3D 주택: 건축의 미래

Lisa Ernst · 10.11.2025 · 기술 · 8분

건축 분야의 3D 프린트는 기술적 실험에서 현실적인 건축 옵션으로 발전했습니다. 전 세계적으로 단독 주택, 전체 마을 및 특수 건축물이 생겨나고 있습니다. 이 기사은 최신 연구와 보고서를 바탕으로 이 건축 방식의 기술적 프로세스, 현재 프로젝트, 기회와 한계를 조명합니다.

Quelle: 자체 표현

건축 분야의 3D 프린팅 기초

3D 프린터로 건축을 할 때, 기계는 재료를 층층이 압출해 벽을 쌓아 올립니다. 주로 콘크리트류의 건재를 사용하며, 이를 흔히 ‘3D 콘크리트 프린팅’ 또는 ‘3D 시멘트 프린트’라고 부르는, 보강부를 위한 첨가적이고 층상화된 건축 공정입니다 ( 3druck.com, ScienceDirect).

프린터는 일반적으로 포털 시스템이나 로봇 팔로, 바닥판 위의 레일을 따라 이동하며 계획된 벽의 기하학에 따라 콘크라트 스트링을 놓습니다 ( PERI 3D Construction, COBOD). ). 외벽과 내벽이 주로 인쇄되며, 일부는 골조형태의 중공 벽으로 인쇄되어 나중에 단열재나 추가 재료로 채워질 수 있습니다 ( COBOD, 3druck.com).

프린터가 완전한 집을 만드는 것은 아닙니다. 기초, 천장, 지붕, 창문, 문, 하우스 기술 및 인테리어 마감은 여전히 전통 공정으로 시공됩니다 ( EcoHome, ECS Limited). ). 3D 프린트는 주로 벽의 벽돌쌓기나 거푸집 작업을 대체하지만, 전체 건축 과정을 대체하지는 않습니다 ( UBE).

또한 콘크리트가 아닌, 현지에서 구할 수 있는 흙이나 점토가 인쇄되는 변형도 있습니다. 예로 이탈리아의 Tecla 하우스는 흙, 물, 식물 섬유의 혼합물로 만들어졌습니다 ( Wikipedia). ). 이런 실험은 현지 재료의 사용으로 자원과 회색 에너지를 얼마나 절감할 수 있는지 보여주려는 의도입니다 ( Wikipedia).

Quelle: 3d-grenzenlos.de

3D 프린터는 재료를 정밀하게 층층이 쌓아 복잡한 건물 구조를 구축합니다.

현황과 프로젝트

제조사 COBOD의 글로벌 평가에 따르면 2022년 말까지 이미 129채의 건물이 3D 프린트로 만들어졌으며, 전 세계 105개 건설 현장에 분포해 있습니다 ( COBOD, 3druck.com). ). 이 수치는 더 이상 단일 파일럿 프로젝트에 국한되지 않는다는 것을 보여줍니다 ( Manufactur3D Mag).

독일에서 드로잉 승인된 첫 주택은 노르트라인베스트팔렌 주 Beckum에서 지어졌습니다. 이는 COBOD와 PERI의 BOD2 시멘트 프린터로 구현된 2층 단독 주택입니다 ( PERI, COBOD). ). 이 프로젝트는 '혁신적 건축' 지원 프로그램의 일환으로 지원되었습니다 ( PERI).

하이델베르크에서 2023년에 Wavehouse가 건립되었는데, 길이 54m, 너비 약 11m, 높이 약 9m의 IT 데이터 센터로 사용되며 유럽에서 가장 큰 3D 프린트 건물로 간주됩니다 ( PERI 3D Construction, Heidelberg Materials). ). 물결 모양의 파사는 약 170시간의 순수 프린트 시간에 인쇄되었습니다 ( PERI 3D Construction). ). Heidelberg Materials는 이를 위해 특수한 콘크리트를 개발했습니다 ( Heidelberg Materials).

하이델베르크의 또 다른 프로젝트인 DREIHAUS는 3층 규모의 다가구 주택으로, 벽이 순차적으로 3D 시멘트 프린트로 제작됩니다 ( PERI). ). PERI는 기존 건물에 비해 시공 기간을 약 30% 단축하고 비용은 약 10% 절감할 것으로 기대합니다 ( PERI, Ingenieur.de). ). 하이델베르크의 한 주택의 골조 공사는 약 33일 만에 완료되었습니다 ( CIO.de).

국제적으로는 3D 프린트된 지상층으로 구성된 전체 구역이 만들어지고 있습니다. 텍사스주 조지타운에서 ICON은 Lennar와 함께 약 100채의 주택으로 구성된 거주지를 조성하고 있는데, 외벽은 지상층을 대형 형식 프린터로 제작합니다 ( Reuters, ICON). ). 휴스턴에서 중간 소득 가구를 위한 80채의 인쇄 주택이 포함된 Zuri Gardens가 만들어지고 있습니다 ( Houston Chronicle).

ICON은 오스틴의 원룸 주택과 같은 저렴한 주택을 위한 소규모 프로젝트도 구현합니다 ( Statesman, Axios). ). 또한 텍사스주 Lake Travis에 위치한 3D 프린트 빌라를 갖춘 고가의 리조트 같은 건물도 등장하고 있습니다. MySanAntonio).

또한 비정상적 용도의 사례도 문서화되었습니다: 텍사스주 브라운스빌에서 대형 체인을 위한 카페가 만들어지며, 외피는 3D 시멘트 프린터로 인쇄된 것입니다 ( Chron.com). ). 대학들은 목재 찌꺼기로 만든 생체 기반 재료 혼합물을 사용해, 이로써 이 주택은 음의 CO2 발자국을 가능하게 하려는 실험을 하고 있습니다 ( Reasons to be Cheerful).

분석과 동기

주요 동기는 자원 부족 속에서의 추가 주거 공간에 대한 세계적 필요성입니다. 건축 부문은 전력에 따른 CO2 배출의 약 3분의 1에 책임이 있습니다 ( Wikipedia). ). New Story와 같은 조직은 ICON과 같은 기술 기업과 협력하여 멕시코와 같은 나라에 가난한 가정에 지속가능한 주거를 제공하는 작은 정착촌을 건설하려고 합니다 ( New Story, The New Yorker).

제조업체와 설계자들은 시멘트 프린트에서 더 빠른 속도와 인건비 절감을 기대합니다. COBOD는 3D 프린트가 오류 가능성을 줄이고 건설 프로세스를 보다 효율적으로 만들 수 있다고 지적합니다 ( COBOD). ). PERI는 그들의 프린트 솔루션을 재료를 줄이고 수작업을 줄여, 특히 반복되는 평면도에서 간단한 골조를 생성하는 방법으로 설명합니다 ( PERI 3D Construction). ). 첨가제형 건축 방법은 표준화된 단독 주택과 소형 다가구 주택에서 특히 강점을 발휘합니다 ( 3druck.com, Weerg).

또 other 추진 요인은 더 지속 가능한 재료의 탐구입니다. 이탈리아의 Tecla 하우스는 흙, 물, 식물성 섬유가 지역 재료로 구성된 주거 가능한 건물로 가공될 수 있음을 보여줍니다(" Wikipedia). ). 메인 주에서 목재 폐기물과 바인딩 재료를 이용한 섬유 강화 바이오컴포지트를 사용해 장기적으로 재활용 가능한 주택을 프린트합니다 ( Reasons to be Cheerful). ). 이러한 개념은 폐기물을 줄이고 운송 거리를 단축하며 CO2를 흡수하는 것을 목표로 합니다 ( Wins Solutions).

마케팅 및 매체 가치는 과소평가할 수 없습니다. 프린트 로봇의 화려한 이미지는 언론과 소셜 미디어의 이상적인 소재입니다 ( PERI 3D Construction, 3druck.com). ). TV 방송은 다가오는 건축 혁명의 인상을 강화합니다 ( CBS News). ). 그러나 더 비판적인 기사들은 파일럿 프로젝트와 광범위한 적용 사이의 큰 차이를 지적합니다 ( The New Yorker, Dwell).

그 클립은 기업들이 주거 문제의 해결책으로, 심지어 달의 기지까지도 이 기술을 활용하는 모습을 보여주고 있으며, 동시에 이러한 많은 것들이 여전히 실험적임을 분명히 합니다.

Quelle: 3druck.com

전통적인 방법과 3D 프린트를 결합한 하이브리드 건축 방식은 현대 주택 건설의 유망한 추세입니다.

사실과 남은 질문

입증된 것은 3D 프린트를 이용하여 실제로 주택을 건축하고 정식으로 허가할 수 있다는 점이다. 예로 Beckum의 단독 주택이 있다 ( PERI) ) 및 하이델베르크의 Wavehouse 데이터 센터 ( PERI 3D Construction, Heidelberg Materials). ). 또한 텍사스의 정착촌 프로젝트도 매매되어 실제로 거주되는 주택들입니다 ( Reuters, ICON Homes).

첨가제 건축 공정은 필요한 양의 콘크리트만 압출하고 거푸집을 거의 사용하지 않게 하여 자재 낭비를 줄일 수 있음을 입증합니다 ( Wins Solutions, Ricoh). ). 연구는 복잡한 기하학에서 이점이 있으며, 유기적 형태나 자유로운 벽 형태가 고가의 특수 거푸집 없이 구현될 수 있다고 설명합니다 ( ScienceDirect, Structures Insider).

광범위한 적용에서 실제 비용 및 시간 이점이 얼마나 큰가? 제조사들은 10%에서 35% 사이의 절감을 말합니다 ( COBOD, Weerg, TRERC). ). 다만 경제 분석은 프린터의 구입 또는 임대, 팀 교육 및 계획의 조정이 절감액의 일부를 다시 상쇄할 수 있음을 시사합니다. 건물의 전체 생애주기에 관한 신뢰할 수 있는 비교 데이터는 아직 없습니다 ( Warrington UF, Reason.org).

또한 인쇄된 벽의 장기 내구성은 여전히 불확실합니다. 수십 년에 걸친 장기 연구는 아직 존재하지 않습니다 ( ScienceDirect, HUDUser). ). 학계 저자들은 균열 형성, 습기 거동 및 수리 개념과 같은 주제들이 더 연구되어야 함을 강조합니다 ( Passive House Accelerator, Structures Insider).

완전한 집을 ‘24시간에 몇 천 유로로’ 지을 수 있다는 주장은 틀렸거나 오도적입니다. 자주 인용되는 프린트 시간은 벽에만 해당되며, 기초, 지붕, 인테리어, 설비 또는 허가 및 계획 단계는 포함되지 않습니다 ( EcoHome, ECS Limited). ). 비판적 분석은 이러한 헤드라인이 건설 프로세스의 실제 복잡성을 가린다고 보여줍니다 ( Dwell, Hackaday, Passive House Accelerator).

Quelle: user-added

3D 프린트와 같은 혁신적 건축 방식으로 구현될 수 있는 현대 건축의 한 예.

실용적 함의

3D 프린트 건물은 실제 옵션이지만 아직 널리 보급되지는 않았습니다. 이러한 집을 짓거나 입주하려는 사람은 현지의 공급자, 허가 상황 및 경험치를 면밀히 확인해야 합니다 ( EcoHome, ECS Limited).

세 가지 질문이 결정적입니다: 첫째, 집의 어떤 부분이 실제로 인쇄되고 어떤 공사는 전통적으로 시공되는지 ( UBE). ). 둘째, 건설 전 과정의 비용 산정이 얼마나 투명한지, 계획, 기술 및 유지 보수를 포함하여 ( TRERC, Reason.org). ). 셋째, 같은 공급자의 참고 프로젝트가 있어 수년 간 비슷한 기후에서 가동되는지 여부가 있습니다 ( Passive House Accelerator).

지속 가능성에 관심이 있는 사람들에게 재료 선택은 중요합니다. 흙 또는 점토 기반 혼합물이나 생물 기반 복합재를 이용한 프로젝트들은 CO2 발자국을 대폭 낮추려 합니다. 전통적인 시멘트 프린트 프로젝트는 자재 낭비를 줄이지만 여전히 시멘트 기반입니다 ( Wikipedia, Reasons to be Cheerful, Wins Solutions). ). 건설 부문이 전 세계적으로 에너지 배출에 큰 비중을 차지하므로, 여기서의 실제 개선은 큰 영향을 미칠 수 있습니다 ( Wikipedia).

미디어 보도에서 발언자의 이익을 고려하는 것이 도움이 됩니다. 기업 비디오는 이점을 강조할 것이고, 독립 연구 및 과학적 리뷰는 불확실성과 남은 문제를 제시하는 경향이 있습니다 ( ScienceDirect, ResearchGate).

프린터로 인쇄된 큰 주거 건물의 타임랩스 영상은 기술을 보여주고, 동시에 프린터 외에도 얼마나 많은 전통적인 건설 작업이 여전히 필요하는지도 보여줍니다.

많은 벽이 인쇄되었음에도 불구하고 중요한 질문은 여전히 남아 있습니다. 수십 년에 걸친 장기 내구성은 아직 실증적으로 입증되기 어렵습니다. 대부분의 프로젝트가 몇 년밖에 되지 않았기 때문입니다 ( ScienceDirect). ). 체계적 문헌고찰은 내구성, 유지 관리 및 총수명 비용에 대한 데이터가 아직 불완전하다고 강조합니다 ( ResearchGate).

또한 건축법과 규정이 얼마나 빨리 바뀌는지도 불확실합니다. 미국 HUD 의뢰 분석은 표준 부재, 불명확한 지침 및 관청의 경험 부족을 주요 장애물로 지적합니다 ( HUDUser). ). 유럽과 북미의 평가에서도 유사한 시사점을 찾을 수 있습니다 ( EcoHome, ECS Limited).

또 다른 미해결 문제는 사회적 차원입니다: 비용이 낮은 사람들에 실제로 필요한 곳에 3D 프린트 주거가 건설될까요, 아니면 매력적인 시장에서의 ‘루미나 프로젝트’로 남을까요 ( The New Yorker, Reason.org)? Analysen warnen davor, die Technologie als alleinige Antwort auf Wohnungsnot zu betrachten, solange Landpreise, Finanzierung, Infrastruktur und lokale Politik nicht mitgedacht werden ( AIU, Dwell).

3D 프린트 주택은 건축이 얼마나 크게 바뀔 수 있는지 보여줍니다. 실제 주택, 전체 단지, 복잡한 특수 건축물이 존재하며, 이 기술이 실제로 작동할 수 있음을 증명합니다 ( PERI 3D Construction, PERI, Reuters). 동시에 한 가지는 분명합니다: 이 건축 방식이 주거난을 하룻밤에 해결하지도 못하고, 전통적 기술이나 신중한 도시 계획을 대체하지도 않는다는 점입니다 ( ScienceDirect, Reason.org).

발전을 주의 깊게 주시하고, 궁금한 점을 질문하며 출처로 주장들을 확인하는 것이 이롭습니다. 특히 건설 시간, 비용 및 지속 가능성에 대한 화려한 주장들일수록 그렇습니다. 이렇게 하면 이 새로운 건축 방식의 기회를 잃지 않으면서도 발을 땅에 두고 활용할 수 있습니다.