본 연구는 도로분야의 표준 정보모델 구축을 목표로 하고 있으며 도로 부대시설을 대상으로 IFC 스키마를 확장 개발하였다. 국내 도로설계 관련 문헌 분석을 통해 도로 부대시설을 구성하는 요소를 도출하였으며, 이를 통해 IFC스키마의 엔티티, 타입, 프로퍼티를 정의하여 스키마를 확장 개발하였다. 또한 새로운 스키마를 수용하는 컨버터와 뷰어를 개발하여 부대시설 BIM 모델을 IFC모델로 변환하여 연구결과를 검증하였다. 개발된 스키마를 통해 변환된 표준 모델을 활용할 경우 도로분야 BIM 발주시 표준화 된 모델 기반의 납품 및 검증이 이루어질 수 있으며, 설계단계 뿐만 아니라 시공, 유지관리 단계까지 IFC를 활용하는 토목분야 개방형 BIM 체계를 구축할 수 있을 것이다.
본 연구는 개방형 BIM 환경의 품질관리 기준 확보를 목적으로 건설 산업의 공통업무분야와 추가적인 세부업무분야에 대한 품질관리 체크리스트를 제안하고자 한다. 공통업무는 일반적인 목적으로 적용 가능한 설계기준, 시설기준, 시공기준으로 대상을 분류하고, 세부업무는 초고층 건축물의 개방형 BIM적용 및 활용 목적에 따라 피난동선 검토, 에너지 분석 검토 측면으로 대상을 분류하여 각 분야 별 체크리스트를 도출하였다. 도출된 체크리스트가 검증을 통해 실무에 적용되면 BIM 모델의 작성 기준 및 지침과 연계되어 요구되는 조건들을 충족시키는 모델링을 유도하며 BIM 모델의 품질향상의 결과를 가져다 줄 것이라 기대한다.
본 연구에서는 토목분야의 다양한 상용 BIM 모델링 설계 소프트웨어의 사용자들에게 상호 호환성과 상호 운용성을 보장하기 위해 BIM 국제 표준 파일 포맷인 IFC 파일로의 파일 변환 프로세스를 새롭게 설계하여 제시한다. 제안된 프로세스는 상용 BIM 모델링 소프트웨어를 위한 add-in 방식의 컨버터(Converter)를 사용하여, 변환되는 IFC 파일의 3차원 객체 형상 정보에 수량 산출식 코드 속성과 토목 분야 CBS/OBS/WBS 표준분류체계 속성으로 구성되는 추가적인 속성들을 삽입한다. 또한, 개방형(Open) 웹 기반 수량, 공정(4D) 및 공사비(5D) 관리를 위한 IFC 파일의 통합 활용 프로세스를 추가로 설계하고 구축한다. 이러한 작업을 통해 토목 분야의 BIM 모델링 설계 단계에서 최종적인 시공 단계에 이르는 개방형 웹 기반 수량, 공정(4D) 및 공사비(5D)의 연계적 활용에 대한 새로운 프로세스를 제시하는 것이 본 연구의 궁극적인 목적이다.
최근 3D 프린터 기술은 다양한 산업분야에서 주목받는 기술로, 건설 산업에서도 3D 프린터를 활용하고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 실제 교량, 건축물 등 구조물을 3D 프린터로 출력하는 사례가 증가하고 있으며, 3D 프린터를 활용한 목업 구조물 등 다양한 활용 방안이 제시되고 있다. 3D 프린터 기술을 건설 분야에 활용하기 위해서는 3D 모델이 필요하며, 설계단계에서 제작된 3D BIM데이터를 3D 프린터로 출력 시 3D 모델 제작비용과 시간을 절약할 수 있다. 하지만 설계단계의 3D BIM데이터는 3D 프린터 출력을 위한 조건을 만족하지 않는 경우가 많아 출력 시 많은 오류를 발생시킨다. 이에 본 연구에서는 BIM데이터의 3D 모델을 3D 프린터로 출력 시 발생하는 문제점 분석과 오류를 줄일 수 있는 방안을 제시하고자 하며, 더불어 3D 프린터로 출력된 BIM모델의 실무적 활용방안을 제시한다.
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.
최근 전 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 증가하면서 건축분야에서도 친환경을 위한 노력이 증가하고 있다. 본 논문은 BIM 모델에 근거하여 친환경 현장시공의 위험도 관리에 관한 연구를 하였다. 친환경건축은 지속가능한 발전을 위한 건축으로 3R(Reducing environment pollution, Reducing resource use and Reducing energy source use)표준에 도달해야 한다. BIM은 3D설계, 시공, 유지관리의 효율성 극대화를 위해 건축설계를 2D에서 3D로 전환하고 수량, 공정 및 각종 분석 등의 정보를 통합적으로 활용하는 기술이다. 그리고 4D는 3D기술에 시간을 추가한 것으로써, 3D 모델이나 4D모델에 기반을 두고 있으며, 원가관리, 계획관리, 설계 및 재료관리 등이 BIM 때문에 변화하고 확대하고 있다. 이를 통해 위험관리도를 분석할 수 있다. 본 논문은 먼저 세 분야(환경요소, 자원요소, 에너지요소)에서 친환경 시공의 위험요소를 분석하고 판별하는 방법을 소개한다. 현장에서 일어날 수 있는 위험 확인은 이 공사를 통해서 위험을 판별하고 위험특성도를 찾을 수 있다. 다음으로 친환경위험과 BIM의 관계를 분석한다. 요즘은 BIM이 많이 활용되어서 쉽게 BIM 모델의 데이터베이스를 이끌어 낼 수 있고, 위험을 미리 예방할 수 있으며 옮길 수도 있다. 친환경위험의 세 분야는 분석을 통해서 개별적으로 위험관리를 할 수 있다. 친환경건물은 에너지분야 비율이 비교적 많은데 현장시공의 친환경도 비슷하다. 따라서 위험을 미리 예방하여 에너지를 절약할 수 있다. 소프트웨어를 통해 공간과 에너지성능을 잘 알 수 있고, 사용될 에너지의 전체를 계산할 수 있고, 라이프 사이클 등을 미리 알 수 있다. 그래서 4D모델이나 5D모델을 이용하면서 시공인원이 잘 판별하면 위험을 예방하거나 옮길 수 있다. 특히 시공환경 분야, 시공소음, 수질 오염 등의 문제점을 분석할 수 있다. 친환경공사는 복잡하고, 시간주기도 길어서 자원과 에너지를 많이 소모하기 때문에 친환경위험관리에 적합한 판별이 필요하며, 이를 통해 지속 가능한 발전을 할 수 있다.
BIM 전기설계는 조달청 공고에 따라 공공부문에서 의무 적용을 시작하면 민간까지 점차 활성화 될 것으로 보이지만 기술적인 부분이 뒷받침이 되어야 조기정착 뿐만 아니라 관련분야 시장경제 활성화를 도모할 수 있을 것으로 예상된다. 하지만, BIM 활용가이드, 프로그램 등 활용상의 기술적인 부분이 개발되어 있지 않아 현실적인 어려움에 처해 있는 것이 사실이지만 이보다 더 시급한 것이 실무자들이 활용할 수 있는 기반을 마련해 주는 것이 더 시급하다. 그 일례로 BIM 설계에 필수요소인 라이브러리를 활용하고 공유하기 위한 기본체제인 라이브러리 표준화가 가장 시급한 것으로 보인다. 이에 본 논문에서는 BIM을 국내 전기설계시장에 조기 정착시켜 모든 용역에 대해 BIM을 적용할 수 있는 방안으로써 라이브러리의 표준화 방안에 대해 살펴보고자 한다.
정보 모델링이라 일컫는 BIM은 단순히 이미지를 표현할 뿐만 아니라 교량의 전 생애주기에 발생하는 정보를 저장하는 도구로 활용된다. 최근 발주부터 유지관리까지 교량의 전 생애주기 동안에 BIM을 활용하여 건설 생산성을 향상시키려는 시도가 증가하고 있다. 현재 BIM에 대한 이점은 어느 정도 인지하고 있는 상태이지만, BIM구축 및 활용에 대한 정보가 부족한 상태에서 도입하면 오히려 이익보다는 추가적인 업무발생에 의한 손실을 일으키게 되므로 아직까지는 조심스러운 단계이다. 따라서 본 연구에서는 교량에 관한 BIM을 실제로 작성하여 토목분야의 객체를 모델링할 수 있는지를 평가하고 BIM을 적절하게 활용하기 위한 개선점 및 향후 활용방안에 대해 고찰하고자 한다. 연구결과 BIM은 도면과 물량산정에 있어서 일관성, 효율성, 정확성에 기여할 수 있었고 파라메트릭 모델을 활용한 치수 설정으로 모델의 재활용이 가능한 것으로 나타났다. 도입 초기에는 모델작성에 따른 노력이 소모되지만 그 이후에는 작성된 모델을 활용하므로 생산성을 증가시키는데 도움이 될 것으로 판단된다.
최근 국내외에서 다양한 BIM 지침이 개발된 바 있으며 관련 지침에서는 BIM 적용을 위한 기본원칙과 표준을 제시하고 있다. 그러나 시공단계의 대표적 기능인 공정관리 분야에 관한 BIM 적용 내용은 구체적이지 못하여 실무에서 활용하기에는 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 시공단계의 공정관리에 활용되는 대표적 BIM 도구인 4D CAD 시스템에 관한 기능별 성과품 납품 지침을 제시하고자 하였으며, 설문 분석을 통해 기능의 우선순위를 도출하여 프로젝트의 특성에 따라 사용자가 납품 지침의 수준을 선택적으로 활용할 수 있는 납품 지침을 구성하였다. 또한, 4D CAD 기반 공정관리 성과품 납품 지침의 활용방안을 제시하여 납품 지침의 활용성을 검증하였으며, 연구 결과는 시공단계 BIM 활용이 증대되는 시점에서 공정관리 BIM기능의 지침으로 활용성을 가질 수 있다.
국내에서는 수량산출정보의 전자적인 교환, 납품 등의 활용을 위한 자료구조 및 파일포맷 등을 규격화 하여 디지털 수량산출정보 교환표준을 개발하였다. 국외에서는 IFC 국제표준을 통해 BIM 발주시 데이터 납품 포맷으로 IFC를 활용하고 있으며 건축분야를 중심으로 공사비 정보의 표준 개발이 이루어 지고 있다. 이에 본 논문에서는 디지털 수량산출정보 교환표준의 Type 및 Element와 IFC 국제표준의 공사비 정보 Entity를 비교분석하여 국내 토목분야 실정에 부합하는 공사비 분야 정보모델 표준개발의 기반자료로 활용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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