연구
-계획설계 BIM(Building Information Modeling) 프로세스를 중심으로- A Study on the BIM Application in Architecture Design Phase
- Focus on BIM(Building Information Modeling) Process for Schematic Design-
민 영 기 Min, Young-Gi
정회원, 서일대학 겸임교수, 공학박사
이 재 국 Lee, Jae-Kook
정회원, 서일대학 교수, 공학박사
Abstracts
In this study, neighborhood facility and office building to target two cases were performed BIM process. In the initial design phase of the planning process was conducted for the BIM process modeling, BIM in the design stage while performing the required range and level of the process were studied. Accordingly, from architectural firms to leverage BIM process, the proposed methods, efficient use of the modeling process proposed.
Quality management information and input for the modeling and design process should be determined from the initial design and construction, including, for each field should be considered
BIM, which require an appropriate range of information, according to these requirements, BIM creation and expansion of the level of information should be clearly defined.
Perform the procedure for BIM in the process of communicating with stakeholders is critical. In addition, the input data and output data needed to perform management and to perform at the level obtained BIM design process and the model should be clear.
Keywords
BIM, Design process, BIM process, Conceptualization, Schematic-design 키워드
BIM, 디자인 프로세스, BIM프로세스, 개념설계, 계획설계
* 본 연구는 2011년도 서일대학 학술연구비에 의해 연구되었음
1. 서 론
1.1 연구의 배경 및 목적
최근의 BIM은 단순한 2D의 3D 구현이 아닌 후속 적 BIM이 시도되고 있으며, 특히 통합 프로젝트 발주 형식의 IPD(Integrated Project Delivery) 및 최소 비 용, 최소 시간 및 최소 작업으로써 최대의 효과를 달 성하고자하는 Lean principles 등의 화두는 건축생산 초기에서부터 건설현장 및 유지관리에 이르는 건설 프로젝트에서 주요한 개념으로 다가오고 있다. BIM은 설계, 시공, 유지관리의 각 수행 단계를 통합할 수 있 는 역할로 인식되고 있으며, 프로젝트 시작과 동시에 기획 의도에 맞는 설계 검토부터 시공 및 유지관리에 이르기까지 전분야에 걸쳐 주도적 업무를 수행하는 주요한 역할을 할 것이며, 또한 공공시설물에 입체형 설계와 생애주기를 반영하는 고품질의 BIM 건축기법 이 단계적으로 확대될 것으로 본다. 건설초기에서부터 합리적인 건설을 위해서 여러 분야의 적절한 조직을 구성하여 성공적으로 수행하고자 하면서, 건설현장에 서 사용되는 각 분업 주체들 간의 상호 정보들의 교 환 방식이나 작업방식 및 관리방식이 시도되고 있으 며 작업량 또한 방대해지고 있다. 이에 따라 해외 건 설현장의 경우는 정보통합 및 활용을 위한 3D CAD 기반의 BIM (Building Information Modeling)으로 빠 른 전환이 이루어지고 있으며 시장상황 역시 그 흐름 을 가속화 시키고 있다.
국토해양부 및 가상건설연구단의 “건축 BIM 가이 드라인(2010)” 발표, 빌딩스마트협회 등 여러 단체들 의 워크샵과 세미나를 통해 건설 전반 분야에 있어 BIM 확산의 기대감을 높이고 있으며 조달청을 비롯 한 관공서나 민간단체에서 공동주택, 문화체육시설 등 다양한 분야에서 BIM으로 발주가 점차로 증가하고 있고, BIM을 적용한 일반건축물 및 공동주택 현상설 계가 이어지고 있다. BIM 현상설계의 상황은 정보의 원활한 흐름과 질적 수준의 향상, 정보의 정확한 전 달, 관리라는 BIM 적용의 과제를 조건으로 수행되기 시작하는 시점이지만, 현재는 주로 BIM 수행에 따른 결과물 또는 산출물로서 시각적 정보차원에서의 데이 터를 요구하는 것이 주류를 이루고 있으며, 이에 따라 실적위주의 BIM 수행과 현상설계 작품제출 및 당선 을 위한 데이터의 사용을 주로함으로써 BIM 본연의 목적에 부합할 수 있는 모델데이터를 생산하는 것과 이후에 산출한 2D도면이 기본설계 수준에 도달하지
못해 별도로 도면을 작성하는 등의 문제가 발생되기 도 하며, 설계 오류와 설계 변경이 지속적으로 발생하 고 또 이에 적절하게 대응하지 못하는 경우가 있다.
1)이에 본 연구에서는 일부 프로그램
2)을 사용하여 파 일럿프로젝트로서 근린생활시설과 업무시설 2가지의 사례를 대상으로 BIM 프로세스를 수행하였다. 연구는 계획설계과정을 범위로 BIM 프로세스를 수행하였으 며, 모델링과정과 설계단계에서 요구되는 수행 프로세 스와 수행범위 및 수준을 살펴보았으며, 사례수행을 바탕으로 BIM수행업무와 건축사사무소에서 활용할 수 있는 BIM 수행 프로세스를 제시하였으며, 향후 적 정한 BIM 수행을 위한 방법과 범위 및 효율적인 모 델링 프로세스의 활용을 목적으로 하였다.
1.2 연구의 범위 및 방법
최초의 연구내용과 방법은 BIM프로젝트 수행사례 를 통해 설계단계에서 BIM 프로세스와 작업범위 및 수준을 결정하면서, 향후 효율적으로 BIM 모델이 사 용될 수 있는 주요한 결과물의 선정과 BIM 수행간에 발생되는 문제점의 도출 및 해결방안을 고찰하는 방 향으로 연구를 진행하기로 하였으며, 연구의 범위는 최근의 수많은 논문을 통해 건축생산 전반에 걸친 각 분야에 BIM 적용을 논의하고 있는 만큼 건축설계 및 시공, CM 등 분야의 BIM 관련 기존 연구논문을 고찰 하여 연구의 주안점을 그 범위로 결정하였다.
연구의 진행과정에서 보다 실질적이며 연구를 구체 화 할 수 있는 방향으로 진행하였으며, 이에 따라 BIM 수행 프로세스를 연구의 중심으로 보고 정리하 고 있으며, 설계 초기에서부터 BIM이 어떻게 기존 설 계와 접목되어야 할 것이며, 어떠한 결과물이 나올 수 있는지 또한 그러한 결과물을 어떠한 부분에 활용을 해야 하는지를 검토하였다. 또한 계획설계 단계에서 BIM 수행이 어느 정도의 수준으로 작성이 되어야 할 것이며, 어느 시점에서 어느 분야가 설계와의 협의가 가능한지에 대한 연구의 방법과 범위도 구체화 되고 있다. 이에 따라, 설계분야에서 주도적으로 BIM을 수 행하면서 설계분야 본연의 목적과 방법에 흐트러짐이 없이 부합할 수 있는 계획설계 단계에서의 BIM 수행 프로세스를 이 논문의 주요 내용으로 정리하였다.
1) 이광수 외 3명, 공동주택 현상설계의 BIM 프로세스 적 용 방안에 관한 연구, 한국디지털건축인테리어학회, 통권23 호, 2011.9, p.91
2) 본 연구에서는 Autodesk 사의 'Revit'제품을 기본 프로
그램으로 이와 연동되는 프로그램들을 사용하였다.
월
내용 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 세부추진사항 방향설정문헌조사
연구방향설정 문헌조사
수집자료 분석 정리 BIM사례
조사
BIM수행사례 수집 수행사례 분석 수행사례 정리 프로젝트
수행
파일럿프로젝트수행 BIM프로세스 정리 BIM데이터 정리 수행연구
고찰
프로젝트 관리/분석 연구자료 분석 검증방법 설정 데이터관리
결론정리
연구자료 초안 작성 과제 데이터 관리 결론정리 후속작업연구후
(예정)
연구자료 리뷰 과제데이터보완관리 사전결론 보완정리 표 1. 2011.5-2012.2 연구일정 및 추진사항
위 표와 같이 연구추진일정에 따라 진행하였다. 연 구내용에 따른 연구결과는 다음과 같다.
(1) 문헌조사
문헌조사의 내용은 기존연구 자료 수집 및 분석이 었다. 현재 시점에서 문헌조사는 BIM 관련 논문과 기 타 서적을 위주로 조사하였으며, 기타 연구를 위한 참 조자료는 7월 중에 수집이 완료되었다.
(2) 사례조사
사례조사의 내용은 기존 BIM프로젝트 수행 사례를 수집하고 분석하는 것이었다. BIM 수행사례는 소규모 프로젝트로서 주택과 근린생활시설, 대규모 프로젝트 로서 초고층 업무시설을 대상으로 조사하였고, 수집된 수행사례에 대한 분석을 완료하였다. 이중에서 2가지 의 건물을 수행사례로 선정하였다.
(3) 프로젝트 수행 / 분석
프로젝트 수행은 소규모의 근린생활시설과 대규모 의 업무시설로서 BIM 프로젝트를 파일럿 프로젝트 형식으로 수행하였으며, 이를 근거로 BIM 프로세스에 따른 설계과정이 합리적인가에 대한 주안점으로 수행 하였다. 또한, 프로젝트 관리 및 프로젝트 데이터 작 성은 파일럿 프로젝트가 수행 및 완료 시점에서 차후 연구로 넘기기로 하며, BIM의 설계적용에 관한 연구 가 이 연구의 주 목적인 만큼 기획으로부터 계획설계 단계에 한정하여 BIM 프로세스를 정리하며 이를 도 식화하고 문서화하는 작업을 진행하였다.
(4) 연구자료 고찰
연구자료 분석은 위 프로젝트 수행 및 분석에서 나 오게 될 결과를 총정리하는 측면에서 부분적으로 분 석하고 있으며, 이를 검증하는 것은 파일럿 프로젝트 에서 다루었던 내용을 중심으로 다른 프로젝트에 연 구의 산물이 BIM 프로세스를 대입시켜 수행하면서 검증하였으며, 수행기간은 1차 수행사례 3일, 2차 수 행사례 9일이 소요되었고, 검증을 위한 BIM 데이터의 확인 및 자료의 분석은 2주 정도 소요되었으며, 연구 결과에 대한 고찰과 자료의 관리는 3주가 소요되었다.
(5) 결론
2가지 파일럿 프로젝트를 수행하면서 BIM 모델링 프로세스를 살펴보았고, 각각의 수행사례는 각기 다른 목적으로 수행하였으며 이에 대한 BIM 수행방법 및 절차와 프로세스에서의 활용을 제안하였다.
2. BIM 프로세스 설정을 위한 사례수행
2.1 BIM 프로세스 가설정
BIM 수행 프로세스를 설정하기 위하여 우선, 기획 설계 및 계획설계, 기본설계로 연결되는 기존 설계프 로세스를 개략적으로 검토하면서 BIM 수행프로세스 와 비교한 후 파일럿 프로젝트 수행을 위한 단계별 수행업무를 다음과 같이 설정하였다.
그림 1. 기존설계과정에 따른 BIM프로세스 설정
기획설계과정에서는 일반적으로 건축주 요구사항
검토, 대지현황조사 및 사업성분석, 법규검토, Mass
study 및 3D시각화를 통한 의사전달 준비, 규모검토
등의 작업이 수행된다. 계획설계과정에서는 대지작성
을 시작으로 Mass 구체화, 개략적인 평면, 입면 단면
프로세스 단계별 수행작업 단계별 BIM 모델 추출자료
프로젝트 준비
프로젝트 시작하기 (1) 프로젝트 템플릿 파일 구성 (2) 그리드 만들기
(3) 레벨 만들기
프로젝트 폴더구성 (1) 프로젝트 탐색기 구성-건축, 구조 (2) 건축 평면도 작성
(3) 건축 평면도 구조평면으로 변경
모델링
모델링-1 지하층 작성
(1) 지하 2층 구조 기초 슬래브 작성 (2) 지하 1층 바닥 작성
(3) 지하 1층 보 작성 (4) 콘크리트 보 유형 편집 (5) 지하 1층 일반 바닥 작성 (6) 3D시각화 및 모델링 오류 검토 (1) 지하 1층 옹벽 등 벽 작성 (2) 구조 지하 1층 내벽 작성 (3) 지하 1층 건축 벽 작업 (4) 지하 1층 콘크리트 기둥 작성
모델링-2 지상1층 작성
(1) 지상 1층 보 편집 작성 및 보 스케치 (2) 지상 1층 바닥 작성
(3) 지상 1층 벽, 기둥 작성 (4) 지상 1층 커튼월 작성
(5) 지상 1층 커튼월 그리드, 멀리언 작성 (6) 지상1층 커튼월에 차양 넣기
모델링-3 기준층 작성
(1) 지상 2층 보 작성
(2) 지상 2층 보 다중 복사 및 정렬 (3) 지상 2층 바닥 작성
(4) 지상 2층 벽, 기둥 작성 (5) 지상 2층 커튼월 작성
(6) 지상 2-5층 바닥, 벽, 기둥, 커튼월 작성 모델링-4
최상층 작성
(1) 최상층 보 작성 (2) 최상층 바닥 작성, 정렬 (3) 최상층 벽, 기둥 작성 및 정렬 모델링-5
지붕층 작성
(1) 최상층 벽상단 난간벽 작성 (2) 지붕층 및 최상층 외벽 편집 (3) 지붕층 난간 등 설치
표 2. 1st-Pilot Project 수행에 의한 BIM모델링 프로세스 사례
을 설정 및 구체화시키고, 시각화 분석(내/외부 3D
View), 공간프로그램(일람표, 위치, 면적 자료 등), 골 조부 구조검토 및 개략 물량산출, 계획설계수준 도면 산출, 조경 및 주차부 검토, 대지외 주변환경 검토, 친 환경분석이나 에너지성능에 대한 분석을 수행하게 된 다. 기본설계과정에서는 평면, 단면, 입면 결정 및 도 면화, 건물전체 시각화 검토, 내외부 및 건축물 주요 부 3D View, 필요시 주요부 동영상, 내외부 재료마감 표 작성, 공간프로그램 결정, 기본설계수준 도면 산출, CG 대안 view 추출, 이외의 조경, 주차부, 공지, 도로 작성, 대지외 주변환경 작성, 에너지성능 분석자료 작 성, 인허가 또는 심의용 도서 작성이 주 작업이며, 필 요시 개략 공정작성 및 시뮤레이션(층별공정), 구조
및 설비 관련 도서 작성 및 조정, 필요시 개략 견적 등의 업무가 이루고 있다.
본 연구에서는 기획설계로부터 계획설계Rkwldml 과정을 대상으로 BIM 수행방법과 프로세스를 살펴보 고, 모델링을 통한 수행방법 설정과 모델링을 통한 BIM 프로세스에서의 단계별 수행내용을 위주로 한다.
2.2 BIM 프로세스 설정을 위한 사례수행 (1) 1차 근린생활시설 사례 수행
사례수행을 위한 파일럿 프로젝트는 건축물은 지하
2층, 지상 6층의 근린생활시설 용도의 건축물을 대상
으로 수행하였다. 모델링 프로세스를 설정하기 위하여
수행범위는 건축물의 골조부를 대상으로 하였으며, 외 벽 및 내벽 마감과 옥외공간, 실내가구 등은 작업 범 위에 포함시키지 않았다. 모델링 전에 우선, 정확한 모델링을 위한 2D도면을 작성하였다. 도면은 평면, 입 면, 단면을 작성하였으며, 계획설계 수준으로 드로잉 하여 dwg파일을 추출하여 모델링 과정에서 도면을 삽입하여 실시간 도면오류를 검토하면서 수행하였다.
1) 프로젝트 준비
프로젝트 시작하기에 앞서, 프로젝트 템플릿 파일 구성하였으며, 그리드 만들기와 레벨 만들기를 반복하 였다. 이후, 프로젝트 폴더를 구성함에 있어 프로젝트 의 복잡성과 부재의 명확성을 설정하기 위해 프로젝 트 탐색기 구성에서 건축과 구조 폴더를 구분하여 구 성하면서 건축 평면도 작성에 이어 구조평면으로 변 경하는 작업을 수행하였다.
2) 모델링
우선, 지하층 작성으로서 지하 2층 구조부에서 기초 는 온통기초형식으로 두께 700mm 슬래브로 작성하 였고, 이어서 지하 1층 바닥 작성, 보 작성, 두께 150mm으로 바닥을 작성하였으며 작업과정에서 3D 시각화 및 도면과의 비교로써 모델링 오류 검토를 동시에 수행하였다. 또한, 지하 1층 옹벽과 내벽 작 성 후에 기타 부분의 건축 벽 작업 및 기둥을 작성 하였다.
지상 1층 대지와 연결되는 피난층으로서 기준층과 는 별도로 작업이 되어야 하며, 특히 대지에서 옥내 로의 접근과 기준층과는 차이가 있는 층고를 명확히 규정하여야 할 것이다. 보는 건축 도면 작성후에 구 조분야에 구조검토를 의뢰한 후에 구조부에 대한 설 계가 이루어지는 중소형 설계사무소의 설계과정 현 실을 고려하여 유사한 건축설계 사례를 토대로 큰보 와 작은보를 2D 도면 작성후 모델링하는 것으로 정 의하며 큰보 작성 및 편집과 함께 작은 보를 스케치 하였다. 다음으로 바닥 및 기둥 작성, 구조벽 작성 및 입면에 따른 커튼월, 커튼월 그리드, 멀리언, 차양 을 모델링하였다.
기준층은 지상 2층부터 5층까지이며, 지상 1층과 같은 절차로 작업하였으며, 다만, 작업의 효율성 측 면에서 각 부재는 층별로 작성하고 작성된 2층 각 부재를 복사하여 평면에서 다소 차이가 있는 부분을 수정해 가면서 각 층을 모델링하였다.
최상층 기준층과 다른 공간구성이므로 별도로 작업 하였으며, 보, 바닥, 벽, 기둥의 순으로 작성 한 후, 하위층의 벽 등과 정렬하여 모델링하였다. 지붕층 벽 은 최상층 벽상단에 난간벽으로 작성하였고, 난간벽 상단에 난간 등을 설치하였으며, 바닥은 별도로 마감 을 포함하여 작성을 하였다.
(2) 2차 업무시설 사례 수행 1) 프로젝트 준비
사례수행을 위한 파일럿 프로젝트는 지상 27층의 S 빌딩 업무시설을 대상으로 수행하였다. 1차 사례수행 에서는 골조부에 한정하여 모델링 프로세스를 설정하 기 위하여 수행하였으나, 업무시설은 1차 사례와는 달 리 설계도면을 기준으로 도면을 삽입하여 모델링하였 다. 작업범위는 건축물의 외피와 골조부를 대상으로 하였으며, 내부 코어공간을 포함까지 포함하였다.
2) 모델링
우선 2D도면을 삽입하여 배치하였으며 평면도, 입 면도, 단면도의 순으로 배치하여 주요구조부의 모델링 이후, 각종 도면을 배치하여 모델링하였다.
그림 2. 2D도면배치
도면배치 후, 입면도 레벨 정합 및 모델링 구성을 위해서 입면에서 각층의 층고에 따른 레벨을 결정하 였고 이를 기준으로 외피에 대한 형상모델링을 수행 하였다. 기준면 결정 및 2D 도면의 배치에 이어, 1차 매스면을 이용한 입면의 검토, 2차 기본벽을 이용한 입면의 모델링, 3차 매스모델을 이용한 모델링으로써, 총 3차에 걸쳐 정합성을 검토하며, 이에 따라 명확한 입면의 구성을 하였다.
그림 3. 레벨 및 외피형상모델 작성
외피 커튼월 모델링은 2개의 표피 모델링에 의한
개구부 cutting 및 마감부 처리에 의해 표현하였고, 2D 도면에서의 표현은 각 부의 입면과 전개도에 의하 며, 3D에 의한 디테일한 부위의 표현과 입면의 확인 으로서 부위별 형상을 명확히 인식할 수 있었다.
그림 4. 전체 건물 구조부 모델링
구조부 모델링은 건축도면과 구조도면의 동시 비교 및 작업으로 수행하였으며, 기둥, 바닥, 보 등의 주요 구조부 및 기타 구조부의 순으로 작업하였고, 매 층 정확한 모델링을 통해 도면의 품질을 검토함으로써 설계의 품질관리를 위한 기초가 될 수 있다. 이러한 구조부 모델링은 향후, BIM 모델구성에 있어서 공정, 수량 및 기성 등의 관리를 위한 목적을 둔다면 융통 성 있는 수개의 모델링으로 구성될 수 있다.
그림 5. 단면의 검토
위와 같은 구조부 모델링 과정에서 단면의 검토를 병행할 수 있었으며, 2D 단면도에서 특히 주의해야 할 부분으로서 층고, 천장고, 주요구조부(기둥, 보, 바 닥, 벽 등등) 치수 및 위치를 명확히 할 수 있는 만큼 BIM에서도 중요함을 확인할 수 있었다.
그림 6. 3D View에 의한 부위별 검토, 도면 오류 검토
바닥면 모델링 결과, 그림과 같이 바닥면이 불일치 하거나 도면 오류를 발견할 수 있었다. 이형의 개구부 가 있는 경우 개구부마다 이형 커튼월이 제작되어야
하며 이에 따른 시공성을 검토해야 할 필요성이 있음 을 알 수 있었고, 개구부의 직면과 굴곡부의 절단면 마감 처리에 있어서도 시공성 검토가 요구됨을 확인 할 수 있었다.
위 수행사례에서 2D도면을 삽입하여 배치하여. 각 층의 평면 및 입면을 배치함으로써 건물 전체 형상을 예측할 수 있었고, 도면의 정합성을 검토할 수 있었으 며, 모델링 전에 도면의 삽입 배치로서 구조부에 대한 정합성이 검증으로 기본설계 품질관리가 된 후에, 구 조관련 도면과 동시 비교하며 모델링함에 따라 BIM 모델의 품질수준을 확보할 수 있었다. 또한 입면 모서 리 굴곡부의 설계 및 시공상 유의점을 초기에 검토할 필요성이 있었으며, 커튼월 모델링은 2개의 표피 모델 링에 의한 개구부 cutting 및 마감부 처리에 의해 표 현하였고, 2D 도면에서의 표현은 각 부의 입면과 전 개도에 의한다. 그러나 명확한 도면에서의 표현이 어 려울 경우, 재료의 생산 및 시공단계에서 난점을 유발 할 수 있었다.
3. 사례 분석 및 고찰
3.1 사례분석
앞에서와 같이 2가지의 사례를 골조와 외피, 일부 내부공간의 모델링에 대한 부분을 수행해 보았다. 1차 에서 수행한 사례는 소규모 건축물로서 1인 작업자가 일일 8시간 기준 3일로 총 24시간의 단시간 작업 기 간으로 수행되었으며, 2차 수행사례인 업무시설은 규 모면에서 상당한 차이가 있고 외피에 대한 모델링을 별도로 수행하여 골조부와 연결하는 과정을 거치면서 1일 8시간 9일로서 총 72시간이 소요되었다.
BIM 수행과정에서 모델링은 기존의 건축설계과정 과 함께 수행되기도 하고, 또는 기존의 설계과정에서 모델링이 가능한 수준의 2D 도면을 확보하여 수행할 수도 있다. 다만, 건축설계 초기에서부터 BIM에 의한 통합설계과정에 의미를 둔다면, 우선은 짧은 시간의 모델링에 의해 설계에 대한 품질을 우선하여 BIM이 수행되는 것이 효율적일 수 있다고 판단된다. 그러나 기존 설계에 의한 계획 및 기본설계가 완성되는 시점 에서 2D 설계도면에 의한 BIM 모델링이 시작된다면 설계품질 뿐만아니라 발주처의 의견반영, 시공성에 대 한 검토 및 구조, 설비 등의 기타분야까지도 함께 고 려되고 수행되어야 할 것이다.
2가지의 BIM 수행사례는 계획초기부터 친환경분석
은 제외하였다. 이는 친환경분석은 계획초기의 디자인 안을 마련하거나 배치계획을 위한 설계작업의 제반요 소로 보았고, 수행사례에서는 이러한 분석과 검토를 마친 후의 BIM 모델링을 전제로 하였으며 기본설계 단계에서 필요한 산출물에는 포함되어 있지 않음으로 판단되어 제외하였다. 모델링 사례 수행과정에서 각각 의 대상건축물은 골조를 중심으로 모델링 하면서, 면 적을 추출하기 위한 모델 데이터를 결정할 수 있었다.
이는 각 층의 바닥면적과 연면적을 산출할 수 있는 면적산출근거를 제시할 수 있으며, 전용 및 공용공간 이나 용도별 각 실의 구분이 가능한 BIM 데이터를 추출할 수 있다. 즉, 이러한 데이터는 해당 사업의 적 정성을 평가할 수 있는 근거로서 용도별 면적객체, 실 별 면적객체 등으로 구분하여 건설개요와 면적산출근 거 데이터를 산출할 수 있게 작성할 수 있다.
골조모델과 외피를 결합한 형상모델은 구조안전확 인을 위한 구조부를 추출할 수 있으며, 외피는 내부공 간과 외부공간을 구분하는 모델링 과정에서 일체의 공간이 단절되게 작성한다면 친환경분석이 가능한 모 델 데이터를 추출할 수 있으며, 이러한 형상모델은 계 획단계에서 친환경분석이 가능할 수 있도록 외피의 부재 및 층간 슬래브만으로 구성하고 주거성능을 평 가할 수 있는 모델로 구성하면서, 일조 및 일영 검토 와 건물 에너지소비 분석 등 주거성능을 분석하여야 한다.
3.2 BIM 수행방법 및 프로세스 제안
BIM수행 방법 및 프로세스 제안은 2가지로 살펴보 았다. 수행방법은 6하원칙에 따라 작업분류에 따른 수 행방법을 제안하며, 프로세스는 개념설계(Conceptuali zation)로부터 계획설계(Schematic-design)까지로 작 업분류에 따른 수행프로세스를 제안하였다.
(1) BIM 수행방법
기획(개념)설계로부터 계획설계 수준까지의 BIM수 행 방법은 수행목적, 수행프로젝트 및 작업환경 등에 따라 최적방법으로 결정할 것이며, 여기서 제안하는 내용은 6하원칙에 따라 제안하였으며, 수행시기 (When)는 발주지침 및 건축주요구사항 제안시 개념설 계부터 계획설계까지로 수행자(Who)는 발주자, 건축 주 토목팀 설계자가 주로 참여하게 된다. 수행장소 (Where)는 자체적인 BIM 수행능력이 확보된 경우에 는 설계사 사무소에서 시작하며 전문적인 수행인 BIM 전문회사에서 수행하기도 한다.
수행내용(What)은 입력(Input)자료인 유사 사업사 례, 법규검토, 건축주요구 검토, 대지 기초조사가 있으 며, 출력(Output)자료는 대지, 개념모델, 법규 분석자 료, 개략바닥면적 일람표, Mass 3DView 또는 동영상 자료와 평면, 입면, 단면도 등의 도면과 대지에 관련 된 배치, 종단면, 개략 일조, 조망 검토 등이 있으며, 친환경분석 자료(컨셉에너지 검토), 모델 개요서, 개념 및 계획 BIM모델이 있다.
6하원칙 Method / 세부내용
When Conceptualization부터 Schematic-design까지 발주지침 및 건축주요구사항 제안시 Who Mechanism
발주자, 건축주 토목팀 설계자 Where Position
설계사 사무소
What
Input
유사사업사례, 법규검토, 건축주요구 검토, 대 지 기초조사
Output
대지, 개념, 법규 분석, 개략바닥면적 일람표 Mass 3DView/동영상, Mass 평, 입, 단면 대지 배치, 종단면, 개략 일조, 조망 검토 컨셉 에너지 검토, 모델 개요서, BIM모델
How
Control
지침분석, 법/제도 수집, 사용자요구사항 Protocol
조건설정, Cad지형도 삽입, 기준 Level 설정 법규검토 및 적용, 개략 토지이용계획 대지 및 위치 정보, 개략 평면 설정 개략 배치계획, 층고, 층수설정 Modeling
대지모델 작성, 등고선, Level 설정 대지 지표모델, Building pad Open space pad, Cad Block 평면삽입 Level 삽입 or 작성, Mass 외피 모델 각층 바닥 모델
Co-work 토목 - 대지모델
Why
Pre-design, Schematic-design 대지모델, 통합모델
Check
건축모델 수준, 모델직업 기준, 작업 고려사항 작업일정시간, 작업투여인원, 작업난이도 작업비용, 작업데이터
표 3. BIM설계 수행방법 분류
수행방법(How)은 제한(Control)사항으로 지침분석,
법 및 제도 수집, 사용자 요구사항을 검토 분석하며,
구분 기획설계과정 계획설계과정
FLOW-1 FLOW-2 FLOW-3 FLOW-4
When Flow 발주지침, 건축주요구제 안
Who Mechanism 발주자, 건축주
토목팀, 설계팀 설계팀, 토목팀
구조팀, 조경팀 Where Position 설계사무소
토목설계사무소 BIM 수행기관
설계사무소 토목설계사무소 BIM 수행기관
What
Input
유사사업사례 법규검토 건축주요구 검토, 대지 기초조사
코어평면정보 개략 내부공간정보 개략 배치계획정보 대지 및 위치 정보
Output
대지, 개념 모델 개략바닥면적표 Mass 3DView Mass 평,입,단면 대지배치,종단면도 일조, 조망 검토 컨셉 에너지 검토
대지 모델 바닥면적표 외피 3DView 개략 평,입,단면 대지배치,종단면도 기타 스케쥴표
대지, 법규 분석 바닥면적 일람표 시각화 분석 자료 배치도,대지입단면 평면, 입면, 단면 에너지분석 데이터 구조 데이터
How
Control 지침분석 법/제도 수집 사용자요구사항
세부수행범위 모델링 수준설정 법/제도 분석,정리 사용자 요구사항 건축주 요구사항 외부공간계획조건 지하공간계획조건 구조, 재료 조건
수행범위/수준설정 모델링 수준설정 법/제도 분석 ,정리 사용자 요구사항 건축주 요구사항 외부공간 세부계획 지하공간 세부계획 건축마감 재료결정
Protocol
조건설정 지형도 삽입 Level 설정 법규검토토지계획
대지, 위치 정보 개략 평면 설정 개략 배치계획 층고, 층수 설정
층고, 층수 설정 세대 경계 설정 입면 Level 설정 옥외 조경 설정 주차장 설정 지하공간 설정 패밀리 수집
층고, 층수 결정 공간별 경계 결정 입면 Level 결정 옥외 조경 결정 주차장 결정 지하공간 결정 패밀리 적용
Modeling
대지모델등고선, Level 설정 대지 지표모델 Building pad Openspace pad Cad Block 평면삽입 Level 삽입작성 Mass 외피모델 각층 바닥 모델
각층 Level 작성 Mass 평면 grid Mass 단면 조정 2D평면-벽, 슬래브 계단실 등 코어 외벽 및 내벽 통합 주요부재 설정, 적용 외부, 지하 개략작성 패밀리 검토, 작성 템플릿 사용자화 프로젝트 관리(폴더)
각층 Level 상세작성 평면, 입면 ,단면 대응 벽, 슬래브, 보 마감 계단실, 덕트 등 작성 외벽, 내벽 통합 검토 소요부재 패밀리 적용 외부,지하공간 작성 템플릿 사용자화 프로젝트 관리(폴더) 도면홪 작업
BIM 모델데이터 구축
Co-work 건축 건축, 토목 건축, 토목, 조경, 구조 건축
Why
design MASS모델 개요서
BIM기획 통합모델
계획모델 개요서 BIM 활용계획서 BIM계획 통합모델
Check 설계개념
설계도서 친환경검토
건축모델 수준 및 기준 작업 고려사항 작업 시간 및 인원 작업 난이도 작업 비용 작업데이터 표 4. 기획 및 계획설계 과정의 BIM 설계프로세스
수행형태(Protocol)는 계획조건 설정, Cad지형도 삽입, 기준 Level 설정, 법규검토 및 적용, 개략 토지이용계 획, 대지 및 위치 정보, 개략 평면 설정, 개략 배치계 획, 층고, 층수설정 등을 기준으로 모델링(Modeling) 요소인 대지모델 작성, 등고선, Level 설정, 대지 지표 모델, Building pad, Open space pad, Cad Block 평면 삽입, Level 삽입 작성, Mass 외피 모델, 각층 바닥 모델 등을 순차적으로 수행하여야 한다.
수행 목적 및 평가(Why)는 기획설계(Pre-design)와 계획설계(Schematic-design)를 위한 대지모델, 계획통 합모델을 결정하고 평가(Check)는 건축모델 수준, 모 델직업 기준, 작업 고려사항, 작업일정시간, 작업투여 인원, 작업난이도, 작업비용, 작업데이터를 기준으로 하여야 한다.
(2) BIM 설계 프로세스 제안
BIM 설계프로세스의 경우 이해관계자간 협업을 기 반으로 하기 때문에 기존 설계 프로세스보다 정보의 전달이 명확하고 피드백이 용이 하기 때문에 설계과 정에서의 불확실한 표현이 최소화 될 수 있다. 설계초 기단계부터 협업프로세스로 진행하기 때문에 설계변 경 등의 오류가 줄어들지만 OPEN DATA를 전제로 다양한 정보의 공유와 협업을 해야 하기 때문에 초기 설계단계의 업무량이 증가하게 된다
3).
가상건설연구단은 2010년 건축 BIM 적용 가이드라 인을 발표하였다. 가이드라인은 기획업무-계획설계-기 본설계-실시설계-입찰 및 시공-시설관리 단계로 LOD 에 따른 프로세스를 제시하였다. 또한 각 단계의 정보 수준을 전문 분야별 모델과 통합 모델을 통해 담아내 고 전달할 수 있도록 제시하였으며 각 프로세스별 모 델의 정보수준을 제시하고 있다.
4)표 4는 기획 및 계획설계 과정에서의 BIM 설계프 로세스을 사례수행을 통해 수행되는 과정을 BIM 모 델링 순서에 따라 앞의 수행방법을 기준으로 정리한 표이다.
개념화단계에서는 기획설계, 계획단계에서는 계획초 기단계와 계획상세단계로 구분하였으며, 계획상세단계 는 기본설계 이전에 모든 계획적인 사항이 결정된 상 태이고 구조, 토목, 견적, 설비, 기타 관련 분야와 협 업할 수 있는 설계와 모델의 수준이 확보된 시점이어
3) 이광수 외 3명, 공동주택 현상설계의 BIM 프로세스 적 용 방안에 관한 연구, 한국디지털건축인테리어학회, 통권23 호, 2011.9, p.91
4) 가상 건설 연구단, 건축 BIM 가이드 라인, 2010, p.11
야 하며, 그러기 위해서는 그림과 같은 프로세스로 수 행하면서 입력데이터 및 출력데이터를 관리하여야 하 고, 수행과정에서 발주처를 포함한 관계자와의 의사소 통이 지속적으로 이루어질 때 BIM의 효율성이 증대 될 것이다.
4. 결 론
