통계연보). 특히 달성 2터널에서의 화재사고는 미사일 추진체를 탑재한 차량의 브레이크 라이닝이 과열되어 발생한 화재가 미사일 추진체를 포함하는 나무박스에 옮겨 붙어 연소 확대되고 이로 인한 폭발현상이 발생하여, 터널내부 천정부에 균열폭 0.3∼1.0mm정도의 종방향 균열과 망상균열, 박리, 박락의 피해가 발생하였으며, 포장면에서도 표면박리가 확인되어 매우 큰 위험요인을 보여 주었다. 이렇듯 밀폐공간의 특성을 가지는 터널 및 지하공간에서의 화재는 기존 개방 공간에서의 화재특성과는 달리 급격한 온도 상승과, 산소공급 부족으로 인한 불완전연소의 결과로 다량의 연기가 발생하여 위험을 초래한다. 우선 공간 형태적 측면을 볼 때, 지상과 연결되 출입구 용량이 적고 한정되어 있으며 지상에서 내부의 상황을 파악하기 어려운 단점이 있다. 더우기 비상상태 시 지하 내부에서 자신의 위치나 방향을 인식하기 어려워 적절한 대응에 어려움을 초래할 수 있다. 또한, 화재성상 및 피난측면의 특성은 외기의 공급이 한정되기 때문에 불완전 연소나 훈소상태의 화재가 되어 대량의 연기나 유독가스를 발생시킬 가능성이 큰 문제점을 안고 있다. 또한, 지하공간은 대부분 무창의 밀실구조이므로 정전 등에 의한 방향감각의 상실 등을 포함한 심리적 동요에 따른 패닉 가능성이 높은 위험도를 가진다. 마지막으로 소방활동 측면에서 보면, 소방대가 내부의 상황파악이 불가능하게 될 가능성이 높고, 출입구가 적어 소방대의 진입로가 제약될 가능성이 높기 때문에 소방대가 화염이나 연기의 확산방향(주로 진입로 방향)으로 진입해야만 하는 어려움이 발생한다. 반밀폐 지하공간에서의 수소차 누출/화재/폭발 대응 기술 전술한 바와 같이 일반적인 지하공간 화재의 특성에 더하여 수소차(FCEV) 상용화 시대를 준비하는 우리는 수소차량의 운행 및 사고 시 고려해야하는 위험요소에 대한 특별한 대응 방안을 모색해야 하는 시점이다. 일반적으로 수소는 무색/무취/무미/무독성의 기체로 가장 작고 가벼우며, 무게는 공기에 비해 1/14로, 대기 중으로 방출될 경우 20m/s의 빠른 속도로 확산하는 특징이 있다. 최저 점화 에너지가 0.02 MJ로 낮아 일반적인 정전기에서 화재가 발생될 수 있으며, 연소 한계는 4∼75%로 넓은 범위에서 화염이 존재할 수 있어 화재 및 폭발의 위험성도 상존한다. 현재 가장 일반적인 수소차는 고압으로 충전된 700bar 수소탱크가 뒷자석과 차량 트렁크 아래에 2개 혹은 3개가 장착이 되며 각 탱크에서 수소를 연료전지 스택으로 공급하게 되어 사용되는데, 각 수소탱크에는 필수 안전장치인 열반응 압력밸브(Thermally-activated Pressure Relief Device)가 장착되어 이상온도 및 압력이 감지되면 자동으로 밸브가 열려 탱크 내 고압 수소를 외부로 방사하여 탱크내부의 압력을 조절하게 설계되어 있으나 안전장치의 오작동이나 차량사고에 따른 수소탱크 손상 등으로 인해 가스 누출및 제트 화염분출·폭발의 위험이 상존하므로 이에 대한 대응 기술이 필요하다. 이러한 국내외 연구 현황에 발맞추어 최근 소방청에서도 반밀폐 특성을 가지는 지하공간에서 수소차의 직간접적인 화재 시 대응하기 위한 연구의 중요성을 인식하고 관련 R&D를 발주하였으며, 현재 한국건설기술연구원이주관하여 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 터널이나 지하주차장과 같은 지하공간에서 화재 시 수소차의 화재/폭발의 현장대응력 강화를 위한 소방안전 기술 개발이라는 미래 비젼을 가지고 그림 3과 같이 구성된 연구에 매진하고 있다. 뿐만 아니라, 화재 유형별 화재진압기법 개선을 위한 표준작전 절차 수립 연구, 수소충전소의 형태별 누출 및 화재 위험성 연구등도 동시에 수행함으로써 미래 수소 산업 및 이에 상응하는 안전 기술 개발을 위한 연구 결과를 도출할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 맺음말 현재 우리는 인류가 당면하고 있는 에너지 문제와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 저탄소 청정에너지원으로서 미래수소사회로의 대비가 절실한 상황이다. 이는 온실가스 저감목표 달성과 함께 화석원료 및 원자력발전을 대체하는 패러다임 변화에 순응이기도 하다. 이러한 미래를 대비하기 위한 패러다임의 변화는 관련 기술의 발전과 함께 사회적 위험을 수용할 수 있는 안전성 확보가 무엇보다 중요하며, 이에 상응하는 정성적, 정량적 위험도 평가와 해석을 기반으로한 안전성 검토가 무엇보다 중요하다고 하겠다 화재안전연구소 게시일2021-02-23 조회수 362
• [Tech Trend] "도심지 도로공사 비산먼지 저감 기술" 도심지 도로공사 비산먼지 저감 기술 ▲ 인프라안전연구본부 수석연구원 백철민 ▲ 인프라안전연구본부 수석연구원 양성린 ▲ 인프라안전연구본부 박사후연구원 이종원 ▲ 인프라안전연구본부 학생연구원 한수현 기술 배경 및 필요성 먼지는 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질을 말하며, 일정한 배출구 없이 대기 중에 직접 배출되는 경우를 비산먼지 또는 날림먼지라고 한다. 비산먼지는 주로 건설업, 시멘트·석탄·토사·골재 공장 등에서 발생하며 일반적인 먼지와 마찬가지로 입자 크기(직경)에 따라 50μm 이하인 총 먼지, 10μm 이하인 미세먼지, 2.5μm 이하인 초미세먼지 및 1μm 이하인 극 초미세먼지로 구분된다. 비산먼지와 관련된 환경문제로는 먼지 돔 효과(Dust Dome Effect), 가시악화, 진폐증 등의 호흡기 질환 유발과 설비의 열화 등이 있다. 미세먼지(PM10) 농도 10μg/m³ 증가 시 뇌혈관 질환 사망률 10% 증가, 뇌혈관질환 사망률 10% 증가, 천식 악화 증상 29% 증가 등 미세먼지의 농도가 증가할수록 인체에 악영향을 미친다. 세계보건기구(WHO)는 1987년부터 미세먼지에 대한 가이드 라인을 제시해 왔으며, WHO 산하의 국제암연구소(IARC)는 2013년에 미세먼지를 1군 발암물질로 분류하였다. 환경부는 미세먼지 발생원 중에서 국외영향(중국)이 30%~50%이고, 나머지 국내배출의 경우 수도권 기준 경유차가 29%, 전국적으로는 공장 등 사업장이 41%로 차지하는 것으로 분석하고 있다. 특히, 서울시와 같은 도심지 미세먼지 농도는 도로변 미세먼지 농도가 도시 대기 측정 농도와 비교하면 4~11μg/㎥ 높은 것으로 나타났으며, 이는 자동차 배출가스에 의한 영향과 도로 비산먼지에 의한 영향인 것으로 나타났다. 국립환경과학원 「국가 대기오염물질 배출량」 에서는 2015년 이후, 비산먼지를 대기오염물질로 정의하고 배출량을 제시해 왔으며 가장 최근의 자료인 그림 1의 2017년 비산먼지 배출량 현황을 살펴보면, 건설공사 및 도로 재비산먼지에 의한 비산 먼지 배출량이 60% 이상을 차지함을 알 수 있다. 따라서 건설공사와 도로 재비산에서 발생하는 비산먼지에 대한 저감 방안/기술과 모니터링 방법에 대한 연구 필요성 증대되고 있다. 도로공사 비산먼지 저감 기술 개발 정부에서는 그림 2와 같이 2013년부터 비산먼지에 대한 정책과 매뉴얼 등을 통해 비산먼지 관리를 시행 중이며 지속적으로 강화하고 있다. 특히, 지난 2019년부터 겨울철(12월~3월)을 미세먼지 고농도 기간으로 지정하여 집중적으로 미세먼지 및 비산먼지 관리를 시행하고 있다. 비산먼지를 저감하기 위해서는 미세먼지의 전구물질인 NOx, SOx 및 미세먼지(PM10, PM2.5) 등을 상시로 감소시킬 수 있는 기술 확보가 시급히 요구된다. 도로포장공사는 대부분 인구, 교통량, 산업이 밀집되어 있는 서울 등 도심지를 중심으로 진행되고 있으며, 신설보다는 유지보수와 관련되어 있어 생산-시공 단계에서 비산/재비산먼지 발생율이 높고, 포장된 도로에서 발생되는 재비산되는 비산먼지의 많은 부분을 차지하고 있다. 이를 위해 도로포장 전주기 비산먼지 저감 기술은 2019년부터 2023년까지 5년간 국토교통과학기술진흥원의 국가연구개발사업인 「도로 미세먼지 저감 기술 개발 및 실증연구」의 세부과제로서 한국건설기술연구원 외 14개 기관에서 수행하고 있다. 연구단 사업 참여를 통해 ‘생산단계 비산먼지 30% 이상 저감(Nox 등 전구체 저감 포함), 시공/운영단계 10% 이상 저감’을 목표로 그림 3과 같이 도로포장 전주기(생산단계, 시공단계, 운영단계)의 비산먼지 저감 기술 개발을 수행하고 있다.그간의 연구를 통해 플랜트 내 설비(연소기, 집진설비 등), 친환경 비산먼지 저감제, 보도용 비산먼지 제거 차량(시작품), 도로포장 비산먼지 발생량 시험기 등을 개발하였다. 또한, 개발기술의 현장 시범 사업, 제도화, 타부처 연계 등을 통해 실용화에 대한 구체적인 계획을 수립하고 있다(그림 4 참조). 특히, 포스코 건설에서 개발한 친환경 비산먼지 저감제의 경우, 실리케이트 하이브리드계 폴리머와 식물성 야자유 기반 역학성능 및 환경성능을 증진시킨 신규 배합기법을 제안하여 개발된 비산먼지 저감제로, 세계최고제품대비 경제성 80% 절감, 비산먼지 저감 손실률 2.54배 수준이 개선되었다. ㈜대일텍에서 개발한 보도용 비산먼지 제거차량은 소형화, 고압 살수, 무선 컨트롤러 조종 등의 기능을 갖추고 있으며 현재 서울시 협조를 통해 운영 중인 보도에서 검증을 시행하고 있다. 한국도로 공사 도로교통연구원에서 개발한 도로포장 비산먼지 발생량 시험기의 경우, 타이어와 포장재료를 직접 마모시켜 발생되는 비산먼지를 측정하는 장비로, 타이어 마모 저감 기술 개발에 기반이 되는 장비이다(그림 5 참조). 생산단계(플랜트)에서는 도로포장 재료 생산 설비별 비산먼지 저감 기준 법제화를 통해 비산먼지를 저감하고 전구체(NOx) 저감 기술의 국가 기준 및 제도를 추진하여 국내 시장에 적용 및 활성화를 진행하고 시공단계에서는 도로포장 공사에서 발생하는 비산먼지를 저감 할 수 있는 요소기술, 제품, 가이드라인 등을 제시한다. 운영단계에서는 보도 및 도로노면의 비산먼지를 저감할 수 있는 제품, 운영방법 등을 개발한다. 본 연구단은 생산단계에서 시공 및 운영까지 각 단계별로 발생되는 비산먼지 저감 기술과 비산/재비산먼지 배출량을 측정할 수 있는 시스템을 개발하는 것에 목표를 두고 있다. 맺음말 최근 서울시는 자치구 6곳(서초구, 은평구, 중구, 금천구, 동작구, 영등포구)을 미세먼지 집중관리구역으로 지정하고, 지정된 미세먼지 집중관리구역에 대해 지역주민이 체감할 수 있고 실효성 있는 다양한 미세먼지 저감·보호 방안을 마련하고 있다. 이처럼 도심부 도로에서 발생하는 미세먼지는 도로변을 걷는 보행자와 차량 운전자의 건강에 직접적인 영향을 주는 심각한 환경문제로 자리매김하였다. 본 연구를 통해 도로포장 전주기(생산-시공-운영)에서 발생하는 비산먼지를 저감시켜 도로변의 대기환경을 개선하고 보행자들의 먼지로 인한 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다 인프라안전연구본부 게시일2021-02-23 조회수 268
• [공간의 과학] 녹색 지구를 지키는 새로운 건축문화 녹색 지구를 지키는 새로운 건축문화 지구온난화, 기후변화 등 점차 심각해지는 환경문제는 현인류가 해결해야할 가장 큰 과제이다. 지속가능한 지구를 만들기 위한 노력은 모든 경계를 초월해 다양하게 시도되고 있다. 건설 분야 역시 건축을 할 때 환경오염을 줄일 수 있는 공법을 선택하고, 친환경적으로 관리할 수 있는 방안들이 제시되고 있다. 지구를 먼저 생각하고 지켜나가기 위한 녹색건축 역시 주목받고 있다. ▲ 녹색건축연구센터 수석연구원 서성모 ▲ 전임연구원 윤요선 ▲ 전임연구원 김유진 지속가능한 지구를 위한 건축 세계적으로 에너지 고갈, 온실가스 저감과 기후변화에 대한 관심이 높아지면서 선진국을 중심으로 지속가능건축물에 대한 필요성이 제기되었다. 이런 시류에 따라 건물의 에너지 사용과 CO2 배출 저감 등을 통해 건축물에 대한 환경부하를 줄이고 환경성능을 향상시키기 위한 인증제도가 도입되었다. 바로 녹색건축인증제도다. 녹색건축인증제도는 ‘건축물에 대한 친환경성’을 종합적으로 평가하는 국내 유일의 평가시스템으로 건축물의 친환경성을 정량적으로 평가하여 자연친화적 건축물의 활성화를 도모하고 있다. 또한 향후 모든 건축물의 설계, 시공, 운영 및 유지관리, 폐기까지 라이프사이클에서의 환경에 대한 피해가 최소화되도록 계획하는 것을 목표로 하고 있다. 한국건설기술연구원 녹색건축연구센터는 국토교통부로부터 녹색건축인증에 관한 운영업무를 위임받아 운영기관으로 역할를 수행하고 있다. “녹색건축연구센터에서는 녹색건축인증제도와 관련하여 실제 인증심사업무를 수행하는 10개 인증기관의 관리와 심사결과 검토에 관한 업무를 담당하고 있습니다. 제도를 운영하면서 발생하는 기준상의 문제점이나 운영상의 개선사항을 정리, 반영하는 연구를 병행하고 있고, 이를 통해 법제도의 개정과 기존기술의 발전을 모색하는 역할도 수행합니다.” 우리나라의 녹색건축인증제도는 2000년 친환경건축물 시범인증 운영 후 2002년 공동주택을 대상으로 ‘친환경건축물 인증제도’가 런칭하였고, 2013년 녹색건축물 조성지원법 제정에 따라 ‘주택성능등급표시제도’와 통합하고 명칭을 개편하여 현재 ‘녹색건축인증제도’로 운영되고 있다고 한다. “녹색건축인증은 국가에서 운영하는 인증제도로 공공건축물 3,000㎡ 이상이면 의무적으로 인증을 취득하여야 합니다. 공공주택의 경우에도 500세대 이상의 공동주택은 인증을 받아야 합니다. 그래서 일반적으로 접하는 지역 공공청사는 녹색건축물이라고 볼 수 있고, 대단지 공동주택들도 모두 녹색건축물이라고 볼 수 있습니다. 아파트 정문에 있는 기둥에서 녹색건축인증과 관련된 현판을 쉽게 만나보실 수 있습니다.” 케냐에 수출된 녹색건축인증제도 녹색건축연구센터의 대표적인 연구성과는 매년 개정되는 법령이다. 우리나라의 녹색건축인증제도는 우리나라의 건축과 시장 특성을 반영하고 있을 뿐만 아니라 기술 수준, 제도 운영 등에 있어 미국, 영국, 독일 등 세계 선진국의 녹색건축인증과 어깨를 란히 하는 세계 최고 수준의 녹색건축인증 선도 제도라고 할수 있다. 최근에는 케냐에 녹색건축인증(G-SEED Kenya)를 수 출함으로써 그 우수성을 다시 한 번 입증했다. 케냐 과학기술원은 한국과학기술원(KAIST)이 참여하여 교육과 연구프로그램을 냐에 전수하는 것을 목적으로 한국수출입은행의 대외협력기금(EDCF)를 통해 추진된 ODA 사업이다. “우리나라와 케냐의 가장 큰 다른 점은 기후입니다. 우리나라는 계절이 있어 월별온도차가 크게 나타나지만 케냐의 경우 연평균 20~30도 정도로 온화한 기후를 가지고 있어 난방이 필요 없다는 점이 가장 큰 차이점이었습니다. 녹색건축인증제도를 적용하기 위해서는 기후에 영향을 받는 인증항목을 정립하는 것이 중요한데, 실제 케냐의 과학기술원을 설계하고 있는 설계사무소와 께 검토하여 케냐의 기후환경에 맞는 항목을 적용하였습니다.” 리나라의 녹색건축인증제도가 다른 나라로 수출된 것은 케냐가 처음은 아니다. 2016년 베트남 과학기술연구원(V-KIST)에도 용된 사례가 있다. 2016년도에 우수등급으로 예비인증을 받았고, 현재 준공이 거의 완료되어 내년에 본인증을 앞두고 있다. 한국국제협력단(KOICA)의 ODE사업으로 국내 설계사가 참여하여 행하고 있다. “케냐와 베트남의 사례를 통해 해외에 지어지는 국내 건축물에 대한 인증제도를 시작으로 현지에서 지어지는 건물도 국내 녹색 건축 인증을 받을 수 있는 효과를 기대할 수 있습니다. 또 국내 자재를 도입하였을 경우, 국내 자재와 기술에 대한 수출 등 국내 기업의 해외 진출을 위한 발판으로서의 역할을 기대할 수 있습니다.” 녹색건축인증제도 연구팀은 녹색건축인증제도는 전 세계 인류의 생존과 직면한 환경문제 해결에 가장 직접적으로 기여하는 방안이라고 이야기한다. 녹색건축인증제도는 건축물의 내·외부, 건축물 계획 초기단계부터 사용단계까지 평가할 수 있는 제도인 만큼 건축물의 친환경성을 평가하여 지구환경에 미치는 영향 감소, 거주자의 쾌적성 향상, 에너지 및 자원절약과 같은 효과를 기대할 수 있다고 한다. “본 제도는 국가 건설시장의 경쟁력과 기술수준을 향상시키는 국가 주도의 동력모델로 2002년 시행 이후 녹색건축자재 시장의 활성화, 지역 생태환경 조성, 실내 쾌적지수 향상 등 다양한 분야의 기술발전에 기반이 되었습니다. 또한 미래에는 스마트하우징, 4차산업 혁명 및 디지털경제 전환에 맞춘 주거생활 시스템조성 등 새로운 건축문화 창조를 뒷받침할 수 있습니다.” 연구자가 말하는 친환경 도시와 미래 친환경시대를 선도할 녹색건축인증제도를 만드는 연구자들이 생각하는 녹색도시는 어떤 모습일까. 서성모 박사는 현재 국내 건설시장은 신축건축에 대한 공간적 제약이 점차 심화되면서 기존 건축물과 기존 도시에 대한 활용 및 그린리모델링 시장의 활성화가 예상된다고 이야기한다. 이에 향후 친환경 도시는 신축도시와 신도시뿐만 아니라 기존 노후 건축물 및 도시에 대한 지역적 역할부여와 재생산을 통해 지구단위적 친환경 도시의 구축이 이루어 져야 할 것으로 본다. “개인적으로는 녹색건축인증 건축물의 가치상승과 신규로 개발되는 기술과 친환경적인 요소들이 부동산 가치에 영향을 미치고, 건축주와 건출물 사용자들이 해당 건축물을 평가하는 기반으로 발전시켜 나가고자 합니다.” 김유진 박사에게 친환경 도시란 단순히 녹색건축인증 건축물의 유무나 녹화 도시가 아니라 미래 첨단화 속에서 사람이 중심인 ‘머물고 싶은 도시’, ‘건강한 도시’의 모습이다. 웰빙 라이프가 생활 속에 자리 잡은 ‘슬로우 도시’ 형태나 도시 자체가 자립적으로 순환할 수 있는 시스템 안에서 시민들이 공감과 참여로 직접 만들어 가는 구조가 이상적인 친환경 도시라고 생각한다. “앞으로는 다양한 인센티브 제공 등으로 녹색건축인증제도가 자율인증에 걸맞게 민간 건축에도 활성화되고, 범국민이 공감하고 필요로 하는 대중적인 제도가 되었으면 합니다. 녹색건축인증 건축물이 대중들의 인식에 ‘건강하고, 안전하게 살기 좋은 지속가능 건축물’이라는 인식을 가질 수 있도록 방향성을 잡고 발전시키려고 합니다.” 윤요선 박사가 생각하는 미래의 친환경 도시는 지속가능한 도시다. 녹색건축인증제도를 받지 않아도 지속가능한 건축물이 지어질 수 있는 사회가 될 수 있다면 미래의 친환경도시가 되지 않겠냐는 견해를 전한다. “현재까지 건축물 사용자에 대한 부분은 상대적으로 덜 고려가 되어왔는데 향후 건축물 사용자의 환경을 위한 연구를 수행하고 싶습니다. 또 지속가능한 사회를 위한 인증제도로 녹색건축인증제도를 발전시킬 수 있도록 연구할 계획입니다.” 현재 녹색건축인증은 국가적 의무사항으로 생각되고 있어 녹색건축인증 요소의 설계적 반영이나 혁신적인 설계가 현실적으로 이루어지지 못하고 있는 실정이라고 한다. 연구팀은 녹색건축인증 설계자들에게 인증제도에 대한 교육을 강화하고 넓혀감으로써, 실질적인 인증제도의 발전 및 설계 반영을 지향하고 있다. 또한 녹색건축인증제도가 신축건축물 위주로 인증이 부여되고 있는데, 향후 그린리모델링, 기존건축물 인증 활성화가 필요한 시점이라고 보고 있다. 해외 인증제도의 경우 국가별로 인증기준을 운영하고 있으나 향후 글로벌 인증제도의 하나로 인증제도에 각 국가별 특성을 담을 수 있도록 연구를 수행하겠다는 포부를 전한다. “아직 달에서 건설할 수 있는 확실한 기술이 개발된 것은 없습니다.기초적인 단계로 진행되고 있습니다. 현재 제안되고 있는 시설은 달 착륙지(landingpad),도로, 운석으로부터 시설을 보호할 수 있는 블라스트월(blastwell)등입니다. 달의 흙을 현실적으로 고형화할 방법이 제안되면 이 기술이 로봇에 탑재되는 형태로 해서 건설이 이루어지지 않을까 생각합니다.” 녹색건축연구센터 게시일2021-02-01 조회수 470
• [R&D Focus] 경제적이고 안전한 건물 외벽시스템 경제적이고 안전한 건물 외벽시스템 ▲ 화재안전연구소 선임연구위원 이태원 ▲ 전임연구위원 김도현 들어가며 얼마 전, 울산광역시 남구에 있는 33층짜리 주상복합 건물에서 큰 불이 났다. 당초 12층 테라스에 있던 에어컨 실외기에서 불이 시작됐다고 알려진 것과 달리, 소방당국은 감식결과 3층 테라스에 깔린 목재 데크에서 불이 시작돼 번진 것으로 판단했다. 한글날이 낀 연휴를 앞둔 늦은 밤 고층 건물에서 발생한 이 불은 때마침 불어 닥친 최대순간풍속 시속 30km의 강한 바람을 타고 소방용 사다리차가 미처 닿을 수 없는 건물 고층부로 삽시간에 번지면서 오랜 시간 동안에 걸쳐 진화에 어려움을 겪었고, 결국 15시간 이상이 지난 다음 날 오후 3시가 다 되어서야 불길을 잡을 수 있었다. 주민 90여 명이 연기를 들이마셔 치료를 받긴 했으나 다행히 주민과 출동한 소방관들의 발 빠르고 적절한 대처로 사망자나 중상자는 없었지만, 자칫 대형 인명피해로 이어질 수도 있었던 아찔한 사고였다. 자료에 따르면, 2020년 1월 기준 30층 이상인 고층 건물은 전국에 걸쳐 4,692동에 달한다. 2016년 말에는 3,266동이었으나 불과 3년여 만에 1,500동 가까이 늘어 증가세가 매우 가파르다. 이들 고층 건물에는 주거용인 아파트가 3,885동으로 가장 많다고 한다. 초고층, 특히 주거용 건물에 대한 화재안전 대책 마련이 시급한 이유다. 이번 화재사고의 가장 큰 특징은 건물 외벽에 설치한 알루미늄 복합패널과 사용된 공법에 있다. 알루미늄 복합패널은 두께가 얇고 가벼우며 시공이 간편해 외관을 중요시하는 주상복합이나 오피스 건물의 외벽 마감재로 널리 쓰이고 있다. 두 장의 얇은 알루미늄 박판 사이에 주로 폴리에틸렌 재질의 충진재(심재, 필러)를 채운 샌드위치 구조의 복합패널은 박판과 충진재를 붙이는 접착제 종류에 따라 다소 차이는 있으나 보통 화재에 취약하며1), 일반적인 생각과 달리 비철 금속인 알루미늄 소재 자체도 화염과 열에 그리 강하지 못하다. 한편, 이번에 불이 난 건물은 2009년에 준공되어 정부의 강화된 30층 이상 건물에 대한 불연 외장재 의무화 규정2)을 적용받지 않았지만, 단열을 위해 복합패널 내부에 설치되는 단열재로 우레탄이나 스티로폼 등 유기성 소재가 아닌 무기소재 제품을 사용한 것으로 알려졌다. 그럼에도 3층에서 발생한 불이 순식간에 33층까지 확산됨으로써 단열재의 가연성이나 불연성 여부에 대한 논란을 무색케 하기도 했다. 이에 대한 원인으로는 여러 가지가 있겠으나, 단열층을 만들기 위해 콘크리트 구조물과 복합패널 사이에 단열재를 설치할 때 생기는 틈과 복합패널 모듈과 모듈 사이의 공간이 화염을 확산시키는 수직관통부 역할을 했을 가능성이 지적될 수 있다. 즉 아래쪽에서 발생한 화염은 패널의 전면부는 물론 뒷면의 굴뚝과도 같은 공간을 타고 위쪽으로 확산되며 충분한 산소의 공급을 받으면서 아무런 저항 없이 패널을 양쪽에서 공격했을 것이다. 물론 이와 같은 공간이 건물의 단열에도 치명적임은 말할나위가 없다. 이 글에서는 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 대안으로, 가능하면 국민이 원하는 싸고 저렴한 단열재를 사용해 날로 강화되는 건물의 단열성능을 확보하는 한편 화재안전 성능도 동시에 충족시키는, 즉 경제성과 안전성을 동시에 만족하는 건물 외벽시스템의 기술개발 내용을 간단히 소개하고자 한다. 1) 폴리에틸렌 수지는 에틸렌을 중합시켜 얻은 열가소성 수지로 일반 가연성 재료보다 열방출률이 3~5배 더 높고, 외국의 한 업체는 1㎡ 폴리에틸렌은 휘발유 3.8ℓ에 해당하는 열량을 가지는 것으로 보고한 바 있다. 2) 정부는 2010년 부산 해운대 오피스텔 화재사고 이후, 고층 건물 화재 위험성에 대비해 2012년 30층 이상 건물에 사용하는 외장재는 잘 타지 않는 제품의 사용을 의무화하는 내용으로 건축법을 개정했고, 2015년에는 6층 이상, 높이 22m 이상의 건축물로 기준을 강화하였다. 현황 및 문제점 최근, 지구온난화에 따른 기후변화 대응과 온실가스 감축을 위한 건물의 고단열화가 지속적으로 추진되고 있다. 이에 따라 정부는 주택 냉·난방 에너지 90% 절감을 유도하기 위해 건물의 단열성능을 선진국 수준으로 강화하고, 2025년 제로 에너지하우스 의무화를 목표로 정책을 추진 중이다. 이러한 정책 강화의 일환으로 국내 단열성능 기준은 지속해서 강화되고 있으며, 이는 건축물에 사용되는 동일 물성치를 갖는 단열재의 두께가 지속적으로 증가되는 것으로 이해할 수 있다. 단열재의 소재로는 크게 유기질과 무기질로 나눌 수 있다. 유기질 성분이 사용되는 유기 단열재는 가격이 저렴하고 높은 단열 효과를 지니며 경량으로 운반 및 시공성이 좋다는 장점이 있으나, 고온과 자외선에 약하고 화재발생시 착화나 유독가스 발생 위험이 높다는 단점을 가지고 있다. 이에 반해 무기 단열재는 유기 단열재에 비해 고온에서 사용이 가능하며 외부의 압력이나 압축 및 다양한 물리적 충격에 의한 유효 두께 감소 현상이 적은 장점이 있지만, 원료 자체가 고가이고 높은 수분 흡수량으로 인하여 우천시 또는 높은 습도의 날씨에 취약하며 단열성능이 떨어질 수 있다는 단점이 있다. 한편, 단열성능이 우수해 지금까지 사용되어 온 건축물 외단열 공법으로는 크게 알루미늄 복합패널 등으로 마감하는 건식공법과 드라이비트로 대표되는 습식공법을 들 수 있다. 먼저, 습식공법은 단열재 위에 메시(그물망)와 모르타르(시멘트 회반죽)를 덮고 도료로 마감하는 방식으로, 건설공사에서 매우 오래전부터 사용되고 있는 현장 생산적인 전통적 방식이다. 접합부의 강성이 비교적 우수하고 다양한 외관 표현이 가능하다는 장점이 있으나, 현장작업이 복잡해 숙련된 인력에 의존도가 높고 건축물의 자중이 크며 공사기간이 상대적으로 길고 장마철과 빙점 이하의 동절기에는 작업이 어렵다는 단점이 있다. 또한 일단 외벽에 옮겨붙기만 하면 불이 급격히 상부로 확산된다는 안전성 측면의 문제점이 지적될 수 있으며, 제천 스포츠센터 화재가 대표적인 사례다. 한편, 건식공법은 콘크리트나 미장 재료 등 경화를 필요로 하는 재료를 사용하지 않고 바로 조립하는 공법을 통칭한다. 즉 습식공법의 문제점을 개선시킬 수 있는 공법으로, 공업화에 의한 대량생산 및 기계화 시공에 의한 현장 작업 단순화의 특성을 가지고 있다. 따라서, 대량생산과 이로 인한 원가절감이 가능하며 건축물의 자중을 줄일 수 있는 장점이 있지만, 구조적으로 접합부의 강성이 습식공법에 비해 상대적으로 낮으며 건축물 외관이 획일적일 수 있다는 단점도 지니고 있다. 또 이 방식도 개구부 등을 통해 화염이 전파되어 알루미늄 외피가 용융되고 가연성 심재가 화염에 노출되면 삽시간에 화염이 안쪽으로 침투해 중공층을 따라 인접패널로 급격한 확산이 진행된다. 이때 중공층은 화염의 통로 역할을 해 화재가 고층부로 급격히 확산되는데, 대표적 사례로 영국 그렌펠타워와 두바이 토치타워 그리고 최근의 울산 주상복합 건물 화재사고를 들 수 있다. 경제성과 안전성 동시 확보 외벽시스템 먼저, 그림 3은 알루미늄 복합패널을 이용한 기존 공법인 모듈형과 일체형의 단면도를 보였다. 단열재 종류에 관계없이 모듈형 공법의 경우에는 모듈과 모듈 사이의 중공층이 생기며, 결국 열교현상(Heat bridge)의 발생으로 단열성능이 떨어진다. 또한 화재발생 시 이 공간이 통로로 작용해 외부의 산소를 공급함으로써 화염을 인접 모듈로 확산시키는 연돌효과(Chimney effect)가 발생해 안전에 매우 취약해지는 결과가 초래된다. 만약 이 구조에 유기질 단열재가 사용된다면 그 결과는 상상을 초월할 것이다. 또 일체형 공법에 무기질 단열재를 설치한다 해도 중공층의 영향으로 알루미늄 복합패널 만으로 화재안전을 확보하기엔 부족함이 크다. 이와 같은 문제점을 해결하고 단열 성능과 화재안전 성능을 동시에 만족하면서도 경제적인 건물 외벽시스템을 개발하기 위해 다음과 같은 조건을 설정하였다. 불에 가장 취약한 유기질 단열재(EPS) 사용 국내에서 가장 가혹한 중부1지역 주거용 건물 단열기준 적용 세계 최고수준의 외장재 화재안전 성능기준(BS 8414) 적용 국제 공인시험기관 성능 검증, 확인 그림 4는 본 연구를 통해 개발한 KICT FB(Fire Barrier) 공법의 개념 및 단면도를 도시한 것(이태원 등,2019)으로, 기존 기술과의 차이를 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저 원천 소재기술인 난연성 플라스틱 제조기술을 활용해 충진재 즉 심재를 준불연 성능으로 개선해 국외 A2 등급의 성능을 확보한 알루미늄 복합패널을 사용하였다. 또한 우레탄 소재의 기능성 발포패드를 사용해 모듈 사이의 중공층 공간을 채움으로써 열교현상을 구조적으로 차단하고, 건물 외벽 화재 발생시 가연성 단열재 및 중공층을 통한 수직 화재확산 원인을 근본적으로 제거하기 위해 단열재와 패드 등을 기능성 열발포성 시트로 보호하는 화재확산 방지구조를 채택하였다. 이후 실험을 통해 취약한 알루미늄 복합패널에 대한 보완책도 적용하였다. 그림 5는 개발 기술의 적용에 따른 단열성능 확인을 위해 전산 프로그램을 사용한 시뮬레이션과 열관류율 실험 수행결과를 도시한 것이다. 기존 기술에 비해 개발 기술을 적용했을 때 열관류율이 낮아지고, 성능이 개선된 복합패널이 기존의 제품보다 단열성능이 좋음을 볼 수 있다. 또 단열만의 측면에서는 쉽게 예상할 수 있는 바와 같이 일체형이 다른 모듈형보다 성능이 우수함을 보여주고 있다. 결과적으로 중부 1지역(주거용 건물)의 단열기준을 만족하는 단열성능을 확보하였다. 그림 6은 본 연구를 통해 개발한 소재와 구조 및 공법을 적용한 알루미늄 복합패널 외벽시스템에 대한 실규모 화재실험 모습을 보인 것이다. 성능 비교를 위해 기존 기술을 적용한 외벽 시스템에 대한 실험도 병행해 수행하였다. 화재실험은 국제적으로 널리 인정받고 있을 뿐만 아니라 국내에서도 한국산업규격이 제정되는 등 도입이 추진되고 있는 BS 8414 규격을 기반으로 하였다. 또한 체계적인 검증을 위해 BS 8414 인증시험을 수행하고 있는 국제공인기관인 영국 건축연구소(BRE,Building Research Establishment)의 교차시험을 통해 성능을 검증하였다. 그림 7은 기존 기술과 개발 기술을 각각 적용했을 때 실험개시 후 시간에 따른 부위별 온도변화를 비교 도시한 것으로, 기존 기술 적용시에는 채 5분이 지나지 않아 성능기준(BR 135)인 15분에 훨씬 미치지 못한 채 실험을 종료했으나, 개발 기술 적용시에는 23분 22초 동안 화재확산을 지연시킴으로써 성능기준을 훨씬 초과3)한 결과를 보여주었다. 3) 개구부로부터 2.5미터 지점(Level 1)에서 200℃를 30초 동안 유지한 시간(ts)으로부터 개구부로부터 5미터 지점(Level 2)의 온도(Ts)가 15분 동안 600℃를 30초 이 상 초과하지 않을 것. 그림 8은 본 연구에서 개발한 기술과 공법을 국내외 여러 복합패널 제품에 적용했을 때 화재안전 성능을 비교 도시한 것이다. 개발 기술을 국내 제품과 외국 제품에 적용해 국제 성능기준 대비 각각 267% 및 292%의 화재안전 성능이 향상되었고, 그 결과로 외국의 제품은 성능기준을 만족하였으나 국내제품은 기준 이상의 성능은 얻지 못했다. 여기서 ‘보완 I’과 ‘보완 II’는 실험과정에서 파악된 당초 제안 기술의 문제점들을 보완하는 보호대책을 추가한 경우이다. 성능이 개선된 알루미늄 복합패널에 당초 제안기술만을 적용한 경우에는 성능기준을 만족하지 못했으나, 보호대책을 추가 적용함으로써 성능기준을 크게 웃도는 결과를 얻을 수 있었고, 더욱 개선된 성능을 얻기 위한 연구를 계속 진행하고 있다.한편, 이상의 결과를 토대로 개발 기술의 실용화를 위한 복합패널 생산모듈 결정과 개구부 등 연결부위 공법 개발, 경제성검토 등을 위한 표준 모델 제작 및 현장적용에 관한 연구를 수행하고 있다. 맺음말 최근, 기후변화와 지구온난화 대응 차원에서 정부는 온실가스 감축을 위한 건물의 단열성능을 지속적으로 강화해왔고, 이에 따라 에너지 소비절약에 매우 효율적인 외단열 공법을 채택하는 비율이 크게 증가해 왔다. 하지만 단열성 및 경제성과 안전성의 편익이 상충하는 현실에서 만약 설마 하는 확률적 판단이나 경제적인 관점이 앞선다면 안전성의 포기로 이어져 결국 걷잡을 수 없는 인명과 재산 피해를 피할 수 없음을 우리는 경험하고 있다. 하지만 정부가 제시하는 화재안전 기준은 최소한의 규정에 불과하다. 국민은 정부의 규정이나 기준만 만족하면 된다는 안이한 생각을 버리고 소중한 생명과 직결되는 안전설비에 투자를 게을리 해서는 안된다. 하지만 더욱 중요한 것은 소비자가 원하는 기술과 제품이 개발, 공급되어야 한다. 이러한 취지에서 가격이 저렴한 단열재를 사용하면서도 건물의 단열성능과 화재안전 성능을 동시에 충족시키는 경제적인 건물 외벽시스템의 기술개발은 시의적절하다는 생각이다. 정부의 규제를 넘어 소비자의 요구를 충족하는 기술과 제품의 공급이 활성화되는 계기가 되기를 기대해본다 화재안전연구소 게시일2021-02-01 조회수 472
• [글로벌 프로젝트] 세계 최고의 경쟁력으로 캄보디아 국토 인프라 발전에 기여 세계 최고의 경쟁력으로 캄보디아 국토 인프라 발전에 기여 한국건설기술연구원이 한-캄 건설기술연구센터 건립에 대한 사업 추진을 위한 현지 타당성 조사를 진행했다. 한-캄 건설기술연구센터(K-CICT) 건립은 동남아시아의 경제 성장 부흥과 신 남방정책의 일환으로 건설기술의 발전과 국내 건설사의 진출 지원을 위한 미래 발전 사업이다. ▲캄보디아 수도 프놈펜이 독립기념비(វិមានឯករាជ្យ) 캄보디아 정부 국토 인프라 건설 관리 효율화 지원 요청 캄보디아 정부는 지난 2016년 캄보디아 프놈펜에서 개회 한 KICT 기술 설명회 이후 2017년 공공교통사업부와 한국건설기술연구원 간 MOU 체결에서 도로건설 품질관리 및 검증/인증 평가를 위한 공인 전문 기관 설립에 대해 한 국정부의 지원을 요청했다. 이에 한-캄 건설기술연구센터 (K-CICT) 건립이 추진되었고, 한국건설기술연구원은 한국의 과학적, 기술적 정보 및 경험을 바탕으로 중장기 협력 강화, 인력 및 기술 교류, 연구 장비 및 시설물 활용, 국제 공동연구 추진에 협조하기로 하였다. 캄보디아는 지역 간 경제교류 활성화 및 건설 기술 발전을 통해 국민의 삶을 향상시키기 위한 기반 시설인 도로 인프라 확장 및 기존 도로 개량 사업에 도로 건설 시공 및 유지 관리에 집중하고 있다. 하지만 캄보디아 정부에서는 체계적인 도로 건설 시공관리 및 품질 관리를 위한 건설재료 인증, 시공관리 기술, 성능평가 능력 부족으로 인해 도로 파손이 조기에 발생하고 있다. 또한, 조기에 발생한 도로 파손에 대한 원인 규명 및 문제점 해결 능력이 부족하여 도로 인프라 확장에 큰 장애요인으로 작용하고 있다. 따라서 캄보디아 국토 인프라 건설 관리 효율화를 위해 도로 건설 시공 및 관리 체계를 마련하기 위한 캄보디아 국토 인프라 건설기술협력센터 설립의 필요성이 대두되었 다. 캄보디아는 국토 인프라 건설기술협력센터 설립을 통한 국가 공인 실험실 구축 및 현장 조사 장비 공여를 통해 건설재료 평가/인증부터 건설 인프라 시공 및 유지관리까지 업무를 담당할 수 있는 체계적인 조직 구성 및 운영이 필요하게 되었다. 국내 건설사의 진출 지원을 위한 미래 발전 사업 한-캄 건설기술연구센터(K-CICT) 건립은 동남아시아의 경제 성장 부흥과 신 남방정책의 일환으로 건설기술의 발전과 국내 건설사의 진출 지원을 위한 미래 발전 사업이 다. 캄보디아 건설기술의 새로운 발전 및 낙후된 건설 자재, 생산 설비, 제도의 개선, 전문 인력 양성이 국가적 목표와 동시에 달성해야 할 과업이라 할 수 있다. 캄보디아는 현재 우리나라의 1970년대와 비슷한 환경과 제약조건을 가지고 있다. 우리나라가 경부고속도로 건설'의 성공적 근대화를 이룬 경험을 토대로 한-캄 건설기술연구센터(K-CICT)를 추진 하고 있다. 한-캄 건설기술연구센터(K-CICT)는 캄보디아의 현재 상황과 21세기 경제발전의 근간으로 미래지향적인 연구센터, 동남아와 세계를 연결하는 연구센터, 인력과 개술 개발을 상징 할 연구센터 구축을 목표로 하고 있다. 우리나라는 과거 캄보디아와 같이 빈곤국으로서 국토 인프라 건설에 매우 취약한 상황을 성공적으로 극복한 경험이 있다. 이러한 국토 인프라 건설 과정에서 축척한 경험을 바탕으로 캄보디아 정부에서 직면하고 있는 국토 인프라 건설 발전의 장애를 해소할 수 있는 솔루션을 제안하고 시행착오를 줄임으로서 단시간에 캄보디아 국토 인프라 발전에 기여 할 것으로 기대하고 있다. 한국건설기술연구원은 국토 인프라 전반에 대한 기술개발, 평가, 관리 및 인증 등을 수행하는 국내 유일의 건설 기술 분야 정부출연 연구기관이다. 지난 30년 이상의 국토 인프라 발전에 기여한 한국건설기술연구원의 기술 경쟁 력은 세계 최고이며 다양한 실험 인프라 및 전문 연구 인력은 본 사업을 수행하기에 가장 최적화되어 있다. 또한 건설 품질, 교량, 도로, 지반, 터널, 수자원/하천, 건설 환경 등 국토 인프라 모든 분야에서 약 800여 명의 연구진이 학문적 경험과 실무 노하우를 보유하고 있다. 캄보디아 공공교통사업부(MPWT)와 KICT 합동 T/F팀 운영 본 연구에서는 연구 성과를 효율적으로 도출하기 위하여 캄보디아 공공교통사업부(MPWT)와 KICT가 합동으로 T/F팀 운영을 하여 「한-캄 건설기술연구센터(K-CICT) 건립 기본 계획」 타당성 조사를 실시하고, 도로 유지보 수 및 관리에 대한 협력 강화 프로그램 운영 교육 계획, 아스팔트 포장에 대한 배합 설계, 품질 관리 강화를 위한 국제 공동연구 추진, 사용자 교육 등에 대하여 공동으로 협의하였다. 최근 캄보디아는 경제성장과 건설 시장 활성화로 기후, 교 통, 중대형 차량의 운행으로 도로 포장 파손인 균열, 소성 변형, 포트홀과 같은 현상이 많이 발생되어 국민의 삶의 질을 떨어트리고 있다. 하지만 공공교통기술부(MPWT)는 이러한 현상을 해결 할 수 있는 전문 인력과 기술 규정, 품질 평가 장비가 매우 부족하여 평가가 어렵다. 이러한 것을 해결하기 위한 건설 연구센터를 꼭 필요로 하고 있으며, 건립되기를 원하고 있다. 다양한 국토 인프라 건설 분야 가운데, 한-캄 국토 인프라 건설기술협력센터 설립은 캄보디아 정부의 우선 협력 분야인 도로 건설 분야를 1단계 설립으로 추진 중에 있다. 이를 통해 효율적인 도로 건설 시공관리 및 품질관리를 위한 건설재료 인증, 시공관리 기술, 성능평가 및 검증 체계 구축을 통한 건실한 도로 인프라 제공을 통한 국민 편의를 제공할 예정이다. 또한 캄보디아 현지 도로 인프라 건설 분야 전문기관 및 전문 인력 양성을 통해 독립적 도로 인프라 파손 원인 규명 및 문제점 해결로 건실한 도로 인프라 구축 기회가 제공될 것으로 기대하고 있다. 본 사업은 도로 건설 관리 체계 개선 및 최적화 ▷도로 건설 기준 개선 및 개정 지속가능 자립형 한-캄 국토 인프라 건설기술협력센터 설립 한-캄 국토 인프라 건설기 술협력센터 시범운영을 통한 자립화 현지 전문가 역량 강화 등 크게 5가지 세부분야로 구성된다. 본 사업은 캄보디아 정부의 선제적 요청으로 캄보디아 국토 인프라 건설 향상을 위해 캄보디아 공공교통사업부 내 에 지속가능 자립형 한-캄 국토 인프라 건설기술협력센터 설립 추진을 목적으로 하는 사업이다. 다양한 국토 인프라 건설 분야 가운데, 한-캄 국토 인프라 건설기술협력센터 설립은 캄보디아 정부의 우선 협력 분야인 도로 건설 분야를 1단계 설립으로 추진을 계획하고 있다. 캄보디아 건설 발전을 주도할 수 있는 연구센터 구축 기대 본 사업은 캄보디아 고속도로 및 일반국도 신설, 확장 및 개량 공사 사업과 연계 가능성도 기대되고 있다. 2020년 까지 프놈펜-시하누크빌 사이 190km 고속도로 건설 공사를 시작으로 2025년까지 프놈펜 외곽 순환고속 도로 개량 공사를 추진할 예정이다. 캄보디아는 경제 성장 및 국민 삶의 질 향상을 목적으로 국토 인프라 가운데 특히 신설 고속도로 건설, 기존 국도의 확장 및 개량 공사를 진 행하고 있다. 하지만 도로건설 시공 및 유지관리 전문기관 과 효율적 도로 건설 관리 체계가 전무하다. 따라서 도로 건설 시공 및 유지 관리 체계 미흡, 도로 건설 품질관리 미흡 및 공무원 역량 부족으로 부실한 도로 건설로 인해 빈번하게 조기 파손이 발생하고 있는 상황이다. 본 사업은 캄보디아 정부에서 직면하고 있는 도로 건설 품질 확보를 위해 건설기술센터 설립을 요청한 것으로 캄보디아 내 도로 건설 사업과 연계를 우선적으로 추진할 것으로 기대하고 있다. 이를 통해 캄보디아의 도로 건설에 있어 체계적인 관리, 지속 가능한 도로 인프라 성능 향상에 기여하고 도로 파손 문제점 원인 분석 및 맞춤형 해결 방안을 제시해 지속가능 자립형 건설기준센터 운영이 가능 할 것으로 보고 있다. 한-캄 건설기술연구센터(K-CICT) 건립은 동남아시아의 경제 성장 부흥과 신 남방정책의 일환으로 건설기술의 발전과 국내 건설사의 진출 지원을 위한 미래 발전 사업으로 기대할 수 있다. 또한 캄보디아 건설기술의 새로운 발전 및 낙후된 건설 자재, 생산 설비, 제도의 개선, 전문 인력 양성이 국가적 목표와 동시에 달성해야 할 과업이라 할 수 있다. 한국건설기술연구원은 본 연구를 통해 신흥국의 건설기술 선진화 및 인적 역량 강화 수요 등에 부응하고, 우리 기업의 해외 진출에 기여할 예정이다. 인프라안전연구본부 선임연구위원 곽종원 / 인프라인전연구본부 수석연구원 임재규 인프라안전연구본부 게시일2020-07-22 조회수 1649
• [사업화 유망기술] 삶의 질을 향상시키는 휴먼 스마트 홈 시대를 열어간다 삶의 질을 향상시키는 휴먼 스마트 홈시대를 열어간다. 온실가스, 미세먼지 등 유해물질이 늘어나면서 날이 갈수록 환경은 열악해지고 있다. 우리나라는 2030년까지 온실가스를 37% 감축할 것을 의무화하며, 특히 건축물 부문에서 32.7% 감축을 목표로 제로에너지빌딩산업을 적극 육성하고 있다. 'IoT 기반 스마트 열 회수 환기시스템' 연구과제는 이 같은 정부 방침에 부합해 제로에너지 1등급 주택을 개발하기 위한 취지로 진행됐다. ▲ 국민생활연구본부 선임연구위원 조동우 환기부분 에너지를 줄이는 것이 급선무 내년부터 연면적 1000m2이상 공공건축물은 자체 생산 한 에너지로 에너지 소비량을 충당할 수 있는 제로에너지 건축이 의무화된다. 이어 2025년에는 500m2이상 공공건 축물과 1000m2이상 민간건축물, 그리고 30세대 이상의 공동주택으로 확대되고, 2030년부터는 500m2 이상 모든 건축물을 제로에너지 건축물로 시행해야 한다. 정부는 2030년까지 신축 건축물의 70%를 제로에너지화하여 550만 톤의 온실가스를 감축, 500MW급 화력발전소 5곳 을 대체할 수 있는 에너지를 절감한다는 방침이다. 제로에너지건축은 단열재, 이중창 등을 적용해 외부로 손실되는 에너지양을 최소화하고, 신재생에너지를 활용해 냉, 난방 등에 사용되는 에너지로 충당해 에너지소비를 최 소화할 수 있는 기술을 적용한 공법이다. 정부가 추진하는 제로에너지주택 로드맵에 따라 지난해부터 공동주택 단열기준이 패시브하우스 수준으로 강화되었으나, 환기 부문 에너지는 상대적으로 늘게 돼 난방에너지 소모량의 40%를 차지하는 것으로 나타났다. 패시브하우스 제로에너지주택은 고기밀, 고단열로 건물을 짓기 때문에 실내공기 오염이 문제점으로 부각될 수밖에 없어요. 따라서 무엇보다 환기가 중요한데, 환기에 필요한 에너지 손실이 제일 큰 만큼 이를 줄이기 위해 열회수 환기시스템이 필요합니다.” 열 회수 환기시스템을 설치하는 이유는 환기에 들어가는 에너지를 절약하기 위함에 있다. 이미 지어진 기존의 제로 에너지주택에도 환기에너지 절약을 위해 열 회수 환기시스템이 보급되어 있으나, 팬 동력에 의한 전력소비량 증가, 소음발생, 소비자 인식 부족 등으로 이에 대한 사용은 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이를 개선하기 위한 방안으로 'IoT기반 스마트 열 회수 환기시스템'에 대한 현 구가 이루어졌다. 공기청정과 제습기능을 장착한 올인원환기시스템 "미세먼지에 대한 국민적 관심이 커지면서 실내공기 질에 대한 중요성이 부각되고 있습니다. 2010년 이후 지어진 많은 민영아파트에 환기시스템이 보급돼 있지만, 입주자들이 잘 모르거나 알아도 사용하지 않는 경우가 많습니다. 소음으로 인해 시끄럽고 또 전기요금에 대한 부담 역시 무시할 수 없는 요인이었습니다. 비싼 예산을 들여 설치한 환기시스템이 소비자로부터 외면을 받는 것이 안타깝다는 생각이 들었습니다.” 조동우 선임연구위원은 궁극적으로 제로에너지 1등급 주택을 개발하는 것을 목표로 삼고, 소음이나 전기료 부담 없이 누구나 편리하게 사용하는 에너지절약적인 시스템을 개발하고 싶었다고 한다. "미세먼지가 사회적 이슈로 부각되면서 요즘 공기청정기가 필수 가전제품으로 자리잡아가고 있습니다. 같은 원리로 건물을 짓는 단계부터 공기가 들어오는 통로에 고성능 필터를 설치하면 공기청정기와 동일한 효과를 가질 수 있습니다. 또한 제습기 사용도 급증함에 따라 제습 기능까지 포함된 시스템을 개발, 일체화된 환기시스템을 신축 공동 주택에 보급하자는 것이 우리가 연구를 시작하게 된 배경 입니다.” 조동우 선임연구위원이 개발한 IoT기반 스마트 열 회수 환기시스템은 스마트디퓨저, 스마트콘트롤러, 스마트환기 유닛의 세 구조로 나뉘는데, 이들은 전천후 시스템이라 해 도 무방하다. 겨울철에는 난방열교환모드, 여름철에는 냉 방열교환모드, 봄, 가을에는 외기냉방모드, 우기에는 제습 모드, 미세먼지가 심한 기간에는 공기청정모드 등 사계절, 365일 대응이 가능한 까닭이다. 수직형 환기유닛과 현열 교환기, 필터함, 결로 드레인등의 설비를 통해 유지관리의 편의성을 높였고, 소음기 설치로 소음을 저감시키는 효과를 주었다. 이밖에도 기존의 환기시스템이 전체 세대에 동일하게 공급하는 반면 스마트환기시스템은 거주자의 생활패턴에 따라 각 실별, 세대별로 선택이 가능하다. 스마트콘트롤러와 스마트디퓨저, 스마트환기유닛, 스마트폰 간에 인터랙티브 제어 기능이 있어 언제, 어디서나 제어가 가능하다는 장점이 있다. '사람'을 위한 스마트 홈, 스마트 기술 스마트 홈 시대를 맞아 가전제품을 비롯한 집 안의 모든 장치들을 하나로 연결해 모니터링하고 제어할 수 있는 기술이 개발되었다. 이런 시대적 분위기에 부합해 조동우 선 임연구위원은 IoT기반 스마트 열 회수 환기시스템으로 공 기청정과 제습기능을 통합한 시스템을 개발했고, 향후 가습 기능까지 첨가해 하나의 시스템 안에서 모든 것을 할 수 있도록 하는 연구를 이어나갈 계획이다. "국민생활연구본부가 수행하는 연구과제들은 국민들의 삶의 질을 향상시키는데에 목적이 있습니다. 환경, 건강, 에너지, 편의성, 그리고 사용자들이 어렵지 않게 시스템을 유지, 관리되도록 하는 제로에너지주택이 바로 스마트홈이 아닐까 생각합니다.” 앞으로도 꾸준한 연구개발을 통해 가전제품을 통합한 일 체형시스템 도입으로 비용 절감은 물론 유지관리의 편의성을 도모하는 것이 조동우 선임연구위원이 지향점으로 삼고 있는 계획이자 목표이다. 지금까지 연구개발한 기술이 초창기에는 개발비용 등으로 고급형 주택에 우선적으로 도입되겠지만 점차 보급형으로 더 많은 공공주택으로 확대될 것으로 예상돼 제로에너지주택 정착에 일조할 것으로 기대된다. 조동우 선임연구위원은 앞으로도 '사람'이 중심이 되는 연구, 일상생활에서 느끼는 가려운 부분들을 긁어주는 연구를 통해 편리하고 안전하며 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트한 기술 개발을 통해 휴먼 스마트 홈을 만들어가고 싶다는 바람을 전한다. 국민생활연구본부 게시일2020-07-22 조회수 1369
• [KICT의 미래를 만나다] 인공지능기술로 꿈꾸는 내일 인공지능기술로 꿈꾸는 내일 몇 해 전 4차 산업혁명의 물결이 거세게 몰려올 때 한국건설기술연구원에서 새로운 시도가 일어났다. 전통적인 건설기술과 관련된 전공자뿐만 아니라 4차 산업혁명에 어울릴 만한 다양한 전공의 전문가들을 뽑은 것이다. 인공지능 기반의 기술을 연구하는 전찬준 박사 역시 이때 새롭게 연구원에 합류했다. '2019년도 AI 그랜드 챌린지' 음향인지 트랙 부분에서 우승이라는 성과를 올린 그는 인공지능 기술을 활용한 안전한 도시 인프라 구축 연구에 앞장서고 있다. ▲ 인프라안전연구본부 수석연구원 전찬준 도로의 위험을 감지하는 인공지능기술 추운 겨울철 블랙아이스가 도로의 지뢰였다면, 봄철 도로의 불청객은 바로 포트홀이다. 추운 날씨에 꽁꽁 얼었던 도로가 녹으면서 균열이 생기거나 제설작업에 사용된 염화칼슘이 아스팔트의 노후화된 부분을 손상해 움푹 팬 구멍을 만들어낸다. 이렇게 발생한 포트홀은 크고 작은 교통사고의 원인이 되며 사회안전을 위협하고 있다. 전찬준 박사는 포트홀 문제를 해결하기 위해 컴퓨터 시각(Computer vision)을 기반으로 하는 도로유지관리 기술을 연구하고 있다. “제가 입사하기 전부터 인프라안전연구본부에서 차세대인프라 연구센터에 계신 류승기 선임연구위원께서 도로유지관리 기술에 대하여 계속해서 연구를 진행하는 중이었습니다. 제가 입사 하면서 같이 기술개발을 진행하고 있습니다." 그동안 포트홀 탐지를 위한 다양한 시도들이 진행되어 온 가운데, 컴퓨터 시각(Computer vision) 기반의 도로유지관리 기술은 블랙박스와 같은 카메라를 차량에 설치하여 주행하면서 도로 노면의 파손이나 차선의 휘도 등을 탐지해내는 자동탐지 방식의 기술이다. 기존의 지자체에서 포트홀을 탐지해내는 형태는 대부분 관리와 보수를 담당하는 업체가 보수 차량을 타고 이동하면서 발견되는 포트홀을 보수하고 이에 관한 결과를 제출하는 형태로 진행됐다고 한다. 그러다 보니 정확한 보수 시기 및 위치를 파악하는 데 어려움이 있었다. 서울시의 경우에는 택시 운전기사가 운행 중에 포트홀을 발견하게 되면 GPS 정보와 함께 포트 홀 정보를 송신할 수 있도록 하고 있는데, 이 방법을 통해 얼마나 큰 효과를 얻고 있는지는 불확실한 상황이다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 연구팀이 선택한 방법은 바로 컴퓨터 시각(Computer vision)을 기반으로 한 포트홀 탐지 방식 이다. 블랙박스 형태로 차량에 설치한 카메라를 통해 도로주행 중에 획득한 영상을 다양한 알고리즘들을 활용하여 도로노면의 파손정도를 빠르게 분석해낸다. 물론 이 과정에서 AI 기술이 반 영되고 있다. “제가 진행하고 있는 연구내용들은 모두 인공지능 기반의 기술이라고 할 수 있습니다. 인공지능기술 중에서도 지도학습 (supervised learning) 기반의 기술들인데, 이러한 지도학습 기반의 인공지능기술은 양질의 데이터셋(data set, 자료집합)을 구축해야 하는 초석이 필요합니다. 어떠한 문제에 대해서 해결이 필요하다고 제기가 되면 이 문제를 어떻게 풀 수 있을지를 고민 합니다. 문제를 푸는 방법은 당연히 현실적이면서도 실용적인지를 가늠하고, 데이터셋을 구축하는 작업을 진행합니다. 일정의 데이터셋이 구축되면 인공지능 모델을 학습하고, 학습된 모델이 어느 정도의 성능인지를 검증하면서 개선하는 과정을 반복적으 로 수행하고 있습니다." ▲ 도로 곳곳에 발생한 포트홀은 크고 작은 교통사고의 원인이 되며 사회 안전을 위협하고 있다. ▲ 전찬준 박사는 인공지능기술을 기반으로 국민의 안전한 삶에 기여할 수 있는 기술들을 개발하고 있다. 전 박사는 도로유지관리 기술의 경우 예전에 비해 많은 성능 개선이 있었다고는 하지만 아직도 많은 오탐 성능을 보여 이를 어떻게 최소화할 수 있을지에 대해 고민 중이라고 한다. 그리고 지금의 단계에서 한 걸음 더 나아가 도로의 파손 여부만을 탐지해 내는 것이 아니라 도로 파손의 형태 등을 분류할 수 있는 방안도 마련해 나갈 계획이다. AI R& D 그랜드 챌린지의 성과 연구원에 입사해 보낸 시간 동안 많은 일들이 있었다. 그중에서 도 전찬준 박사의 기억에 가장 남은 일은 바로 작년 과학기술정보통신부에서 주최한 'AI R& D 그랜드 챌린지'에 참여했던 일이라고 한다. 복합재난 상황에서 인공지능과 로보스틱을 활용하여 신속하게 인명을 구조하는 것을 목표로 한 이 대회는 2019년을 시작으로 2022년까지 4단계로 나눠 진행된다. 상황인지, 문자인지, 음향인지, 로보틱스제어 등 총 4개의 트랙으로 진행되었고, 전 박사는 이 중 3번 트랙인 음향인지 트랙에 참여했다. 소음이 포함된 다양한 음성정보에서 사람의 소리를 구분해내 구조요청자의 방향을 추정해내는 것이 과제였다. 전찬준 박사는 드론에서 취득한 소리에서 잡음을 제거하고, 음성 구간을 검출할 수 있는 인공지능 모델을 만들었다. 스테레오 마 이크폰으로 취득한 소리에서 시간차와 강도차를 이용해 음성의 방향을 추정할 수 있는 인공지능기술도 활용해 과제를 해결했다. 그 결과 당당히 다른 도전자들을 제치고 우승을 차지했으며, 연구비까지 지원받을 수 있었다. 전 박사는 아직도 대회 날 순위 를 발표할 때 1위로 호명되던 그 순간을 잊지 못한다고 한다. “작년에 참여했던 대회에서 운이 좋게도 좋은 성적을 거두어서 현재 컴퓨터 시각(Computer vision) 기반의 도로유지관리 기술 외에도 드론에서의 원거리 음원인지 기술에 대한 연구 개발을 함께 진행하고 있습니다. 원거리 음원인지 기술은 드론에 내장 된 다채널 마이크로폰을 활용하여 구조요청 소리 등을 탐지하는 기술입니다. 이 기술의 경우에는 올해 말에 2단계 챌린지가 개최 될 예정인데 거기에서도 좋은 성적을 거둘 수 있도록 현재 준비하고 있습니다.” ▲ 컴퓨터 시각의 도로유지관리 기술은 블랙 박스와 같은 카메라를 설치하여 주행하 면서 도로의 위험을 탐지해내는 자동 탐지 방식의 기술이다. (좌) / 작년 참여한 'AI R& D 그랜드 챌린지'에서 1위로 호명되던 그 순간은 잊을 수 없다.(우) 더욱 안전한 일상을 위해 전찬준 박사는 현재 진행하고 있는 두 가지 기술이 다른 도메인에 있는 내용이라고 느낄 수 있지만, 인공지능기술을 기반으로 국민의 안전한 삶에 기여한다는 점에서 공통되는 부분이 있다고 이야기한다. "하나는 도로의 안전을 유지하는 기술이고, 나머지 하나는 재 난 상황에서 골든타임을 놓치지 않도록 할 수 있는 기술입니다. 이러한 기술들은 평범한 우리의 일상에서 밀접하게 체감하기 어려울 수 있습니다. 하지만 안전한 도로시설 구축을 통해 일어 날 수 있는 재난상황을 미리 방지할 수 있고, 또 재난 상황이 닥쳐왔을 때 보다 신속하게 구조를 할 수 있도록 도와줄 것입니다. 안전과 관련된 이 기술들이 하나씩 하나씩 쌓인다면 우리 삶의 질이 미약하게라도 올라가지 않을까요?" 단기적으로는 새로운 연구 주제를 발굴하는 것보다는 현재의 연구내용을 좀 더 고도화하고 심화해나가는 것이 목표라는 전 박사. 그리고 후에 기회가 된다면 건설산업과 휴먼과의 융합연구 역시 진행해보고 싶다고 한다. “지금은 이름이 바뀌었지만 제가 졸업한 연구실 이름이 예전에는 '휴먼 컴퓨팅 연구실'이었습니다. 건설산업과 휴먼과의 융 합연구를 하면 재미있지 않을까 생각해본 적이 있습니다. 여기서 휴먼은 사람의 안전을 뜻하는 것보다 사람의 시각, 청각, 인지 메커니즘에 기반하여 건설 산업에서의 하나의 스캐폴딩 (scaffolding)이 되는 연구를 해보고 싶습니다." 인프라안전연구본부 게시일2020-06-25 조회수 1940
• [공간의 과학] 일상의 품격을 올리다. 일상의 품격을 올리다. 실내공기가 안전하고 쾌적한 거주공간을 구성하는 요소 중 하나로 주목받기 시작한 것은 제법 오래되었다. 시도 때도 없이 찾아드는 미세먼지에 마스크는 일상품이 되었고, 공기청정기 역시 가정에서 하나쯤은 구비해야하는 필수가전 목록에 포함되었다. 이렇게 국민의 안전하고 쾌적한 생활을 저해하는 국가현안을 해결하기 위해 실내공기품질연구단이 출범하였다. ▲ 실내공기품질연구단장 선임연구위원 이윤규 좋은 공기를 만들기 위한 노력 극심한 미세먼지와 코로나19 바이러스 등으로 인해 실내활동이 점점 늘어나고 있다. 외부적 요인이 아니더라도 학교, 직장 등 우리 일상 대부분의 활동은 실외보다 실내공간에서 더 많이 이루 어진다. 실내공기의 질이 더욱 중요한 이유다. 하지만 실내 역시 밀폐된 공간이기 때문에 공기의 질이 좋은 것만은 아니다. 오히려 장시간 밀폐된 실내공기가 실외공기보다 더 나쁠 가능성이 있다. 일상생활을 하면서 여러가지 오염물질들이 발생하고 축적되기 때문이다. 이런 문제를 해결하기 위해 과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회의 주관하에 한국건설기술연구원(주관)과 한국과학기술연구원(협동) 융합연구팀이 참여하는 실내공기품질연구단이 지난 2018년 12월 출범되었다. 이윤규 단장은 연구단의 궁극적인 목적은 안전하고 쾌적한 고품질의 실내공간을 제공하는 데 있다고 밝힌다. 이를 위해 취약계층을 포함한 국민의 실내공기 품질과 안전관리 통합 모니터링 시스템을 구축, 미세먼지, 폭염 등의 극한상황, 화재와 같은 상황 발생 시 오염물질을 제거하고, 신속하게 대응할 수 있는 기술 및 에너지 저소비 환기 시스템을 통한 실내공기품질 개선 기술 등 을 연구하고 있다. 또한 기술개발 이후에는 환경부를 중심으로 실내공기질관리법과 실내공기 관리 기본계획 등 정책연계를 추진하며 행정안전부 및 지자체와 협력하여 실내공기 품질 및 안전관리 매뉴얼 반영 등 단계별로 성과확산을 추진해나갈 계획이라고 한다. 연구는 총 2단계로 진행된다. 2018년 12월부터 2021년 12월까지 진행되는 1단계에는 한국건설기술연구원을 비롯한 참여기관들의 연구역량과 경험을 융합하여 실내공기품질개선 및 안전관리 통합 모니터링 시스템을 개발 구축하며, 2021년 12월에서 2022년 12월까지 진행되는 2단계에서 성과를 확산하는 방법으로 추진되고 있다. 연구단이 출범하고 본격적인 연구가 진행된 1차년도에는 다중이용시설 실내공기질 개선에 관심을 갖고 협조하고 있는 지자체인 서울시, 인천시, 고양시 및 시흥시의 어린이집 4곳, 노인요양시설 3곳, 대규모 지하상가 1곳에 대하여 실내공기질 현황 분석 및 1차 개선시스템을 적용하였다고 한다. "환기설비의 성능과 제어시스템 개선 등으로 실증대상 다중이용 시설의 실내공기질이 약 10~15% 이상 개선되었으며, 특히 고양시 노인요양시설의 경우는 요양실 및 복도 벽체에 무기질도료를 도포함으로써 냄새제거 효과까지 구현하였습니다.” 이윤규 단장은 서울시 등 4개 지자체와 업무협약을 체결하고 실증을 위한 8개 시설에 리빙랩 구축 및 개선시스템을 적용한 것이 지난 일 년 동안 거둔 대표적인 성과라고 이야기한다. 청정한 실내공기의 기준을 세우다 실내공기품질연구단에서는 다중이용시설 중 민감계층 이용시설인 어린이집, 노인요양시설 그리고 불특정 다수가 이용하는 대규모 지하상가를 대상으로 실내공기품질을 측정하는 연구를 진행 하고 있다. 통상적으로 국내 다중이용시설들의 실내공기질에 대해서는 환경부의 '실내공기질관리법'에서 규정하고 있는 유지기 준 6개 항목과 권고기준 4개 항목이 실내공기질 기준으로 적용 된다. 환기와 관련해서는 국토교통부의 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙'에서 환기 설비에 대한 기준이 정해져 있다고 한다. 하지만 이윤규 단장은 국가에서 관리하는 실내공기 관련 기준은 실내공기중의 오염물질 농도와 오염물질을 희석 또는 배출할 수 있는 최소환기량에 대한 기준이므로 실제 거주자나 이용자의 실내 공기품질에 대한 만족도까지 대변할 수는 없다고 말한다. 그래서 실내공기품질연구단에서는 실내쾌적도, 온도와 습도, 기류 속도 등을 고려한 실내 공기품질 지표를 설정하고 이를 반영하여 실내공기질을 제어하고 개선할 방법을 모색 중이다. “실내공기품질연구단에서는 환경부 실내공기질관리법에서 규정하고 있는 10개 실내공기오염물질중에서 즉각적인 센싱과 모니터링이 가능한 8개 오염물질에 PM1.0과 BC(Black Carbon)을 추가하여 총 10개 핵심 실내공기 오염물질 센서를 통합할 수 있는 모듈과 플랫폼을 개발하고 있습니다. 특히, 고가이지만 정확한 값을 센싱할 수 있는 일반형 모델과, 계측기 수준의 정확성은 갖지는 못하지만 상대적으로 저가로 공급이 가능하여 경제성을 확보할 수 있는 보급형 모델을 동시에 개발하고 있습니다." 실내공기품질연구단에서는 다중이용시설의 이용자와 관리자가 각각 활용할 수 있는 개별 실내공기품질 가이드라인에 부가하여 다중이용시설 유지관리를 위한 표준작업절차서(SOP : Standard Operating Procedure)도 개발하고 있다. 환기설비 유지관리 가이드라인의 내용과 범위를 포괄하여 시설관리자가 실내공기질 관리를 위한 제반 사항을 망라하게 되고, 다중이용 시설의 시설 유형별로 각각 표준운영철차서(SOP)를 개발, 보급하여 이와 관련되는 인증제도와의 연계방안을 마련함으로써 시설관리자가 손쉽게 활용할 수 있도록 할 예정이다. ▲ 실내공기품질연구단 개소식 모습(좌) / 실내공기품질을 높이기 위한 행신 어린이집 환기설비 개선(우) 국민에게 한 발 더 가까이 다가서는 기술 실내공기품질연구단에서는 일상생활에서의 실내공기문제뿐 만 아니라 화재 등과 같은 재해가 발생했을 때를 대비한 연구도 함께 진행하고 있다. 실내에서의 재해 발생 시를 대비하여 실내공기질 측정에 활용 중인 일산화탄소(CO) 및 그을음(Black Carbon) 등을 이용하여 화재시 발생하는 연기를 신속하게 감지하고, 이를 기반으로 기존 화재경보기 등과 병행함으로써 화재를 보다 신속하고 정확하게 분석하여 사전대응할 수 있는 정보 기술을 개발 중에 있다. 또한, 이러한 자료를 모니터링하여 화재 시 발생한 연기를 효과적으로 배출하기 위한 환기(배연)기술을 구축할 예정이다. 최근 코로나19 사태가 전 세계적 팬데믹 현상으로 발생하면서 공기청정기술을 통한 바이러스 살균 효과에 관해 무분별한 정보들이 쏟아지고 있다. 실내공기품질 개선을 통해 바이러스와 같은 호흡기 질환을 예방하는 것이 가능할까. 이윤규 단장은 아직 실내에 존재하는 다양한 바이러스나 박테리아를 모두 효과적으로 제거하여 호흡기 질환을 예방하는 것은 지금으로써는 쉽지 않을 것이라는 견해를 밝힌다. “주거공간에 존재하는 수많은 바이오 에어로졸(바이러스, 박테리아, 곰팡이 등을 항바이러스 필터, 항균필터 등의 기술로 효과적으로 제어하기 위해서는 실내를 오염시키는 미생물을 측정 및 평가하는 방법이 우선 요구되는데, 이러한 오염물질을 즉응적으로 센싱할 수 있는 기술이 아직 어려운 상황으로 판단되고 있습니다. 그러나, 실내공기품질연구단에서는 당초 연구범위가 미세 먼지와 화학물질이 주요 대상이었지만, 코로나 바이러스와 같은 실내 바이오 에어로졸 문제를 해결하기 위한 솔루션 제공을 추가하려는 계획을 추진할 예정입니다.” 앞에서 이야기한 것처럼 미생물을 직접 탐지, 측정 및 관찰하기가 매우 어렵기 때문에 실내공기품질연구단에서는 미세먼지 등과 같이 미생물을 일부 대변할 수 있는 매우 작은 크기의 오염물질까지 제어함으로써 실내에서의 바이오 에어로졸 오염문제를 사전에 차단하는 쪽으로 접근해나갈 것이라고 한다. 이제 출범 2년째를 맞이하게 된만큼 이윤규 단장은 2020년에는 1차년도의 경험과 실적을 기반으로 8개 이상의 오염물질 센싱 플랫폼을 완성하고, 구축된 자체 서버를 기반으로 어린이집 4개, 노인요양시설 2개, 대규모 지하상가 1개 등 대상시설에 대한 실내공기품질 데이터 모니터링과 리빙랩 운영을 본격적으로 시도할 예정이라고 한다. 또한, 바이러스 등 미생물오염에 대한 대응방안을 제시하기 위하여 연구단이 보유하고 있는 연구역량을 집중시킬 계획이며, 최종 연구결과의 확산 보급을 위한 사업화 모델까지 조기에 개발하여 연구단 본연의 목적을 효과적으로 달성하도록 노력할 것이라고 각오를 밝힌다. 실내공기품질연구단 게시일2020-06-25 조회수 653

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