이제는 집을 ‘찍어’낸다? 3D 프린터로 출력하는 건축물의 시대

급속도로 발전하는 3D 프린팅 건축 분야
미국과 유럽, 중국 등이 앞서가
법적 인허가도 갖춰지지 않은 국내의 현실

3D 프린팅 기술은 4차 산업혁명 시대를 대표하는 중요한 디지털 기술 중 하나다. 현재 미국과 유럽 등 세계 각국의 나라들은 이러한 3D 프린팅 기술을 이용한 건축물을 앞다투어 선보이고 있다. 미국 캘리포니아주 오클랜드의 신생기업인 마이티 빌딩스(Mighty Buildings)는 최근 3D 프린터로 벽과 기둥뿐만 아니라 천장, 지붕까지 제작한 주택을 완공했으며 독일의 토목기술업체 페리(PERI)는 덴마크 3D 프린터 제조업체인 코보드(COBOD)와 함께 독일 발렌하우젠 마을에 세계 최초로 3D 프린터로 지은 건물 중 가장 높은 3층짜리 아파트를 건축하고 있다. 이외에 3D 프린팅 건축 분야에는 네덜란드, 멕시코, 프랑스, 중국 등이 앞서고 있는 상황이다.

그렇다면 대체 3D 프린터로 어떻게 건물을 짓는 것이며, 세계 각국의 경쟁 속 국내의 3D 프린팅 건축 기술은 어디쯤에 와있을까. 이러한 궁금증을 해결하기 위해 올해 초 국내 최초 3D 프린터 건물 시공에 성공한 한국건설기술연구원(KICT)의 서명배 수석 연구원에게 직접 물어봤다.

Q. 건설 분야의 3D 프린팅 기술이란?

대체적으로 건축물의 구조가 되는 벽이나 기둥과 같은 부재를 직접 출력하는 방식이다. 쉽게 표현하자면 ‘치약을 짜는 것’과 비슷한 원리인데, 시멘트를 치약을 짜듯이 한 레이어 별로 겹겹이 쌓아 올리는 재료 압출(ME) 방식을 사용하는 것이다. 이러한 재료 압출 방식은 현재 세계적으로 가장 많이 쓰는 방식이라고 생각하면 된다. 최근에는 직접 압출하는 방식이 아닌 건물 구조의 틀이 되는 거푸집 자체를 출력하여 그 안에 시멘트를 붓는 방식도 생겨나고 있다. Q. 3D 프린터를 이용한 건축 방식의 장점은?

가장 큰 장점은 비정형 시공에 유리하다는 점이다. 외벽이 둥그렇거나 매끄럽게 빠져야 하는 비정형 건축물을 지을 경우 본래 거푸집이 필요한데, 3D 프린터는 직접 출력하는 방식이기 때문에 거푸집이 필요 없다. 또한 재료의 정량 사용으로 건설 폐기물이 줄어들고 불필요한 자재들이 남지 않기 때문에 환경문제에도 도움이 되고, 로봇이 직접 시공하는 것이기 때문에 사람이 직접 건축하기 어려운 장소에서의 시공도 가능하다. 그리고 급속 시공이 가능하기 때문에 사람이 짓는 것보다 더 빠른 시간 안에 완공이 가능하다는 점도 큰 장점이다.

Q. 3D 프린터로 만든 집에 실제 사람이 거주할 수 있는지?

해외의 경우 사람이 실제로 거주할 수 있는 인허가가 완료된 건축물 시공까지 기술개발이 되어있는 상황이다. 그러나 국내의 경우 3D 프린팅 건축물이 사람이 거주하기에 안전한 건물인지, 구조적으로 문제가 없는 것인지에 대한 법적인 근거가 없기 때문에 인허가가 완료된 건축물은 짓지 못하고 있다.

Q. 국내 3D 프린팅 건축 기술을 해외와 비교해본다면?

3D 프린팅 건축 기술은 미국과 유럽, 중국 등을 중심으로 확산, 보급되고 있다. 최근엔 유럽 같은 경우가 관련 연구가 가장 활발하다고 볼 수 있는데, 보다 넓고 높은 건축물을 짓는 모습들을 자주 찾아볼 수 있다. 반면에 우리나라 같은 경우에는 본격적인 기술개발이 불과 4~5년 전에 시작되었고, 약 30평형의 규모와 3미터 높이의 임시 시설물 형태의 주거물을 출력할 수 있는 수준을 갖췄다. 또한 3D 프린터 건축물을 인허가할 수 있는 법적인 제도나 장치가 마련되어 있지 않다는 점이 가장 아쉬운 점인 것 같다.

※ 더 자세한 이야기는 영상을 통해 만나보실 수 있습니다.

글 임승범 인턴기자 seungbeom@seoul.co.kr
영상 문성호·임승범 기자 sungho@seoul.co.kr