초고층건설기술개발추진현황과과제 2010. 09. 13 초고층복합빌딩사업단장 RIST연구위원이필원 초고층복합빌딩사업단 발 표 순 서 Ⅰ. 기술개발추진현황 Ⅱ. 국내외초고층시장동향 Ⅲ. 주요프로젝트 초고층복합빌딩사업단
Ⅰ. 기술개발추진현황 1. 사업단개요 2. 연구개발의필요성 3. 국가지원타당성 4. 기술개발추진방향 5. 연구개발과제 초고층복합빌딩사업단 1. 사업단개요 초고층복합빌딩의특성 - 50층 / 높이 200m 이상건축물 ( 건축법령 ) - 첨단기술의집합체 ( 구조설계, 시공재료, 소재, IT/NT, 녹색기술등 ) - 민간사업이나글로벌도시의랜드마크와국가발전의심벌로서공공성격도많음 사업단특성 - VC-10사업중건축분야유일, 민간연구소 ( 포항산업과학연구원 ) 주관의실용화중심연구개발 - 정부 814억원 (55%), 민간 667억원 (45%) 부담등총연구비 1,481억원 사업단추진경과 '07~ 08 09. 9 10. 2 11. 2 테스트베드 14. 10 상세기획연구 1 차년도연구착수 2 차년도연구착수 3 차년도연구착수 연구종료 4
2. 연구개발사업의필요성 (1) ( 현황 ) 시공기술은세계수준이나, 설계 엔지니어링기술은외국의존실정 구분 63 빌딩 1985, 60층 (249m) 송도퍼스트월드 2009, 67층 (236m) 부르즈칼리파 마리나베이샌즈호텔 2010, 162* 층 (818m) 2010, 55층 (200m) 설계 SOM ( 미국 ) KPF ( 미국 ) SOM ( 미국 ) Moshe Safdie ( 미국 ) ENG SOM ( 미국 ) Weidlinger/TT ( 미국 ) Turner 등 ( 미국 ) ARUP ( 영국 ) 공사 신동아건설 포스코건설 삼성건설 * 쌍용건설 기자재 주로일본산 상당부분국산 일부국산 일부국산 * 브루즈칼리파사례 : 시공액 3.7 억불 (31%), 설계엔지니어링금액 2.1 억불 (18%) 5 고수익엔지니어링해외의존 2. 연구개발사업의필요성 (2) 국내초고층기술료해외지급지속 국내 L 초고층사업 : 엔지니어링용역비 83% 해외지급 ( 한국경제, 10. 5. 12) 구분 설계구조 재료시공 기계설비 에너지친환경 계금액비고 해외 8건 4건 5건 4건 21건 350억원 17억원 / 건 국내 5건 6건 2건 2건 15건 74억원 5억원 / 건 총계 13건 10건 7건 6건 36건 424억원 단순시공위주의해외시장진출 저가격이외의차별화된첨단시공기술확보필요연관산업동반진출을위한소재, 부품산업육성필요 부르즈칼리파 : 총공사비 12억달러중삼성건설지분 3.7억달러 (31%) 에불과설계 엔지니어링비용은 1.6억달러로총공사비의 13% 6
3. 국가지원타당성 설계 엔지니어링국제경쟁력확보 정부의엔지니어링산업집중육성기조 ( 국가경쟁력강화위원회, 10. 4) 설계 엔지니어링업계의영세성으로개별적민간연구개발투자어려움 국제경쟁력제고와미래핵심기술개발을위한국가 R&D 집중투자시급 효율적테스트베드사업구축필요 국가차원의기술브랜드부재및낮은신뢰도로인한해외시장진출어려움개별적인민간사업에의적용을통한기술검증의현실적인어려움 기술검증과신뢰도증진을위한테스트베드구현에국가지원필요 녹색기술개발등국가정책연계 저탄소녹색성장을위한건축분야녹색기술개발요구제1차국가건축정책기본계획 ( 10. ~ 14.) 실천 초고층건축물의설계엔지니어링 /IT융합등첨단선진기술개발 7 4. 기술개발추진방향 건설교통 R&D 혁신을위한 VC-10 사업 2015년까지세계 7위권기술수준및해외시장점유율 10% 달성을위해기존 R&D 사업의구조적문제해결, 연구성과창출성향상추진 20개주요과제검토를통해혁신로드맵에서우선추진되어야할 10개의전략 R&D 프로젝트를 VC(Value Creator)-10으로선정 " 초고층복합빌딩사업 " 은연구개발결과의시범적용을위한테스트베드를포함한실용화중심의 VC-10 마지막사업단과제로선정 [ 현재추진중인 VC-10 사업단 ] 지능형국토정보기술혁신 / 도시재생 /U-Eco City/ 도시형자기부상열차실용화 / 차세대고속철도기술개발 / 스마트하이웨이 / 해수담수화플랜트 / 항공기인증기술개발 / 초장대교량 / 초고층복합빌딩시스템 8
4. 기술개발추진방향 소프트웨어기술 ( 기존약점분야 ) 설계 / 엔지니어링분야 하드웨어기술 ( 집중육성분야 ) 재료분야 비정형통합설계 복합구조시스템 고강도강재 /Conc 에너지저감외피 유지관리분야 시공분야 지능형건물관리 피난방재시스템 고속시공 (3Days) 정밀시공 (GPS) 9 5. 연구개발과제 (1) 사업단비전및연구목표 초고층복합빌딩기술개발을통한지속가능한수직도시공간창출 초고층핵심기술자립화 / 세계선도기술개발 / 저탄소녹색성장기반기술확보 방향설정 0. 초고층복합빌딩세계일류기술기반조성 ( 정책, 기준및법제 ) 핵심기술개발및실용화 1. 녹색융복합핵심엔지니어링기술 2. 고성능재료및첨단시공기술 3. 지능형유지관리및방재안전기술 기술검증및사업화 4. 테스트베드구현 달성목표 ( 15) 설계엔지니어링분야 : 평균 60% 85% 수준 ( 기술자립 ) 시공, 재료분야 : 평균 80% 95% 수준 ( 세계선도 ) 10
5. 연구개발과제 (2) 과제구성체계 연구기관 113 개단순참여기관 117 개연구인력 598 명 11 5. 연구개발과제 (3) 1 핵심과제녹색융복합핵심엔지니어링기술개발 1 1 비정형통합설계세부 1-1-1 비정형구조시스템최적화 1-1-2 전산플랫폼개발 1-1-3 BIM정보환경기술개발 구조시스템 3 세부성능개선기술 1-3-1 풍진동제어기술 1-3-2 연쇄붕괴방지기술 1-3-3 폭발물테러예방및피해경감설계기술개발 2 에너지저감환경기술세부 2 세부 4 4 녹색수직도시공간계획세부 1-2-1 하이테크외피시스템 1-2-2 재생에너지활용기술 1-2-3 내부환경조절설비기술 1-4-1 초고층도시계획기술 1-4-2 수직도시공간건축설계기술 1-4-3 브랜드개발및마케팅 12
5. 연구개발과제 (4) 2 핵심과제고성능재료및첨단시공기술개발 1 세부 저탄소고성능재료기술개발 2-1-1 고강도강실횽화기술 2-1-2 슈퍼콘크리트실용화기술 2-1-3 고성능강 - 콘크리스합성구조기술 2-1-4 저탄소마감재료기술 2-1-5 모듈화 / 유닛화시스템기술 2 세부시공안정성기술개발 2-2-1 변위대응형정밀시공기술 2-2-2 초고층대단면기초 / 지반 / 지하구조시스템 3 세부고속시공기술개발 2-3-1 지능형현장시공기술 2-3-2 통합형공정관리기술 통합공사관리시스템및현장운영기술 ( 공정 - 원가 - 노무 - 안전 ) / 초고층공사관리를위한원천정보관리기술다공구동기화공정지원을위한현장자원최적계획및모니터링기술 / 생애주기기반성과및리스크관리기술 13 5. 연구개발과제 (5) 3 핵심과제지능형유지관리및안전기술개발 1 세부빌딩자동화관리기술개발 3-1-1 지능형유지관리기술 3-1-2 시설물센서네트워크기술 3 세부초고층방재안전기술개발 2 세부전력망연동형초고층복합빌딩시스템개발 3-2-1 초고층빌딩용전력설비및시스템통합기술개발 3-2-2 초고층빌딩의전력계통연동설계및기술개발 3-2-3 초고층빌딩의전력소비통합관리및제어시스템개발 3-3-1 피난안전성확보기술 3-3-2 화재위험성평가및화재진압기술 3-3-3 내화성능확보기술 14
5. 연구개발과제 (6) 총괄과제 초고층복합빌딩의 WTC 기술기반조성 총괄 2 초고층건축법 / 제도및지원정책수립 총괄1 초고층건축 ITB 구축및홍보전략수립 초고층건축법 / 제도및지원정책 초고층건축기술기준가이드라인수립 총괄 3 설계엔지니어링국제경쟁력확보방안강구 초고층건축기술인력육성방안 국내설계ᆞ엔지니어링국제경쟁력강화방안 15 Ⅱ. 국내외초고층시장동향 1. 해외초고층건축동향 2. 국내초고층건축동황
1. 해외초고층건축동향 (1) II. 국내외초고층시장동향 미국 : 설계및엔지니어링분야의세계시장선도유럽 : 디자인, 환경기술등소프트웨어분야경쟁우위일본 : 제진, 건설로봇등하드웨어분야경쟁우위, 시공분야에서선도적위치중국 : 자국시장의급격한성장, 자체기술력확보노력 17 1. 해외초고층건축동향 (2) II. 국내외초고층시장동향 연도별초고층건설현황 사우디의 Mile High Tower (1,600m) 와같은극초고층의 Landmark 높이경쟁지속 Taipei 101(508m, 101층, 2004) 이후 500m 이상 100~150층급초고층건축물의급속확산 Empire State Building (382m, 102층, 1931년 ) 이후로 200m, 50층이상건축 < 자료출처활성화 > 한국초고층건축포럼, 2008 18
향후초고층시장규모 1. 해외초고층건축동향 (3) II. 국내외초고층시장동향 1960년대이후부터 2000년대까지 50년간 150m 이상의초고층건축물의증가율을분석한결과, - 10년간평균 250% 의증가율을보이고있음 2001~20102010 년에준공된초고층건축물 1706 1,706 개에 50 년간초고층평균증가율인 250% 를적용하면, - 2011~2020년간 4,282개의초고층건축물이건설될것으로예상 구분 10년간준공수 ( 개소 ) 증가율 (%) 누계 ( 개소 ) 1951 ~ 1960년 20 89 1961 ~ 1970년 74 370% 163 1971 ~ 1980년 162 218% 325 1981 ~ 1990년 294 180% 619 1991 ~ 2000년 597 203% 1,216 2001 ~ 2010년 1,706 285% 2,922 2011 ~ 2020년 ( 예측치 ) ( 평균증가율 ; 250% 적용 ) 4,282 250% 7,204 자료 : Georges Binder/Marshall Gerometta, 각년도 19 1. 해외초고층건축동향 (4) 경제위기와초고층시장동향전세계적인초고층건축은경제침체기에이루어짐 II. 국내외초고층시장동향 20
2. 국내초고층건축동향 (1) II. 국내외초고층시장동향 1997 년외환위기이후국내초고층건축붐이일어남주상복합아파트초고층화가 1990 년대이후국내초고층건축선도 21 초고층건축물건설계획현황 2. 국내초고층건축동향 (2) II. 국내외초고층시장동향 프로젝트명 부산제2롯데월드 인천 151타원 잠실제2롯데월드 상암 DMC 타워 뚝섬현대차 부산해운대관광리조트 위치부산중구인천송도서울잠실동서울상암동서울성수동부산해운대 발주처 롯데물산 인천경제자유규역청 롯데쇼핑 서울시 PF 사업 현대기아차 부산도시공사 사업자 롯데물산 송도랜드마크시티 롯데쇼핑 SPC (SeoulLite) 현대기아차 트리플스퀘어 층수 / 높이 110층, 510m 151층, 601m 123층, 555m 133층, 640m 110층, 540m 117층, 511m 착공예정준공예정 2009년 3월 2014 년 6 월 2009년 4월 2014 년 2010년 6월 2014 년 12 월 2010년 10월 2015 년 4 월 2010년 10월미정 2010년예정 2015 년예정 사업비 1조 2천억원 3조원 2조원 2조원 2조원 2조 5천억원 22
Ⅲ. 주요프로젝트 1. Chicago Spire( 미국 ) 2. Shanghai Tower( 중국 ) 3. Pearl River Tower( 중국 ) 4. Burj Khalifa( 중동 ) 5. Tornado Tower( 중동 ) 6. Shard( 영국 ) 7. 시사점 Chicago Spire (Chicago) 1. Chicago Spire( 미국 ) III. 주요프로젝트 24
Shanghai Tower( 공사중 ) 2. Shanghai Tower( 중국 ) III. 주요프로젝트 25 Pearl River Tower( 공사중 ) III. 주요프로젝트 3. Pearl River Tower( 중국 ) 26
Burj Khalifa (Dubai) 4. Burj Khalifa( 중동 ) III. 주요프로젝트 27 Tornado Tower (Qatar, 건축중 ) 5. Tornado Tower( 중동 ) III. 주요프로젝트 28
6. Shard( 영국 ) III. 주요프로젝트 Shard (London, 계획중 ) 29 7. 시사점 III. 주요프로젝트 기술적측면 초고층설계의초점 ; Green, Sustainability, 비정형에치중 핵심원천기술발전에상당기간소요됨을확실히인식하고기술별로 Make or Buy 전략 실행 (Open Innovation, Global Network) Upgrade 가시급한설계엔지니어링기술은전략적협력관계필요 CTBUH와협력강화및Co-Work 적극추진 - 정기적국제Conference 개최 / 참석하여정보교류 - Website의활발한접속이용 30
7. 시사점 III. 주요프로젝트 경제적측면 초고층의최고도달가능층수여부는 Engineering보다경제성에좌우경기침체기의초고층사업을경기회복시기의대비차원추진고려 ex)emp St Building : 1929 Great Recession, KLCC : 1980 Oil Crisis 사업성확보를위해 Mixed Use와 Phased Occupancy 필수 사회 / 제도적측면 Project 추진에있어 Technical 보다는주변에영향등 Social Issue 해결중요관련법제도및기술기준의후진성과운영상경직성의시급한개선필요 - 특히소방피난관련, 저가위주의시공자선정과정, 각종건축심의문제구조Engineer와 Designer가수평적협업이가능토록제도개선시급특별건축구역지정운영, 방재안전및유지관리등별도기준과가이드라인제시 31 감사합니다. 초고층복합빌딩사업단