건설 효율 건축가들과 시공자들이 혁신적인 공법을 탐색하다

생산업계에서 지난 수십 년간 널리 받아들여져온 생산과 조립을 위한 설계(DfMA)의 개념이 건설업 쪽에도 침투하기 시작했다. Compass는 설계 및 건설회사 라잉 오루크, 기술조직 빌딩스마트 인터네셔널, 그리고 목조건축광 우디엄 등 세 곳의 업체를 만나 DfMA가 어떻게 건축업계에 효율, 표준화, 환경적 책임을 가져다 주는지 알아보았다.

건설업은 새로운 작업방법을 받아들 이는 데 악명 높을 정도로 느리다. 하지만 몇몇 혁신가들이 생산과 조 립을 위한 설계(DfMA)를 통해 상당하면서도 지 속적인 추가생산성을 얻고 있다. 이 개념은 몇 가지 형태를 띄는데 공통적인 부분은 생산과 조 립을 염두하면서 제품을 설계하는 것과 공장환 경이나 공장과 유사한 환경을 건설 프로젝트에 적용하는 것이다.

컨설팅 회사 매킨지의 최근 보고서에 따르면 건 설업은 “너무 익어서 터지기” 직전이다. 이에 건 설업은 DfMA를 채택함으로써 스스로를 터뜨리 기로 했다.

업계의 DfMA 혁신을 이끄는 회사 중의 하나는 영국 다트포드에 위치한 국제적인 설계, 엔지니 어링, 제조, 건설, 유지보수 회사인 라잉 오루크 이다. 이 회사는 세계적으로 유명한 빌딩들을 설 계하고 건설했는데 DfMA가 회사, 고객, 업계, 사 회 모두를 위해 더 나은 결과를 낳는다는 것을 보여준다.

유명한 유럽 자동차회사에서 20년을 근무한 크 리스 밀라드는 건설업으로 자리를 옮겨 런던 히 드로 공항 5번 터미널, 런던 올림픽을 위한 수중 스포츠센터 등 굵직굵직한 프로젝트를 진행했 다. 그는 라잉 오루크의 엔지니어링 탁월성 책임 자 및 기술이사가 되어 고속승진의 길을 달리고 있다.

“복잡한 자동차 공학, 설계, 생산의 원리들을 건 설에 적용함으로써 근원적인 변화를 가져왔습 니다.”라고 그는 말했다. 이러한 변신의 핵심은 건물기초부터 모듈형 욕실에 이르기까지 모든 것에 대하여, 공장에서 하는 것과 같은 설계, 엔 지니어링, 부품제조방식을 적용하는 것이다.

오류없는 생산

설계자와 엔지니어들은 DfMA 방법론을 적용하 여, 생산과 조립 단계가 시작되기도 전에 각 단 계들을 최적화하기 위한 방법을 제품 디자인 단 계에서부터 일찌감치 강구한다. 이는 전통적인 건설작업에서의 마음자세와 완전히 다른 것인 데, 건설에서는 콘크리트 및 기타 구조물이 현장 에서 만들어지고 이들을 끼워 맞춰지는 작업이 완공시까지 계속 거듭되는 것이 당연하기 때문 이다.

“DfMA는 위험은 줄이고 품질은 높입니다.”라고 밀라드는 말했다. “대형 공장에서 생산을 한다는 의미는 구조화된 프로세스에 따라 일할 수 있다 는 뜻입니다. 이는 전 공정에 걸쳐 지휘통제가 가능하고 다른 방식으로는 불가능한 지속개선 과 혁신을 가능하게 합니다.”

표준화 또는 맞춤화되고 품질보증된 반제품들 로 인해 건설 프로젝트에 DfMA를 적용할 수 있 는 것이다. 여기에서 오는 장점은 모든 부품의 추적이 가능하고 쓰레기를 획기적으로 줄일 수 있다는 점이다. 더불어 프로세스 앞단계에서 실 수를 발견하고 수정할 수 있게 되어 건설 현장에 서 문제가 발견되는 것을 막을 수 있다는 점이 다. 건설 현장에서 문제가 발생할 경우 환경 및 안전 문제가 크기 때문에 건설 현장은 소위 “무 언가를 만들기에 최악의 장소”라는 말까지 있을 정도이다.

라잉 오루크는 건물을 짓는 데 필요한 대부분을 공장에서 생산한 후 조립을 위해 건설현장으로 운반한다. 공장 수준의 정밀도를 가지는 부품들 은 건물을 구성하는 반제품 바닥, 벽체, 기둥과 보, 그리고 모듈화된 완전한 방 등을 포함하는데 이들 모두 공장에서 배달된다. 이 정도 수준의 DfMA를 구현하기 위해서 기업은 협업용 클라우 드 기술과 웅장한 건축양식을 포함한 3차원 디 지털 모델을 개발해야 하는데, 이 모두가 결실을 맺기 위해서는 정밀한 공학적 세부사항들을 아 울러야 한다.

“이들 데이터를 사용하여 가치 기회를 포착할 수 있고 방법론적 개선을 이룰 수 있습니다.” 라 고 밀라드는 말했다. “이는 완벽한 부품을 생산 하고 물류에 정확성을 부여하고 현장 노동력을 크게 감소시키는 효과가 있습니다.”

숫자로 본 절감효과

196억 달러와 1억 작업시간이 투입된 크로스레 일은 유럽에서 가장 큰 건설 프로젝트이다. 2018 년 완공되면 런던의 열차망을 혁신할 것이며 시 전역을 새롭게 탈바꿈시킬 것이다. 국가 경제에 기여하는 정도는 540억 달러로 추정된다.

크로스레일의 센트럴런던 역들 중 두 곳인 리버 풀스트릿 역과 토테넘코트로드 역은 라잉 오루 크에 의해 건설된다. 토테넘코트로드 역의 승강 장은 DfMA의 혜택을 보지 못했는데 이는 당시 프로세스가 아직 개발 중이었기 때문이다. 따라 서 이곳은 전통적인 현장 건설 방식을 따랐다. 이 역의 건설은 57명의 작업자와 82,800시간을 들여 완성되었다. 하지만 거의 동일 작업량인 리 버풀스트릿 역의 경우 DfMA를 사용한 덕택에 단 7명의 인원으로 2,492시간만에 완성했다. 거의 97%의 개선인 셈이다.

밀라드는 도로 건설 프로젝트에서 비슷한 수준 의 개선을 경험했는데 철교를 겨우 5일만에 완 성한 일이다. 40층의 아파트 단지를 건설할 때에는 반제품 부품의 도움으로 각 층을 6일만에 완 성하였는데 이는 전통적인 방법을 사용할 경우 9일이 걸리는 일이기에 60%의 노동력 절감을 의미한다.

“공장과 함께 일하면서 그들의 도전과제를 이해 하고 조직내에 문화 변화를 가져오는 것이 중요 합니다. 수 세기 동안 사용된 선형 공정으로부터 동시 협업으로 옮겨 가기 위해서는 기나긴 학습 곡선을 거쳐야 합니다. 하지만 생산성과 이윤으 로 되돌아오는 것을 경험해 본다면 주주, 이해관 계자, 정치인, 납세자들 모두가 장점을 알아보게 될 것입니다.”

스마트하게 건설하기

세계 인구가 늘어남에 따라 효율성 제고는 더 중 요해진다. 경영 컨설팅 회사인 매킨지앤컴퍼니 의 추정에 의하면 세계 경제발전 속도를 유지하 는 데에만 2030년까지 총 57조 달러가 필요하다 고 한다. 전문서비스 컨설팅 회사인 PwC의 주장 에 따르면 이를 달성하기 위해 고용과 부의 창출 을 통해 85%의 산업성장이 이루어져야 한다. 하 지만 기술력 부족이 성장과 목표달성을 방해하 고 있다.

영국정부의 보고서에서는 이 문제를 “시한폭탄” 이라 부르며 노령화되는 인구구조와 젊은 인구 유입의 부족으로 인해 향후 10년간 건설인력은 20~25% 정도 감소할 것으로 예측한다. 건설업체들을 기술커뮤니티로 초대하여 표준화 를 유도하는 비영리단체인 빌딩스마트 인터네 셔널은 이러한 과제를 해결하기 위해 전력하고 있다. 이 조직은 전세계에 18개 지부를 가지고 있 고 업계의 가장 크고 혁신적인 주자이기도 하다. 조직의 운영이사인 리차드 켈리는 빌딩스마트 인터네셔널이야말로 미래의 수요에 대한 열쇠 라고 본다.

“우리 회원들은 업계의 예지자들로서 설계, 시 공, 운영을 변혁하고 있습니다.”라고 켈리는 말 했다. “분화된 업계에서 고가의 자산을 만들 때 에는 변화가 필요하다는 것을 그들은 알고 있습 니다. 이를 통해 쓰레기, 품질문제, 예산초과, 일 정초과를 피할 수 있습니다.”

켈리는 업계가 DfMA로 옮겨 가는 과정에서 잊고 있는 부분을 소통으로 보고 있다. “건설 현장에 는 일관성 있고 투명한 데이터 교환이 부족하고 이는 협업이 방해받는다는 것을 의미합니다.”라 고 그는 말했다. “협업 없이는 혁신은 고통 받을 것이고 이는 업계에 중대한 영향을 미칩니다.” 빌딩스마트 인터네셔널은 설계 및 건설의 각 단 계에서 필요한 표준과 우수관행을 모은 수백 종 의 “건설용 앱”을 만들었다. 이 앱들은 오픈BIM

(빌딩정보모델) 구조 안에서 실행되는데 이를 통 해 감춰지거나 어둠의 데이터 구획은 사라지고, 프로젝트 데이터를 모든 이해관계자에게 공유 하게 된다. 모든 이해관계자는 협업 공간에서 하 나가 되고 성과와 위험관련 의사결정은 정확하 고 적시적인 공유 지식과 우수관행을 통해 이루 어진다.

환경적 영향

지속가능한 건설 관행을 촉진하기 위한 영국의 녹색빌딩위원회는 최근 보고서에서 업계의 광 범위한 환경적 영향에 대해 발표했다. “빌딩들은 세계 자원의 35%를 차지하고 거의 40% 정도의 에너지 소비와 탄소발생을 차지한다.”라고 보고서는 지적했다.

이러한 부정적인 자원 소비행태를 반전하기 위 해 노력하는 회사들 중에는 파리에 소재한 부동 산 개발업체인 우디엄이 있다. 이 회사는 업계에 서 사용하는 유일한 재활용 자재인 목재를 이용 하는 건설에 DfMA를 적용한다. 특히 교차집성목 재(CLT) 패널이라 불리는 공학목재제품들은 가 벼우면서도 예측가능한 물성과 강성 그리고 극 히 우수한 단열특성을 가지고 있다. 우디엄은 현 재 천 개 이상의 CLT 주택들과 125,000평방미터 의 사무실, 그리고 17층 아파트 단지 등을 건설하 고 있다. DfMA를 이용함으로써 고품질의 건물을 제작하면서도 환경지속성을 개선할 수 있다.

저술 닉 러너 (Nick Lerner) 맨 위로 이동