본 연구는 BIM 도입 효과를 극대화할 수 있는 현장 적용성 확보에 중점을 둔 철근콘크리트 골조공사의 BIM 견적모델 작성과 BIM기반 견적 업무 프로세스를 표준화한 가이드라인을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 기존 지침 및 가이드라인의 BIM 견적모델 작성 범위 및 방식을 고찰하고, 철근콘크리트공사 수량산출 견적 지침 및 기준을 분석하며, 기존 견적 방식과 BIM기반 견적 방식에 대해 비교분석한다. 이를 통하여 BIM기반 견적 업무의 표준 프로세스를 수립하고, 콘크리트/거푸집/철근 견적모델의 작성 및 수량산출 기준을 도출하며, 철근콘크리트공사 BIM기반 수량산출 및 견적 업무의 성과물 목록 및 양식을 제시한다. 본 연구를 통해 작성된 BIM 견적 가이드라인은 BIM기반의 새로운 기술환경에 대한 진입장벽을 낮추고, 견적의 정확성 극대화를 통한 원가절감을 실현하며, BIM 업무와 건설산업의 생산성과 부가가치를 증대시켜, 궁극적으로 건설사업 전 생애주기에서 생산되는 정보를 통합 관리할 수 있는 기반을 구축하고 BIM 생태계를 조성하는데 기여할 것으로 기대한다.
건설 프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생성되는 정보를 3차원 모델을 기반으로 관리하는 BIM (Building Information Modeling) 기술은 계획, 설계, 구조해석은 물론 견적 및 3차원 시뮬레이션을 통한 시공계획 등 공사관리 업무를 통합하는 방향으로 발전하고 있다. BIM 기반 견적모델은 3차원 모델의 사용 용도에 따라 상세수준의 차이와 모델정보의 차이를 보이는데, 본 연구에서는 교량 구조물을 대상으로 하여 견적을 위한 모델의 LOD 수준을 파악하였다. 또한 건설정보 분류체계에 적용되는 라이브러리의 클래스를 정의하고 Microstation의 API를 이용하여 클래스의 파라메터를 추출하여 파라메터와 연동되는 Resource의 물량정보를 산출한다. 견적 모델과 상이하게 모델링된 모델에서 하위 모델을 계층화 하고 견적수준으로 병합함으로써 BIM 기반 토목 라이브러리를 통한 견적자동화시스템을 검증하였다.
최근 건설 산업에서 이슈가 되고 있는 BIM의 신뢰성을 판단하기 위한 방안으로 BIM 품질 검증 방안이 대두되고 있다. 그러나 현재 BIM 품질 검증은 부재간의 간섭체크, 공간 배치 등 3D Model을 검토하는 것에 국한되어 있으며, 구조, 설비, 견적과 같은 각 분야별 BIM기반 작업 결과물의 검증 방안은 부재한 실정이다. 특히 BIM기반 견적분야에서는 수량 산출의 근거인 산출식이 출력되지 않아 BIM기반 물량산출 결과물을 신뢰하지 못하는 현상이 발생하였다. BIM기반 견적 작업 결과물의 신뢰성을 향상시키기 위해 제조업에서 정의하고 있는 신뢰성 개념을 분석하고, 다년간 BIM기반 물량산출 수행 경험을 토대로 BIM기반 견적 또는 물량산출 작업의 신뢰성에 영향을 미치는 요인을 도출한 결과, 모델링 방법 및 BIM Tool의 특징에 따라 BIM기반 물량 데이터가 달라지는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 BIM 기반 견적 모델링 시 모델링 방법에 따른 결과값의 분석과 IFC 파일 교환을 통해 데이터의 신뢰성을 높이는 올바른 모델링 방법 및 데이터 검증 방안을 제시하고자 한다.
설계도면을 중심으로 산출되는 물량정보는 건설 프로젝트 생애주기 동안에 프로젝트 참여주체들에게 비용과 관련한 의사결정에 결정적인 역할을 하는 매우 중요한 정보이다. 이러한 정보를 생성하는 물량산출 업무가 수작업에 많이 의존하다보니 작업자의 실수에 의한 오류가 빈번하게 발생하고, 견적담당자의 노하우에 따라 물량의 차이가 존재하기도 한다. 또한, 설계변경에 의해서 물량산출을 위한 재작업에 들어가게 될 경우 모든 물량산출 프로세스를 다시 거쳐야 하는 문제가 있다. 이러한 제반 문제는 견적자동화를 통해 물량산출의 정확성 확보 및 설계변경 시 요구되는 물량산출의 대응력에 대한 요구를 증대시키고 있으며, 최근 3D CAD Modeler에서 생성된 3D CAD 모델을 기반으로 견적업무프로세스를 자동화하려는 연구가 다양한 관점에서 시도되고 있다. 그러나 기존 연구에서는 특정 3D CAD Modeler를 중심으로 한 견적자동화에 대한 연구로 다양한 3D CAD Modeler에서 생성된 3D CAD 모델로부터 물량정보를 취득하기 위한 공통체계 구축하고 이를 기반으로 BIM기반 견적자동화를 이루는 데 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 BIM기반 견적자동화 체계구축을 위한 기반 연구로 다양한 3D CAD Modeler로부터 물량산출을 자동화하기 위해 Modeler가 내부적으로 가지고 있는 Quantity Data Type을 추출하고, 이를 분석 및 검증할 수 있는 체계를 개발하였다.
건설현장에서 정확한 진도를 관리하기 위해서는 비용정보와 일정정보를 결합한 통합정보가 요구되며 프로젝트의 성과측정을 위한 기초자료가 된다. 그러나 국내 건설공사는 비용과 일정정보를 각각 관리함으로써 객관적인 성과측정이 어려우며 내역서상의 물량을 액티비티에 분개하는 작업을 통해 생산성을 감소시킨다. 한편, BIM을 활용한 연구가 진행되면서 BIM을 통해 보다 효율적으로 진도관리하는 연구가 필요한 실정이며 현장에서는 일일 작업관리에 대한 필요성이 요구되고 있다. 이러한 건설 산업의 흐름에 따라 본 논문에서는 BIM 모델의 위치정보와 BIM기반의 견적데이터를 활용하여 3가지 타입의 진도관리단위를 생성하고 이를 통해 일일 진도율 및 일일 기성액을 파악하는 정보모텔을 제시하고자 한다.
최근 설계사무소의 단가 및 설계 생산성이 계속 낮아지면서 3차원 설계에 대한 관심이 사회적으로 높아졌다. 설계사무소의 영역을 넘어 건설사회의 설계팀에서 기획설계 및 건설현장의 시공검토용으로 BIM이 활용되기 시작하면서 많은 성공사례가 나오기 시작하였다. 그래서 근래 각광 받고 있는 BIM의 견적 활용성에 대하여 알아보고자 기본적인 콘크리트 량과 거푸집 량을 일반 2D 기반의 방식으로 물량을 산출하고, 3차원 캐드를 통해서도 같은 내용의 물량을 산출하여 BIM 견적의 활용성과 그 정확도를 검토하고 문제점들을 분석하여서 BIM의 효율성을 높이는 방법을 연구한다.
최근 건설업계에서 설계시의 수량산출 및 예정공사비의 정확도에 대한 요구가 높아지고 있으며, 설계변경 시에 즉각적인 물량의 변화와 공사비의 변화를 파악하는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 또한, 수량과 공사비와 관련한 각종 소송들이 빈번하게 발생하면서 이를 해결하기 위한 방안으로 BIM기반의 물량산출 및 견적이 대안으로 등장하였다. 그러나 현재 BIM기반의 물량산출 및 견적은 2D 기반의 기존 방식보다 활용이 원활하지 못하다. 이는 물량산출 및 내역에 대한 국가적인 표준이나 기준이 마련되어 있지 못하고, 산출 작업자의 경험이 중요한 요소로 작용하기 때문이다. 하지만, 이는 견적의 관점이고 설계자의 관점에서 BIM을 이용한 즉각적이고 비교적 정확도가 우수한 수량과 공사비의 파악이 예산에 맞는 설계를 진행하기 위하여 필요하다. 본 연구에서는 서울시 ◯◯타운 생활관의 철근콘크리트 구조의 콘크리트, 철근, 거푸집의 수량을 사례로 2D기반의 설계수량과 BIM을 기반으로 한 계획설계, 실시설계 시의 수량과 실제 시공수량을 비교·분석하고 차이가 발생하는 원인을 분석하여 향후 설계자 관점에서 BIM기반의 수량산출에 도움이 되고자 하였다.
현재 국내외에서 Building Information Modeling을 적용한 여러 분야의 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일부 국외에서는 3D 기반의 견적을 실제 프로젝트에 반영하고 있다. 반면, 국내 건설 프로젝트에서는 여전히 2D 설계도면과 물량산출 프로그램을 이용하여 견적이 이루어지고 있다. 작업의 신속성 및 정확성을 중요시하는 국내 견적 문화에서는 3D 기반의 물량산출 방식 도입을 부정적으로 바라보는 시각이 있으나, 향후 건설 산업의 경쟁력 확보를 위해서 3D 기반 견적작업이 필요하다. 이에 국외에서 상용화된 견적 시스템을 국내 건설 프로젝트에 적용한 결과, 몇 가지 한계점이 있는 것으로 드러나 국내 견적 방식에 적합한 3D기반의 물량산출 프로그램 개발이 절실한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 건설 산업에서의 물량 산출 특성을 반영한 공법기반 견적자동화 시스템 개발 및 검증을 통해 국내 3D 기반의 견적 도입을 앞당기고자 한다.
건설사업 전 생애주기 중 설계단계에서의 대안별 비용 예측은 사업의 수익성 및 타당성 분석을 위한 판단기준이 된다. 설계도서가 완성되지 않은 초기 설계단계에서 과거의 유사자료를 바탕으로 개산견적이 실시되고 있다. 견적자의 경험과 산정방법에 따라 물량이 상이하고 누락되는 경우가 발생한다. 최근 IT기술 발전으로 BIM 기술이 주목을 받으면서 건설 전반에 걸쳐 기획, 설계, 시공, 유지관리 기술의 패러다임을 변화 시키고 있다. BIM을 활용한 다양한 연구가 시도되고 있지만, 활용 효과는 건설 사업의 기대에 미치지 못하고 있다. 본 연구에서는 국제 표준 IFC와 견적 관련 지식정보를 연계한 개산견적 프레임워크를 제안한다. 그 결과, 초기 설계단계에서 의사결정을 위한 공사비 예측을 수행하며, 그리고 선행연구의 한계점을 일부분 극복이 가능할 것으로 기대된다. 또한, 개산견적 프레임워크는 프로세스 일부를 자동화하였기 때문에 변경에 대한 능동적인 대처가 가능하다.
Recently, a technique based on BIM has been rapidly increased on the construction project. Task such as a calculation of supply easily is proceeded by the technique. Also, an quick and precise preliminary estimate is possible because this technique can be applied. To sum up, this study suggests that the preliminary estimate based on a database of the BIM technique is applicable for the early stage of the construction project.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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