2019년 한국산학기술학회 추계 학술발표논문집

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1. 서론

1.1. 연구의 배경 및 목적

최근 도심지를 비롯해 주거지역의 미세먼지 및 황사

로 인한 피해가 증가하고 있으며, 미세먼지로 인한

인명 피해가 가중되고 있어 사회적 문제가 되고 있

다. 국립환경과학원에서는 전국 발생 미세먼지

PM10은 약 12만톤에 달하고 있으며, 이중 건설공사

현장에서 발생하는 비산먼지 발생량은 전체 PM10

발생비율에서 약 20%를 차지하는 것으로 발표하였

다. 따라서 본 연구는 도심지 건설현장에 대한 미세

먼지 저감 대책으로 기존 법에서 규정하고 있는 방

법 이외에 도심지 소규모 건설현장을 포함한 건설현

장 적용이 용이하고 4차 산업혁명 시대의 도입에 맞

추어 다양한 스마트 건설기술을 활용한 미세먼지 저

감대책 기술개발에 관한 제안을 하고자 한다.

1.2. 연구의 범위 및 방법

본 연구의 공간적 범위는 도심지 건설현장을 대상으

로 한다. 연구수행 방법은 국내외 미세먼지 저감 정

책방향과 미세먼지 저감관련 국내외 스마트 건설기

술 동향조사를 토대로 기술개발 방향을 제안하였다.

2. 국내외 기술동향 조사, 분석

국내 미세먼지관리 종합대책의 주요 추진방향은 1)

관리지역은 수도권 및 대도시 이외에 미세먼지 오염

도가 높은 우심지역 중심, 2) 관리방식은 개별적 오

염물질 관리가 아닌 통합적 저감 대책 추진, 3) 국

제협력을 통한 실질적 저감, 4)중심정책은 인체위해

성 저감 중심, 5) 대응기반으로 체계적이고 통합적

인 연구를 추진하는 것으로 방향을 수립하였다.

아울러, 건설현장 미세먼지 저감노력 및 스마트 건설기

술 등의 기술적용 사례를 정리하면 다음과 같다.

(1) 국내

국내 건설현장에서 미세먼지를 억제하기 위하여 주

로 사용되고 있는 기술은 물로 차량 또는 장비를 직

접 세정하고 있고, 집중 발생지점에는 물을 분사하

여 억제하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 방법은

물 입자를 효과적으로 포집할 수 있는 물 입자의 크

기로 생성이 어려우며 미세먼지가 여러 곳에서 다발

적으로 이동하며 발생하는 특성으로 대응이 제한적

으로 효율성이 향상되고 신속한 대응이 가능한 기술

의 개발이 필요한 실정이다.

LH 건설현장 미세먼지 종합대책으로 맞춤gud 현장

설비인 터널식 세륜시설, 워터커튼을 신설하고, 분진

흡입 청소차에 필터를 장착하여 처리하고 있으며 이

동식 대기질 측정장비를 설치하여 미세먼지 농도를

상시 측정하고 있다.

최근 드론을 사람이 접근하기 어려운 작업현장에 투

입한 사례가 있다. 2017년 3월 SK건설은 라오스에서

태국까지 수심이 깊고 넓은 메콩강을 지나는 송전 선

로를 연결하는 작업에 사람이 작업에는 한계가 있어

드론을 통해 수행하였다. 2018년 2월 산업통상자원부

는 화력발전소에 드론을 활용한 발전소 점검 시스템

을 구축할 예정이라고 밝혔으며 이를 통해 발전소의

문제를 빠르게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 국내 건설현장에서 미세먼지 감시를 위하여 드

론을 활용한 사례가 많아지고 있다.

한강유역환경청은 드론을 활용해 수도권 일대 비산

먼지 발생사업장을 특별 점검하는 등 공사장 비산먼

스마트 건설기술을 활용한 건설현장 미세먼지저감기술 개발에 관한 제안

한재구*, 김영현**한국건설기술연구원e-mail:jghang@kict.re.kr

Proposal for development of fine dust reduction technologyin construction sites using smart construction technology

Jae Goo Han*, Young Hyun Kim**Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology

본 연구의 목적은 도심지 건설현장 미세먼지 억제 및 저감을 위하여 4차산업 혁명시대의 도입에맞추어 드론, Water Fog, GIS 등의 기술을 활용한 미세먼지 저감 기술개발을 제안하고자 한다.

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지 저감 효과를 높이기 위해 감시용 드론을 활용하

고 있다. 국내 대형건설사에서도 일부 현장에서 드

론으로 공정 확인, 현장안전 감시 등에 활용하고 있

다. 드론에 카메라 센서를 부착해 교통 환경을 파악

할 수 있으며 농작물 관리에도 활용되고 있다.

(2) 국외

건설현장에서의 드론을 활용한 기술은 건설현장 안

전 및 공사 진척도 확인 등 건설 관리를 위한 목적

으로 활용하고 있다.

미국 3D 로보틱스 (3D Robotics)는 ‘사이트 스캔

(Site Scan)’이라는 서비스를 제공하고 있는데, 이

서비스는 드론을 가지고 건축 설계를 지원하도록 제

공하고 있으며, 드론을 이용해 건설 현장의 주변과

지형도를 쉽게 파악하고 있다. 미국의 사막연구소는

드론으로 네바다 주에 있는 사막위에 하늘에 요오드

화은을 뿌려 비를 내리게 하는데 성공하였다.

중국에서는 2014년 중국항공공업집단공사(Aviation

Industry Corporation of China, AVIC)와 계약을 체결

해 미세먼지 제거용 드론 개발에 착수하였으며 이 드

론은 미세먼지를 뭉쳐 응고시키는 화학물질을 공중에

뿌려 미세먼지를 땅에 떨어뜨릴 계획이다.

3. 건설현장 미세먼지 저감기술 개발방향 제안

국내외 미세먼지저감, 스마트건설기술 등과 관련한

주요 동향을 조사한 결과 드론, GIS, Water Fog(미

분무수)등을 활용한 다양한 접근 방법이 시도되고

있는 것으로 파악되었다. 따라서 본 연구에서는 상

기 기술들을 결합하여 (그림 1)과 같이 건설현장 미

세먼지 저감기술 개발방향을 제안하고자 한다. 이를

위해서는 드론의 비행시간, 적재 가능한 무게, 하향

풍, 드론의 크기 등을 고려하여 Water Fog분사시스

템의 사양과 드론의 사양을 동시에 고려하여야 한

다. 특히 Water Fog분사시스템은 분사량, 분사면적

등을 고려한 노즐의 선정, 분사용액탱크의 크기 등

의 사양을 결정한다. 그리고 분사용역의 경우 미세

먼지와 함께 지면위에 떨어진 후 재비산이 되지 않

도록 해야 하며, 현장 작업자 등에 무해한 친환경

재료를 활용해야 한다. 그리고 미세먼지 센서를 드

론과 결합하여 현장의 미세먼지 상황을 측정하고 그

결과 값과 위치 값을 무선통신으로 받아 GIS와 연계

하여 맵핑한 후 현장의 미세먼지 농도에 따라 드론

을 활용한 Water Fog분사시스템이 작동함으로써 선

감시-후저감 체계로의 개발을 제안하며, 이들 시스템

의 통합운용을 위한 플랫폼 개발도 필요하다.

본 논문에서 제안한 기술은 현재 개발에 착수하였으

며, 1차년도 연구가 진행중이다. 향후 기술개발 과정

에 따라 다양한 테스트 결과와 효과 등에 관해 지속

적으로 연구성과를 발표할 계획이다.

Acknowledgement

본 연구는 국토교통부 2019년 국토교통기술촉진연구

사업(사회이슈해결)과제(9CTAP-C152136-01) “도심

지 건설현장 미세먼지 억제를 위한 smart감시 및

드론기반의 water fog 분사시스템개발(1차년도)” 연

구결과의 일부임.

참고문헌

[1] ‘도심지 건설현장 미세먼지 억제를 위한 smart감시

및 드론기반의 water fog 분사시스템개발’연구개발계

획서, 한국기계연구원 및 한국건설기술연구원, 2019.4

<그림 1> 미세먼지 저감기술 개발방향 제안