1. 서론 (p. 3)

o “지속가능성(Sustainability)이란 이제 전 세계적으로 가장 중요한 공통의 관심사 중 하나임

o 건설분야에 있어서 지속가능성은 4가지의 주요 인자에 의해 주된 영향을 받는데, 이들은 에너지, 자재, 폐기물 및 환경오염임

o "Chartered Institute of Buildings"에 의하면 “지속가능한 폐기물관리란 우리가 발생시키는 폐기물의 양과 폐기물을 발생시키는 장소를 감소시키기 위해 자원을 효율적으로 활용하고, 이러한 자원을 지속가능한 발전의 경제적, 사회적 및 환경적 목표 등에 실제적으로 기여할 수 있도록 하는 것임”(CIOB, 2004)

o 해체 폐기물(Demolition waste)은 기존구조물에 대한 재건축/리모델링사업과 전체 구조물 또는 일부분에 대한 제거/해체사업에 의해 기인하는 것으로서 인간의 의지로 인한 것이든, 자연재해로 인한 것이든 대단히 많은 폐기물을 발생시킴(Al-Ansary etal., 2004)

o 해체단계는 다음사항들에 대해 주요한 의미를 지니고 있음

1) 건축물에 투자되었던 초기 투자금액의 잔존가치

2) 향후사업에 필요한 원자재의 양

3) 이러한 원자재를 가공하는 동안 사용되는 에너지의 양

o 이러한 사실이 지속가능한 폐기물관리가 건설산업에서의 지속가능성을 달성하는데 핵심적인 이유를 설명하고 있음

o 건설 및 해체 폐기물의 문제들은 선진국 및 신흥개발국 모두에게 영향을 미침

o 전 세계에서 1년 동안 생산되는 건설 및 해체 폐기물의 생산량은 일일 10,000톤에 달하며, 연간 450만 톤을 발생시킴(EL-Haggar, 2000)

o 각 나라에서 이러한 폐기물을 처리하는 방법을 사용하여 현재 발생되는 환경문제의 규모를 조정하는 것이 가능함

o 일본도 제2차 세계대전 이후 한정된 지원과 토지로 인하여 같은 문제점에 봉착하였음

o 오늘날 일본은 폐기물 발생이 전혀 없는 조립식주택(prefabricated houses) 제조공장으로 세계에서 가장 지속가능한 건설산업을 주도하는 국가 중 하나이며, 첨단 해체기술에 의해 재활용 비율을 당초 55%에서 93%로 향상시키기 위해 노력 중에 있음

2. 연구목적 (p. 5)

o 본 연구의 목표는 자동화 해체기술(Automated Deconstruction Techniques)에 대해 설명하고 건설분야의 지속가능성을 확보하기 위해 이러한 기술의 중요성을 이해하기 위함임

o 그런 이후에 이집트가 지속가능한 상태로 진입하기 위한 향후의 연구에 기반한 전망을 찾기 위한 시도로서 본 연구 도출사항들과 현재의 이집트 건설산업의 상황과 비교, 검토함

3. 연구 대상 (p. 5)

o 이러한 개념으로 인해 일본의 건설산업에서 자동화 해체방법을 연구하는 것과 신흥개발국들의 건설산업의 지속가능성을 달성하는데 발생하는 문제점들을 해결하기 위한 시사점을 찾는 것이 대단히 중요하다는 사실을 발견함

o 더욱이, 이러한 신흥개발국들에서 일본에서 적용했던 동일한 방법을 적용하는데 난관이 되는 사항이 무엇인지를 파악함

4. 일본 건설산업의 개황 (p. 6)

1) 2차대전 이후 1940년대

- 심각한 폐기물 문제점

- 막대한 양의 산업폐기물의 불법투기

- 이들의 90%가 건설산업에 의한 폐기물

2) 1950년대 말

- Taiichi Ohno 에 의한 생산방식의 혁명

- 작업대 전환시간의 대폭감소(1일->3분)

3) 1930년대 초

- Toyota사는 현재의 “Toyota 생산시스템(TPS)”의 시초와 LEAN 생산원칙의 토대를 닦음

4) 1970년대 초반 -> 건설의 산업화

- TPS 시스템을 조립식 주택사업에 도입

- 주택을 상품으로 변화시킴

5) 1990년대 초반 -> 자동화 건설

- Shimizu사에 의해 최초의 완전 실제의 20층 사무용 건축물에 대한 자동화 건설 수행

6) 1980년대 - 문제점 지속

- 일본 환경국에 의하면 전체 폐기물의 60%이상이 소각되거나 매립되고 있음

7) 2007년

- 재래식 저층건물을 현대식 고층건물로 대체하여야 하는 필요성으로 인해 KAJIMA사는 자사 고유의 자동화 해체시스템을 개발하고, 이 시스템을 2008년에 성공적으로 적용함

- 이 시스템은 93%의 재활용 비율을 달성함

8) 2008년

- TEISEI 사에 의해 새로운 해체 시스템이 개발되어 2011년 말에 성공적으로 적용함

- 해당시스템은 90%의 재활용비율을 나타냄

9) 현재의 일본

- 건설의 산업화

- 폐기물이 발생하지 않는 조립식 주택 제조공장

- 자동건설기법

- 자동 해체기술

- 재활용비율 93%

- 폐쇄식 순환 재활용 체계

5. 방법론 (p. 8)

o 이러한 시스템들은 현재에도 계속 연구 중이고, 기술의 중요부분은 극비사항임

o 해당주제에 대한 문헌들은 대단히 드물며, 그나마 있는 자료의 대부분도 비 기술적인 형태로 작성됨

o 따라서 본 보고서는 방문한 해체공법 적용현장, 해당건설회사 연구센터 방문 및 방문기업의 대표 또는 연구원과의 인터뷰 등에 의한 정보를 주로 다루었음

o 본 연구에서 기존 재래식 해체공법 및 자동화 해체공법의 비교검토를 환경영향, 인명안전 및 경제적 효과들의 관점에서 비교함

1) KAJIMA 사의 “굴착 및 하강공법(KAJIMA Cut and down method)

o 2008년 일본의 건설기업인 KAjima사는 “카지마 굴착 및 하강공법, KC&TD"를 개발하였는데, 이 공법은 DARUMA 공법이라고도 알려져 있으며, 고층건물을 하부구조로부터 상층부로 해체하는 공법임

o 이 공법은 최근에 개발된 공법으로 아직 완전한 경제성 및 최적화가 되지는 못하고 있음

o 이 공법은 개발된 후 2008년에 동경 Kajima사의 옛 본사건물인 75m, 108m 의 건물에 최초로 적용되었음

2) TAISEI 사의 TECOREP 시스템

o Teisei 사의 생태학적(Ecological) 재생산(Reproduction) 시스템 또는 TECOREP 시스템으로 알려져 있는 공법은 환경친화적 공법으로 재료의 재활용율을 90% 까지 보장하는 공법임

o 이 공법은 기존의 빌딩지붕을 강재지지대에 의해 보강하여 사용하는 공법임

o 튼튼한 거푸집구조를 기존 빌딩구조에 부착하여 상층부 4개층을 둘러싸고 이를 실제 해체 작업장으로 활용함

o 이러한 구조로 인해 소음발생이 약 17~23db 감소됨

o 발생되는 분진은 작업장 내부로 흡수되어 작업자의 안전보장 및 대기오염 감소를 유도

o 상층부 4개 층에서는 각 층의 지붕을 받치는 구조형태의 평면구조에 따라 격자 그리드시스템에 유압잭이 설치되며, 순차적으로 기둥을 제거하여 건물을 해체시킴

o 실제 해체작업이 개시되기 이전에 부속재료로 사용된 석면을 제거하는데 수 개월의 시간이 필요함

o 이러한 시간은 건물의 크기와 사용된 석면의 양에 의해 변동됨

o 최근의 동경에 있는 “Akasaka Grand Prince Hotel(137m)"의 해체작업은 이 공법을 이용하여 시행되었으며, 2013년 5월에 작업이 종료될 예정임

o 이 사업은 현재까지 일본에서 해체작업을 수행한 가장 높은 건물임

o 해체작업은 빌딩의 상층부 4개층에서 수행됨

o 대형 크레인이 강재구조에 의해 거치되고 이 강구조물은 지붕주조에 견고하게 부착됨

o 먼저, 내부가구들 및 비내력벽체들이 철거됨

o 그 후 내력구조 및 바닥판이 대블럭으로 절단되어 크레인으로 내려지는 한편 이러한 작업을 이용하여 전력을 생산함

o 건물의 지상층에서는 이러한 대블럭 콘크리트 절편들을 재활용 공장으로 운송하기 위해 소규모 부재로 절단함

6. 자동화 해체공법의 평가 (p. 13)

o 포괄적 의미에서 이러한 시스템들의 특징은, 각 공법들이 자재의 재활용을 강화시킨다는 것이며, 이로 인해 환경에 부정적인 영향을 감소시켜 줌

o 이들 공법들은 대도시내의 인구밀집 지역에서, 100m 이상의 고층건물을 해체하는데 안전한 방법을 제공함

o 이러한 공법들은 비용이 저렴하지는 않으며 일반적인 공법대비 약 30% 정도 고가임

o 하지만 이러한 자동화 해체공법이 보다 많이 적용될수록, 보다 조속히 해당공법들은 체계화되고 비용효율성이 높아지게 될 것임

o 재래적 공법을 사용하게 되면 단지 10가지의 건설자재에 대해 약 58%의 재활용만 적용 가능함

o 반면에 이러한 시스템을 적용하면 20가지의 건설자재를 재활용이 가능하고, KC&TD 공법의 경우 재활용율을 93%, TECOPEP 공법의 경우 90% 의 재활용율을 획득할 수 있음

7. 일본 건설의 지속가능성을 위한 주요 요소 (p. 14)

o 일본은 다음과 같은 4가지 사항을 기축(Axes)으로 하여 지속가능한 폐기물 관리체계를 달성함으로서 전 세계적으로 가장 지속가능한 건설산업을 조성하기 위해 노력하고 있음

1) 모듈설계 및 표준화를 통한 건설 산업화

2) 서로 다른 산업들 간의 경험교류를 통한 보완 및 해결방안 공유

3) 로봇공학, 건설자동화 등과 함께 "Just In Time(JIT)" 등과 같은 첨단 물류시스템에 의한 기성제품화를 융합하여 작업자 실수 또는 기후변화로 인한 폐기물 발생을 제거

4) 인구밀집지역의 노후된 고층건물을 해체하고 오염물질과 소음을 차단하여 환경에 악영향을 미치지 않는 첨단 자동화 해체공법을 사용하여 재활용율을 93%로 상승시킴

5) 일본인들의 독특한 문화특성은 사회 전반에 첨단기술을 도입할 수 있도록 하고 있음

8. 이집트 건설산업의 개요 (p. 15)

o 1950년대 후반 및 1960년대 초반 이집트에서는 자국의 주택부족 문제를 해결하기 위해 첨단 기술을 수입함

o 9개소의 조립식주택 생산 플랜트를 서방세계에서 구매하여 15년 동안 이집트에 설치함

o 이들 플랜트의 연간 종합 생산량은 주택 100,000 채를 넘음

o 현재까지 이 조립식 주택 시설물이 설치된 총 개수는 수백개소에 불과함(Haq and Kirdar, 1986) 이러한 사유는 다음과 같음

1) 지역산업에서 보호주의자들의 행동

2) 적절한 분배시스템의 부족

3) 적정수준의 이용 가능한 보조금 제공 프로그램의 부재

4) 대상제품의 재래식 주택과 연관된 지역적 생활방식 및 가치에 대한 부적합성

5) 피드백 수정 행위를 위한 기술제공의 부재

- 해당 시스템중 많은 수가 서방세계에서는 버려진 기술을 국제원조라는 외형으로 이집트에 제공됨

7. 결론 (p. 16)

o 일본은 건설분야에서 지속가능성을 달성한 듯하나, 그들의 지속가능한 폐기물 관리체계가 없었다면 결코 이러한 목표를 달성치 못했을 것임

o 기술의 첨단성은 분명 필요한 사항이지만 첨단기술을 한 나라에서 다른 나라로 자져가는 것만으로는 부족함

o 이러한 과정에서 가장 중요한 절차는 이 새로운 기술을 다른 나라의 기존 문화, 경제 및 기반시설의 시스템 속으로 융합시키는 것임

o 그러므로 모든 신흥개발국 국가들에게 적용이 가능한 단 하나의 해법을 개발하는 것은 불가능함

o 해법은 각 국가별 맞춤해법이어야 하며 이는 각 국가별 문화적 배경, 경제 및 현재상황 등을 고려하여 개발되어야만 함

8. 향후 전망 및 견해 (p. 17)

o 이집트의 폐기물 관리와 연관된 현행 문제점은 많은 과학적 문헌 등에 도출되어 있으며 이들 중 많은 곳에서 폐기물 투기를 제한하는 새로운 법안을 만드는 해법을 제시하고 있음

o 이러한 해법들은 광대한 양의 혼합 폐기물에 대해 중점적으로 다루고 있으며 이들 중 60%는 내부 리모델링 사업에 의해 발생됨

o 일본의 이러한 지속가능한 폐기물처리 계획달성에 도움이 된 요인은 그들의 새로운 해체시스템에 의해 수행되는 초기 폐기물 분리임

o 이집트는 자동화 해체 시스템이 필요하지 않음

o 하지만, 만일 해체/리모델링 폐기물이 해당 작업과정에서 조기 분리된다면 대단히 바람직한 상황이 될 것임

o 이러한 결과는 건설재료의 접합 및 분해가 용이하도록, 재료의 부착을 위해 접착제가 불필요한 조립 및 해체 설계개념을 사용하여 획득이 가능함

o 이러한 설계는 사전조립이 불필요하고, 다만 기본적 벽체 자재들 간에 얼마나 혁신적인 연결구조가 조성되는가에 의해 결정됨

o 이러한 시스템은 파손된 부재의 손쉬운 재활용, 다른 사업에서 사용된 양호한 품질의 부재의 재사용 및 상당한 양의 에너지를 소모하는 새로운 자재의 생산필요성을 감소시킴