연구목적: 건설산업의 전 분야 및 전 단계에 대한 BIM 도입 의무화가 머지않아 시행될 만큼 BIM 업무의 실질적인 생산성 향상을 위한 기술 확보 방안이 필요하기 때문에 연구에서는 엔지니어가 BIM기반 설계 과정에서 건설기준을 검증할 수 있도록 BIM 모델링 절차별로 제작되는 주요 객체에 대해 자동으로 관련 건설기준을 검증할 수 있는 방안을 제시하였다. 연구방법: BIM기반 도로 설계 업무를 대상으로 모델링 업무 절차를 정의하고, 각 단계에서 도출되는 BIM 모델별로 관련 설계기준을 데이터베이스로 구축하는 방안을 마련하였다. 그리고 BIM기반 설계기준 검토 자동화 시스템 개발을 위한 프로세스도 제시하였다. 연구결과: Civil3D 및 Dynamo를 활용하여 BIM기반 설계기준 검토 자동화 모듈을 개발하고, 시범적용을 통해 설계과정에서 제작되는 BIM 객체의 건설설계기준 충족여부를 자동으로 신속하게 제공할 수 있음을 확인하였다. 결론: BIM기반 설계기준 검토 자동화 기술은 BIM 모델 제작 업무의 생산성 향상과 BIM 모델의 품질확보가 가능하다.
BIM is one of the means of reducing the economic loss caused by design errors. These features of BIM have led to increased use of BIM. With the increasing use of BIM, several studies have been conducted to analyze the performance of BIM. As the importance of BIM staff is emphasized in the performance analysis of BIM, the human resource allocation of BIM staff can become an important research issue. However, there are few studies to measure the workforce effectiveness of BIM staff. Ham et al (2020) measured BIM workforce efficiency using FCFS queue model rules. Since design errors can have different effects on the project depending on the type, there are design errors that must be dealt with first. Therefore, in this study, a priority queue was used to solve design errors with high priority first. The performance of BIM-based design verification was analyzed by quantitatively analyzing the performance of BIM staff when the priority rule was applied to the design error processing sequence.
본 연구는 BIM 기반의 건축구조설계 업무 프로세스에서 활용 가능한 철골 구조물의 구조해석모델과 기본상세모델의 상호운용성에 관한 것으로, 구조설계 업무를 지원하는 구조해석 소프트웨어와 상세모델링 및 도면작성 업무를 지원하는 BIM 소프트웨어 사이의 정보 교환을 수행할 수 있는 인터페이스 모듈의 개발에 관한 것이다. 인터페이스 모듈은 BIM의 상호운용성을 위한 정보 교환 방식 중 직접 연결 방식을 적용하였으며, 상용 BIM 어플리케이션 벤더에서 제공하는 OpenAPI를 이용하여 닷넷 프레임워크 개발환경을 통해 개발하였다. 개발된 인터페이스 모듈의 검증을 위해 예제 모델을 선정하여 구조해석모델로부터 상세모델링을 수행하기 위한 기본상세모델의 생성을 수행하였으며, 수행 과정을 기존 프로세스와 인터페이스 모듈을 적용한 연구 프로세스로 구분하여 비교, 분석함으로써 인터페이스 모듈의 효율성을 검증하였다.
최근 국내 건축시장에서는 건설프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생산되는 정보를 3D 모델 기반으로 관리하는 BIM에 대한 관심이 높아지고 있다. 국가적으로도 그에 따른 정책, 기술개발의 진행과 함께, BIM을 이용한 설계기준이 제도화 되고 있다. 그러나 BIM 소프트웨어(Revit Architecture)를 이용한 2D 설계도면 작성과 관련해서는 기존의 CAD와 같은 수준의 실시설계도면 작성이 어려운 것으로 인식되고 있다. 기존 연구에 따르면, BIM 소프트웨어가 가지고 있는 문제점으로는 시공수준의 접합상세가 나오지 않는다는 문제점과 효과적으로 상세를 더할 수 있는 모델링 기능이 부족하다는 문제점이 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 BIM 소프트웨어를 사용하여 현재 납품되고 있는 2D 실시설계도면 수준의 도면작성과 출력가능 여부를 검증하고자 한다. 이를 위해 설계기본요소를 분석하고, 단면상 세도를 사례로 BIM 소프트웨어에 제공되는 기능을 사용해 기존 CAD로 작성한 실시설계도면과 동일한 수준의 도면작성과 출력이 가능함을 검증하였다.
코로나19 이후 건축사업계 비대면 작업 등의 필요성이 대두되면서, 스마트건설 플랫폼 기술인 BIM(Building Information Modeling, 건설정보모델링) 활성화에 관한 목소리도 높아지고 있다. 최근 한국건설기술연구원에서는 공공분야 BIM 기술의 성숙도를 4단계(레벨1~4)로 봤을 때, 우리나라의 평가치는 '레벨1' 초보 수준에 머물러 있다는 진단을 냈다. 이미 '레벨3' 수준에 진입한 영국 등 선진국보다 뒤처져 있다는 분석인데, 이는 2D 환경을 기반으로 설계 또는 시공업무에 대해 제한적으로 BIM을 적용하면서, 일정 규모 이상의 설계BIM만 의무화한 수준이기 때문이다. BIM 트렌드가 '기술개발'에서 '활용' 단계로 넘어가는 과정 가운데 건축분야에서의 활성화 방안은 무엇일까. 월간 '건축사'가 'WBIM(주.더블유빔)'사(社)의 이재환 대표를 만나 BIM의 현장 활용성, 그리고 적용 측면에서의 현실문제 등에 대한 현장 이야기를 들어봤다. 각종 개발사업과 설계파트를 지원하며 BIM전문가로 활동해 온 이재환 대표는 "기획단계부터 BIM을 활용하면 사업 진행 전 과정에서 실시간 검증이 가능하고 동시에 각종 아이디어를 효과적으로 적용할 수 있다"면서도 "활용성을 확보하려면 업계뿐 아니라 발주처, 감독 등도 BIM에 대한 이해도를 높여야 한다"고 말했다.
스마트건설기술 중 하나인 건설정보모델은 현행 건설시설사업에 필수 기술로 인식되고 있다. 특히 건설사업 발주 기관인 조달청 등에서 BIM 전면도입 계획을 발표하였기에 설계지원용역 업무에서도 BIM설계 정보를 활용한 업무추진이라는 변화가 요구되고 있다. LCC분석은 공사내역서상의 아이템, 물량, 비용 정보가 필수 정보이므로 BIM설계 정보 활용에 따른 업무 효율성과 시간단축이 기대되는 분야이다. 이에 본 연구에서는 개방형 KBIMS 라이브러리를 적극 활용하여 최적설계 대안 선정용 BIM-LCC분석 시스템을 구축하였다. 설계안의 적정성과 최적설계안을 선정하기 위하여 단일대안과 최적대안 LCC분석 기능을 구현하였으며, LCC분석과 기능분석을 실시하여 가치가 높은 대안을 선택할 수 있는 기능도 포함하였다. 그러나 BIM-LCC분석 시스템은 국토교통부에서 개방형 BIM을 위해 공개한 건축과 기계 라이브러리만을 적용했다는 한계점을 가지고 있으나 BIM기술을 적용했다는 점에서 실무 활용성과 업무 효율성을 기대할 수 있다. 향후 설계단계 BIM설계정보를 활용한 LCC분석 지원 툴로서 활용하기 위해 다양한 테스트베드를 선정하여 해당 시스템을 검증하고, 실무적용성 및 UI개선, 신규로 추가되는 라이브러리에 대한 LCC기준 DB화 방안에 대한 검토가 필요하겠다.
본 연구는 강구조물의 실시설계 단계에서 브레이스 접합부의 구조설계 및 BIM 모델링의 효율성을 제고하기 위한 것으로 브레이스 접합부의 구조설계 인터페이스 모듈 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 국내 외의 구조설계기준을 분석하여 알고리즘을 작성하고 이를 바탕으로 구조설계모듈을 구축하였다. 또한 BIM 설계 도구와 연동하여 모델 데이터로부터 구조설계를 수행하기 위한 입 출력 데이터를 자동으로 생성하며, 구조설계 결과로부터 BIM 모델을 자동으로 생성할 수 있는 인터페이스 모듈을 개발하였다. 예제 모델을 통해 개발된 모듈의 효율성과 실용성을 검증하였다.
설계안전성검토(DfS)는 설계상의 잠재적인 위험요소를 선제적으로 제거하기 위해 도입되었으나, 위험성 평가 및 위험요소 발굴이 2D 설계도를 기반으로 수행되어 피상적이고, 업무 절차가 비효율적이라는 한계가 지속적으로 제기되고 있다. 본 연구는 기존 설계안전성검토의 한계를 극복하고자 Building Information Modeling(BIM)을 활용하여 업무 효율을 향상시키고 실질적인 안전관리 효과를 얻을 수 있는 BIM 기반 설계안전성검토 방법론을 제시한다. 제안된 BIM 기반 설계안전성검토의 업무 절차는 설계 단계에서의 위험성 평가와 시공 단계에서의 안전관리 활동과 같은 사례 연구를 통해 실무 적용성을 보완하고 검증하였다. 특히, 설계안전성검토 업무 절차의 핵심 과정인 위험성 평가 프로세스를 BIM 기반으로 전환하여 제시하였으며, 구조물 설계를 비롯하여 건설장비 운영이나 공법 및 공정 순서에 대한 설계안전성검토에 BIM 기반 위험성 평가 프로세스를 적용한 사례 분석을 통해 설계 실무의 적용성을 검증하였다. 또한, Common Data Environment (CDE) 기반의 일일 안전 브리핑을 비롯하여 가상현실(VR) 기반 안전교육, 증강현실(AR) 기반의 위험요소 저감대책 점검과 같은 현장의 안전 관리 활동에 BIM 기반 설계안전성 검토 기법을 적용하여 현장 적용성과 업무 효율성이 우수함을 확인하였다.
본 연구에서는 건축정보모델링(Building Information Modeling, BIM) 데이터와 증강현실기술의 결합을 통한 기본적인 형태의 건축설계지원도구의 개발 방법을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 시스템은 투명형 디스플레이, Mock-up 모델 및 디지털 건축 모델을 적극적으로 활용하여 다자간 디자인 검증 협업작업을 진행할 수 있는 시스템으로서, 투명형 디스플레이를 증강현실에 이용하기 위한 하드웨어 구성 및 고유한 시스템 프레임의 형태를 제안하고, 사용자의 시점에 맞는 증상현실 영상을 제시하기 위한 캡쳐 이미지의 배경 제거 및 관찰자 시점의 보정에 대해서 설명한다. 그리고 건축분야에서 많이 활용되고 있는 BIM으로 작성된 디지털 건축 모델의 증강현실 활용 가능성에 대하여 검토하였다. 또한 본 논문에서 제작한 2인용의 건축디자인 협업 시스템은 보다 많은 사용자가 작업을 진행할 수 있는 시스템으로 확장이 가능하며, 확장된 디자인평가시스템을 구성하기 위한 설계안에 대해서 제안한다. 이와 같은 증강현실기술을 이용한 건축설계지원도구의 개발을 통해 건축디자인 분야에서 실물 모델 및 BIM 저작툴로 작성된 디지털 모델을 적극적으로 활용하여, 보다 효율적이고 경제적인 건축디자인 검증 작업이 가능할 것으로 생각된다.
본 논문은 BIM 기반 설계 검토를 통하여 사전에 방지된 설계 오류와 그 영향도를 통계적으로 분석한다. 이를 위하여 한국에서 수행되었던 2개 BIM 프로젝트에서 BIM 기반 설계 검토를 도입함으로써 발견되었던 약 800여건 이상의 설계오류를 설계 오류 발생 원인별(비논리적 오류, 도면 상이, 누락), 발생 공종별(구조, 건축, 설비)로 분류한다. 시공 이전에 발견된 설계 오류로 인하여 발생할 수 있는 재작업과 공사비, 공사기간, 품질에의 영향 여부를 해당 현장의 실무자와의 인터뷰를 통해서 분류하고, 설계 오류와의 확률적 관계를 로지스틱 회귀분석을 이용하여 분석한다. 분석결과, 설계 오류 발생원인이 공사비 증가, 공기 지연, 품질 저하, 재작업을 유발 확률 예측에 통계적으로 가장 유의미한 관계가 있었다. 두 개의 프로젝트에서 수집된 자료만을 활용하여 설계 오류 간의 관계를 분석하였지만 설계 오류의 특성의 관계가 유사하다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있다. 향후에는 다수의 프로젝트에서 수집된 자료를 분석하여 이를 검증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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