아파트를 프린터로 출력? 450만원이면 주택 한채 뚝딱?

프랑스, 낭트에 세계 최초 3D 프린팅 주택 만들어
미국업체 아이콘은 50가구 단지 짓기도…국내는?

콘테크(Contech)는 건설업계가 최근 주목하는 분야다. 건설(Construction)과 기술(Technology)의 합성어로, 건설 공정을 디지털화해 생산성을 높이는 각종 혁신 기술을 의미한다. 

그중에서도 가장 주목받고 있는 기술이 3차원 도면을 바탕으로 실제 3차원 물체를 만들어내는 3D 프린팅이다. 프린터로 인쇄해 출력물을 받아보듯 설계도를 3D 프린터에 넣으면 자전거나 그릇, 신발, 의자 같은 3차원의 물건이 그 자리에서 출력된다. 

우선 설계자가 컴퓨터에서 3D 모델링 프로그램을 통해 3차원 모델을 구축하고 3D 프린터가 인식할 수 있는 포맷으로 변환한다. 그다음 이를 3D 프린터로 전송하면 입력된 데이터를 기반으로 모델에 맞게 소재들을 층층이 연속적으로 쌓아가면서 실제 제품처럼 물리적 형태로 완성해 나간다.

3D 프린터로 아파트도 지을 수 있을까? 초기 3D 프린터가 출력하는 물건의 주재료는 플라스틱이었다. 점차 기술이 발전하면서 진흙, 콘크리트, 금속으로도 3D 프린팅이 가능해졌고 건축도 가능해졌다. 

"글로벌 건설사들 3D프린팅 시장 선점 경쟁 치열"

3D 프린팅 방식으로 지어진 주택이 전통 방식으로 지은 값비싼 건축물의 대안으로 꼽힌다. 해외에서는 다양한 스타트업과 건설사들이 3D 프린팅 건축 시장을 선점하기 위한 경쟁을 벌이고 있다. 

시장조사기관 그랜드뷰리서치에 따르면 글로벌 3D 프린팅 건축시장 규모는 2019년 460만 달러(약 60억 원)로 평가됐으며, 2020~ 2027년 연평균 115% 성장할 것으로 예측됐다.

미국이나 유럽, 중국 등지에서는 실제로 사람이 거주할 수 있는 3D 프린팅 아파트를 짓고 있다. 3D 프린터로 지은 세계 첫 주택은 프랑스 낭트에 있다. 낭트 대학의 3D 프린팅 기술로 지은 단독주택 이누바(Yhnova)에 람다니 씨 부부와 세 딸이 2018년 6월 입주해 살고 있다. 

면적 95㎡인 이 집은 건축 현장에서 4m 길이의 로봇 팔이 건축재를 뿜어내는 노즐을 움직이며 설계 도면대로 벽면을 쌓아 올려 이틀 만에 지었다. 사람이 한 일은 창호와 지붕을 마무리한 정도였다. 인력과 공사 기간을 단축한 덕에 건축 비용도 20% 절감됐다. 람다니 부부는 BBC와의 인터뷰에서 “안락한 집뿐만 아니라 근사한 정원까지 누릴 수 있어 가족의 삶에 큰 변화가 생겼다”고 소감을 밝혔다.

중국 장쑤성 쑤저우 공업원구에는 2015년 건설업체 윈선이 6일 만에 지은 5층짜리 전시용 3D 프린팅 아파트가 있다. 3D 건축물로는 세계 최고층인 이 아파트를 지을 때 재료는 30~60%, 건축 기간은 50~70%, 인건비는 50~80%까지 줄일 수 있었다고 한다.

 

미국 3D 프린팅 건축 업체 아이콘(Icon)은 2019년 멕시코 남부의 한마을에 무주택자 50가구가 입주할 단지를 지었다. 이곳이 세계 최초의 3D 프린팅 주택단지다. 

이 회사는 2021년 미국 텍사스 오스틴 지역에 93~186㎡ 면적의 주택 4채를 1주일 만에 완공했다. 또 올해 100여 채의 주택을 3D 프린터로 짓는 계획을 발표했다. 건축비 4000달러(약 450만 원) 정도로 한 채를 지어 싼값에 공급한다는 게 이 회사의 목표다.

제이슨 발라드 아이콘 CEO는 “아이콘은 세계적인 주택 공급 부족의 문제를 해결하기 위해 존재한다”며 “품질, 미관, 환경을 훼손하지 않고 신속하게 공급을 늘리겠다”고 힘줘 말했다. 

한국에도 3D 프린팅 방식으로 지은 건축물이 있다. 서울 중구 장충동에 있는 HN(전 현대 BS&C) 사옥 앞 회색 경비실 건물은 HN이 인수한 국내 최대 3D 프린팅 건축 업체 하이시스(HISYS)가 14시간 만에 지은 국내 최초 3D 프린팅 건축물이다. 넓이 10㎡(약 3평), 높이 2.2m의 이 경비실 공사비는 보통의 10분의 1 수준. 

 

김진국 하이시스 부장은 “3D 프린팅 기술을 조형물, 소형주택, 펜션에서부터 시작해 주거용 건축물로 점차 확대해 적용할 계획”이라고 밝혔다. 하이시스는 국내 최초로 상용 가능한 건축용 3D 프린터를 개발한 스타트업으로, 국내 최대의 건축용 3D 프린터를 보유하고 있다.

 

HN은 4월 국내 최초로 건축용 3D 프린팅 기술을 통해 실제 거주할 수 있는 전용 27㎡(8.2평) 규모의 일체형 원룸을 시범적으로 제작했다. 1월 경기 김포에서 기초 공사를 시작했고 12일 동안 3D 프린터로 벽체를 쌓아 공간을 구축했다. 이어 3D 프린터로 건축물 외관을 출력하고 지붕 및 마감, 인테리어, 전기·통신, 스마트홈 IoT, 보안 시스템 등을 구축해 마무리했다. 이로써 고객의 니즈에 맞춘 건축물을 3D 프린터 기술로 출력할 수 있음을 증명하고 기술의 상용화와 대중화 가능성도 입증했다는 평가다. 

"국내선 아직 건축법상 사람 사는 건물 못 만들어"

하지만 국내 건축법상 사람이 살 수 있는 건축물을 3D 프린팅할 수 없다. 아직 관련 인증, 안전기준, 규정이 마련되지 않았기 때문이다.

건설업체도 구경만 하지 않는다. 현대건설은 국내 최초 복합소재 3D 프린팅 비정형 벤치를 힐스테이트 레이크 송도 2차 아파트에 시범적으로 설치했다. 관리사무소 직원들은 “3D 프린팅 기술로 만들어진 벤치인지 전혀 몰랐다”며 놀라워했다. 

 

삼성엔지니어링은 2020년 말부터 3D 프린팅 기술 개발에 착수해 올해 초 3D 프린팅 로봇을 개발했고, 최근 시험용 건축물 제작에 성공했다고 밝혔다. 관련 건축 법규와 제도가 정비되면 3D 프린팅 기술의 사업화를 통해 안정적 수익 확보에 나설 계획이다.

3D 프린팅 전문가는 “3D 프린팅 주택은 비용 절감은 물론이고 사회문제 해결 가능성도 제시한다”고 의미를 부여한다. 미국 아이콘 사가 멕시코·아이티·엘살바도르 등 남미 빈곤 지역에서 저렴한 3D 프린팅 주택 800여 채를 짓고 있는 것이 한 사례다. 

전기차 메이커 테슬라의 창립자인 일론 머스크는 우주개발업체 스페이스엑스를 설립하면서 “인류를 화성에 이주해 정착시키는 것이 꿈”이라고 밝힌 바 있는데 여기에도 3D 프린터가 필요할 수 있다. NASA가 주최한 ‘3D 우주 거주지 프린팅 대회’에서 우승한 ‘AI 스페이스 팩토리’는 3D 프린터로 4.57m 높이의 우주인 거주지 ‘마샤’를 30시간 만에 완성했다.

3D 프린팅 건축은 비용 절감, 공기 단축, 다양한 디자인 실현, 건축 폐기물 감축 등 장점이 많다. 하지만 현재 건축 가능 높이가 5층에 불과하고 초기 투자 비용이 여전히 많이 들며 인증, 안전기준을 마련해야 한다는 과제가 남아 있다. 대형 3D 프린터를 끌고 다니는 것도 현실적인 어려움이다. 

출처 - 한국아파트신문(http://www.hapt.co.kr)