1. 서 론
1.1 연구배경 및 목적
세계적인 에너지 절감 등 녹색정책 추진으로 인해 건설사 업은 시공위주에서 기존 시설물의 재활용에 초점이 맞춰지 고 있다. 또한 시설물 생산이라는 패러다임으로부터 기존 시설물의 서비스 수준은 만족시키면서 기능은 최대화하고 비용은 최소화 할 수 있는 방향으로 관심이 옮겨지고 있다 (박상훈, 2016). 일반적으로 자산가치 평가는 유지관리 과 정에서 필요한 의사결정과 적절한 비용의 책정 및 재무관리 계획 그리고 다시 자본화되는 비율 등을 파악하는데 필수적
이며 자산관리 시스템을 이용하여 사회간접자본을 관리하 는데 관리자산을 올바르게 판단하기 위한 의사결정을 도와 주는 도구가 된다(한국건설기술연구원, 2010). 따라서 시설 물 유지관리는 설계단계에서 계획되고 시공단계에서 확보 된 시설물의 품질을 유지 또는 보완·향상시킴으로써, 시설 물에 대해 최초에 기대했던 자산적 가치를 지속적으로 실현 하는 것으로 건축물의 성능이나 서비스 수준의 유지를 목적 으로 하는 범위를 벗어나 공간관리 자산관리, 부동산관리, 재난 및 환경관리의 개념까지 광대한 개념으로 발전되고 있 으므로 유지관리의 범위가 넓어짐에 따라 유지관리에 대한 요구정보 들이 다양해지고 증가하면서 필요한 정보를 효율 적인 수집 및 접근의 중요성이 높아지고 있다. 이에 따라 지 속적으로 사용되어질 수 있는 분류체계가 요구 되어 지면서 시설물에 대한 요구 정보 및 수집에 대한 통합데이터 베이 스를 효과적으로 구축하기 위해 건설정보분류체계를 도입 하여 체계화된 시설물 정보관리가 필요하다. 유지관리에 대
www.kicem.or.kr (pISSN 2005-6095 / eISSN 2465-9703) http://dx.doi.org/10.6106/KJCEM.2019.20.2.113 KJCEM 20. 2. 113~118
March 31, 2019
발전구조물의 자산관리 시스템 구축을 위한 시설물분류체계 활용방안에 관한 연구
전석현1·정정식1·안진희1·김창학*
1경남과학기술대학교 토목공학과
A Study on the Application Method of Facility Classification System for the Development of Asset Management System for Power Generation Structures
Jeon, Seokhyeon
1, Jeong, Jeongsik
1, Ahn, Jinhee
1, Kim, Changhak
*1Department of Civil Engineering, GNTECH University
Abstract :
Recently, the maintenance concept of infrastructure has been changed from the stability management of the structure determined by the safety inspection of the existing facilities to the asset management related to evaluating and managing the performance of the facilities. For management of the property of the facilities, it is necessary to efficiently classify their information for the maintenance and service level of the facilities and to manage them. In the case of power plant facility, especially, it is a complex structure, which is constructed in a various component and detail.
In this study, therefore, the components of power plant facility were classified into facilities, spaces, parts, and elements considering the type of integrated construction classification system in Korea. To reflect the deterioration rate of the facility in accordance with environmental conditions such as airborne salt and humidity etc., it was classified by adding direction, interior, and exterior condition of each component not to be considered in the existing classification system for its effective and systematic maintenance, since it is generally located in the coastal area due to the operation of the power generation structure. The classification system developed in this study can be used as fundamental data for development of the computer system for asset management of power plant facility.
Keywords :
Asset management, Maintenance, Power Generation Facilities, WBS
* Corresponding author: Kim, Changhak, Department of Civil Engineering, Jinju, Korea, 52725
E-mail: [email protected] Received December 4, 2018: revised - accepted December 26, 2018
한 시설물의 성능이나 서비스 수준의 유지 목적 등이 점차 범위가 확대되기에 그에 대한 요구정보들이 다양해지고 증 가하면서 효율적인 수집 및 접근의 중요성이 높아지므로 시 설물 분류의 중요성이 높아진다. 건설 생산활동의 최종 결 과물로서 물리적·환경적 관점에서 시설물과 그 주변 환경 요인을 사용목적, 용도 및 기능에 따라 분류할 수 있다. 본 연구에서 개발된 분류체계는 향후 발전시설물의 자산관리 를 위한 전산시스템의 정보통합 수단으로 활용되게 될 것이 다. 본 연구에서 제안되는 분류체계의 활용 목적은 다음과 같다.
• 시설물 분류 체계화
• 시설물 정보의 이력관리 효율화
• 시설물 정보의 사업비 관리
• 전산화 효율성 증대(DB구축)
• 시설물 관리 현황 및 문제점 분석
• 정보 축적으로 문제 발생을 대비한 증거자원 활용
• 후속 프로젝트 수행시 필수적인 정보 제공
• 시설물의 사후관리 및 유지보수
1.2 연구범위 및 방법
발전시설물은 사회 인프라 시설물에 비해 그 규모가 크 고 매우 복잡한 구조로 이루어져 있어 시설물의 관리를 위 해서는 체계적인 분류와 관리가 필요하다. 또한 기존의 안 전진단 등을 통한 시설물의 안전성과 내구성 위주의 관리 에서 시설물의 특성을 반영한 성능위주의 자산관리 개념으 로 점차 유지관리방법의 변화가 이루어지고 있다. 따라서 발전 시설물의 자산관리를 위해서는 시설물의 유지관리 이 력과 서비스수준(Level of Service)을 평가하는 것이 필요 하다. 이러한 정보를 효율적으로 관리하고 데이터를 통합 하여 전산화하기 위해서 본 연구에서는 건설정보분류체계 형식을 반영하여 시설물을 시설, 공간, 부위, 요소로 구분 하고 유지관리 정보 등을 연계하기 위한 방법을 제시한다.
본 분류체계는 시설물의 환경조건 등을 반영한 열화조건을 반영하기 위해서 발전시설물의 위치(방향), 내부, 외부, 상 층, 하층 등을 추가하여 시설물의 상태를 정확히 파악할 수 있도록 구성한다. 이는 발전구조물의 특성상 해안가에 위 치하고 비례염분 및 습도 등의 환경조건에 따라 구조물의 열화속도가 달라 유지관리 전략이 달라져야 하는 현실적인 조건을 반영할 수 있도록 구성한다.
2. 공사분할코드체계의 구성연구방법
국내에는 “ISO 표준분류”와 Uniclass 체계를 기본으로 하 여 2001년 1월에 ‘통합건설정보분류체계적용기준’을 공고 하여 사용하고 있으나 그 인식의 정도나 활용성이 매우 낮 다. 최근에는 BIM의 활성화로 BIM정보의 통합을 위한 건설 정보분류체계에 대한 연구가 활성화 되고 있다(Cho & Ju, 2015; Cho & Ju, 2014; Jung et al., 2013; Hyun et al., 2012; Park et al., 2012).
건설공사에서 건설정보의 통합관리는 건설공사 및 유지 관리를 위해 매우 중요한 요소가 되고 있으며, 근래에는 BIM과 연계하여 LCC (Life Cycle Cost), LCA (Life Cycle Analysis)분석 등에 활용되고 있다(김창학, 2017). 본 장에 서는 국내의 분류체계 활용현황과 활용방안에 대한 분석을 실시한다.
2.1 분류체계 활용 현황분석 2.1.1 분류기준의 개념정의
국내에 적용되고 있는 분류체계는 국가적으로 통일된 분 류체계의 기준이 없었기에 CI/SfB나 Master Format 등을 인용하여 사용했거나 자체적으로 분류체계를 개발하여 대 체하여 왔다. 공공부문의 경우 87년 건축 및 토목분야의 각 종 정보를 표준화하려는 시도로부터 시작되어 94년에 본 격적으로 시행되어 2001년 8월에 통합건설정보분류체계 를 공시하였다. 외국의 경우에는 유럽은 CI/SfB 계열과 북 미의 CSI Format 계열, 국제표준화기구인 ISO 기준이 3가 지로 대표되어 이용이 됐으나, 세계화의 흐름에 맞춰 국제 적인 분류체계의 표준을 제시하기 위해 국제표준화기구인 ISO에서는 국제표준화기술위원회(ISO/TC 59)를 구성하면 서 세계적으로 단일화된 건설정보의 분류체계를 개발하여 DPAS 12006-3을 제시하였다(Jung et al., 2009). 영국에 서는 SfB계열과 ISO기준을 바탕으로 Uniclass를 개발하여 적용하고 있고, 유럽과 북미의 통합 분류체계를 만들기 위 해 Omniclass가 발표되는 등 세계적인 통합화 움직임이 가 시화 되고 있다.
건설정보 분류체계란 가공되어 나타나는 여러 가지 형태 의 건설관련 정보를 일정한 기준에 의하여 체계화함으로서 설계, 공사계획 및 관리와 전반적인 사업관리 업무 등 여러 형태의 건설행위에 효율적으로 활용하도록 하고, 활용된 정 보는 다시 일정한 기준에 따라 축적, 가공, 분석시키는 것으 로 정보가공의 매개역할을 수행한다. 즉, 건설 산업의 업무 발생에 따라 나타나는 건설정보를 업무 주체별, 업무 흐름 별, 사업 형태별 정보관리를 효율화하기 위해 가장 기본적 으로 설정되어야 하는 것이 건설정보의 분류이며, 이는 다
양한 형태로 분류될 수 있는 각종 건설정보를 표현할 수 있 는 구성 체계 이어야 한다.
2.2 국내 분류체계 기준
국내 통합건설정보분류체계는 선진외국의 분류방향인 ISO체계와 Uniclass체계를 기초로 하였으며, 건설정보 분 류체계를 기반으로 시설물(Facility)분류, 공간(Space)분류, 부위(Elements)분류, 공종(Works)분류, 자원(Resources)분 류로 5개 파셋으로 구성되었고(Jung et al., 2009), 구성형 태는 <Fig. 1>과 같다.
유지관리에 대한 시설물의 성능이나 서비스 수준의 유지 목적 등이 점차 범위가 확대되기에 그에 대한 요구정보들 이 다양해지고 증가하면서 효율적인 수집 및 접근의 중요성 이 높아지므로 시설물 분류의 중요성이 높아진다. 건설 생 산 활동의 최종 결과물로서 물리적·환경적 관점에서 시설 물과 그 주변 환경요인을 사용목적, 용도 및 기능에 따라 분 류할 수 있다. 공간분류는 시설물의 접근성에 대해 인간의 활동을 수용한 것으로 직접적인 것도 있지만 이에 따른 기 능적 혹은 이론적으로 활동하기 위한 지원에 대해 보관, 운 송, 격리하는 것 또한 공간으로서 분류한다. 부위 분류는 물 리적, 기능적 관점에서 시설물을 구성하는 요소로서 공간을 점유하여 새로운 공간개념을 만들어 내거나 단위 시설물을 생성한다. 일반적으로 토목시설물의 경우, 시설물의 기능적 측면에 따른 분할이 곧 부위개념을 갖게 된다. 공종분류는 건설재로 및 노무자의 노동력, 숙련기술, 지식, 특수한 도구 나 장비 등의 제 자원을 동원하여 목적물의 물리적 실체를 생산하는 과정이라고 할 수 있다. 자원분류에서는 조달청의 물품목록체계를 적용하는 것을 원칙이며 장비와 인력으로 나누어지며. <Table 1>과 같이 통합건설정보분류체계의 코 드를 확인할 수 있다. 본 연구에서는 국내 통합건설분류체
계의 분류기준을 토대로 발전시설물의 자산관리 및 유지관 리에 적합한 분류체계를 제시한다.
Table 1. Integrated Construction Information Classification System Code (Ministry of Construction and Transportation, 2001) Code Classification system main
agent
Main category number
Middle category number
F Facility 2 1
S Space 2 1
E Elements 2 1
W Works 3 1
R M
Sources
Materials 2 2
Q Construction
equipment 2 2
L Man power 2 2
EX) W20257
meaning of slope protection method during construction work
202 (Construction
work)
7 (Slope protection)
3. 발전구조물의 분류체계 개발
3.1 분류체계 정보연계 방안
화력발전소 유지관리업무는 유지관리공사와 계획공사 관 리 등의 “공사감독 업무”, 자료 및 이력관리, 유지관리계획 수립, 예산편성 및 관리 등의 “자산관리 업무”, 시설물 안전 점검 및 진단 등의 “안전과 환경관련 업무”로 구분할 수 있 으며 구조물 분류체계와 시설물의 유지관리업무에 필요한 정보연계 방안을 <Fig. 2>에 나타내었다.
3.2 화력발전소 시설물 분류
시설물에 대한 분류체계를 정하기에 앞서 각 호기의 시설 물의 좌표를 선정하기 위하여 1호기를 바라보는 방향을 북 으로 지정하였으며 <Fig. 3>을 기준으로 하였고, <Fig. 4>
는 발전 시설물에 대한 분류체계를 간략히 표현한 것으로 나타내었다. 토건시설물의 분류코드는 F로 나타나고, 각 호 기의 번호를 이용하여 시설물에 대한 호기를 지칭하였으며 분류체계의 정의를 <Fig. 5>와 같이 표현을 하였다. 본 분 류체계에서는 동일하게 적용이 되기에 위 두 가지의 내용을 생략하고 진행을 하였다. 또한 상세한 정보는 준공도면을
Fig. 1. Classification system form of high-rise apartment (Ministry of Construction and Transportation, 2001)
Fig. 2. Classification system of maintenance work
참고하여 이용하였으며, 공간, 부위, 정보의 3단계로 시설물 의 기둥 위치 및 부재에 정착된 사재위치, 사재의 정보로 분 류하여 나타내었다. 먼저 대분류에는 주기둥과 보조기둥의 구분을 나타낸 것이고, 중분류는 중공도면을 바라보는 위치 및 사재 여부, 소분류는 중공도면을 기초를 한 사재의 층수 및 실내/외의 정보를 표현하였으며, 추가적으로 입력이 되어 야할 정보는 기타로 나타내어 분류체계를 정리하였다.
3.3 보일러시설물의 유지관리 체계 적용
본 절에서는 화력발전소의 핵심 시설인 보일러 건물을 대 상으로 강구조물의 분류 사례를 제시한다. 대분류에 해당하 는 기둥위치 선정은 주기둥과 보조기둥을 두 가지로 분류하 여 나뉘었고, 주기둥은 시설물 상부에서 재하되는 여러 종 류의 하중을 하부로 전달하는 요소로서 하중이 행해지는 부
재를 주기둥으로 구분을 하였고, 보조기둥은 작업자 및 관 리자가 시설물에 대해 정비 및 관리하기 위하여 순찰할 수 있는 통로 및 기타 기기들을 지탱하는 부재를 보조기둥으로 구분하였다. 주기둥과 보조기둥의 분류는 MC와 SC로 하였 으며, 각 기둥의 위치를 횡과 열 순서에 맞추어서 정리하였 다. <Fig. 7>과 같이 주기둥과 보조기둥을 표현할 수 있다.
중분류는 기둥에 사재가 부착되어 있을 경우 중공도면을 바라보는 위치 및 사재 방향에 대해 정리하였다. 먼저 사재 가 설치되어 있으면 현장에서 동일한 위치의 방향을 먼저 확인한 후 분류체계의 중앙을 기준으로 좌우를 확인하는 것 으로 분류체계에 제시된 방향에 따라 부재의 좌표를 지정하 였다. 그 후 기둥에 부착된 사재의 방향을 결정하기 위하여 3개로 분류를 진행하였고, 사재, 상/하, 좌/우 순서로 나뉘 었다. 사재가 있는 경우 B로 표현하였고, 한 기둥에 중복되 어 사재가 설치된 경우 사재의 설치 하부 기준으로 설치된 방향을 상/하로 나타내었고, 북으로 바라보는 위치로 좌/우 를 표현하였다. 다음 <Fig. 8>처럼 나타내었다.
Fig. 3. Coordinate positions of power generation facility
Fig. 5. Definition of facility classification system Fig. 4. Simplified explanation of classification system
Fig. 7. Classification system of main column and sub column
Fig. 6. A picture of boiler facility of thermal power plant
소분류는 중공도면에 의거한 층수, 부재들의 위치를 표현 하기 위한 실내/외분류 및 기타로 나뉘었다. 중공도면에 의 거한 층수는 중공도면을 참고하여 사재가 위치한 높이에 따 라 층을 부여하였고, 부재들이 시설물 외벽을 기준으로 환 경에 노출 유무에 따라 실내/외를 정의하였다. <Fig. 9>와 같이 시설물의 상세정보를 표현할 수 있다.
위의 3단계의 분류 방법에 따라 각 시설물에 대해 분류체 계를 진행하므로 시설물의 부재에 대한 코드명이 정해지게 되며, 관리자가 부재에 대해 식별이 가능해지므로 시설물 성능이나 서비스 수준을 명확히 검사를 할 수 있다.
그러므로 시설물의 유지관리를 적정한 수준으로 정의가 가능해지며 전체적인 관점에서 정보전달에 따른 체계적인 통합관리가 수행되어진다. 또한 업무 수행의 결과물인 기록 물 분류 역시 각각의 프로세스에 기반으로 기록에 의해 활 용도가 높아지므로 정보자원으로서의 역할을 수행을 할 수 있으며 <Fig. 10>과 같이 활용성을 나타낼 수 있다.
4. 결론
본 연구는 국내 발전시설물의 유지관리와 자산관리를 위 해 전산시스템의 개발에 앞서 이와 관련된 정보를 통합하기 위한 방안으로 분류체계를 제시하였다. 발전시설물은 주로 강구조물로 구성되어 있어 지속적인 유지관리가 필요하다.
또한 부재의 구성이 복잡하고 위치별, 종류별로 환경적 차 이가 커서 부식속도가 달라서 정밀한 유지관리 정보의 관리 가 필수적이다. 다라서 본 연구에서는 발전시설물의 보일러 건물을 대상으로 부재의 종류(주기둥, 보조기둥, 사재), 방 향(동, 서, 남, 북), 위치(내부, 외부, 상, 하 등)을 고려하여 관리할 수 있는 분류체계를 제시하였다. 본 분류체계의 장 점은 보일러 건물 어느 위치에 있던 통일된 분류기준을 토 대로 안전진단, 유지관리 이력, 서비스수준 평가 등의 관리 를 위한 기초자료로 활용할 수 있도록 하였으며, 이를 토대 로 자산관리를 위한 전산시스템을 구축하는 기본 자료로 활 용될 수 있도록 하였다. 차후 연구는 이를 토대로 발전구조 물의 자산관리를 위한 절차분석과 유지관리 정보의 흐름을 반영하여 전산시스템을 구축하는 것이다.
감사의 글
본 연구는 경남과학기술대학교 기성회 연구지원(2017) 결 과의 일부임.
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Fig. 8. Classification system of bracing member installation place
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요약 :
최근 시설물의 관리를 위한 유지관리는 기존 시설물의 안전진단 등을 통한 구조물의 안정성 위주의 관리에서 시설물의 성능을 평가하여 관리하는 자산관리 개념으로 추세가 바뀌어 가고 있다. 시설물의 자산관리를 위해서는 시설물의 유지관리 및 서비스수준 을 평가하고 이를 관리하기 위한 정보 분류가 효율적으로 이루어 져야 한다. 발전 시설물의 경우 복합구조물로 매우 복잡한 형식으 로 구성되어 있다. 따라서 본 연구에서 국내 통합 건설분류체계 형식을 반영하여 발전 시설물을 시설, 공간, 부위, 요소로 구분하고 보일러 건물을 사례로 하여 분류를 실시하였다. 본 분류체계는 시설물의 환경조건 등을 반영한 열화조건을 반영하기 위해서 기존의 분류체계에서는 볼 수 없는 방향, 내부, 외부 등을 추가하여 분류하였다. 이는 발전구조물의 특성상 해안가에 위치하고 비례 염분 및 습도 등의 환경조건에 따라 열화속도를 반영하여 체계적이고 효율적인 유지관리를 할 수 있도록 한 것이다. 본 연구에서 개발된 분 류체계는 발전시설물의 자산관리를 위한 전산시스템개발에 기초적인 자료로 활용되게 될 것이다.
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