하나의 건설 프로젝트에는 다양한 작업들이 상호의존적으로 진행되어 복잡한 프로세스를 이룬다. 한 작업에서 공사변동이 발생하면 추가적으로 다른 작업들도 영향을 받게 되며 신속하게 진행되는 건설현장 특성상 매번 변동에 대한 합의를 도출하기는 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 시공 과정에 발생하는 공사변동에 대한 근본원인을 파악하고 주요 공사변동요인에 해당하는 작업들에 대하여 인접행렬을 구축하여 네트워크 분석을 실시하였다. 이를 통해 작업들 간 관계론적 특성과 구조적 위치를 파악하였다. 이러한 시공 프로세스에서의 작업 네트워크 분석을 통해 복잡한 시공 과정에서의 작업흐름을 안정화 시키고자 하며 공정 계획의 신뢰성과 프로젝트 성과를 향상시키고자 한다.
본 연구는 시공단계 BIM 도입과 관련된 문헌고찰을 통해 문제점을 파악하고, 전문가 면담 및 현장실무자 대상으로 설문조사를 통해 실질적인 BIM 활성화 방안을 제시하는 것을 목표로 한다. 현행 BIM을 통한 시공성 분석 및 검토 관련 연구는 개념 정립과 업무 프로세스 등의 규명과 적용에 관한 연구가 대부분이며, 실질적인 건설프로젝트 현장실무자를 위한 연구는 진행된 바가 없음에 본 연구는 기 연구방식과의 차별화된 점이라 할 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 현재 국내 건설 기술자들의 BIM 도입 시공성 분석에 대한 필요성 및 BIM을 도입해 수행했으면 하는 시공성 분석 업무 분야의 세부적 내용, 그리고 기존의 시공성 분석 업무에 대한 문제점을 개선하고 효율적인 업무수행을 위한 대안으로 BIM을 적용한 시공성 분석방안을 이론적으로 조사하고, 도출된 사항을 현장 실무자 대상 설문조사를 통해 실질적인 현장적용 우선순위인 공종간 간섭체크 및 시각화에 대한 내용을 도출하였다. 또한 도출된 내용을 적용한 개선된 시공성 검토 프로세스를 제시하였다. 본 연구는 건설현장 BIM 도입을 위한 현장실무자 관점 BIM 기능 요소 도출, 프로세스 개선 및 협업도구에 초점을 맞추어 진행하였으므로, 향후 현장실무자 관점 BIM 기반 시공성 분석 협업체계에 대한 프로세스 정립 및 공사 관리를 위한 견적 공정 시뮬레이션 업무 프로세스 정립과 BIM 저작도구를 전면적 개선이 아닌 부분적 개선을 통한 BIM 도입 현장적용 방안에 대한 추가 연구가 필요한 것으로 파악되어진다.
본 연구의 목적은 모듈러 건축 프로젝트를 수행하는데 발생할 수 있는 위험요인을 도출하고, 해외 선진사례 분석을 통해 도출한 관리요소를 벤치마킹함으로써 국내 적용 가능한 모듈러 건축 시공 프로세스를 제안하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위해 해외 대표적인 모듈러 건축 사례인 미국 애틀랜틱 야드 B2 프로젝트를 분석하고 내용분석법을 통해 모듈러 건축 시공 단계에서 발생할 수 있는 위험요인을 도출하였다. 본 연구결과인 모듈러 건축 시공 프로세스를 기반으로 모듈러 건축 설계, 제작 단계부터 시공 단계에 발생되는 위험요인을 고려하여 관리한다면, 시공 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 위험요인을 사전에 방지하고, 시행착오를 줄여 모듈러 건축 시공성도 향상시킬 수 있을 것이다. 또한, 모듈러 건축 프로젝트를 효율적으로 관리함으로써 모듈러 공법의 장점인 공기 단축 및 공사비 절감을 실현하고, 결과적으로 시공품질을 확보하여 모듈러 건축 활성화에 기여할 수 있을 것이다.
정부의 건설산업 혁신방안 중 기술혁신을 위한 주요과제의 하나인 시공책임형 CM 사업의 제도화를 위해 2017년부터 현재까지 시범사업이 활발하게 이루어지고 있지만, 시공이전단계 사업관리의 핵심인 GMP를 결정하는데 핵심도구인 설계VE와 관련한 기준 및 프로세스는 아직 정립되지 않은 실정이다. 이에 시공책임형 CM과 설계VE 관련 연구 및 운영실태, 그리고 사업참여자 인식조사를 통해 기존 설계VE 프로세스에 대한 문제점을 도출하고, 시공책임형 CM 사업에 적합한 설계VE 프로세스를 제안하고자 하였다. Schedule, Cycle, Process 등 3가지 측면에서 적용안을 제안하였으며 심층면접조사(FGI)를 통해 적절성과 적용성을 검증하였다. 본 연구의 결과는 향후 이루어질 발주기준 정립 및 법제화에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
시공단계의 경험 및 지식을 반영한 설계 결과물은 시공 효율성을 향상시키고 설계변경을 최소화하여 프로젝트의 낭비요인 제거와 전체적인 생산성 향상을 가능하게 해준다. 설계자가 설계단계에서 시공단계의 경험 및 지식을 효과적으로 활용하기 위해서는, 설계과정에서 필요한 시공성 지식을 필요한 시점에 활용할 수 있어야 한다. 설계단계에서 시공성 지식의 효과적인 활용을 위한 기존의 접근방법은 체크리스트와 같이 설계단계 별로 활용되는 시공성 지식의 구조화에 초점을 맞추고, 설계의 사결정과정의 기본단위가 되는 액티비티 수준에서 시공성 지식의 활용시점에 대한 고려가 부족하다. 하지만 적절하지 않은 시점에서 고려된 시공성 지식은 설계자에게 불필요한 재작업을 야기해 설계생산성을 저하시키는 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 비효율적인 정보교환을 최소화하기 위해서는, 설계 프로세스 상에서 정보흐름에 중점을 둔 설계관리를 통해 각 시공성 지식들을 요구하는 설계 액티비티가 무엇인지를 파악해야 한다. 이에 본 연구는 Dependency Structure Matrix(DSM)를 이용하여 설계의사결정과정의 기본단위가 되는 설계 익티비티와 설계과정에서 고려해야 하는 시공성 지식간의 상호관계를 고려한 정보흐름기반의 설계프로세스관리를 제안한다. 이는 설계프로세스관리를 설계단계에서의 단순한 설계검토보다 한 단계 높은, 건설프로젝트 전 과정과 연계된 포괄적인 관리활동으로 발전시켜 건설생산합리화에 크게 기여할 수 있으리라 예상된다.
국내 건설 공종 중 커튼월 공사는 투자비용 측면에서 전체공사비에서 차지하는 비율이 약 $10{\sim}15%$로서 타 공종에 비하여 상대적으로 높고, 주공정(Critical Path)상에 위치하는 주요 관리대상 공종이며, 건축설계, 커튼월 설계, 제작, 조달, 시공, 유지관리 등 전체 라이프사이클의 각 단계별로 설계업체, 커튼월 제조업체, 시공업체, 유지보수 업체 등 전 공정에 약 30여개 업체가 관여하는 복합공종으로 이 과정에 있어 각 주체간의 업무 프로세스를 효과적으로 관리하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있다. 그러나 기존의 관리방식은 각 단계별 관리에 초점을 맞춤으로서 프로젝트의 프로세스 상에서 발생하는 의사소통의 문제로 인한 오류, 잘못된 정보로 인한 재작업, 비효율적 인 정보관리로 인한 작업 중복, 누락 등 결과적으로 비용 및 공기의 증가 생산성 하락, 품질 하락 등의 문제가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 본 연구는 커튼월 설계 생산 시공 유지관리 등의 전체 라이프사이클 프로세스 현황 파악 후 가치흐름맵핑 기법을 활용하여 As-Is 모델 도출, 이를 바탕으로 설계 단계에서의 설계 프로세스 현황 파악을 통한 설계 프로세스 As-Is 모델 도출, 설계 프로세스에서의 문제점 분석을 통한 설계 프로세스 개선 사항 분석 및 제시, 이를 토대로 한 설계 프로세스 To-Be 모델 개발 및 제시 등을 통하여 현업에서의 무다(waste, 낭비) 제거를 목표로 실무적 관점에서 시도하였다. 본 연구에서는 커튼월 공사의 전체 프로세스 중개선 효과가 가장 큰 것으로 파악된 커튼월 공사의 설계 프로세스를 대상으로 하였지만 동일한 방법론 및 절차는 커튼월 공사에서의 조달, 시공, 유지관리 프로세스에 적용될 수 있으며, 향후 다양한 건설 환경에서 다른 공종의 공사 프로세스의 현황 분석 및 개선을 위해서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
BIM은 최근 공공 및 민간 발주자에 의해 활용이 점차 확대 시행 되고 있으며, 설계사무실에서도 BIM을 도입하고자 하고 있다. 이런 흐름에 발맞추어 학부교육에서 BIM의 교육이 필요함을 인지하고, 현재 진행되고 있는 국내 BIM 교육의 현황을 파악하여 학부교육에서 이루어질 수 있는 설계교육 프로세스의 개선을 도출하고자 하였다. 기존에 건축공학 교육과정에 BIM을 활용하여 구조, 시공, 설비의 각 요소의 핵심이 반영된 종합적인 설계가 가능하게 하고자 한다. 3D 중심의 설계를 통하여 구조설계교육을 강화하고 BIM 도구를 활용하여 공정 및 적산을 연계한 시공 CM교육을 강화하고 친환경 사전분석을 통해 친환경설계 교육을 이루도록 설계교육 프로세스를 개선하고자 한다.
최근 상당기간과 공사비를 최소화할 수 있는 비정형 건축물의 설계와 시공이 새로운 기술로 구현되고 있다. 이는 비정형 건축물의 최적화 설계와 부재화를 통한 공장 생산 시스템과 현장 조립 및 설치 기술로 가능하다. 비정형 건축물의 구현을 위한 연구가 진행되어 왔으나 여전히 비정형 건축물 시공은 설계오류와 시공자의 도면이해 부족, 시공경험 및 공법의 부재 등으로 인하여 시공 품질과 공기, 공사비 증가 등의 잠재적 리스크를 포함하고 있다. 비정형 건축물의 시공품질 향상과 공기단축 및 시공비 상승의 문제점을 해결하기 위한 3D 디지털 설계와 제작 기술을 적용하는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 비정형 구조물의 시공성을 고려한 3차원 디지털 설계 최적화 프로세스를 제안한다. 궁극적으로 본 연구는 비정형 구조물의 구조검토, CNC(Computerized Numerical Control) 가공에 의한 부재의 정밀제작, 설치, 시공의 오차관리로 최적 시공의 근간이 되는 비정형 건축물 외피 시스템 구현을 위한 최적화 설계 프로세스를 제시한다.본 연구는 비정형 건축물을 구현한 사례를 살펴보고 디지털 설계 프로세스와 적용 프로그램을 살펴본다. 비정형 건축물의 설계도의 3D 디지털 데이터 구축과 디지털 최적화 구현 사례로 4대강 대표 물문화관(The ARC)을 중심으로 설계단계에서 적용된 최적화 기법을 순차적으로 분석하여 비정형 건축물의 3차원 좌표제어에 대한 방법론을 제시한다.
본 연구의 목적은 터널 차수 그라우팅 시공기술들의 요소들에 대한 이론적인 분석을 통해 알고리즘을 정립하여 터널 차수 그라우팅 프로그램을 개발하고 터널 차수 그라우팅 시공을 효과적으로 할 수 있는 시공 프로세스를 포함한 통합 솔류션을 제공하는 것이다. 개발한 터널 차수 시공 프로세스와 프로그램의 실효성을 검증하기 위해 000현장에 적용하였으며 개발기술 적용 후 루전값은 Lu=0.31 이며 지하수 유입량을 평가한 결과 0.19 l/min으로 평가되었으며 개발기술 적용 전 유입량은 6.69 l/min 이므로 주입 후 약 35배정도의 차수효과가 있음을 알 수 있어 터널 차수그라우팅 공사가 아주 양호한 것으로 판단되어 개발된 터널 차수 시공프로세스 및 프로그램이 추후 터널 차수 그라우팅 공사에 사용 할 수 있는 가능성을 확인하였다.
노출 콘크리트 마감공법은 건축설계자의 입면 개념에 따라 일반 및 제물치장 콘크리트 마감공법과 더불어 다양한 마감품질과 표면형태를 나타내며 최근 적용사례가 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 노출 콘크리트 마감공법은 설계 및 시공수준, 마감면의 품질 및 평활도, 색상 및 질감에 따라 타 콘크리트 마감공법보다 공사비 투입이 증가되고 체계적인 설계 및 시공관리가 요구됨에도 불구하고 노출 콘크리트 마감공법에 대한 정의가 불명확하고 설계, 시공, 유지관리 단계별 관리 방안이 구체적으로 제시되지 않아 원가상승, 시공품질 저하, 시공성 저하 등의 문제가 유발되고 있다. 본 연구에서는 노출 콘크리트 마감공법의 체계적인 관리방안 제시를 위하여 국내의 불명확한 노출 콘크리트 마감공법의 정의를 문헌조사 및 사례조사를 통하여 명확하게 제시하고, 노출 콘크리트 마감공법의 색채균일성, 균열발생 억제, 콘크리트 충전성확보 등 노출콘크리트 마감공법의 요구사항과 결함유형을 분석하였다. 이를 바탕으로 노출 콘크리트 마감공법의 시공프로세스를 타 콘크리트 마감공법과 비교 분석하였으며, 노출 콘크리트 마감공법의 설계단계, 시공계획 및 관리단계, 유지 보수 단계별 관리방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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