3D 프린팅 주택 어디까지 왔을까?
- Michelle Jin
- 2023년 9월 5일
- 4분 분량
최종 수정일: 2024년 5월 30일
낮은 비용과 빠른 시공으로 효율성 및 설계 유연성을 제공하는 3D 프린팅 주택, 2010년대 부터 3D 프린팅 주택 설계 시공이 네덜란드에서 처음 시작 되면서 한국에서도 빠른 도입 기대감이 컸습니다.
그리고 기술 개발로 현재는 옥수수, 진흙 그리고 대나무 등 친환경 자재를 사용한 3D 프린팅 하우스 건축 사례를 많은 매체를 통해서 또한 접할 수 있습니다. 친환경적이면서도 가장 낮은 비용과 빠른 시간, 그리고 지속 가능한 최적의 미래 건축 방식이라 보여지는데요.
한국 같이 심각한 주택 부족 문제와 저출산 문제의 가장 효과적인 솔루션은 3D 프린팅 건축 방식을 빠른 도입이라 아닐까 싶은데, 현실은 국내에서는 3D 프린팅 주택이 여러 요인으로 실행이 되고 있지 않고 있습니다.
해외 상황과 다양한 사례 및 국내의 문제점을 알아보았습니다.
목 차
3D 프린팅 주택의 연대기, 처음 시작한 국가
3D 프린팅 주택의 주요 장점
친환경 소재와 자재 사용 가능
3 침실 주택의 경우 건축 기간과 비용
한국이 3D하우스를 허용하지 않는 이유
3D 프린팅 주택의 연대기, 처음 시작한 국가
3D 프린팅 주택의 역사는 2010년대 초반으로 거슬러 올라가며, 여러 국가에서 이 기술을 개발하고 구현하는 데 선구자 역할을 해왔습니다. 3D 프린팅 주택의 초기 개발과 관련된 주요 이정표와 국가는 다음과 같습니다.
네덜란드 : 네덜란드 도시 에인트호번은 건설 분야에 3D 프린팅 기술을 조기에 도입한 도시 중 한 곳입니다. 2012년 네덜란드 건축 회사인 DUS Architects는 건물 구성 요소를 인쇄하도록 설계된 대형 3D 프린터인 "KamerMaker"(RoomBuilder)를 공개했습니다. 네덜란드 DUS 아키텍츠(DUS Architects)가 설계 및 제작한 대형 3D 프린터로, 2x2x3.5m 크기의 공간을 지속 가능한 원자재인 바이오 플라스틱 소재를 사용하여 여러 다양한 프로젝트를 진행했습니다. KamerMaker의 3D 프린팅에 사용된 바이오 플라스틱은 식물성 기름과 같은 재생 가능한 자원에서 추출한 소재로 10년 전부터 콘크리트가 아닌 지속 가능한 친환경 소재를 사용한 구조물을 만들려한 노력이 엿보입니다.
2중국 : 중국은 건축용 3D 프린팅 기술을 적극적으로 탐구해 왔습니다. WinSun Global는 중국에서 3D 프린팅 건축 프로젝트 분야의 선두 주자입니다. 2014년 초에 집 전체와 아파트 건물 전체를 3D 프린팅했다고 보도한바 있습니다.
미국 : 미국에서도 3D 프린팅 주택에 대한 초기 실험이 있었습니다. 2014년 Behrokh Khoshnevis 박사가 설립한 Contour Crafting이라는 회사는 집 전체를 지을 수 있는 대형 3D 프린터를 시연했습니다. 이 기술을 통해 주택 부족 문제와 재난 구호 활동을 해결하는 것을 목표로 삼았습니다.
러시아 : 러시아는 2010년대 중반부터 3D 프린팅 주택을 연구하기 시작했습니다. 러시아 회사인 Apis Cor는 2017년에 단 24시간 만에 집을 3D 프린팅 했다고 주장한 바 있습니다.
아랍에미리트 : 두바이는 건설 혁신의 활발한 허브로써 2016년 두바이는 2030년까지 건물의 25%를 3D 프린팅할 계획을 발표했으며, 이 목표를 달성하기 위해 이미 여러 프로젝트가 진행되었습니다.
특히 이들 국가는 3D 프린팅 주택 건설을 개척하는 데 중요한 역할을 했왔습니다. 그 이후로 3D 프린팅 기술은 더 많은 국가와 기업이 주택 문제를 해결하고 건설 폐기물을 줄이며 지속 가능하고 저렴한 주택 솔루션을 만들기 위한 잠재력을 탐구하면서 전 세계적으로 계속 발전하고 확장되었습니다.
주택 문제를 해결
건설 폐기물을 최소화
지속 가능한 친환경 원자재 사용
빠른 시공 낮은 가격의 주택 솔루션
3D 프린팅 주택의 주요 장점
네덜란드의 경우, 높은 인권비와 벽돌공의 심각한 부족을 해결해 줄 수 있는 최적의 해결책이기도한 3D 주택의 주요 장점을 알아 봅니다.
시공 속도 : 3D 프린팅을 이용하면 시공 시간을 대폭 단축할 수 있습니다. 대규모 3D 프린터를 사용하면 기존 건축 방식을 사용하면 몇 달 또는 몇 년 만에 집을 완성할 수 있지만, 며칠 또는 몇 주 만에 집을 완성할 수 있습니다. 이러한 속도는 주택 부족이나 재난 구호 활동을 해결하는 데 특히 중요합니다. 최근 호주에서 48시간안에 침실 3개 주택을 건축한바가 있습니다.
비용 효율성 : 3D 프린팅의 자동화 및 정밀도는 자재, 인건비 및 전체 건설 비용의 비용 절감으로 이어질 수 있습니다. 이는 특히 건설 비용이 높은 지역에서 주택을 더욱 저렴하게 시공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
폐기물 감소 : 3D 프린팅은 기존 방법에 비해 건설 폐기물을 적게 발생시킵니다. 이를 통해 재료를 보다 효율적으로 사용할 수 있어 환경에 미치는 영향과 폐기 비용이 절감됩니다.
맞춤화 : 3D 프린팅을 통해 설계 유연성이 향상됩니다. 건축가와 주택 소유자는 기존 건축으로는 달성하기 어렵거나 비용이 많이 드는 혁신적이고 복잡한 디자인을 도전해 볼 수 있습니다.
에너지 효율성 : 일부 3D 프린팅 주택 디자인에는 에너지 효율적인 기능과 지속 가능한 재료가 포함되어 있어 에너지 소비를 줄이고 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.
지속가능성 : 옥수수, 대나무, 진흙 그리고 재활용 플라스틱, 바이오 기반 소재 등 3D 프린팅에 친환경 소재를 사용하면 건축의 지속가능성을 높일 수 있습니다.
친환경 소재와 자재 사용 가능_ 뉴욕 건축된 옥수수를 사용한 3D 프린팅 건물 (사진 참고)
주택 건축용 3D 프린팅은 기존 콘크리트 대신 친환경 소재를 사용할 수 있습니다. 3D 프린팅 기술의 장점 중 하나는 재료 사용의 다양성입니다. 콘크리트가 일반적인 선택이었지만 다음과 같이 보다 환경 친화적인 대안이 있습니다.
생분해성 플라스틱 : 일부 3D 프린터는 재생 가능한 자원에서 추출한 생분해성 플라스틱을 사용할 수 있습니다.
재활용 재료 : 재활용 플라스틱 및 기타 지속 가능한 재료를 3D 프린팅 공정에 사용할 수 있습니다.
천연 재료 : 일부 3D 프린터는 콘크리트보다 환경 친화적인 점토나 진흙과 같은 재료로 작업할 수 있습니다.
Hempcrete : 대마 섬유, 석회 및 물의 혼합물은 3D 프린팅에도 사용할 수 있으며 환경 친화적인 것으로 간주됩니다.
대나무 : 일부 지역에서는 지속가능성을 위해 대나무를 3D 프린팅 소재로 활용하는 연구가 진행되고 있습니다.
지속 가능한 콘크리트 대안 : 연구원들은 또한 대마 기반 콘크리트와 같은 전통적인 콘크리트에 대한 지속 가능한 대안을 개발하고 있습니다.
재료 선택은 특정 3D 프린팅 기술, 재료의 현지 가용성 및 프로젝트의 환경 목표에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 이러한 친환경 소재의 가용성과 수용 여부는 지역에 따라 다를 수 있으므로 해당 지역에 어떤 옵션이 적합한지 조사하는 것이 중요합니다.
침실 3개, 주택의 경우 건축 기간과 비용
지역 및 구조물의 크기와 복잡성에 따라 달라지기 때문에 2022년 3D 프린팅된 건물의 정확한 비용이나 가격을 제시하기는 어렵습니다. 간단한 답은 현재 대략 4,000달러 정도의 낮은 가격으로 시공이 가능하며 지역과 업체에 따른 편차는 발생할 수는 있습니다.
건축 기간의 경우 벽을 완성하는 데 평균 약 3주가 소요되며, 전통적인 집보다 건설 시간이 약 30% 적다고 추정되고 있는데, 호주와 중국등에서 48시간만에 시공 완료한 사례도 있습니다.
한국이 3D 프린트 하우스를 허용하지 않는 이유
3D 프린팅 기술을 활용한 건물을 짓는 데에는 전문 장비와 인프라가 필요한 경우가 많으며, 필요한 인프라를 개발하고 건설 산업에 통합하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.
미국에 기반을 둔 건축용 3D 프린터 전문 회사의 Kustom StroyBot 6.2는 최대 빌드 크기가 10 x 20 x 6미터(LxWxH)인 갠트리 시스템 3D 프린터의 가격이 troyBot 6.2는 300,000달러부터 시작하며 필요한 모델과 빌드 엔벨로프에 따라 최대 950,000달러의 비용이 드는 점을 고려하면 여전히 장비 개발내지 도입은 큰 문제는 아닌 것으로 보입니다.
결과적으로 가장 주요 도입 장벽은 규제 및 안전 문제로 막혀 있는데, 한국은 전세계에서 최저저출산으로 인구감소 및 주택 부족과 일력 부족 문제로 온 나라가 이리도 시끄러운 와중, 아파트 철근을 다 빼고도 수십층 높이의 아파트 시공도 가능한 국가에서 안전 문제로 다른 나라에서 다 시행중인 3D 프린팅 건축을 여전히 도입하지 않는 것은 여러 의문을 갖게하는 지점인듯합니다. 많은 대중의 관심과 적극적인 청원도 필요한 부분이 아닌가 싶습니다.
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