(창간기획11) 철강업계, OSC 탈현장화 제품 개발로 건설 혁신 도모

철강업계가 '탈현장 건설(Off-site construction)'에 주목하고 있다. 탈현장 건설은 건설 현장에서 대규모 인력을 동원해 짓는 재래식 공법 대신, 공장에서 대부분의 구조물을 제작한 뒤 현장으로 옮겨 조립하는 제품을 말한다.

국내 건설산업의 고질적인 문제인 안전 사고, 인력난, 공사지연, 유해물질 배출 등의 이슈를 해결할 수 있는 대안으로 OSC가 부상하고 있다. 사전제작을 통해 현장작업을 최소화하는 탈현장화가 미래건설의 핵심 솔루션으로 부각되는 것.

OSC는 주요 구조물과 설비, 마감재 등이 건설현장이 아닌 공장에서 미리 작업해 현장에서는 조립·설치하는 공법으로, 현장 가공작업이 최소화 돼 작업자의 안전을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 구조물의 사전 제작으로 품질 확보가 가능하며, 또한, 미리 자재를 규격화해 필요한 만큼 생산하기 때문에 생산효율성은 올라가는 한편 탄소배출 및 건설폐기물을 줄일 수 있어 친환경적이다.

■ 포스코, '탈현장화'로 미래 건설산업 솔루션 제시

건설 자재를 사전제작해 건설현장의 작업량을 줄이는 포스코의 OSC 전략이 트렌드로 자리매김하고 있다.

포스코도 튼튼한 소재는 기본, 여기에 안전과 친환경, 생산효율성까지 더해 건설산업의 선진화를 이끄는 등 OSC 트렌드를 지원하고 있다.

포스코가 최근 판매를 시작한 코일철근은 코일 형태로 둥글게 만 철근으로, 코일을 풀어 원하는 길이만큼 연속으로 절단해서 사용 가능한 것이 특징이다. 필요한 길이로 절단 및 가공하는 작업이 건설현장에서 직접 진행되는 직선철근에 반해 코일철근은 사전 가공작업을 거쳐 가공품의 상태로 건설현장에 납품된다.

현장에서 직접 가공하는 것이 아니기 때문에 건설현장의 인력난 경감과 안전사고 감소 효과가 있다. 또한, 코일형태의 철근을 직선으로 펴 재단작업을 할 수 있어 자투리 철근 등 재료 손실이 최소화되며, 생산성이 향상되는 장점이 있다.

포스코그룹이 선도적으로 기술을 개발하고 보급하고 있는 스틸모듈러는 철골구조체에 벽체, 창고, 전기배선, 배관, 욕실, 주방기구 등 자재와 부품의 70~80%를 공장에서 미리 제작해 현장에서 조립·설치하는 건축공법이다. 골조의 내구성 및 차음, 방수, 기밀 등 주거성능이 우수할 뿐만 아니라, 재사용 및 재활용이 가장 우수한 건축솔루션으로 꼽힌다. 기존 콘크리트 공법보다 건설단계에서 탄소·폐기물 배출을 줄일 수 있고 생산성과 인력난, 안전·품질 등 문제를 극복할 수 있는 주택 건설 방식으로 평가받고 있다.

이외에도 포스코는 이동형 학교 모듈러, 아파트 옥탑 모듈러, 프리패브(Prefabrication, 사전제작) 문주 등 현장 작업을 최소화시키며 안전사고를 줄이고 생산 안정성은 높이는 제품을 이노빌트 제품으로 인증하고 건설업계에서 모듈러 활성화를 지원하고 있다.

포스코는 탈현장화, 친환경, 스마트화 등 건설시장 변화 대응과 미래 건설 신사업 창출을 위해 주요 건설사와 함께 동반 활동을 강화하고 있다. 포스코는 앞으로도 철강기반의 강건재 및 솔루션들을 통해 건설업계의 현안해결은 물론, 미래 비전과 전략의 실현에도 기여해, 건설산업의 든든한 동반자로서 거듭날 계획이다.

■ 한진철관, 구조관 업계 최초 ‘중공(中空)철근’ 생산

한진철관(대표 이형석)이 구조관 업계 최초 ‘중공(中空)철근’ 전용 생산라인 증설에 나선다. 이번 중공철근 생산라인 증설은 한진철관의 태양광 수출용 팔각관에 이어 두번째 신규 시장 진입을 위한 프로젝트다. 중공철근의 경우 고강도 강관으로 주로 표면에 돌기형태를 구현해 STC800 중공철근으로 사용된다. 이 제품은 고강도 강재를 사용해 이형철근 대비 동등 수준의 부재력을 확보하면서 무게는 절반인 것이 특징이다.특히 지반 보강용 자재로 철근 콘크리트의 비중이 높다. 그러나 철근은 무겁고 용접도 곤란하기 때문에 철근끼리 하나하나 철사로 묶어 결속을 시켜야 한다. 인력 의존도가 높은 철근 가공 작업에서 무거운 철근은 현장 작업자들에게 큰 불편을 초래할 수밖에 없다. 작업자들의 근골격계 질환이 발생하는 것도 무거운 자재 때문이다.흙막이벽 공사에 많이 사용하는 D29(직경 28.6mm), D32(직경 31.8mm) 이형철근 한 본(12m)의 무게가 각각 60kg, 75kg을 넘는다. 현장 작업자가 안전하게 다루기 쉽지 않으며 근골격계 질환을 야기할 수도 있다.

반면 STC800 중공철근은 이형철근 대비 무게가 절반으로 자재비만 해도 5~10% 절감이 가능하다. 이형철근에는 일반용과 용접용이 구분되어 있다. 흙막이공사에는 대부분 일반용 이형철근을 사용하는데, 12m 이상의 망을 만들 때 길이방향으로 겹이음 길이 산정 기준에 맞춰 결속선으로 겹이음을 해야 한다.용접이 필요한 경우에는 별도로 용접용 이형철근을 사용해야 한다. 반면 중공철근은 용접이 가능해 겹이음 길이를 최소화할 수 있다. 이 제품은 지난해 상반기에 안정성, 경제성, 친환경성을 높이 평가받아 포스코의 이노빌트 인증을 받았다.

회사는 기존 구조관 시장의 무한 치킨게임에서 벗어나고자 신규 제품개발을 지속해왔다. 이전 태양광 수출용 팔각관에 이어 중공철근까지 제품 포트폴리오를 확대해 구조관 시장의 수요한계를 제품개발로 다각화하겠다는 전략이다.

여기에 회사는 지속적인 설비투자로 천안 1,2공장 11대 라인 모두 최신식 설비를 구축하고 있다. 여기에 자동포장기, 자동결속기를 포함해 전라인의 콜드쏘 교체를 통해 국내 구조관 생산의 탑티어로 도약하고 있다. 아울러 모든 조관기는 자동 포장 및 자동 결속 시스템으로 운영돼 분당 120m~150m까지 라인스피드를 자랑한다.

■ 다스코, 철근선조립 WBM공법으로 공장사전제작 실현

다스코(회장 한상원)는 구조용 용접철근매트를 이용한 철근선조립공법의 대표 제품인 ‘용접철근매트(WBM)’로 탈현장화 수요 확보에 나서고 있다.

해당 기술은 전기저항용접 방식으로 생산하는 용접철근매트(WBM)와 그 매트를 면가공한 제품 단위를 조합해 완성하는 철근선조립 공법이다.

일반적으로 철근콘크리트 방식으로 건설하는 건축슬라브나 벽체는 현장 조립공정의 생산성을 향상시키기 위해 공장에서 사전제작하는 구조용 철근매트를 활용한다. 현장에선 철근을 조립하고 레미콘을 부어 시공하는 방식을 적용하고 있다.

건물의 뼈대역할을 하는 철근은 인력에 의존해 조립한다. 데크플레이트 제품이 등장하면서 공장제작 형태의 공법으로 진화했으나 아직도 대다수의 현장이 과거의 방식을 유지하고 있다. 철근인력의 인건비 증가와 중대재해법에 따른 인력 투입 부담이 불가피한 이유다.

다스코는 BIM 설계를 사전 제작하는 WBM이 기존 철근공법의 패러다임을 바꿀 것으로 강조한다. 건설업의 4차 산업혁명에 발맞춰 WBM이 공장사전제작과 현장 시공 최소화를 구현하는 혁신공법으로 주목받으리란 기대감이 엿보인다.

앞서 다스코는 건축슬래브 공법에 신공법인 데크플레이트를 제작 시공하며 시장 점유율 상위기업으로 발돋움했다. 실제 데크플래이트 사업의 노하우가 WBM 제품을 개발한 원동력이 됐다. 최근엔 건축용 단열재 제품인 경질우레탄보드를 생산하면서 건자재 전문기업으로 변모 중이다.

■ 모듈러 건축 탈현장 건축 시장의 대세로 자리매김

모듈러 건축 공법이 건축 시장에서 빠르게 성장하고 있다. 모듈러 공법은 건축 구조물을 공장에서 미리 생산해 현장에서 이를 조립·완성하는 방식의 건설 기법이다.

모듈러 공법은 국내뿐 아니라 세계적 추세로 떠오르며 주목받고 있다. 한국철강협회 산하 모듈러건축위원회에 따르면 국내 모듈러 시장 규모는 지난 2021년 1,457억 원에서 2023년 8,059억 원으로 5.5배 이상 확대됐다. 모듈러건축위원회는 2030년까지 시장 규모가 최대 4.4조 원을 넘어설 것으로 기대하고 있으며 글로벌 시장조사기관 마켓앤마켓리서치는 세계 모듈러 건축 시장 규모가 지난해 1,041억 달러(148조 6,548억 원)에서 2029년 1.408억달러(201조 624억 원)까지 확대될 것으로 전망했다.

모듈러 주택은 기본 골조와 전기배선, 욕실 등 집의 70~80%가량을 공장에서 미리 제작해 주택 부지에 운송하고 현장에서 조립·마감해 주택을 완성하는 공법을 사용한다. 대부분이 만들어져 있는 상태로 현장에 오기 때문에 공사 기간이 일반 건축 대비 배 이상 짧다. 설계와 인허가 단계를 제외하면 2개월 정도면 주택 공급이 가능하다.

건축 과정에서 고숙련 인력의 필요가 상대적으로 덜해 인건비가 낮다. 건설 인력의 숙련도에 따라 주택의 질이 천차만별인 기존 건축 공법과 비교했을 때 균일한 품질을 기대할 수 있다는 것도 장점이다. 공장 공정을 거쳐 모듈을 생산하는 과정에서 자재가 절감돼 친환경 측면에서도 주목받고 있다.

금강공업(회장 전장열)은 창녕공장에서 표준화된 생산 시스템 설계에 맞춰 기본 골조와 설비, 전기 및 마감재가 부착된 최고의 품질의 모듈러 유닛을 생산하고 있다.

또한 검증된 최신 건축 공법 기술과 내진설계가 적용되어 지진에 대한 안전성 및 내구성을 확보하였으며 기존의 콘크리트구조 건축물에 비해 많은 장점을 가지고 있는 친환경 미래 건축기술이다. 금강공업은 창녕공장에서 표준화된 생산 시스템 설계에 맞춰 기본 골조와 설비, 전기 및 마감재가 부착된 최고의 품질의 모듈러 유닛을 생산하고 있다.

대표적인 시공사례로 2018 평창 올림픽조직위원회 사무소를 비롯해 남극 장보고기지, 부천시 어울마당 주민센터, 군 생활관 등 다양한 곳에서 시공한 실적을 갖고 있다.

이어 에스와이(대표 홍성부·김성덕)는 지난해 말 전문건설업체 스틸라이프와 협업해 고밀도 우레탄패널과 공조시설, 음압 설계가 적용 된 이동식 모듈러 음압병동을 개발했다.

에스와이는 지난해 기초자치단체와 광역자치단체 등에 중증환자용 이동식 모듈러 음압병동 공급제안서를 제출하기도 했다. 에스와이가 개발한 이동식 모듈러 음압병동은 발주에서 설치까지 총 10일 정도 소요되고 현장에서 바로 조립이 가능한 만큼 비상상황 대처가 용이하다.