건설업에서는 다양한 작업을 수행하기 위해 설계된 기계 장비인 건설 기계들이 다량 투입됩니다. 종류와 용도가 각각 다른만큼 이러한 기계들을 분류하는 기준은 매우 중요합니다. 건설 기계의 분류 기준이 효율적인 현장 관리, 적절한 기계 선택, 안전한 운영 등에 영향을 미치기 때문입니다. 저는 처음에 현장에 갔을 때 비슷하게 생긴 건설 기계들이 많아 이를 분류하고 정리하는데 어려움을 겪었는데요. 어려움을 겪고 있는 많은 건설업 종사자분들을 위해 이번 글에서는 이러한 분류 기준 10가지와 각 기준에 따른 기계의 예시를 살펴보고자 합니다.
1. 기능별 분류
기능별 분류는 건설 기계를 사용하는 주요 목적에 따른 건설 기계의 분류 기준입니다. 이 기준은 각 기계가 수행하는 작업의 특성에 따라 기계를 구분하며, 현장 작업에서 가장 많이 사용하는 기준 중 하나입니다.
1.1 굴착 기계
굴착 기계는 토양, 암석, 모래 등을 파내거나 이동시키는 작업에 사용됩니다. 대체로 기초 공사, 터널 공사, 도로 공사 등에서 중요한 역할을 합니다. 굴착 기계에 포함되는 기계로는 굴착기와 백호가 있습니다. 굴착기는 지반을 파내거나 자재를 이동하는데 사용됩니다. 크기에 따라 대형과 소형으로 나뉘는데 대형 굴착기는 대규모 토목 공사에서 사용되며, 소형 굴착기는 좁은 공간에서도 작업이 가능합니다. 백호는 전방에 로더와 후방에 굴착 장치를 가진 기계로 다용도로 사용되며, 주로 도시 공사나 도로 공사 등에서 활용됩니다.
1.2 운반 기계
운반 기계는 건설 현장에서 자재, 흙, 모래 등을 운반하는 건설 기계입니다. 이들 기계는 현장의 효율성을 높이고 자재를 안전하게 이동시키는데 필수적입니다. 덤프 트럭은 대량의 자재를 운반할 대 쓰입니다. 대형 공사 현장에서는 필수적이며, 이 트럭은 뒤쪽으로 자재를 쏟아내는 방식으로 자재를 빠르게 배출할 수 있습니다. 휠 로더는 흙이나 자재를 퍼올려 트럭에 적재하거나 현장 내에서 자재를 이동시키는데 사용됩니다. 특히 대형 바퀴를 가지고 있어 이동이 용이한 기계입니다.
1.3 압축 기계
압축 기계는 지반을 다지고 평탄하게 만드는 작업에 사용됩니다. 건설 현장에서 지반의 안정성을 확보하는데 필수적입니다. 압축 기계로는 롤러와 콤팩터가 있으며, 롤러는 지반을 평탄하게 하고 다지는데 사용됩니다. 다양한 크기와 형태의 롤러가 있으며 아스팔트 포장 작업에서도 널리 사용됩니다. 콤팩터는 주로 지반을 압축하여 견고하게 만드는데 사용되는데, 진동을 통해 토양을 압축하며 도로 공사와 건물 기초 공사 등에 사용합니다.
1.4 콘크리트 작업 기계
콘크리트 작업 기계는 콘크리트 혼합, 배합, 타설 작업에 사용됩니다. 이들 기계는 건축물의 구조물을 형성하는데 중요한 역할을 합니다. 콘크리트 믹서 트럭은 건설 현장으로 콘크리트를 운반하고 일정한 속도로 회전하면서 콘크리트를 혼합하는 기능을 합니다. 또한 콘크리트 펌프는 콘크리트를 높은 곳이나 먼 거리로 운반하기 위해 사용되는데 이는 대형 건축물이나 고층 빌딩의 타설 작업에 필수적입니다.
1.5 기타 작업 기계
기타 작업 기계는 특정 작업을 수행하는데 특화된 건설 기계들입니다. 예를 들면 철근 절단기, 타워 크레인, 굴삭기 등이 여기에 포함됩니다. 타워 크레인은 고층 건축물의 자재를 위로 운반하는데 사용됩니다. 매우 높은 곳에서도 작업이 가능하며 대형 건축 현장에서 필수적으로 사용됩니다. 철근 절단기는 건설 현장에서 사용되는 철근을 필요한 길이로 자르기 위해 사용되는데 강력한 절단력을 자랑하며 주로 철근 구조물을 만드는데 사용됩니다.
2. 에너지원별 분류
사용하는 에너지원은 건설 기계의 분류 기준이 될 수 있습니다. 에너지원에 따라 기계의 효율성, 환경 영향, 유지 보수 방식 등이 달라지며 최근에는 친환경적인 에너지원이 강조되고 있습니다. 대부분의 대형 건설 기계는 디젤 엔진을 사용하여 디젤 구동 기계가 많은데, 이 엔진은 강력한 토크를 제공하여 무거운 작업에 적합합니다. 전기 구동 기계의 경우 환경 친화적이며 친환경 건설이 강조되면서 사용이 증가하고 있습니다.
하이브리드 기계는 전기와 디젤을 함께 사용하는 건설 기계로 연료 효율성을 높이고 배출 가스를 줄이는데 기여합니다. 마지막으로 유압 구동 기계는 유압을 에너지원으로 사용하여 주로 무거운 작업에 사용됩니다. 이러한 에너지원은 다양해지는 만큼 중요한 건설 기계의 분류 기준으로 평가받습니다. 하지만 제 생각에 하이브리드 기계의 경우에는 분류가 어느정도 불명확하다고 생각합니다. 에너지 효율을 고려하여 점차 최신 기술이 적용되는 만큼 기존의 구동 방식과는 많이 달라지고 있기 때문입니다. 이러한 기술의 발전에 맞춰 새로이 분류할 수 있는 기준을 만들어야 한다고 느꼈습니다.
3. 이동 방식별 분류
이동 방식으로 분류하는 것은 건설 기계의 분류 기준 중 작업 환경과 이동성에 영향을 미치는 것입니다. 이동 방식에 따라 타이어식, 트랙식, 다목적형으로 나눌 수 있습니다.
3.1 타이어식 기계
타이러를 사용하는 기계들은 주로 도로에서의 이동이 용이하며 빠른 속도로 이동할 수 있습니다. 휠 로더는 타이어를 장착하여 도로와 현장 내에서 신속하게 이동할 수 있으며 주로 자재를 퍼올려 운반하는 작업에 사용됩니다. 타이어식 크레인은 타이어를 사용하여 이동성이 뛰어나며 다양한 작업 환경에서 활용되는데 현장 내에서 빠르게 위치를 이동할 수 있는 장점이 있습니다.
3.2 트랙식 기계
트랙을 사용하는 기계들은 험지나 부드러운 지면에서 안정적으로 작업할 수 있으며 무거운 기계들이 대부분 트랙을 사용합니다. 트랙식 불도저는 험난한 지형에서 안정적으로 작업할 수 있는 기계로 산악 지역이나 비포장 도로에서 성능을 발휘하는 건설 기계입니다. 트랙식 굴착기는 불안정한 지면에서도 안정적인 작업이 가능한 기계로 주로 대규모 토목 공사나 광산에서 사용됩니다.
3.3 다목적형 기계
다목적형 기계는 타이어와 트랙을 모두 사용할 수 있는 기계입니다. 다목적 로더는 상황에 따라 타이어와 트랙을 변환하여 사용할 수 있어 다양한 작업 환경에 유연하게 대처할 수 있습니다. 다목적 굴착기의 경우 트랙과 타이어를 모두 장착하여 작업 환경에 다라 선택적으로 사용합니다.
4. 제작 방식별 분류
건설 기계의 분류 기준으로 단일 기계와 복합 기계로 나뉘는 기계의 제작 방식이 있습니다. 이 분류는 기계의 복잡성과 다용도성을 평가하는데 유용합니다.
4.1 단일 기능 기계
단일 기능 기계는 특정 작업을 수행하기 위해 설계된 기계들로 한 가지 작업에만 최적화 되어 있습니다. 단일 굴착기는 오직 굴착 작업만을 위해 설계되었지만 높은 효율성과 강력한 파워를 제공합니다. 단일 롤러는 오직 지반을 다지는 작업에만 사용되며 다양한 크기와 형태로 제공됩니다.
4.2 복합 기능 기계
복합 기능 기계는 여러 작업을 동시에 수행할 수 있도록 설계된 기계들입니다. 이 기계들은 다용도로 사용될 수 있어 효율적이다는 장점이 있습니다. 백호 로더는 전방에 로더, 후방에 굴착기를 장착하여 다양한 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. 다기능 타워 크레인은 자재를 들어올리는 것 외에도 다양한 장비를 장착하여 여러 가지 작업을 수행할 수 있습니다.
5. 크기 및 용량별 분류
다섯번째 건설 기계의 분류 기준은 크기와 작업 용량에 따라 소형, 중형, 대형으로 분류하는 것입니다. 이러한 기준은 작업 현장의 규모와 조건에 맞는 기계를 선택하는데 도움이 됩니다. 소형은 작은 공간에서 작업할 수 있는 기계들입니다. 주택 건설이나 작은 공사 현장에서 주로 사용되고, 작은 자재를 신속하게 이동시키는데 적합한 기계입니다.
중형 크기는 중간 크기의 현장에서 사용되며 다양한 작업에 유연하게 대처할 수 있습니다. 다양한 지형에서 사용될 수 있으며 중규모 공사 현장에서 주로 사용됩니다. 대형 기계는 대규모 공사에서 사용되는 대형 장비들로 주로 댐 건설, 고층 건물 건설 등에서 사용됩니다. 대형 크레인은 높은 하중을 들어올릴 수 있으며 주로 고층 건물이나 다리 건설에서 사용됩니다. 그리고 대형 굴착기는 대규모 토목 공사에서 중요한 역할을 하며 높은 성능과 내구성을 제공합니다.
6. 작업 환경별 분류
기계가 사용되는 작업 환경은 또 다른 건설 기계의 분류 기준입니다. 어떤 작업에 적합한지 현장 상황 역시 매우 중요하기 때문입니다. 저도 현장에서 겪다보니 현장의 지형에 따라 다른 기계를 사용하게 되더라고요. 대체로 작업 환경에는 지상, 지하, 수중 등이 있으며 환경에 적합한 기계를 선택하는 것은 프로젝트 성공에 중요합니다. 먼저 지상에서 사용되는 지상 작업 기계들이 일반적으로 현장에서 보이는 기계들입니다. 지상 굴착기는 지상에서의 굴착 작업에 사용되며 토목 공사에 필수적인 것이고 지상 로더는 자재를 퍼올려 운반하는데 사용됩니다.
지하 작업 기계는 터널 공사, 지하 구조물 시공 등 지하에서 사용됩니다. 터널 보링 머신은 터널을 뚫기 위해 사용되는 대형 기계로 TBM이라고 불리우며 지하 구조물 시공에서 필수적입니다. 굴진기는 지하에서 터널을 파내거나 지하 구조물을 만드는데 사용됩니다. 수중 작업 기계는 수중에서의 공사를 위해 설계된 기계들로 해상 공사나 수중 구조물 시공에서 사용됩니다. 드레지는 강바닥이나 해저의 흙과 모래를 파내는데 사용되며 주로 항구 공사나 해양 구조물 시공에서 사용됩니다. 수중 굴착기는 물속에서 작업할 수 있도록 설계된 기계로 해상 공사나 수중 구조물 시공에서 필수적입니다.
7. 조작 방식별 분류
건설 기계의 분류 기준 중 하나인 조작 방식은 수동, 반자동, 자동 기계로 구분할 수 있습니다. 이러한 조작 방식은 작업의 정밀도와 효율성에 영향을 미칩니다. 대부분의 기계가 포함되는 수동 기계는 운전자가 직접 조작하여 작동하는 기계들입니다. 조작자가 모든 작업을 제어하므로 정밀한 조작이 요구되는 작업입니다.
일반적인 수동 기계 외로 반자동 기계와 자동 기계가 있습니다. 자동 기계는 완전 자동화된 기계들로 프로그램에 따라 작업을 수행합니다. 사전에 설정된 프로그램을 따르거나 자율 주행 기능이 적용된 기계들이 있습니다. 최근 이러한 자율 주행 기능에 관심을 갖는 기업들이 많아지면서 점차 자동 기계들의 수와 이용이 증가하고 있습니다. 도한 반자동 기계는 일부 기능이 자동화된 기계로 조작자는 기본적인 조작만 수행하면 되며 자동 제어 기능이 추가된 것입니다. 일부 작업을 자동으로 수행함에 따라 복잡한 작업을 다소 간편하게 처리할 수 있고 작업 효율성을 높인다는 장점이 있습니다.
8. 사용 주기별 분류
사용 주기는 건설 기계의 분류 기준 중 하나입니다. 사용 주기에 따라 일시적 사용 기계와 장기 사용 기계로 나눌 수 있습니다. 일시적 사용 기계는 특정 프로젝트나 작업을 위해 일시적으로 사용되는 기계들입니다. 프로젝트에서 일시적으로 사용되며 작업 후에는 해체되거나 다른 현장으로 이동합니다.
장기 사용 기계는 장기적으로 사용되는 기계들로 정기적인 점검과 유지 보수가 필요하며 다양한 현장에서 오랫동안 사용됩니다. 일시적인 사용 기계들보다는 기계의 유지 보수와 관리가 필요하기에 어떠한 점이 경제적으로 이점이 있는지 살펴보며 기계를 작업에 활용해야 합니다.
9. 생산성 및 효율성 기준 분류
건설 기계의 분류 기준으로 기계의 생산성과 효율성이 있습니다. 이 분류는 고효율 기계와 저효율 기계로 나뉩니다. 고효율 기계는 최신 기술이 적용되어 높은 생산성과 에너지 효율을 제공합니다. 반면 저효율 기계는 비교적 오래된 기술이 적용된 기계들로 연료 소비가 많고 유지 보수 비용이 많이 들어갑니다. 따라서 생산성이 낮을 수 있으며 시간이 지날수록 대체 기술의 등장으로 인해 기계의 사용 빈도가 줄어들 가능성이 높습니다.
10. 경제성 및 비용 기준 분류
마지막 건설 기계의 분류 기준에는 경제성과 비용이 포함됩니다. 고가 기계는 초기 투자 비용이 높지만 장기적으로 높은 효율성과 생산성을 제공합니다. 고급 기술과 기능을 제공해 장기적으로 이점이 많으며 탁월한 성능과 내구성으로 작업을 빠르게 진행할 수 있습니다. 반면 저가 기계는 초기 비용이 낮지만 유지 보수 비용이 높을 수 있으며 특정한 작업에만 사용되는 경우가 많습니다. 따라서 이러한 건설 기계의 분류 기준은 예산 관리와 비용 절감 전략 수립에 도움이 됩니다.
건설 기계의 분류 기준 10가지와 그 예시에 대해 살펴보았는데, 이러한 기준을 자세하게 알고 있어야 현장을 운영하고 현장에서 나타난 변수를 대처하는데 유리하다고 생각합니다. 대체적으로 많은 사람들이 이미 알고 있는 기계들에 대해서만 운영하거나 새로운 기계에 대해서는 무지하기에 관심을 가지려 노력조차 하지 않습니다. 하지만 건설업에 종사하는 작업자들 모두 건설 기계의 분류 기준을 자세하게 알 필요가 있습니다. 특히나 친환경적인 건설을 중시하고 있는 만큼 계속해서 발전하는 기술에 귀기울이고 수용하는 자세를 가져야 합니다.
마지막으로 제가 강조하고 싶은 것은 기계의 분류와 기능도 중요하지만 기계를 선택할 때 현장에 맞춘 적응성이 중요하다는 것입니다. 제가 공사에 처음 들어갔을 때 기계들을 카테고리별로 구분하는 과정이 어려웠습니다. 그리고 그러한 분류를 다 끝내 기능에 맞게 기계들을 구비했더니 새로운 변수가 발생하더라고요. 한 기계가 언제나 같은 기능에 쓰이는 것이 아니었습니다. 현장 특성에 따라 기계를 다르게 분류할 수 있고 사용 가능성도 넓어질 수 있기 때문에 제 경험을 바탕으로 유연한 분류 방식을 추구하는 것이 중요하다는 것을 알려드리고 싶었습니다.