건설공사 기술의 이노베이션 ‘복합 ILS 시스템’

건설공사 기술의 이노베이션 ‘복합 ILS 시스템’

# 제주시 우도 내 우도초.중학교 공사장에서 사다리 위에서 작업을 하던 50대 인부가 추락해 중상을 입었다.
인부 강모(52)씨는 1.5m 높이의 사다리에서 떨어져지면서 지상에 설치된 철근에 왼족 골반이 관통을 당하는 사고를 당했다.
 
# 세종시 아름동 1-2 생활권 축산물 품질평가원 및 가축위생방역 지원본부 신축 공사장에서 거푸집이 붕괴되는 사고가 발생했다.
현장에 있던 건설 관계자들은 이번 사고원인을 ▲지지대 연결부위 고정작업 부실 ▲고정핀 일부 누락 ▲거푸집을 지탱하는 가로보와 세로보의 부실로 보고 있는 것으로 전해졌다.
 
# 서울 강동구 진황도로에 있는 20층짜리 주상복합건물 신축 공사장에서 56살 유 모 씨가 발을 헛디뎌 아래층으로 떨어졌다.
공사장 12층에서 작업 중이던 유씨는 안전 장구를 착용한 상태로 2미터 정도 밑으로 떨어져 매달려 있다가 구조됐지만 유씨는 추락 과정에서 철근에 부딪히면서 머리를 심하게 다쳤다.
 
# 서울 논현동 영동시장 재건축 공사장에서 57살 유 모 씨가 거푸집을 조립하다 넘어져 다쳤다. 이 사고로 유씨가 철근에 찔리는 중상을 입고 병원으로 옮겨졌다.
 
이와 같이 건설현장 사고는 하루가 멀다하고 뉴스를 통해 전해지고 있다. 안타까운 현실이지만 건설현장 특성상 뉴스에 보도되는 사고는 대부분 119에 신고된 사고가 대부분이어서 전체 건설현장 사고수에 비하면 일부분에 불과하다.
건설전문가에 따르면 “우리가 생활하는 공간인 건축물은 21세기에 맞는 공간을 추구하지만 실제 건설공사 현장은 아직까지 안전을 뒤로한 20세기 수준이다. 건설기술이 발전하고 있지만 원가 상승을 핑계로 기술을 접목하지 않다보니 공사현장의 사고가 빈번히 발생할 수밖에 없다”고 지적했다. 
 
건설공사 현장, 창조적인 혁신이 필요하다
우리는 기본에 충실하며 새마을운동을 통해 부지런히 노력하여 국민모두가 큰 경제발전을 이루었다. 하지만 아직까지 21세기의 시대에 부응하지 않고 머물러 있는 문화가 있다. 바로 건축문화이다. 일반적으로 건축은 튼튼한 구조, 다기능적 기능, 아름다움을 창조할 수 있는 미(美)가 이루어져야 건축문화가 완성된다.
현대사회에 들어와서 많은 경제 발전으로 인해 건설관련 기계, 설비, 부품들이 개발되었으나, 아직까지 건축을 시공하고 있는 공법은 20세기를 걷고 있는게 현실이다.
이제는 경제 발전 속에 건축공법도 21세기는 맞는 안전성, 정밀성, 내구성, 시공의 편의성은 물론 원가도 절감하며 자원을 줄일 수 있는 공법을 이용할 수 있는 혁신과 창조가 필요한 시기이다.
박근혜 정부의 창조경제시대의 핵심 키워드인 혁신은 기존 낡은 방식과 방법을 통해 새롭게 만드는 것이며, 창조는 혁신으로 인하여 새로운 것을 만들어가는 것이다.
이처럼 건설공사 현장에도 이제 20세기의 낡은 공법에서 벗어나 창조적인 혁신기술의 도입을 통해 21세기형 건설공법으로 안전한 건설공사 현장의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 시기 혁신과 창조적인 21세기형 건설공법으로 안전한 건설공사 현장에 일조한 발명가가 있다. 다름 아닌 복합ILS시스템 김홍남 대표가 그 주인공이다.
 

김홍남 대표는 십여 년 이상 건축기사부터 건축현장소장까지 20곳 이상의 건설현장 실무 능력과 직접 체험(건축시공, 공무, 안전)을 하며 축적해 온 Know-how와 지식, 정보를 바탕으로 잦은 사고와 위험천만한 낡은 20세기형 건설공법에서 탈피해 혁신적인 연구 끝에 21세기형 건설기술공법과 기계소재를 융합하여 세계최초로 복합 I.L.S 시스템을 개발했다.
복합 I.L.S 시스템은 건축공사 중 기존 천정인서트 & 콘크리트레벨봉 & 철근스페이서를 하나로 합친 시스템, 즉 철근 전단 연결재 & 단높이 조절 장치 & 단차이받침대를 하나로 합친시스템으로 3가지 건축자재를 1가지로 혁신적으로 융합해 창조한 시스템이다.
복합 I.L.S 시스템을 개발한 김홍남 대표는 “건물을 지을 때 과거와 달리 현대사회의 요구에 맞춰 각종 PE전선관 및 통신관이 과다하게 매설될 뿐만 아니라 천정인서트와 레벨봉, 철근스페이서 등 각종 플라스틱이 과다하게 매설되어 콘크리트 구조물 내에 이물질의 양이 증가 하고, 구조물의 내구성을 저하 시킬 수 있다는 문제점을 찾아 볼 수 있다. 다년간 건축기사부터 건축현장소장까지 직접 체험하며 축적해 온 Know-how와 지식, 정보를 바탕으로 연구 끝에 이 본질적인 문제점 해소시킬 수 있는 방식으로 복합 I.L.S 시스템을 창조하게 되었다.”며 개발의지를 밝혔다.
 
왜 복합ILS시스템이 필요한가
최근 건축되는 건축물의 특성중 하나가 현대 사회에 급변하는 기계설비부품(냉·난방기 외 디지털 자동화 시스템기계)과 각종인서트, 콘크리트 레벨봉, 철근스페이서, 각종 전선관, 배관 등 PE제품이 과다 매설된다는 것이다. 하지만 이렇게 PE제품이 과다 매설되면 콘크리트의 골재양이 적어짐으로 내구성저하, 구조물의 강도저하에 따른 구조물의 안전성 피로가 빨리 진행되는 문제점이 있다.
PE제품을 줄이면 그만큼의 골재양이 증가해 구조물의 강도는 더 높아지고, 구조물 붕괴위험도는 더 낮아지며, 안전성은 더 확보 할 수 있을 뿐만 아니라 철근의 피복 상태를 일정하게 유지해 줄 수 있다. 또한 철근과 콘크리트의 부착력을 증대시켜 철근 스페이서 위치와 인서트 설치 위치가 같이 동시에 작용하므로 외력의 피로가 최소화되면 구조물의 안전성과 내구성, 정밀성을 확보할 수 있다. 여기에 복합 I.L.S 시스템의 기술력이 숨어 있다. 복합 I.L.S 시스템은 기존 천정인서트 & 콘크리트레벨봉 & 철근스페이서를 하나로 합친 시스템으로 PE제품은 물론 기존 콘크리트에 매설되는 3가지 자재의 공간을 한가지로 융합해 건축물의 안전성과 시공의 편리성을 혁신적으로 일궈냈다.  
또한 기존 이음철근 선 시공시 거푸집 해체 후 철근 부식방지를 위해 덮개를 설치하고 난 후에 장시간 방치하면 자연적으로 부식이 되며, 노출철근에 의해 주·야간 보행시 및 작업 중에 시선집중을 못 할 경우 노출 철근에 의한 비래안전사고가 발생이 될 수 있다.
그러나 복합ILS시스템(복합인서트)은 선 매설 후에 작업공정 시기에 맞춰서 후시공이 가능하고, 철근부식방지, 비래안전사고의 위험 발생이 없도록 보완했다.
특히 복합ILS시스템은 천정판 붕괴사고의 위험 발생을 원천적으로 억제하기 위해 획기적으로 개선, 설계되어 구조물의 안전성을 확보했다.
기존 인서트 매설 깊이는 약 30mm로 작게 매설되고, 인서트의 부정확한 고정으로 인한 뒤틀림, 매설 깊이의 부정확성이 있어, 구조물의 피로에 의해 균열 발생과 천정판의 과다 하중으로 붕괴위험이 있었으나, 복합ILS시스템은 전체가 매설되어(100mm이상) 인서트의 빠짐 현상이 없으며, 상·하부의 고정 못과 상부 단면적을 증대하여 인서트 붕괴 위험 가능성이 없도록 설계했다.
또한 과거 천정 인서트 후 시공시와 천공작업시 분진 발생으로 안전사고 발생위험이 있고, 각종 매설배관을 훼손시킬 수 있으며, 앵커 볼트 후 시공시 정밀하지 못 하면 빠질 우려가 있었지만 복합ILS시스템은 선 시공시 위치를 정확하게 확보 할 수 있으며, 각종 배관 훼손을 최소화하여 천정천공의 필요성이 없으므로 천정 붕괴사고 등의 위험성을 없애는 데에도 효과가 크다.
정리해 말하자면 복합ILS시스템은 먹매김시공으로 시작하여 정밀시공 상태를 유지하고, 3가지 공종을 하나로 축소하여 공종축소로 인한 공기·인력을 단축 및 감소하고, 인서트 선 시공에 대한 전선과 배관 문제를 해소하며 레벨봉 설치로 정확한 높이 타설점 확보, 스페이서가 합쳐 정확한 철근 피복 두께 또한 확보할 수 있는 등 콘크리트 구조물에 대한 정밀한 시공으로 감리·시공사·작업자 등 부실공사에 대한 문제점을 해결할 수 있다.
 
건설의 생명인 공기단축은 물론 원가절감효과까지

 

 복합ILS시스템의 ‘3 in 1’ 시스템은 건설의 생명인 시공의 편의성, 공종축소(공기단축), 원가절감 효과로 건설부문의 경쟁력 향상에 꽃으로 각광받고 있다.
기존 인서트, 레벨봉, 스페이서 등 각각 시공시 3개의 공정이 투입되나, 복합ILS시스템 설치 시 하나의 공정만 투입되므로 2개의 공정을 축소할 수 있으며, 동시에 공기단축도 이루어 질 수 있다. 이로서 2개 공정으로 축소되어 고임금 시대에 2/3의 노무비를 절약하여 원가절감효과를 획기적으로 실현하고 건설작업자의 업무도 단순화되고, 편리하게 개선시킬 수 있다.
건축공사 중 구조물의 구조적인 표준시방서를 보면 수장공사(천정인서트) 설치시 간격은 900~1200 간격, 철근스페이서는 상·하부 각각 1.3m 이내 간격으로 명시되어 있고, 콘크리트 레벨봉은 콘크리트 타설 높이의 정확성을 위해서라면 짧은 간격을 유지하여 설치하는 것이 좋다.
천정인서트, 레벨봉, 철근스페이서의 설치기준이 동일치수를 가지고 있으며, 구조물의 정밀성 확보와 내구성을 높일 수 있는 조건을 줄 수도 있다.
복합ILS시스템이 선시공할 경우 철근 작업시 따로 철근배근 간격표시가 필요 없으며, 레벨봉 설치없이 조절봉으로 레벨확인이 가능하고 조절봉 내부에 인서트 홀이 설치되어 있어 시공의 편의성을 제공 받을 수 있다.
복합ILS시스템 김홍남 대표는 “이러한 시방서 조건에도 불구하고 현재 건설현장은 시방서의  설치 기준(천정인서트, 스페이서)은 있으나 제대로 행해지지 않고 있다. 안전을 위해서라도 복합ILS시스템의 도입이 시급하다”며 안전불감증의 건설공사 현장을 우려했다.  
원가절감 측면에서도 복합ILS시스템를 사용하면 기존제품보다 1.3㎡당 1400정도 원가절감 할 수 있고, 이를 토대로 계산하면 3300㎡(1000평당)당 3,400,000원정도 원가절감 된다는 데이터를 확인할 수 있어 소단위 면적(1개 건물)보다 대단위 면적(동, 구, 시, 도, 전국, 해외시장)까지 건설규모을 환산하면 시장규모와 매출전망은 산정할수 없는 전망을 얻을 수 있어 건설자재의 다크호스로 떠오르고 있다.
복합ILS시스템 김홍남 대표는 “콘크리트 역사 140여년동안 구조물의 구조설계법이 개선되어 바뀌고 있다. 그 이유를 몇 가지 말하면 철근 콘크리트 공사 중 콘크리트의 품질 개선효과가 시공법의 개선이 주원인으로 설계가 바뀌었는데, 재료의 품질은 아주 좋아졌다며 누구나 얘기하지만 시공법은 아직까지 20세기 공법으로 시공하고 있다. 건축 기술인으로써 우리는 21세기 시대에 살고 있다. 건설기술인, 감리자, 설계자 모두 시대에 맞는 공법으로 가야한다.
천정인서트 후시공, 콘크리트 레벨봉미설치, 스페이서 간격유지는 큰 변화없이 아직까지 기능적으로 진행중이다. 복합인서트로 이제는 과거의 시공법을 개선해야 한다. 재료품질처럼 시공법도 정밀하게 시공된다면 현대시대 구조물이 50년 이상 시대가 다시 올 것이다.“며 그는 이어 ”재료 품질만 개선할 것이 아니라 시공방법도 정밀하게 하여 완벽한 뼈대(구조물)가 만들어져야 한다. 자원이 풍부하지 못한 나라에 합판과 플라스틱 소재를 줄 일수 있는 방법도 하나의 국가발전이다.“며 21세기형 건축자재의 필요성을 피력했다.

현재 복합 ILS 시스템은 21세기에 맞춰 재료의 품질 뿐 아니라 공정변화, 시공, 설치 방법 역시 정밀하게 하여 안전성, 내구성, 정밀성, 시공의 편의성, 원가절감 등이 모두 이루어진 하나가된 시스템을 창조했다.

김 대표는 “앞으로도 건축기술인의 한사람으로써 많은 건축공법을 연구와 개발을 통해 건설현장 시스템에 대한 과거에만 머물러 있지 않고 미래를 위해 생각을 실천으로 옮겨 21세기에 맞는 건설의 새로운 기술을 창조하고 혁신하는데 최선을 다할 것이다.”며 선진화된 혁신적인 건축기술의 미래를 내비쳤다.
한편 복합ILS시스템은 한국화학융합시험연구소에서 제품성능시험(인장, 압축시험)을 실시해 안전성과 내구성을 인증받고, 국내 독점적시스템(3가지를 하나로 합친시스템)인 복합ILS시스템의 특허등록(제10-1425511, 제10-1426497, 제10-1426498, 제10-1426499, 제10-1426500), 국제특허출원(미국, 유럽, 중국, 일본, 인도), 디자인출원, 상표출원을 완료하고 건설신기술 인증을 준비하고 있다.
이러한 기술력을 인정받은 복합ILS시스템은 2014년 10월 건축산업대전에서 국토부장관상, 2014 서울국제발명전시회 금상, 신기술 대상, 2014 대한민국발명특허대전에서 동상을 수상하는 영예를 안게 되었다.  이 제품은 혁신성 및 기술창조의 우수성을 인정받아 현재 국방부 공병학교에도 기술이 전시되고 있다