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<연구기관 리포트> ‘성능 중심’ 건설기준 표준화 본격화… 시설유형별 추진 방향은
기사입력 2015-07-13 15:24:04. 폰트 폰트확대폰트축소
‘건축’ 최적 공법 선정시스템 개발… 시공품질 업그레이드

 정부 차원의 ‘성능 중심 건설기준 표준화 마스터플랜’ 수립작업이 본격화되고 있다. 유럽의 유로코드, 일본의 JSCE코드처럼 이미 선진국들이 앞서 채택한 성능 중심 건설기준이란 재료, 치수, 형상 등을 구체적으로 제시하는 규격ㆍ사양 중심의 현행 시방 기준과 달리 완공될 시설물의 성능과 품질만 제시하고 설계ㆍ시공자들이 자율성과 창의성을 발휘해 최적의 기법으로 이를 구현하는 방식이다.

 성능 기반으로 설계ㆍ시공기준을 바꾸면 설계ㆍ시공자들의 관련 기술 및 노하우를 배양해 국제 경쟁력을 키울 수 있고 시설물의 유지관리 비용 및 생애주기 비용 절감 효과도 커진다. 신기술ㆍ신공법 도입도 활성화하고 구조물 성능의 획기적 향상도 기대할 수 있다. 무엇보다 현행 21종의 설계기준, 29종의 시공기준으로 나뉘어 칸막이식으로 관리됨으로써 기준 내용끼리 서로 중복ㆍ상충함에 따른 폐해와 혼선을 없애고 과잉설계, 예산낭비도 막을 수 있다는 게 장점이다.

 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원이 학회ㆍ협회ㆍ업계의 전문가그룹들과 공동으로 마련한 ‘성능 중심 건설기준 표준화 총괄워크숍’에서 제기된 건축, 도로, 철도, 하천ㆍ댐, 지방, 조경, 기계설비, 전기설비 등 8개 시설유형별 성능기준화 추진 방향을 정리한다.

 건축 분야

 건축은 성능 중심의 기준화 속도가 가장 빠른 분야다. 건축 관련 70여개 법령별로 흩어진 기준들을 단계ㆍ기능별로 종합해 체계적으로 관리하는 건축기준 종합시스템에 더해 국가건설기술센터도 발족했고 대한건축학회 주도의 한국건축기준센터도 설립을 앞뒀을 정도다.

 안전ㆍ사용ㆍ내구ㆍ유지관리ㆍ환경ㆍ시공 등 6개 부문을 아우르는 건축 분야 성능 기준의 목표는 건축공사 현장의 시공성능 확보를 위한 최적화된 기술선정 시스템을 개발해 시공성능을 높이고 시공ㆍ유지관리비를 최소화하는 쪽이다. 이를 위해 공정별 최적공법 선정시스템, 공법별 최적 인력ㆍ장비투입 시스템, 현장 IT기술 도입시스템을 개발한다.

 또한 건축 환경성능 평가를 위한 열환경, 공기환경, 음환경, 설비 및 방재, 에너지, 기후변화 등을 포괄한 통합환경 성능평가 툴도 구축한다. 특수건축물 적용을 위한 첨단기술 융합형 요소기술, 대심도 기초기술ㆍ방재설계ㆍ구조설계시스템ㆍ에너지환경ㆍ구조재료ㆍ내외장재 등의 내구성능 기준정립 작업도 병행한다는 게 정부 목표다.

 도로ㆍ철도분야

 국내 도로시설의 경우 차량방호 안전시설을 빼면 여전히 사양 중심 기준을 적용받는다. 이를 성능기반으로 재편해 국제표준으로 선도할 여건을 조성함으로써 국내 안전시설 산업을 해외로 확장한다는 게 정부 방침이다. 성능 중심 도로기준화 작업은 도로환경과 운전자 행태를 종합적으로 고려할 수 있는 도로선형설계 방안 마련을 통한 주기적 주행환경 모니터링 시스템 구축과 도로 안전시설별 성능기준 정의서 및 평가시스템 구축, 그리고 성능 중심 도로포장 기술기준 구축방안으로 나뉘어 추진된다.

 선형설계 시스템은 성능기준 인자, 성능검사 방법, 성능 모니터링시스템 순으로 개발한 후 검증ㆍ보완하고 도로 안전시설은 성능기준 타당성 검토 및 최종성과물 시장성 분석, 성능평가 시스템 구축 및 평가장비 개발 타당성 분석, 평가 표준화 및 시작품 제작, 현장검증 및 보완 순서를 거쳐 최종 성능기준 및 평가장비를 실용화하는 순으로 진행한다. 도로포장 성능기준도 거의 동일하다.

 철도시설도 교량의 연직처짐 기준과 내집등급 정도만이 성능 중심 설계 체재를 갖췄을 뿐, 전반적으로 사양 중심의 설계 체제이긴 마찬가지다. 글로벌 환경에 선제적으로 대응할 철도성능 중심기준의 토대를 구축한다는 게 정부 목표다. 이를 위해 철도구조물 PBD(성능중심 설계) 한계상태 기준, 철도구조물 PBD 평가기술, 성능중심기술개발이란 3대 과제를 정하고 철도구조물의 다양한 요구성능을 체계화하는 한편 합리적 평가방법을 정립한다. 나아가 변화하는 사용환경에 선제적으로 대응할 성능 중심 기반설계를 구현한다는 게 정부 목표다.

 하천ㆍ댐 분야

 하천ㆍ댐 시설물의 설계 및 시공기준은 구조물별 계산방법 및 절차 등과 같은 사양 위주로 제시된 탓에 기술개발 유인이 떨어지고 건설사들의 해외진출 때 설계 및 시방기준 정립에 어려움이 큰 상황이다. 4대강 다기능보의 물받이 길이만 해도 1990년대 이후 선진국들이 사용하지 않는 블라이공식이 제시돼 설계 때 혼란이 야기됐고 동남아나 아프리카시장 진출 때 미국, 유럽, 일본 등의 설계 및 시방기준을 벤치마킹하는 형편이다.

 성능 기반 기준 마련의 목표는 치수, 이수, 친수 등 기능별 성능을 달성하기 위해 구조물이 확보해야 할 다양한 능력 및 특성을 확보하는 것이다. 특히 유역을 종합적으로 고려한 성능을 확보함으로써 하천ㆍ댐 분야의 선진기술 적용, 나아가 지속가능한 발전을 유도하겠다는 방침이다. 이를 위한 단계별 목표는 1단계가 성능 중심 기술기준 기초분석, 유역ㆍ사양ㆍ성능요소에 대한 기술기준이고 2단계는 성능 중심 기술기준 개발(기술기준 및 매뉴얼, 하천사업 협의ㆍ결정 프로세스), 3단계는 성능 중심 기술기준 체계 구축이다.

 이를 실현하기 위해 1단계로 기초 데이터베이스를 구축하고 2단계로 사양ㆍ성능 중심의 하천 관련 기술기준을 수립한 후 3단계로 새 기준 보급을 위한 교육방안, 법ㆍ제도 개선방안 등을 도출, 실행하는 순으로 진행한다. 하천ㆍ댐 분야의 성능 중심 기술기준 도입을 통해 기술의 다양성 및 신규성을 향상하고 미래의 물과 에너지 요구량 및 다양한 가치를 고려한 하천 관련사업을 수행하는 한편 하천사업의 전 생애주기를 관리할 프로세스를 확보할 것이란 기대다. 

 지반ㆍ조경 분야

 지반 분야는 성능 중심 기술기준은 고사하고 한계상태(파괴나 큰 변형 등과 관련해 구조물 부재의 안정성이 손상되지 않고 구조물 내외의 인명에 대한 안전성을 확보할 수 있는 상태) 개념마저 미비한 상황이다. 성능 기반 설계를 바로 도입하기보다 신뢰성 평가에 근거한 한계상태 설계법부터 도입하기로 한 것도 같은 이유다. 성능기준 완성 시기도 2024년으로 늦춰 잡았다.

 성능평가 및 한계상태 도입을 위해서는 양질의 측정자료를 확보하는 게 우선이다. 이를 위해 기초구조물을 중심으로 평가기법을 먼저 도입해 적용성을 검토한다. 사면, 터널, 옹벽 등의 경우 다른 구조물에 비해 측정자료를 많이 확보하고 있지만 성능 중심 기준을 수립하기 위한 자료로서의 가치는 의문이다. 다른 구조물(사면, 옹벽 등)에 비해 복잡하게 구성된 구조물에 대해 초기부터 성능 중심 기준을 마련하는 것이 불가능하기 때문에 국내외적으로 신뢰성 평가와 성능기준 도입의 대상이 됐던 기초구조물 및 지반 내진성능을 중심으로 우선적으로 성능기준 도입 평가를 수행한 후 단계적 성능기반의 기준 마련을 추진할 방침이다.

 조경 분야는 ‘지속가능 성능 중심의 건설기준 수립’이란 목표 아래 요구 성능기준 정립(2016∼2019년), 보유성능 검ㆍ인증기준 정립(2017∼2020년), 성능 중심의 설계ㆍ시공기준 수립(2018∼2021년) 순으로 추진한다. 이를 관할할 한국조경표준기준원도 2017년 설립한다.

 기계ㆍ전기설비

 기계설비 분야의 성능 중심 기준의 지향점은 NZEB(순수 제로에너지빌딩) 구현이 가능한 설계 및 관리기준이다. 2018년까지 1단계 작업을 통해 기존 건물의 에너지절약 설계 기준을 제정하고 2단계로 2021년까지 신축건물 에너지절약 설계 기준을 만든 후 3단계로 제도화하는 수순이다.

 1단계로 기존 건물의 에너지소비 및 관리현황을 조사하고 에너지소비장비 성능에 대한 데이터베이스를 구축한 후 하위기준을 제정한다. 이어 에너지절약을 위한 설비운전 및 관리기준과 에너지 소비량 예측 툴도 개발한다.

 2단계는 신축건물의 신재생에너지 활용시스템을 포함한 에너지절약 설계 기준을 만든 후 에너지 소비장비별 성능 데이터베이스를 구축하고 하위기준을 제정한다. 완료 단계에서는 지능형 자동제어시스템 설계방안, 스마트 설비운전 및 관리기준 제정, NEZB 설계기준 및 스마트설비관리기준 제정을 마무리짓는다. 기술기준의 파급 효과를 극대화하기 위해 부동산개발업자나 건물주의 금융대출 심사 때 기준을 활용하는 방안도 모색한다.

 전기설비 분야의 성능 중심 기준화는 1단계로 다중전원설비, 이중화 공급시스템, 건축물 용도에 맞는 전기설비 인프라, 그리고 초고층 및 냉난방 부하 증가에 대비한 유연구조 설계기준 확보로 대표되는 신뢰성 성능 확보 기준들과 화재ㆍ내진성능은 물론 절연, 기계적 강도에 대한 안전요구 성능을 적용할 기준부터 확보한다.

 2단계로 지능형 건축전기설비의 스마트그리드 스테이션 구축 성능기준과 지능형 전력망 2020 적용과 연계한 마이크로그리드, 양방향 AMI 등 ICT 기반의 대상설비, 그리고 사물인터넷 기반의 조명 및 전기부하기기의 감시제어 기준을 구축하고 마지막으로 에너지효율 인증 1등급 수준의 ESS(전기저장장치), BEMS(건물에너지관리시스템), EMS(에너지관리시스템) 기준을 마련하고 직류배전 확대에 대응할 전기설비 기준과 에너지 자립형 전기설비 운용기술 및 적정화 기준을 운용한다.

정리=김국진 기자 jinny@

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