건축물의 초고층화, 복합화, 비정형 및 생산성 증대, 지속가능성 등의 해소방안으로 BIM(Building Information Modeling)에 대한 관심도가 증가되었고, 국내에서도 BIM에 대한 관심이 높아져 건설관련업계에는 하루가 다르게 BIM 확산이 진행되고 있다. 따라서, BIM의 정의와 특징을 파악하고 국내와 해외의 사례를 검토하여 BIM의 성공적인 도입 방안에 대한 내용을 본 논문에서 분석하고자 하며, 아울러, 국내 BIM적용 사례를 비교분석 함으로써 국내 BIM적용의 문제점과 해결 방안을 모색하고자 한다.
Building information modeling (BIM) can improve to communicate with project participants by early construction involvement (ECI) from the beginning of the project. Therefore, they can minimize design changes and improve design quality and construction. However, because there is insufficient research on the scope and application level of BIM according to project delivery system and project characteristics, construction companies have efficiently not been using the BIM. Therefore, this study intends to conduct basic research as a basis for confirming appropriate BIM application and level according to project delivery system and project characteristics. To do this, we investigated the project delivery system and project characteristics of domestic and foreign projects that have successfully applied BIM, and compare and analyze them based on BIM application and BIM level framework derived from theory reviews and experts. Therefore, this study can be used as a basis for strategically establishing the scope and level of BIM according to project delivery system and project characteristics through the result of this study.
BIM 적용으로 인해 비용절감 효과를 얻은 사례가 많은 학회, 보고서, 세미나 등을 통해 보고되고 있다. 이러한 사례에서는 BIM을 적용하여 재작업 및 재시공방지와 같은 직접적인 비용 절감 효과를 얻을 수 있다고 언급하고 있다. 또한 작업시간 단축, 업무 생산성 향상과 같이 비용으로 환산할 수 없는 효과도 존재한다. 국내외 BIM 사용자들은 BIM 적용으로 인한 비용절감에 관한 잠재적인 가치가 있다고 판단하고 있다. 그러나 아직까지 국내에서는 BIM 적용으로 인한 뚜렷한 경제적 가치(ROI)가 드러나지 않고 있으며, 국내 BIM 사용자들도 경제적 성과에 대해서 부정적인 반응을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 경제적 가치로 환산하기 어려운 작업시간, 생산성 향상과 같은 BIM 적용 효과를 진단하고, BIM 적용 효과를 얻기 위해서 수반되어야 하는 것들은 무엇인지 살펴보고자 한다. 그리고 본 연구는 건설 프로젝트 생애주기 동안 다양한 분야에 적용될 수 있는 BIM의 적용효과를 견적분야를 대상으로 조사하였다. 본 연구는 동일한 프로젝트를 대상으로 기존 견적과 BIM 견적에서의 작업시간을 비교하였다. 그 결과 기존 견적과 같이 BIM 견적에서 작업속도 및 생산성을 향상시키기 위해서는 실무자들의 BIM 교육, 모델링 작업 기준, BIM 연동 내역서가 필요한 것으로 드러났다.
최근 공공사업 발주조건에 BIM(Building Information Modeling)이 의무화되고 있고, 실무 도입을 통한 성공 사례가 증가되면서 건설 분야의 BIM 도입이 본격화되고 있다. 그러나 기존의 BIM 관련 연구는 대부분 설계 또는 시공단계에 한정되어 수행됨에 따라 건설프로젝트의 생애주기를 고려하지 못하고 있고, 특정 업무지원 기능 위주로 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 건설공사 프로젝트의 기획부터 유지관리단계의 생애주기 동안 단계별 BIM 적용이 가능한 통합 BIM 운영 프로세스를 제안하고 이를 토대로 통합 BIM 시스템을 개발한다. 이를 위해 교량공사를 대상으로 수행단계별 정보체계를 분석하여 BIM 활용 기능과 적용 프로세스를 제시하였으며, 이에 근거하여 수행단계별 BIM 운영 시스템을 구축하였다. 연구에서는 개발된 시스템의 실무 적합성 검증을 위해서 사례적용과 건설 실무자의 활용성 설문 조사를 수행하였다. 이러한 BIM 통합 운영체계는 생애주기를 고려한 건설공사의 3차원 기반 통합정보관리체계로 활용성이 기대된다.
최근 국외 건설사들은 BIM 설계를 통하여 건설 생산성 및 품질향상의 효과를 얻고 있다. 반면에 국내의 BIM 설계는 추가 비용 및 전문 인력부족 등의 문제로 침체되어 있는 실정이다. 건설경기의 불황 등의 이유로 건설시장 규모가 축소되어 있는 시기인 만큼 일차적으로 공공기관을 중심으로 BIM 설계를 활성화하여 설계 초기 단계뿐만 아니라 시공분야까지 BIM을 적극적으로 도입하고 그에 따른 성과의 확산 및 국내 BIM 기술발전을 도모할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 BIM 설계 활성화를 위해서 일차적으로 공공기관의 BIM 설계를 활성화시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 이를 위하여 한국토지주택공사(LH) 사례를 통하여 BIM 설계 추진상의 문제점들을 분석하였고, 그에 따른 개선방향 및 구체적인 설계 적용 방안을 제안하였다. 또한, 제시된 방안을 단계적으로 수행하기 위해 "LH BIM 설계 적용 로드맵"을 수립하였으며, 그에 따른 기대효과를 제시하였다. 제안된 연구 내용은 한국토지주택공사에서 시범사업으로 적용될 예정이다.
본 연구는 시공단계에 적용된 BIM이 재시공 방지에 기여한 효과를 분석하는 것을 목적으로 하였다. 기존 연구에서는 다양한 방법으로 BIM에 대한 적용효과를 제시하고 있으나 보다 현실적이고 신뢰성 있는 분석 방법론이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 현장 실무자를 대상으로 BIM 효과분석에 대한 요구사항을 수집하고, 이를 반영한 BIM 효과분석 방법론을 제시하였다. 사례 연구를 통해 제시한 방법론을 기반으로 재시공 방지 효과를 분석하였다. 사례현장에서는 BIM 적용을 통해 약 370,519,593원의 재시공 방지 효과가 있는 것으로 분석되었다. 또한 현장 실무진을 대상으로 본 연구에서 제시한 방법론 및 효과분석 결과에 대한 적합성을 자문하였으며 충분한 신뢰성이 있는 결과인 것으로 확인하였다. 본 연구의 결과물은 향후 BIM 성과측정 연구에 효율적인 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 가상건설시스템 개발 연구를 통해 구축된 BIM 기반 구조설계 프로세스와 개발 시스템을 적용하여 오피스 건물을 대상으로 사례 연구를 수행하였으며, 그 결과로부터 프로세스 및 개발 시스템의 적용에 따른 업무의 생산성과 경제성을 평가하였다. 사례 연구는 강구조를 주요 대상으로 하여, 구조해석모델 및 기본설계도서를 시작으로 기본실시모델과, 실시구조모델의 생성을 단계적으로 수행하였으며, 완성된 실시구조모델을 IFC를 이용하여 통합모델을 구축하여 다양한 BIM 설계도구와의 상호운용성을 검토하였다. BIM 프로세스를 구축하여 업무환경을 효율적으로 개선할 수 있었고, 접합부 모델링 자동화로 업무의 생산성을 향상시킬 수 있었다.
본 논문에서는 KBC(Korean Building Code)와 IBC(International Building Code)의 풍하중 기준의 비교 분석을 통하여, BIM 프로세스 기반의 구조해석 및 설계 프로그램에서 풍하중 산정 시 국내 건축구조설계기준(KBC)을 적용하기 위한 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 현재 BIM 기반 구조해석 및 설계 프로그램 중에는 한국구조설계기준(KBC)에 부합하는 풍하중 산정이 가능한 프로그램이 존재하지 않는다. 구조설계 기준에서 특히 풍하중 산정 방법은 기준 및 지역에 따른 산정 방법에 차이가 있기 때문에, 구조설계의 안전성을 높이고 한국 실정에 맞는 건축물의 설계를 위해서 KBC 기준의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 IBC와 KBC 내의 풍하중 산정 방법의 차이점을 비교 분석하고, 실제 사례연구를 통하여 풍하중 산정의 차이를 확인한다. KBC 기준 풍하중 산정 결과를 구조해석 및 설계 프로그램에 적용하기 위한 방법으로써 외부 프로그램을 활용하며 외부 프로그램에서 산정한 풍하중을 다시 구조해석 및 설계 프로그램 상에 입력하여 구조해석을 수행함으로써 KBC 기준 풍하중의 적용을 통한 한국형 BIM 구조해석 및 설계의 방안을 제시한다.
현재 BIM을 도입한 주요 국가들은 BIM 발주 또는 납품 전 단계에서 설계사가 설계과정 중 기본적인 품질 확보가 가능하도록 필요한 지침을 제공하고 있다. 그러나 국내 건설산업의 경우, BIM의 도입 및 적용은 확산되고 있으나, BIM 발주 시 설계품질을 고려한 지침은 제공되지 않고 있다. 이로 인해 설계사는 자의적 해석에 의존적일 수밖에 없으며, 발주자는 납품받은 BIM 데이터의 품질을 신뢰하기 힘든 상황이다. 또한, BIM 소프트웨어의 내부 오류는 파악할 수 없는 관계로 자체 포맷에 의한 품질검토는 BIM 데이터의 품질을 확보하기 어렵다. 따라서 BIM 데이터의 품질을 높이기 위해서는 개방형 BIM(IFC)을 활용한 객체모델링과 객체별 속성 정의 등을 포함하는 지침을 개발할 필요가 있다. 이는 BIM 데이터의 기본 품질을 보증하고, 품질검토를 통하여 좀 더 나은 품질을 확보하는데 활용될 수 있다. 이에 본 연구는 설계품질 향상을 위한 개방형 BIM기반의 품질관리 방안으로 해외 주요 국가들의 선진사례와 품질검토 소프트웨어를 조사 분석하여 기본적인 품질관리가 가능한 요구조건을 제시하였고, 기존 BIM 사례에 적용하여 요구조건의 유용성을 검토하였다.
최근 건설 산업에서는 BIM 기반으로 건설프로젝트의 설계에서 부터 시공까지의 업무프로세스를 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에 앞서 건축구조물을 대상으로 구조설계, 구조해석, 상세설계 등을 수행할 수 있는 상용소프트웨어간의 구조 설계정보 교환을 위한 인터페이스 시스템을 개발하였다. 본 연구에서는 인터페이스 시스템을 실제 구조물의 설계 프로세스에 적용하여, 본 시스템에 대한 실무 활용성 및 문제점 등을 언급하는 적용 사례를 보여주고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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