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과제기본정보

세계시장 선도를 위한 초고층빌딩 설계 및 시공 기술 개발6년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 도시건축연구사업 과제번호 20AUDP-B106327-06
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설구조재료 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 시공 자동화기술 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 세계시장 선도를 위한 초고층빌딩 설계 및 시공 기술 개발
주관연구기관 단국대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 정란
소속 (학교)단국대학 직위 교수
기관 대표번호 02-709-2458 FAX 02-794-7442
총 연구기간 2015-12-22 ~ 2021-06-30
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2021-06-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
6차년도 6,340,000,000 202,444,000 1,699,582,000 1,902,026,000 8,242,026,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ■ 초고층 건축물의 세계 시장이 성장함에 따라 국내 건설사의 해외 초고층 건축물 수주 사례는 늘어났지만 설계/엔지니어링과 시공 분야의 핵심기술은 해외 기술력에 의존함으로써 시장의 외형적 팽창에도 불구하고 수익률은 악화되는 것으로 평가됨.
■ 특히, 최근에는 선진국의 기술장벽과 더불어 노동집약적 분야의 후발 건설강국의 임금장벽으로 국내 기업은 세계 건설시장에서 샌드위치 압박 현상이 심화되는 추세에 처함.
■ 이러한 추세에 능동적으로 대응하기 위하여, 초고층 건축물 최첨단 기술 분야의 Global Top 기술 개발, 강소기업 육성을 위한 기술의 실용화 선순환구조 확립, 글로벌 주역화 실현을 위한 전주기 연구개발 순환체계 구축, 연구 및 현업 역량 결집을 위한 Control Tower 구축 등 세계 시장 선도를 위한 설계 및 시공 기술의 고도화 시도가 촉구되고 있음.
최종목표 ■ 본 센터에서는 초고층빌딩 최첨단 기술 분야 Global Top 기술 개발, 강소기업 육성을 위한 기술의 실용화 선순환구조 확립, 글로벌 주역화 실현을 위한 전주기 연구개발 순환체계, 연구 및 현업 역량 결집을 위한 Control Tower 구축을 목표로 하며, 개발 기술의 목표는 다음과 같음.
■ 1-1세세부 초고층 비정형 건축물 ICT 융합 설계 및 다축제어 기술의 연구목표는 전산설계 및 풍진동제어 분야에서 세계 최고수준의 기술을 개발하고 ICT 융합설계 SW 및 다축/다중모드 제어장치를 상용 제품화 하는 것임.
■ 1-2세세부 저비용·고속시공을 위한 시스템 거푸집 및 양중기술의 연구목표는 가설 거푸집과 리프트 분야에서 세계 최고수준의 기술력을 확보하고, 개발 기술의 통합 운영 및 관리를 위한 가설 엔지니어링 기술을 상용화하는 것임.
연구내용 및 범위 ■ 초고층빌딩은 건설산업의 최첨단 기술 영역으로서 전문영역 별 선도 기술들이 집약되어 있기에 초고층빌딩 분야에서의 경쟁력은 건설산업 전반의 기술력과 글로벌 시장 지배력을 견인하는 역할을 함. 본 센터에서는 초고층빌딩 분야 특화과제 발굴 및 사전 타당성 조사·분석, 글로벌 비즈니스 지원체계 개발, 국제협력·네트워크 모델 개발, 글로벌 인력양성 모델 개발, 지식정보 분석시스템 개발 임.

■ 또한, 1세부의 1-1세세부 초고층 비정형 건축물 ICT 융합 설계 및 다축제어 기술의 연구개발 내용은 초고층, 대공간, 비정형 건축물의 골조와 외피 최적 전산설계기술, 골조 및 외피 상세설계 모듈, 설계 단계(기획·기본·실시 설계)별 골조 및 외피 설계 대안 평가 시스템, 초고층 골조와 외피에 특화된 3차원 설계 엔지니어링 전산도구 개발 및 제품화, 다축/다중 모드 제어장치 설계 및 제작기술, 다축/다중 모드 식별 기술, 다축/다중 모드 제어장치의 최적 설계·배치 기술, 풍하중 효과를 고려한 외피최적설계 SW를 개발하는 것임.

■ 1-2세세부 저비용·고속시공을 위한 시스템 거푸집 및 양중기술의 연구개발 내용은 초고층 가설엔지니어링 통합 최적화 기술, 설계단계 시공성 반영을 위한 가설엔지니어링 기술, 고속설치/해체형 테이블폼 및 트롤리 기술, 테이블폼 자동상하차 인양플랫폼 기술, 상하 연계형 더블데크 리프트 및 군제어 기술, 운행정보 분석 기반 리프트 수직 Zoning 제어 기술을 개발하는 것임.
■ 4세부의 경우,
- 초고층빌딩 설계/시공 분야의 핵심기술 발굴/기획, 고부가가치 기술 기술이전/사업화 지원, 국내외 관련 관산학연 전문가의 국제협력 활성화, 글로벌 전문인력 양성, 초고층빌딩 통합 정보서비스 제공을 총괄적으로 수행하는 전문 R&D센터 구축하는 특화과제 발굴 및 타당성조사,
- 초고층 설계/ENG 핵심기술의 국내외 기술표준화, 특허관리, 홍보, 정책지원안 제안 등을 통하여 개발 연구성과 및 핵심 기술의 해외진출 및 세계시장 선점 지원하는글로벌 비즈니스 지원체계 구축,
- 해외 설계/ENG사, 국내외 건설사, 기술표준화 관련 기관, 정부부처 등으로 구성된 국제협력 네트워크 협의체/플랫폼을 구성/개발하여, 초고층빌딩 시장/기술/전문가 정보공유 및 핵심기술을 갖춘 강소기업의 해외시장 진출 지원하는 국제협력 네트워크 구축,
- 센터인증 초고층 전문기술 교육과정으로서 인증교육 프로그램 운영, 해외 대학과의 연구/교육 협력 등을 통하여 국제감각을 갖춘 인재를 육성하는 글로벌 인력양성 교육프로그램 개발
- 초고층빌딩 설계/시공 핵심 엔지니어링 분야의 기술/시장/연구 정보와 유관 국내외 전문가 그룹에 대한 통합 DB구축/정보공유/이력관리를 통하여, 과제간 연구개발 연계협력 활성화 및 중복과제 방지를 통한 R&D 시너지효과 제고하는 지식정보 분석시스템 구축,
- 초고층빌딩 설계/시공 분야의 핵심기술 발굴/기획, 고부가가치 기술 기술이전/사업화 지원, 국내외 관련 관산학연 전문가의 국제협력 활성화, 글로벌 전문인력 양성, 초고층빌딩 통합 정보서비스 제공을 총괄적으로 수행하는 전문 R&D센터 구축하는 초고층 법/제도 개선(안) 도출 임
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
6차년도 [1세부]
-가변형 테이블폼 개선 시제품 현장적용
-테이블폼 자동상하차 인양플랫폼 운영 매뉴얼 작성
-구조설계 기법과 전산플랫폼을 사용한 최적설계 기법에 대한 비교 및 실무 적용성 평가
-다축/다중 모드 제어용 질량형 제어장치 및 층간설치형 수동형 감쇠장치의 다축/다중 모드 응답감소효과의 정량적 평가

[2세부]
-강합성코어벽 구조시스템 및 시공법 개발 의 기술성능검증
-기둥 부재별 장기거동 특성을 반영한 장기거동 예측 해석 및 재료모델 검증
-초고층건물 에너지 절감을 위한 설비 및 외피시스템 개발의 기술 시스템화 및 현장적용
[3세부]
-초고층 빌딩 콘크리트 펌핑 중 유동특성유지 기술의 표준화 및 현장적용
-초고층 건물에서 재난 시 IoT를 기반으로 한 피난 시스템 개발을 위한 재난 대응요소 BIM 라이브러리 개발 및 연계피난 시각 TOOL 개발
-연돌압력 프로파일 모니터링 시스템 개발 및 HVAC 시스템 연동제어 방법 실시간 모니터링 시스템 시제품 개발
[4세부]
-개발기술의 해외진출을 위한 국제협력 네트워크 구축
-글로벌 인력양성 교육 프로그램 개발 		[1세부]
-가변형 테이블폼 현장적용/생산성 평가/시공성 평가/작업자 만족도 조사 및 시공 능률 향상 정량평가
-사공엔지니어링 시스템 보완 및 개선/알고리즘 보완/UI 개선
-골조/외피 최적설계 알고리즘 고도화 및 전산설계도구 해외 현지화
-다축/다중 모드 제어장치의 최적 설계·배치 소프트웨어 우수성 홍보자료 작성 , 사업화 프로젝트 수행

[2세부]
-구조실험 및 해석 수행
-성능검증을 토대로 전문가와 협업하여 시스템 수정 및 보완
-프로토타입 거푸집 시스템 설계 및 제작
-기둥 부재 종류별 장기거동 매커니즘 분석(RC, CFT, SRC)/기둥 부재 종류별 장기거동 특성 /해석 프로그램에 반영
- 동종 열매 사용설비의 통합을 위한 냉난방·급탕 통합시스템 구성 대안 도출/ 환기공기청정 통합시스템 요구조건 분석
- 환기제습 통합시스템 성능해석
[3세부]
-유동특성평가 지침 및 기술 표준화/유동특성 유지장치 제작/펌핑 성능이 개선된 (PCE)계 혼화제 개발
-BIM 기반 법규검토 및 논리 알고리즘 작성/ 피난 시스템이 적용된 BIM 모델의 시각화 모델 구축/ BIM 기반 3차원 재난대응 모델 개발
-키 레퍼런스용 센서와 변동 변위용 센서의 최적설계/연돌압력 실시간 모니터링 시스템 개발/ 실시간 모니터링 시스템의 실제 건물에 적용하여 모니터링 및 해석 / 연돌압력 측정데이터 신뢰성 검증 및 개선
[4세부]
-개발기술의 해외진출을 위한 국제협력 네트워크 구축
-글로벌 인력양성 교육 프로그램 개발






-기둥 부재별 장기거동 특성을 반영한 장기거동 예측 해석 및 재료모델 검증
-초고층건물 에너지 절감을 위한 설비 및 외피시스템 개발의 기술 시스템화 및 현장적용
[3세부]
-초고층 빌딩 콘크리트 펌핑 중 유동특성유지 기술의 표준화 및 현장적용
-초고층 건물에서 재난 시 IoT를 기반으로 한 피난 시스템 개발을 위한 재난 대응요소 BIM 라이브러리 개발 및 연계피난 시각 TOOL 개발
-연돌압력 프로파일 모니터링 시스템 개발 및 HVAC 시스템 연동제어 방법 실시간 모니터링 시스템 시제품 개발
[4세부]
-개발기술의 해외진출을 위한 국제협력 네트워크 구축
-글로벌 인력양성 교육 프로그램 개발
연구성과 기술적 기대성과 ■ 초고층빌딩 핵심기술에 대한 원천기술 확보를 통한 해외기술 의존도 해소 및 세계수준 기술 확보를 위한 초석 마련
- 현재 미국, 일본, 독일 등 기술선진국이 선점하고 있는 초고층빌딩의 고부가가치 영역인 설계, 시공, 유지관리 엔지니어링 기술의 글로벌 경쟁력 제고
- 기술성숙도 및 수준은 선진국과 비슷한 수준 또는 그 이상의 수준으로 발전가능할 것으로 예상됨
■ 초대형 건설물 분야에 걸친 광범위한 기술적 파급효과 기대
- ICT융합기술을 활용한 설계기술, 구조물진동제어기술, 자동화기반 고속시공기술, 고기능/다기능 건설재료는 초장대교량, 대심도터널, 초고층빌딩, 대공간구조물 등 세계최고 수준의 메가 특수구조물 건설에 있어 고부가가치를 실현할 수 있는 핵심엔지니어링 기술임
■ 고부가가치의 초고층빌딩 기술 개발과 함께 글로벌 전문가 양성 및 네트워크 구축 등을 통해 기술과 시장 지배력 및 경쟁력 강화
사회 경제적 파급효과 ■ 미래 초고층빌딩분야 세계 건설산업 지배력 확대
- 2015년 완공예정인 105개의 초고층빌딩을 포함한 초고층빌딩 세계시장규모는 총 누적집계로는 1,024개에 달할 것으로 예측
- 초고층빌딩은 건설산업의 최첨단 기술 영역으로서 전문영역 별 선도 기술들이 집약되어 있기에 초고층빌딩 분야에서의 경쟁력은 건설산업 전반의 기술력과 글로벌 시장 지배력을 견인하는 역할 기대
■ 건설분야 국가 경쟁력 확보를 위한 차세대 신사업 발굴
- 글로벌 경쟁심화 및 중국 등 후발국 추격 가속화 속에서 신흥 개발국으로 적극적인 해외진출 모색을 위한 차세대 건설기술 개발
- 건설분야의 부품산업인 중소 전문건설사의 글로벌 시장 진출 확대를 통한 고용창출 도모
활용방안 ■ 기술집약적 고부가가치 초고층 설계/시공 엔지니어링 기술 혁신
■ 브랜드 기술 창출과 기술 신뢰도 향상을 관련 전문 설계/시공 엔지니어링사 해외시장 진출 확대
■ 지속가능한 지식창출모델 구축 및 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 초고층 ICT 융합설계 SW 다축/다중모드 제어장치 초고층 가설 엔지니어링 강판벽기둥 연돌효과
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