1. 요약(Executive summary)

□ 건설부문은 영국에서 가장 큰 부문이며 가장 큰 고용인력을 가진 부문 중 하나임.

□ 영국 기업혁신기술부(BIS - Business Innovation and Skills)에 따르면, 영국의 건설산업은 3십만개 이상의 기업과 2백만명 이상의 인력을 고용하고 있음.

□ 건설부문은 건설자재와 제품(공급업자와 제조업체), 건물 서비스 제조업체, 공급업체 및 설치업체(도급 및 하도급업체, 전문기술자, 자문가 및 건설고객과 건물설계, 건설 운영 및 개보수와 관련된 조직) 등으로 규정됨.

□ 영국 기업혁신기술부(BIS)는 영국 건설부문이 2008년 국가의 총부가가치(GVA)에 8.3%를 기여했다고 추정하고 있음.

□ 영국에서는 건물 사용으로 인한 이산화탄소 배출량이 전체 이산화탄소 배출량의 약 50%를 차지하는 것으로 추정하고 있음.

□ 건설 활동 그 자체로 또 다른 약 7%의 이산화탄소 배출량을 배출한다고 함.

□ 이러한 건설부문의 활동들은 가장 큰 에너지를 사용하는 것과 함께 영국의 이산화탄소배출 부문에서 가장 높은 부문이며 기타 형태의 오염도 일으키고 있음.

□ 영국에서 수천 개의 중소규모 건설업체를 대변하는 조직인 영국 건설협회(FMB - the Federation of Master Builders)는 건설업계가 저탄소건설환경을 향한 움직임에 있어 대표 주자이어야 하며, 정부에 정책적 권고사항도 제시하여야 하며, 여론주도자들은 보다 친환경적으로, 보다 에너지 효율적인 건물의 건설적인 역할을 건설업체 들이 할 수 있도록 기여해야 한다고 믿고 있음.

□ 현행 연구에서 추가적으로 수행되었던 연구의 목적은 나노기술과 같은 신기술이 저탄소 친환경 건설과 건설서비스 산업에 기여할 수 있는지 여부를 조사하는 것이었음.

□ 나노소재와 나노기술의 사용은 미국의 신 나노기술 프로젝트에 의한 품목리스트에 명기된 것처럼 산업 전 부문으로 확산되어 가고 있으며, 2006년 3월 이후 5년 동안 521%가 증가하여 2011년 3월에는 미국시장에 나노기술을 포함한 소비제품이 약 1,317개에 달했음.

□ 최근 몇 년 동안, 건설부문에 출현한 나노소재를 포함하거나 또는 나노기술을 기반으로 한 소재와 제품들은 높은 성능의 재료를 제공하고, 건물의 효율을 증진하며, 재료소비를 줄이고, 에너지 소비와 에너지 손실을 감소시키며, 재생 에너지의 취득과 저장을 촉진하고, 온실가스 배출량을 감소시키며 그리고 스마트하고 네트워크가 연결된 주택과 기타 건물들에 기여하는 것들에도 확산되어가고 있음.

□ 여러 적용개소에 걸쳐 이러한 목표에 부합하도록 기여할 수 있는 많은 다른 소재와 제품들에 대한 개관이 본 보고서에서 제공됨.

□ 영국은 나노기술 연구측면에서 주도적인 위치에 있으며 나노기술의 다양한 분야에서 학위와 대학원 과정들이 대학교 차원에서 설립되고 있는 반면에, “그린 건설”과 같은 기술을 주제로 다루는 곳은 거의 없고, 직업훈련 수준에서 이용 가능한 정보, 교육 자원 및 훈련소재는 결핍되어 있는 실정임.

□ 이러한 맥락에서 2010년 영국의 나노기술 전략(본 보고서 본문 후반부에 상세내용 참조)은 다음과 같은 결론을 내림.

- 이러한 높은 가치와 높은 기술 및 지식가반의 시장에서 충분한 기량을 갖춘 사람들은 혁신을 추진하고 나노기술의 발전을 유지하는 것이 필수적임. 현재 기량을 갖춘 사람들의 공급에 두 개의 가장 중요한 장애물로는 적절한 교육훈련 프로그램의 부족과 그 교육훈련을 시행할 수 있는 사람들의 높은 비용임.

- 관련 부문 기술위원회와 함께 일할 필요가 있으며 장기 기술을 식별하기 위해 영국의 고용기술위원회는 이들 니즈가 해소될 수 있는 고급부문들과 방법들이 필요함.

□ 건설과 건물 서비스 부문 내의 참신한 신기술을 고려할 때, 본 보고서는 존재하고 있는 일부 지식 격차를 식별하고 이러한 기술 격차를 해소하는데 기여할 수 있고 기타 새로운 계획을 보완할 수 있는 교육훈련 툴 개발을 향한 권고사항을 다루고 있음.

□ 이러한 제안된 툴에는 다음과 같은 것들을 포함함.

- 건설, 시설관리 및 에너지와 유티리티 부문의 나노기술에 적용되는 영국 국가기술자격(NVQ) 2급 및 3급에 대한 “핵심 모듈”의 지속적인 발전과 저탄소산업 이력을 향한 나노기술의 사용과 지속가능한 건설과 관련하여 이들 과정(모듈)을 포함하는 것.

- 신기술의 전문가 신청 과정(모듈)에 국가기술자격 1급에서 3급까지 가능하도록 하는 것.

- 나노기술 연구소와 뉴햄대학에 의해 개발된 기존자료를 기반으로 온라인 자가 학습 자료를 개발하는 것.

- “디스커버리 연구 아카데미(Discovery Lab Academy)"에 뉴햄 대학의 ”디스커버리 연구소“개념을 개발하는 것.

- 나노와 기타 신기술을 다루는 “강사 훈련”과정 자료에 나노기술 자료와 관련한 기존 연구소를 발전시키는 것.

2. 건설부문에 이용가능한 신기술 및 나노이용 기술 개관

2.1 나노-콘크리트와 시멘트(Nano-concrete and cement)

□ 실리카 나노입자의 응용으로 기존 콘크리트 보다 아주 가벼운(밀도가 최대 40%이상 낮음) 시멘트 및 콘크리트 제품탄생이 가능하게 되었음. 이로 인해 점성과 유동성이 개선되고 공극이 낮아짐으로서 투과성과 피복성이 향상되었고 강도가 향상되어 지속적으로 재료감소를 가능하게 할 수 있으며, 작업시간의 감소와 같은 경제적 이익도 제공할 수 있음.

2.2 고성능 자정(self-cleaning)능력이 있는 유리와 스마트 창유리(smart glazing)

2.2.1 자정능력이 있는 유리표면(self-cleaning surfaces)

□ 건축유리는 현대적인 건물에 폭넓게 사용되는 소재임.

□ 외벽에 유리창을 사용하는 것은 비주거용 건물에서 널리 사용되고 있음.

□ 그러나 보통의 창유리면은 유리 고유의 친수성(“물을 끌어당기는 성질”) 때문에 쉽게 더렵혀지게 됨.

□ 이산화티탄(TiO2)의 광촉매작용으로 얻는 특성에 기반을 두는 완전히 다른 나노 스케일의 접근방식이 사용됨.

□ 이산화티탄은 페인트에 사용되고 있는 일반적인 백색안료이나 자외선을 효과적으로 흡수하는 소재이기도 함.

□ 이러한 속성은 유리기(free radicals)의 생산을 통해 먼지를 제거할 수 있는 활성코팅제로 이용될 수 있음.

□ 이산화티탄은 예추석(anatase), 금홍석(rutile) 및 판티탄석(brookite) 형태로 알려진 세 가지 다른 화학물질 형태로 존재하는 반도체 화합물임.

□ 특히 예추석(anatase) 류는 광촉매작용으로 얻어지는 것으로 자외선 복사에 의해 활성화되어지는 자정 코팅제용으로 적절한 속성을 나타냄.

2.2.2 스마트 창유리(Smart glazing)

□ 수동적인 기능의 코팅제 외에 유리용으로 능동적인 코팅제로 전환이 가능한 제품이 집중적으로 조사되었음.

□ 동적 투과성을 갖는 이 창문은 다이나믹 창유리 또는 스마트 창유리로 일컫는다.

□ 이들은 능동적인 시스템과 수동적인 시스템으로 나뉘는데, 능동적인 코팅제는 버튼을 누르면 전환될 수 있으며, 수동적인 것은 온도(열감지 코팅)와 빛의 양(빛 감지 포토크로믹 코팅)에 따라 반응이 변화하는 것임.

2.3 기타 나노기술 적용 사례

□ 유리용 비반사 코팅제(Anti-reflective coatings)

□ 단열용 재료(Insulation materials)

□ 나노구조의 자정 능력이 있는 표면처리

□ 실런트 및 접착제(Sealants and adhesives)

□ 목재 등의 부패방지도료

□ 건설용 나노섬유 등등

□ 유연성이 있는 태양광 에너지 판넬

<그림 13. 유연성이 있는 태양광 에너지 판넬>