01 건축의 4차 산업혁명, 그리고 스마트시티 2018.11

건축담론

 

편집국장 註

 

5월호부터 시작한 건축 담론은 너무 무겁지 않게, 논문처럼 딱딱하지 않으면서도 우리 건축계가 고민하고 있는, 또는 고민할 만한 키워드를 중심으로 전개합니다. 이미 설계도 거대 기업형태의 외주관리와 용역 등 으로 분화되고, 생산성과 수익성 중심으로 바뀌었습니다. 아쉽게도 국내 건축사사무소의 상당수는 생존에 떠밀려, 대규모 기업은 수주에 떠밀려 건축 철학에서 한발 물러나 있습니다. 문제는 본질에서 출발하지 않 는 숫자와 수익성 중심이라, 건축 디자인의 주도권을 해외에 넘겨주고 있다는 점입니다. 이점에 주목해서 저희 건축사지는 짧게라도 생각할 여지를 만들고 싶었습니다. 혹시라도 요청하시는 담론주제가 있다면 망 설이지 마시고, 연락주시기 바랍니다. 직접 참여하고 싶으신 분들의 연락도 좋습니다. 저희 지면의 한계 상 더 많은 토론을 하지 못하지만 여러분들께서 이 기회를 통해 확산시키고, 깊이를 다듬어 가시길 바랍니다.

 

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11월호의 건축 담론은 변화해 가는 사회를 이야기 하려 합니다.

 

정보화 사회라는 제3의 물결 시대를 건너 이젠 4차 산업 혁명을 이야기 합니다. 지식 정보화를 넘어서 새 로운 사회적 패러다임이 전개되고 있습니다. 당장 게임산업은 제조업을 능가하는 규모로 성장하고, 스마트 시스템들은 주거, 도시, 업무 환경 전체를 바꾸고 있습니다. 단지 물리적 환경 변화뿐만 아니라 사람들의 생활 패턴과 삶의 방식도 바꿉니다. 이런 이유로 4차 산업 시대라 하지 않고, 혁명이라는 단어를 붙입니다. 그렇다면 건축계는 어떤 변화를 준비해야 할까요? 벌써 우리 건축계는 변화하고 있습니다. 빅데이터로 정 량화된 공간 프로그램들이 적용되고 있고, 3D 프린트로 만들어진 건축의 외장재가 생산되고 있습니다. 한 발 더 나아가 정보화 체계로 첨단 공장을 시뮬레이션 해서 문제점들을 입체적으로 찾아내고 있습니다. 각 종 데이터들의 집적을 통해 건축 규모와 법률을 적용한 형태를 만들어 내고 있습니다. 이른바 인공지능이 설계의 기초를 완성하고 있습니다. 이런 변화의 첨단에 선 두 사업가를 초대해 이야기를 듣고자 합니다. 한번 귀 기울여서 이들의 이야기를 듣고, 다가오는 미래의 건축을 고민하기 바랍니다.

 

 

 

 

01 건축의 4차 산업혁명, 그리고 스마트시티

The Fourth Industrial Revolution in Architecture, and Smart City

 

4차 산업혁명이 대세다. 산업발전이라는 것이 지식 축적과 기술 개선에 기반을 둔 점진적인 변화겠 지만 최근 양상은 혁명이란 표현이 맞는 것 같다. 4차 산업혁명의 설명이 선뜻 이해하기 어려운 생 경한 단어들로 다가오기 때문이다. ‘인공지능(AI)’, ‘사물인터넷(Iot)’, ‘빅데이터(Bigdata)’, ‘블록체인 (Blockchain)’, ‘자율주행’, 그리고 ‘스마트시티(Smartcity)’가 그것들이다. 그중 스마트시티는 우리의 시선을 끈다. 건축사에게 도시는 친근한 의미의 단어이기 때문이다.

 

스마트시티 국가시범도시 건설 과정에서 국토교통부가 대거 적용하기로 한 스마트 건설기술을 살펴보면 다음과 같다. 건설·관리 때 BIM(빌딩정보모델링) 활용, 자동화 시공, 모듈제작 공정, 드 론·IoT(사물인터넷) 활용 유지관리, 3D 프린팅, 15층 이상 모듈러 주택 건설 실증, 광촉매를 활용한 미세먼지 흡착·저감 등이다.

 

지난 9월 18일 월드스마트시티위크2018을 찾은 이유가 이 시티란 단어 때문이었다. 주제는 ‘스 마트시티, 내 삶이 변화하는 행복한 도시(Smart City: For Better and Happy Life)’였다. 전시 품목 은 Smart Energy, Smart Mobility, Smart Infrastructure, Smart Building, Smartcity Service, Smart Home, Smart Sensor였다. 어떤 스마트기술이든 건축물에 반영되기 위해선 그 기술은 먼저 건축과 결합해야 한다(사물인터넷이 연결된 스마트빌딩, 스마트홈을 예로 들 수 있다).

 

이런 관점에서 보면 분명 월드스마트시티위크2018의 주요 주제에는 건축도 포함되어야 할 것 같은 데 그렇지 않다. 아무리 둘러보아도 스마트건축이나 스마트건설을 주제로 한 전시는 없다. 행사 주 최자가 한국토지주택공사인걸 감안하면 이건 아이러니하다. 최근 정부나 지자체의 스마트시티 담 론에서도 이런 아이러니는 계속된다.

 

때문에 이 같은 기술의 적용 여부를 떠나 스마트시티에는 건축 자체가 없다는 느낌을 버릴 수 없다. 모두가 4차 산업혁명과 스마트시티를 외치고 있는데, 중심이 되어야 할 건축은 철저한 무관심 속에 소외되고 있는 것 같다. 우리가 놓치고 있는 것은 무엇인가?

 

우리는 1990년대부터 CAD를 사용하며 도면의 디지털 정보화를, 2000년대부터는 세움터를 통해 행 정 전산화를 선도했다. 녹색건축을 통해 Smart Energy를 구현하고 있다. BIM으로 진짜 스마트건축 을 하고 있다. 어떤 분야보다도 스마트하다고 자부할 수 있다. 그런데 정작 스마트시티와 건축을 연 결하는 선은 보이지 않는다. 이 상황을 벗어나기 위해서는 전환과 도약의 사고를 이끌어 내야한다.

 

국내최초 감리앱 솔루션 개발자로서 몇 가지 키워드를 떠올려 본다.

 

첫째, ‘BIM’이다.

스마트시티의 기술요소는 BIM을 통해 건축 디자인으로 투영될 수 밖에 없다. BIM은 건축의 물리적, 기능적 특징을 3차원의 디지털 모델링 정보로 스마트하게 관리하는 프로세스이기 때문이다. 이런 스마트함 때문에 주요 공공 프로젝트에서 BIM 설계 프로세스 적용이 확대되고 있다. BIM 기술을 사 용하여 적극적으로 스마트 건축을 구현하는 노력이 요구된다.

 

둘째, ‘스마트건축’이다.

스마트시티와 같이 첨단기술이 주도하는 새로운 도시개념을 어떻게 해석할 것인가도 고민해야 한 다. 스마트시티를 BIM과 같은 선진화 된 건축적 개념으로 정의하고 어프로치 할 수 있는 개념, 즉 ‘스마트건축’의 개념을 구축해야 한다. 스마트시티라는 화두는 결국 기술과 건축과의 접점, 즉 스마 트건축의 올바른 방향과 그 개념의 구체화를 통해 대외적 대응 논리를 개발해야 한다. 전환적 사고 가 필요하다.

 

셋째, ‘공사과정의 정보화’이다.

건축사로서 사회적 역할과 책임을 다하기 위한 노력은 공사과정에서도 계속되어야 한다. 공사과정 에는 우리가 놓쳐서는 안 되는 정보가 있다. 바로 검측 정보다. 지난 9월 6일 발생한 상도동 유치원붕괴사고 보도를 보면 부실공사라는 느낌을 떨칠 수가 없다.이런 사태가 재발되지 않기 위해서는 건축 감리자가 공사과정의 검측 정보를 더 스마트하게 다루어야 할 필요가 있다. 효율적으로 검측 정보를 관리할 수 있는 정보화가 필요하다. 스마트는 효율의 다른 말이다.

 

넷째, ‘융합의 건축’이다.

건축의 미래는 지금 논하고 있는 스마트시티에 국한되지 않는다. 도시는 건축으로 이루어지고, 건 축은 사람을 담고 사람은 다시 도시를 걷는다. 도시는 역사와 함께 한다. 때문에 결과보다는 과정, 그리고 지속가능성이 선결되어야 한다. 쇠퇴한 지역일수록 역사와 문화를 보존하면서도 활력을 불 어넣을 수 있는 재생이 요구된다. 스마트시티와 동시에 도시재생이 중요한 어젠다가 되어야 한다. 도시의 과거와 현재, 미래를 아우르는 융합의 건축을 도모해야 한다.

 

다섯째, ‘소통의 건축’이다.

아직 기술발전이 우리의 도시에 어떤 모습으로 다가올지에 대해서는 정확하게 파악된 바가 없다. 어떤 부분은 점진적으로 어떤 부분은 혁신적으로 변할 것이다. 플랜에 의해 차근차근 진행되는 것 도 있을 것이고 돌발적 상황에 의해 급작스런 변위가 일어나는 부분도 있을 것이다. 이 상황을 아우 르기 위해서는 끊임없이 묻고 소통하는 건축이 요구된다. 정부가 정한 플랜이 주도하지만, 시민들 이 던지는 어젠다에 의해 그 플랜이 변화될 수도 있기 때문이다.

 

개인의 역량으로 이 모든 것을 소화하기는 쉽지 않다. 대한건축사협회의 역할이 필요한 대목이다. 도시 재생의 관점에서 스마트시티를 정의하고 대응하고 선도할 수 있는 전략 TF를 구성하는 것도 좋은 방법이 될 수 있다. 어쩌면 지금이 ‘스마트시티’와 ‘도시재생’을 융합을 건축이 선도할 수 있는 기회가 될 수 있다. 이 판에서 빅픽처를 설계하고 하드웨어와 소프트웨어적인 이슈들을 종합, 발전 시킬 전문가들은 누구인가? 건축사뿐이다. 아니면 누가 이런 일을 할 수 있겠는가.

 

그 대상이 스마트시티든 도시재생이든 보다 더 나은 환경과 건축을 추구한다는 측면에서 보면 건축 사의 역할은 앞으로도 크게 다르지 않을 것이다. 끊임없이 연구하고 다가서는 자세가 요구될 뿐이 다. 건축은 거대한 장르다. 스마트아키텍트의 스마트시티를 꿈꾸어 본다.

 

 

 

 

 

 

글. 이기상 Lee, Kisang ┃ (주)씨엠엑스 건축사사무소 · 건축사(아키엠 개발자)

 

 

02 스페이스워크와 랜드북

Spacewalk and Landbook

 

 

스페이스워크는 한정된 자원인 토지의 가치를 극대화하기 위하여 빅데이터와 인공지능을 기반을 사용한다. 공공에게 오픈된 서비스로는 랜드북(http://www.landbook.net)이 있다. 본 서비스에서는 사업타당성 검토를 데이터를 통해 빠른 속도로 진행해볼 수 있는 기능의 프로토타입이 구현되어 있 다. 이 서비스를 통하여 모두에게 토지 가치를 극대화하는 정보를 민주적으로 제공하고자 한다.

 

랜드북 서비스 모습(www.landbook.net)

 

 

인공지능 건축설계

 

좋은 건축 설계를 수행하는 것은 창의와 직관의 영역이다. 하지만 설계의 모든 영역이 창의와 직관 으로만 이루어 지지 않는다. 건축설계 자동화 분야는 주로 기능적인 설계의 분야를 다루거나 보편 적인 방법론을 빠르게 찾는데 사용되고 있다.

컴퓨터를 통해 건축설계를 자동화하겠다는 노력은 지속되어 왔다. 1971년 조지 스타이니(George Stingy)는 형태 문법(Shape grammar)을 발표했다. 형태의 어휘(vocabulary), 초기 형태와 이후 생 성될 형태들을 구성규칙으로 선택하고 수행하는 논리구조를 포함하고 있다. 현재는 케이피에프 (KPF), 숍아키텍츠(Shop architect), 아디타즈(Aditazz) 및 최근 위워크(We work)에 인수된 케이스 (case) 등의 기업이 컴퓨터 과학과 건축•도시를 접목하는 시도를 하고 있다.

위의 언급한 기업중에 미국의 아디타츠(Aditazz)는 인텔에서의 7년 경력을 포함해 20년간 반도체 산업에서 매진한 Deepak Aatresh가 건축사 Zigmund Rubel과 2010년 창업하였다. 아디타즈는 건물 의 설계•건설 과정을 집적회로와 칩 설계 기술을 이용하여 컴퓨터 공학의 관점에서 소프트웨어를 통한 건축설계를 수행하고 있다. 아디타츠는 병원, 풍력발지 단지 등 기능위주의 건축설계를 기술 로 다루려는 방향성을 갖는다. 위워크(We Work)에 인수된 케이스(Case Inc.)는 데이터와 소프트웨 어를 통하여 운영과 함께 정량적 설계 보완 방식을 지향한다.

스페이스워크는 아이아크건축사사무소의 사내 기술연구팀인 DCG(Design Computation Group)에 서 시작하여, 경계없는작업실의 기술연구팀인 Boudless-X를 거쳐서 인공지능 건축설계 분야에 지 속적인 도전을 하고 있다.

 

연구연혁

 

도시재생 정책에서의 적용 - 가로주택정비사업 대상지 탐색 연구

 

스페이스워크는 토지주택연구원(LHI)과 「가로주택정비사업 수도권 및 전국 대상지 조사 연구용 역」을 데이터에 기반하여 수행하였다. 연구를 위하여 개발한 시스템은 데이터에 기반하여 가로주 택정비 사업 대상지를 찾고, 시급한 지역을 찾을 수 있는 기능을 가지고 있다. 여러 지표들을 이용하 여 주택 노후도 및 임대료 상승률이 높아져서 사업이 시급한 지역을 찾거나, 지어진 건물의 용적률 이 낮거나 매매가 잘되어 사업이 효과적으로 이루어질 수 있는 지역의 위치를 찾을 수 있다. 추후 데 이터기반 토지탐색 시스템은 인공지능 도시재생 정책 전문가가 주민들에게 맞춤형으로 상담해 주 는 정보 제공 서비스로 발전할 수 있다. 주민들의 상황, 필지, 건물별 상황에 맞는 정책 및 개발 방향 을 추천하고 예상되는 결과를 제공할 수 있다.

 

 

도시재생 정책에서의 적용 - 가로주택정비사업 사업타당성 검토 자동화

 

기술이 건축설계에 활용되게 된 배경에는 시장의 변화가 있다. 10년 사이에 주택공급 면적은 늘었 지만 기존의 주요방식인 택지개발 및 재개발의 개발 면적은 10년 사이에 10% 미만으로 줄어들었다. 즉, 현재 도시에서 필요한 대규모 개발의 빈자리를 중소규모 개발들이 채우고 있고 국가는 이 현상 을 도시재생 키워드로 정책적 지원하고 있다.

대형 개발은 회계사, 세무사, 건축사, 감정평가사 등이 효과적인 개발방법을 검토할 수 있다. 하지만 도시재생형 소형 사업들은 용역비용의 문제로 전문가들이 검토하기에는 한계가 있다. 이렇게 개별 규모는 작더라도 전체의 합이 큰 문제는 기술이 효과적으로 문제를 해결할 수 있다.

경계없는작업실-스페이스워크가 처음으로 다룬 문제는 가로주택정비사업이다. 전국에 8만9천개 이상 있는 대상지와 이들에서 파생되는 다양한 필지들의 조합에서 사업성이 있는지를 기계적으로 검토하는 것은 건축사가 해야 하는 역할은 아니라고 생각한다.

2016년에 서울주택도시공사에 납품한 가로주택정비사업 자동화 소프트웨어는 도시재생사업에서 주민들을 상담하는 새로운 체계를 만들었다. 노후주택에 살고 있는 시민들이 사업성 검토를 요청하 면 기관에서는 신속사업성 검토를 통해 개략적인 사업성검토를 해서 제공한다. 검토를 받고나서 사 업성이 어느 정도 확보되고 많은 주민 동의율을 얻게 되면 정밀 사업성검토를 수행해주는 방식으로 수많은 시민들의 요청에 대응하고 있다.

첫번째 인공지능 건축설계 엔진은 법규에 맞는 박스형태의 주택을 계획하고 요청하는 세대 조건에 맞추어서 세대를 분할하는 방식으로 동작하였다. 정확도가 떨어지고 설계의 자연스러움이 떨어지 는 단점이 있었다. 2018년 엔진은 천개 이상의 평면 DB를 조합하여 세대 등을 구성하기에 보다 정교 한 검토가 가능하다. 그리고 경기도시공사 등 여러 기관들과 실험해가면서 시민을 위한 상담 프로 세스를 개선하고 만들어 나가고 있다.

 

 

 

도시안전 - 랜드북 세이프티

 

랜드북 세이프티는 공공 빅데이터를 활용하여 붕괴 위험이 있는 노후 건축물을 도출하는 웹서비스 이다. 2018년 7월 기준, 서울시 건축물의 40.6%가 준공된 지 30년이 넘어가면서 노후건축물의 붕괴 사고가 증가하고 있다. 우리나라는 1988년 처음으로 내진설계를 의무화였으며 이후 내진설계 의무 대상을 확대하였으나, 여전히 서울특별시 기준 87%의 건축물이 적절한 구조진단 등을 수행하지 않 아 붕괴 취약대상이라고 할 수 있다. 건물 붕괴 위험에 대한 기존 연구는 건물 수명 및 내진 설계 요 건과 같은 내부 요소에 초점을 맞추고 있다. 그러나 용산구 상가주택 붕괴사고나 상도유치원 흙막 이 붕괴사고와 같은 최근 사고들은 인근 신축공사와 같은 외부 요인이 건물 붕괴의 결정적인 요소 라는 것을 보여준다. 따라서 스페이스워크는 잠재적으로 붕괴위험이 있는 건축물을 보다 효과적으 로 도출하기 위하여 인근 신축개발 정도를 고려하여 손쉽게 찾아볼 수 있는 웹서비스인 랜드북 세 이프티를 런칭했다. 누구나 손쉽게 활용할 수 있으며 공공기관에 무상으로 배포하였다.

 

랜드북 세이프티 서비스 화면(safety.landbook.net)

 

4차 산업과 건축

 

기술 변화는 전 영역에 걸쳐서 일어나고 있다. 빅데이터와 인공지능을 활용하여 도시를 개선하려는 노력은 전세계에 걸쳐서 시작되고 있다. 대한민국뿐 아니라 미국의 envelope.city, 캐나다의 Ratio. city가 최근에 규모검토 서비스를 런칭했다. 위의 서비스에서는 랜드북과 같이 웹상에서 선택한 토 지에서 다양한 시나리오에서 건축설계와 함께 사업타당성 검토를 수행할 수 있다.

수많은 반복작업 및 기계적인 검토를 통한 사업성 산출의 영역은 기술을 활용하면 빠른 속도로 수 행할 수 있다. 그리고 기술은 제로에 가까운 비용으로 복제가 무한정 가능하므로 시민들에게 저렴 하게 정보를 제공할 수 있고 주민 스스로 도시재생을 할 수 있는 역량을 키우는데 기여할 수 있다. 기계적이고 단순한 법규검토는 전문가들의 진정한 역량이 되기 어려워질 수 있다. 하지만 건축설계 의 영역에서 사람을 행복하게 하는 좋은 공간을 설계하는 영역은 인간의 지성으로 훨씬 더 좋은 답 을 만들 수 있다. 4차산업혁명 시기에서 전문가로서의 건축사는 단순 법규검토나 시장조사를 위해 서는 시간을 낭비할 필요없이 기술로 해결하고, 진정성이 담긴 좋은 공간을 만드는데 더 노력해야 해야 할 것이다.

 

 

 

 

글. 조성현 Cho, Sunghyeon ┃ 스페이스워크(주) 대표이사 · (주)경계없는작업실 건축사사무소 이사회 이사