1. 서론
1.1 연구의 배경 및 목적
1980년대부터 현재에 이르기까지 대다수의 실무에서 사 용되고 있는 2D기반의 CAD (Computer Aided Design) 작 업은 건축설계에서 작업시간의 단축, 인력의 효율적 배치, 방대한 설계 자료의 재활용, 경제적인 이익, 설계품질의 향 상 등을 가져왔다(Kim et al., 2013). 하지만 건설 프로젝트 가 대형화, 복잡화, 다양화됨에 따라 건설공사에서 발생되 는 정보의 양이 기하급수적으로 증가하였고, 시공 과정에 서는 건축물 중 이형 또는 복잡 부위에 대한 도면 이해 부 족 등으로 인해 재시공 또는 의사소통 오류로 인한 비용 증 가 및 공기 지연 등이 발생하고 있다(Yoon et al., 2009).
이에 설계 및 시공 검토가 현장 성공 여부에 치명적인 영 향을 미치고 있다는 사실을 인지하고, 이를 위한 다양한 노
력들이 학계와 산업에서 활발하게 이뤄져 왔으며 그 중 주 목할 만한 분야가 BIM (Building Information Modeling) 이다. 설계, 계획 및 유지관리 등 건설 전 단계에서 BIM의 활용은 늘어나고 있는 추세이고, 현재 건설 산업에서 사 용되는 표준 중의 하나로 받아들여지고 있다(Eastman et al., 2011). 그러나 기존 BIM 적용 사례 및 연구의 대부분 은 본 구조물을 중심으로 이루어졌다. 가설공사는 그 기술 력에 따라 전체 건물의 완성도가 좌우되며 구조체 공사비 의 60~70%, 전체 공사비의 10% 내외를 차지할 정도로 건 설공사에서 상당한 비중을 차지하고 있다. 하지만 이러한 중요성에 비해 가시설물은 본 구조물을 축조하기 위한 임 시구조물이라는 특수성 때문에 현재 BIM기반 가설공사 설 계는 2D 설계를 완료한 후 3D로 형상화하여 보조수단으로 활용하는 방식으로 이루어지고 있다. 이는 가시설물을 위 한 전문화된 소프트웨어가 없을 뿐만 아니라 전문적인 기 술자가 절대적으로 부족하기 때문이다. 따라서 대형화되며 복잡해지는 건설 프로젝트에서 가설공사에 대한 계획 및 관리를 효율적으로 수행하기 위해서는 가시설물에 대한 합 리적이고 과학적인 계획 및 관리방안의 수립이 선행되어야 한다.
BIM기반 가설공사 업무지원시스템 개발에 관한 연구
최창훈1ㆍ한충희2ㆍ이준복3*
1경희대학교 건축공학과 박사과정ㆍ2경희대학교 건축공학과 교수ㆍ3경희대학교 건축공학과 교수
A Study on Development of BIM-based Engineering Management System for Temporary Work
Choi, Changhoon1, Han, Choonghee2, Lee, Junbok3*
1Grauduate Student, Department of Architectural Engineering, Kyung Hee University
2Professort, Department of Architectural Engineering, Kyung Hee University
3Professor, Department of Architectural Engineering, Kyung Hee University
Abstract : As the amount of information generated in the construction project increases exponentially, design and construction review have a serious impact on the success of the site. For this reason, academic and business circles have been expanding the use of BIM at the whole life, and BIM is now accepted as one of the standards used in the construction industry. However, the BIM-based design for the temporary work is used as an aid to the 2D design because there is no specialized software and there is absolutely lack of a professional engineer. The objective of this research is to develop BIM-based temporary work support system. This system minimizes human errors in BIM-based design, quantity takeoff and inspection and shortens working hours.
Keywords :
BIM-based, Temporary Work, Design, Quantity Takeoff, Inspection* Corresponding author: Lee, Junbok
E-mail: [email protected]Received October 30, 2018: revised November 7, 2019
accepted December 30, 2019
이에 본 연구의 목적은 BIM 라이브러리기반 가설공사 설 계와 물량산출 및 현장점검 업무의 자동화를 통하여 인간적 인 실수(Human error)를 최소화하여 업무 정확도를 향상시 키고 업무시간 단축을 도모하여 업무 효율을 높일 수 있는 BIM기반 업무지원시스템을 개발하는 것이다.
1.2 연구의 범위 및 방법
본 연구의 효과적인 수행을 위하여 국토교통부가 국토교 통 통계누리에서 공시한 “2017년 건축물 현황”에서 국내 건 축물 중 65.1%를 차지하고 있는 주거건축물의 70%이상을 차지하고 있는 공동주택공사로 연구범위를 한정한다. 또한 자체점검의 대상으로서 가설건축구조물은 국토교통부 건설 기준 표준시방코드(KCS)에서 규정한 가설공사에 속한 항목 으로 한정하여 연구를 진행한다.
본 연구의 목적을 달성하기 위한 연구 방법은 <Fig. 1>과 같이 첫째, 이론적 고찰로서 연구의 당위성 및 차별성을 도 출하기 위하여 선행연구 분석을 실시하고, 국토교통부 건설 기준 표준시방코드(KCS)의 가설공사 분류체계를 분석한다.
또한 현행 가설공사의 설계, 물량산출 및 현장점검 업무프로 세스 분석을 통해 기존 업무의 문제점을 도출한다. 둘째, 가 설공사 직접가설 분류체계 및 관련 제기준을 도출하고 가설 공사 BIM기반 업무프로세스를 정립하여 가설공사 BIM기반 업무지원체계를 정립한다. 셋째, 정립된 체계를 기반으로 가 설시설물 업무를 지원할 수 있는 알고리즘을 정립하고 이를 활용하여 BIM기반 가설공사 업무지원시스템을 개발하며, 개발된 시스템은 샘플 프로젝트를 통해 검증하고자 한다.
2. 이론적 고찰
2.1 선행연구 분석
가설공사에 관한 연구는 가설기자재에 대한 안전성 확보 에 관한 연구나 현장여건을 고려한 가설공사 분류체계 구축 에 대한 연구가 주를 이루고 있으며 도출된 분류체계를 바 탕으로 실제 현장업무에 적용한 연구는 미비한 상황이다. 그 리고 기존 BIM 적용 사례 및 연구의 대부분은 본 구조물을 중심으로 이루어졌으며, 가설공사에 대한 BIM적용 연구는 설계, 물량산출, 검증 각각의 업무를 수행하는 연구만 이루 어졌을 뿐 전체 업무를 통합하여 체계적으로 수행할 수 있 는 방안에 대한 연구는 미비하다. 이에 본 연구에서는 BIM 라이브러리(Library)를 활용하여 BIM기반 가시설물 설계를 수행하며, 설계된 BIM 모델을 활용하여 물량산출 및 현장점 검 업무를 수행할 수 있는 BIM기반 업무지원시스템을 개발 하고자 한다.
Table 1. Related major research
Researcher Contents of Research Methods
Study related to T emporary W ork
Park. S. W (2008)
Classification of Temporary Equipments for Building Construction in Safety Certification
Establishing standards Rogier. J.
et all.
(2008)
Quantitative analysis of workflow, temporary structure usage, and productivity using 4D
models
Establishing standards
Kim. M. J.
(2012)
Development of Breakdown Structure of Temporary Work in Housing Project
Establishing standards Kim, J. H.
et all.
(2014)
Semiautomated Scaffolding Planning:
Development of the Feature Lexicon for Computer Application
Developing software
Park. J. M.
et all.
(2014)
Development on Breakdown Structure of Construction Site centered Construction
Temporary Technology Index
Establishing standards
Jeong. S.
C. et all.
(2016)
A Study on the Survey and Improvement of Safety Certifications in Temporary Equipment
and Material
Surveying
Study related to BIM
Choi. J. S.
(2011)
A Study on the Development and Application of Quality Control Requirements for Improving the Quality of Architectural Design in Open BIM
Environments
Establishing standards
Hong. S.
W.
(2013)
A Study on the Development and Application of BIM Based Standard Library for LCCO2 Assessment and the Green Building Certification
Developing software
Kim, K. K.
& Teizer, J.
(2014)
Automatic design and planning of scaffolding systems using building information modeling
Establishing standards
Kim, K. K.
et all.
(2016)
Integrating work sequences and temporary structures into safety planning: Automated scaffolding-related safety hazard identification
and prevention in BIM
Establishing standards
Koo. B. S.
et all.
(2017)
Applying Novelty Detection for Checking the Integrity of BIM Entity to IFC Class Associations
Establishing standards
Kim. K. R.
et all.
(2017)
Automated Priority Management for BIM- based Maintenance Work using Semantic Web
Developing software
FIg. 1. Research procedure
2.2 가설공사
가설공사는 “건설공사에서 본 공사를 수행하기 위해 필 요한 조사, 측량, 제반 규준틀의 준비공사, 현장사무소, 창고, 공사용 도로, 동력설비, 플랜트, 모터풀, 급수배수시설, 안전 설비, 가건축물 등을 축조 및 철거하는 것으로서 목적물의 준공 후 철거되는 것”으로 정의된다. 이러한 가설공사는 가 설건물, 가설펜스, 가설도로 등의 공통가설과 비계, 거푸집 및 동바리, 작업발판 등의 직접가설로 나누어진다. 전자의 공통가설은 공사 수행에 포괄적, 간접적으로 도움을 주는 것 을 의미하고, 후자의 직접가설은 특정 공종에 한하여 공사수 행에 도움을 주는 것을 의미한다.
가설공사의 기술표준에 관한 사항들은 2018년 현재 국토 교통부 건설기준 코드에서 명시하고 있다. 국토교통부 건 설기준코드는 건설기준의 효율적인 관리를 위하여 2016년 에 제정되었으며 과거 건축공사 표준시방서, 가설공사 표준 시방서 등 시방사항의 분류기준이 상이하고 내용이 중복 및 상충되는 문제점을 개선하고자 이를 통합·제정하였다. 건 설기준 코드는 크게 설계기준 코드(KDS)와 표준시방코드 (KCS)로 나뉘어져 있으며 각각 공통편과 시설물편, 사업편 으로 구분되어있다.
가설공사 관련사항은 건설기준 설계기준 코드(KDS)와 표 준시방코드(KCS)의 시설물편에서 규정하고 있으며 <Table 2>와 같이 가설공사 표준코드로서 관리되고 있다. 가설공사 표준코드는 대분류 코드 “21 00 00”인 가시설물 설계기준 으로 5가지 중분류, 가설공사를 기준으로 8가지의 중분류와 15가지의 소분류로 구성되어 있다. 표준시방코드(KCS)의 경우 각 소분류 항목에서는 해당 가설공사를 세부공종별로 일반사항, 재료, 시공측면으로 분류하여 정보를 제공하고 있 다. 따라서 본 연구에서는 가설공사 업무 수행 시 기초가 되 는 제기준을 건설기준 코드를 활용하여 연구를 진행하고자 한다.
2.3 BIM 라이브러리
BIM에서 라이브러리란 일반적인 3차원 형상 모델링과 달 리, 부재의 치수를 파라미터로 정의하고 변수들 간의 관계를 함수식으로 정의할 수 있어야 한다. 즉, 라이브러리는 사용 자가 임의로 치수를 변경하는 것에 대응하여 형상이 자동으 로 계산되어 변형되며 변형된 형태에 따라 규격, 물량 등의 정량적인 정보를 포함하고 있다. 따라서 이와 같은 라이브 러리는 사용자들이 BIM 모델에 쉽게 삽입할 수 있으며, 구 축된 정보는 설계 시 공종 간의 간섭검토와 설계오류, 물량 산출, 2D도면 작성 등에 활용된다(Lee & Ku, 2011). 이에 본 연구에서는 내역서 상 철근콘크리트 공사에 포함이 되는 거 푸집을 제외한 동바리, 비계, 추락재해 방지시설, 낙하물재 해 방지시설에 대하여 가장 사용빈도가 높은 아이템을 3가 지씩 총 12가지 라이브러리를 작성하여 연구를 진행한다.
3. 가설공사 BIM기반 업무체계 정립
Table 2. Classification system for Temporary Work of standard specification code for construction standards (KCS)
Code Code Name Code Code Name
21 Temporary Work 05 General items for form and Floor post construction
10 General items for Temporary Work 10 Form and Floor post construction for high-rise and high-pylon construction
20 Common Temporary Work 15 Form and Floor post construction for exposed concrete
05 Field Temporary Construction Facilities 20 Form and Floor post construction for other concrete
10 Construction support equipment 60 Scaffold construction
15 Environment Management Facility 05 General items for scaffold construction
30 Temporary Construction sheathing work 10 Scaffold
40 Coffer dam, detour, Temporary road 15 Operation foothold and passage
45 Temporary bridge, road lining 70 Safety facility construction
05 Temporary bridge 05 General items for safety facility construction
10 road lining 10 Prevention facility for plunge disaster
50 Form and Floor post construction 15 Prevention facility for falling object disaster
Fig. 2. As-is vs. to-be for BIM-based work structure of
designing temporary
일반적으로 BIM기반 가시설물 설계 체계는 <Fig. 2>와 같 다. 평면도, 입면도, 배치도, 단면도 등의 필수 도면을 확보하 여 도면에서의 각 라인이 무엇을 의미하는지 파악하고 중신 선, 치수선, 텍스트 등 불필요한 요소를 최대한 제거하여 부재 를 모델링하고 속성정보를 입력하여 도면에 배치한다. 상기 일련의 과정들은 BIM 설계 전문가들은 단시간 내에 무리 없 이 수행이 가능하지만 비전문가들은 많은 인력과 시간을 투입 하여야만 하는 문제점이 발생한다. 이는 가시설물 BIM 라이 브러리를 구축하여 활용할 수 있도록 함으로써 BIM 모델링에 투입되는 인력과 시간을 줄여 BIM 도입 장벽을 낮출 수 있다.
그리고 일반적인 가시설물 물량산출 체계는 <Fig. 3>과 같 다. 평면도, 단면도 등의 설계도서를 분석하여 물량을 산출 해야하는 아이템들을 도출하고 이에 대한 물량을 산출하여 수량산출서를 작성한 이후 산출된 각 항목들에 대한 단가를 산출하여 일위대가를 작성하고 최종적으로 수량산출서와 일위대가를 활용하여 내역서를 작성한다. 상기 일련의 과정 들에서 물량산출 항목 누락이나 산출된 물량 취합 오류 등 의 인간적인 실수(Human error)로 인해 인력과 시간의 낭비 가 빈번히 발생한다. 이는 가시설물에 대하여 BIM을 기반으 로 물량을 자동으로 산출하고 수량산출서 및 내역서를 자동 으로 생성함으로서 해결할 수 있다.
그리고 가시설물 점검체계는 일반적으로 점검준비단계와 점검결과 처리단계로 나누어지며 점검준비단계의 업무프로 세스는 <Fig. 4>와 같다. 점검하는 대상의 제기준을 확인하 고 점검표를 작성하여 점검에 필요한 서류를 준비하는 것이 다. 실무자는 점검하는 대상의 제기준만을 확인하기 위해 여 러 관련서류를 광범위하게 검색·확인해야하기 때문에 업무 를 비효율적으로 수행하고 있다. 또한 점검을 위한 점검표도 수작업으로 작성되고 있어 인간적인 실수가 발생할 우려가
있다. 그러므로 비효율적인 업무로 인하여 실무자가 형식적 인 업무수행을 하게 되고 이에 따라 점검 수준이 낮아지고 시설물의 품질이 저하되는 원인이 된다. 따라서 이에 대한 문제해결방법으로 BIM을 활용하여 가시설물에 대한 제기준 을 자동 추출하고 점검표를 자동생성 할 수 있도록 한다.
두 번째, 점검결과 처리단계의 업무프로세스는 <Fig. 5>와 같이 점검에 따른 결과를 작성·검토하며 이를 바탕으로 점 검결과보고서를 작성하는 것이다. 점검결과를 처리하는 과 정에서 실무자는 관련된 모든 업무를 수작업으로 실시해야 하기 때문에 이를 자동화하여 정보의 오류를 최소화하고 업 무의 효율성을 증진시키고자 한다.
4. 가설공사 BIM기반 업무지원시스템 개발
4.1 시스템 개요
본 연구의 BIM기반 가설공사 업무지원시스템은 <Fig. 6>
과 같이 설계, 물량산출, 점검이 각각의 독립된 모듈형태로 3 가지 모듈이 연계되어 업무를 수행한다. 설계모듈은 BIM 라 이브러리(Library)를 활용하여 BIM기반 가시설물 설계를 쉽 고 빠르게 수행할 수 있도록 하며, 물량산출 모듈과 점검 모 듈은 BIM기반으로 업무를 수행하여 인간적인 실수를 최소 화함으로써 재작업을 최소화하고 일부 업무의 자동화를 통 해 업무 효율을 높일 수 있도록 한다.
Fig. 3. As-is vs. to-be for BIM-based work structure of estimating for temporary work
Fig. 4. As-is vs. to-be for BIM-based work structure of inspecting for temporary work
Fig. 5. As-is vs. to-be for BIM-based work structure of
reporting for temporary work
4.2 시스템 알고리즘
본 연구의 가설공사 BIM기반 업무지원시스템 알고리즘은
<Fig. 7>과 같다. 먼저 설계 모듈에서는 상기 기술한 건설기 준 코드를 기준으로 대분류, 중분류 및 소분류에 대한 조건 을 선택하여 가시설물 라이브러리를 호출한다. 라이브러리 를 호출하면 현재 설계중인 가시설물에 대하여 설계 시 참고 해야하는 제기준을 자동으로 제시해주어 설계 오류를 최소 화하여 가시설물 설계가 가능하도록 하며, 설계된 가시설물 에 대하여 가시설물의 종류, 구조 및 규격에 대한 설계 적합 여부를 판단하여 부적합 사항이 없을 경우 설계를 완료한다.
설계가 완료되면 BIM 라이브러리기반으로 설계된 가시설 물 BIM 모델에서 속성정보를 내보내고 이를 물량산출 모듈 에서 호출한다. BIM 모델에 포함된 속성정보들 중 물량정보 를 추출하여 자동으로 각 가시설물에 대한 물량이 산출되고 수량산출서가 생성된다. 또한 규격정보를 추출하여 물량산 출 모듈의 일위대가 데이터베이스에서 내역서 작성에 필요 한 가시설물 일위대가 정보를 호출한다. 상기 산출된 물량산 출 정보와 일위대가 정보를 활용하여 자동으로 내역서가 생 성된다.
또한 현장점검을 위해 물량산출 시와 동일하게 가시설물 BIM 모델에서 속성정보를 내보내고 현장점검 모듈에서 이 를 호출한다. 호출된 속성정보를 기준으로 제기준 데이터베 이스 또는 점검표 생성을 위한 점검문항 데이터베이스에서
관련 데이터를 추출할 수 있도록 하여 점검표를 자동으로 생성하도록 한다. 또한 점검을 실시한 후 생성되는 점검결과 정보를 점검 모듈에 입력하면 최종적으로는 점검결과보고 서를 자동으로 생성한다.
4.3 시스템 개발
<Fig. 8>의 예시는 가설공사 가시설물 중 사용빈도 수와 공사비가 가장 높은 비계 중 이동식 비계로, 대부분의 현장 에서 이동식 비계를 널리 이용되고 있지만 이동하면서 간혈 적으로 사용되는 특성으로 인해 부적합한 설치 및 사용으로 다른 가시설물 보다 재해 발생률이 높아 현장점검을 비롯한 관련 업무를 체계적으로 수행해야하는 필요성이 높다(Choi et al., 2013).
본 연구에서의 가설공사 BIM기반 업무지원시스템의 설계 모듈은 다음과 같이 개발되었다. ①에서 라이브러리 분류체 계 대·중분류를 통해 아이템을 선정하고 소분류에서 규격을 선정하여 ②의 확인버튼을 누르면 ③의 라이브러리 미리보 기, ④의 라이브러리 호출, ⑤의 관련 제기준이 ①의 선택에 맞추어 자동으로 생성된다.
Fig. 6. Concept of BIM-based temporary work support system
Fig. 7. BIM-based work procedure for temporary
Fig. 8. BIM-based temporary work support system – design module
Fig. 9. Checking design standards
이후 ③의 라이브러리 미리보기를 통해 재원을 확인한 후
④의 라이브러리 호출을 클릭하여 가시설물 라이브러리 데이 터베이스에서 라이브러리를 호출하고, ⑤의 관련 제기준 버 튼들을 클릭하여 가시설물 제기준 데이터베이스에서 자동으 로 매칭되는 가시설물 설계 일반사항 및 <Fig. 9>와 같이 각 아이템별로 적용되는 제기준을 확인하여 설계를 진행한다.
가시설물 설계는 <Fig. 10>과 같이 가시설물 라이브러리 데이터베이스에서 매칭되어 호출된 라이브러리를 BIM 설 계툴인 Revit의 BIM도면 상에 단순 배치하는 것으로 완료할 수 있다. 여기서 BIM도면에 가시설물 라이브러리를 적용하 는 방법은 라이브러리를 호출하여 Revit에서 라이브러리 파 일을 열고 이를 프로젝트에 배치하기 기능을 활용하면 설계 도면에 적용 가능하다.
가시설물 BIM기반 물량산출은 <Fig. 11>과 같이 Revit 의 Dynamo를 활용하여 물량산출에 필요한 속성정보인 품 명, 규격, 수량을 Excel로 자동 추출한다. Dynamo는 건물 정 보 워크플로우를 사용자화할 수 있는 그래픽 프로그래밍 인 터페이스로 Revit 설치 시 함께 설치되는데, 이를 활용하면 반복 작업을 자동화할 수 있고 BIM 워크플로우를 간소화할 수 있다. 이에 <Fig. 10>의 ①과 같이 Revit 관리탭에서 ②의 Dynamo 플레이어를 실행하고 ③의 모듈을 실행하면 물량 산출을 위한 속성정보가 자동으로 Excel 파일로 저장된다.
그리고 <Fig. 12>와 같이 물량산출모듈에서 ①의 신규버 튼을 누르면 파일을 선택할 수 있는 다이알로그 창이 활성 화되고 ②와 같이 엑셀파일을 선택하여 ③의 열기버튼을 클 릭하면 <Fig. 13>의 ①과 같이 물량산출을 위한 속성정보를 물량산출모듈에서 호출한다. 이후 <Fig. 12>의 ②의 내역서 버튼을 클릭하면 ③과 같이 자동 물량산출과 내역서 작성이 이루어진다.
마지막으로 현장점검은 물량산출과 동일하게 <Fig. 14>의
①과 같이 Revit 관리탭에서 ②의 Dynamo 플레이어를 실행 하고 ③의 모듈을 실행하면 현장점검에 필요한 속성정보가 자동으로 Excel 파일로 저장된다.
Fig. 10. Designing temporary for BIM drawings
Fig. 11. Extraction of attribute data for quantity takeoff
Fig. 13. Automated quantity takeoff and generating report Fig. 12. BIM-based temporary work support system
– quantity takeoff module
Fig. 14. Extraction of attribute data for inspection
이를 <Fig. 15>의 ① 체크리스트버튼을 누르면 파일을 선 택할 수 있는 다이알로그 창이 활성화되고 ②와 같이 엑셀 파일을 선택하여 ③의 열기버튼을 클릭하면 현장점검에 필 요한 속성정보를 현장점검모듈에서 호출하여 자동으로 체 크리스트가 생성된다.
이후 체크리스트를 활용하여 현장점검을 실시하고 현장 점검 결과를 <Fig. 16>과 같이 현장점검 모듈에 입력한다.
①에서는 각 체크리스트 항목에 대한 합격, 단순재점검, 불 합격 여부를 입력하고 ②는 ①이 불합격이나 단순재점검일 경우 이에 대한 조치사항을 입력한다. 점검결과 재점검 사항 이 있을 경우 ③의 재점검 리스트버튼을 클릭하면 <Fig. 17>
과 같이 재점검 리스트를 자동으로 생성된다.
<Fig. 17>과 같이 재점검을 실시하여 조치사항을 확인하 여 ①과 같이 완료 유무를 입력하고 ②의 보고서 생성버튼 을 클릭하면 <Fig. 18>과 같이 자동으로 현장점검 결과 보고 서를 생성할 수 있다.
4.4 시스템 검증
기수행된 프로젝트의 가설공사 중 이동식 비계에 대하여 설계, 물량산출 및 현장점검 업무를 샘플 프로젝트로 수행하 였으며, 대상현장에 대한 개요는 <Table 3>과 같다.
Table 3. The outline of adapted site
Contents Details
The name of project Kimpo-Hangang new town project
Gross floor area 84,601㎡
Floor substructure: 2 / superstructure: 25
The number of households 579
Completion date 2012. 02
Analysis range Temporary work of 1-building apartment
샘플 프로젝트에 대한 검증은 업무수행 결과의 정확성 및 업무 수행속도에 대한 평가를 실시하였다. 결과의 정확성은 모델링 누락 유무, 물량산출 및 내역서 작성 오류 유무, 점검 대상 및 항목 누락 유무, 점검 결과 취합 및 보고서 작성 오 류 유무를 실제 현장에서 수행했던 데이터와 비교하여 평가 하였고, 업무 수행속도는 업무 수행 시 소요된 시간을 측정 하여 평가하였다.
평가는 1차로 건설현장 실무 경력이 10년 이상이지만 BIM을 활용하여 사업을 진행해본 경험이 없는 전문가 3인 을 대상으로 실시되었고 이후 2차로 대학생 및 대학원생 28 인을 대상으로 실시되었으며, 각 평가는 동일한 업무를 3회 반복하여 진행되었다. 정확성에 대한 업무처리결과 여부는
Fig. 15. BIM-based temporary work support system – inspection module
Fig. 16. Input inspection results
Fig. 17. Input re-inspection results
Fig. 18. Automated generating inspection report
정확한 업무를 수행한 횟수로 결과치를 비교하였으며, 수행 속도는 업무 수행에 소요된 시간의 평균값을 구하여 결과치 를 비교하였다. <Table 4>의 결과에서 나타나듯이 업무 수 행결과의 정확성은 설계모듈이 기존 방법과 비교하여 정확 도가 1차에서 66.7% 상승했고 2차에서 58.3% 상승했으며, 물량산출모듈은 기존 방법과 비교하여 정확도가 1차에서 55.6% 상승했고 2창서 65.5% 상승했으며, 현장점검모듈은 기존 방법과 비교하여 정확도가 1차에서 33.3% 상승했고, 2 차에서 36.9% 상승했다. 또한 업무 수행에 소요된 시간은 설 계모듈의 경우 기존 방법에 비해 1차에서 86.8% 단축되었고 2차에서 90.1% 단축되었으며, 물량모듈의 경우 기존 방법에 비해 1차에서 90.4% 단축되었고 2차에서 90.0% 단축되었으 며, 현장점검모듈의 경우 기존 방법에 비해 1차에서 74.6%
단축되었고 2차에서 76.2% 단축되었다. 따라서 기존 방법으 로 업무를 수행하는 것보다 가설공사 BIM기반 업무지원시 스템을 사용하는 것이 업무를 보다 빠르고 정확하게 수행할 수 있다.
5. 결론
설계 및 시공 검토가 현장 성공 여부에 치명적인 영향을 미치고 있다는 사실을 인지하면서 이를 위해 학계와 산업에 서는 BIM에 대한 연구가 활발하게 이뤄져 왔다. 그러나 지 금까지 이루어진 기존 BIM 적용 사례 및 연구의 대부분은 본 구조물을 중심으로 이루어졌는데, 가설공사는 중요성에 비해 보조수단으로 활용하는 방식으로 이루어지고 있다. 이 는 가시설물을 위한 전문화된 소프트웨어가 없을 뿐만 아니 라 전문적인 기술자가 절대적으로 부족하기 때문이다. 따라 서 본 연구에서는 대형화되며 복잡해지는 건설 프로젝트에 서 가설공사에 대한 업무를 효율적으로 수행하기 위해 활용 할 수 있는 가설공사 BIM기반 업무지원시스템을 개발하였 다. 가설공사 BIM기반 업무지원시스템은 가시설물 BIM 라 이브러리를 활용하여 BIM 비전문가도 쉽고 빠르게 설계업
무를 수행할 수 있게 지원하는 설계모듈과 물량산출 및 점 검 업무를 자동화하여 오류를 줄이고 빠르게 업무를 수행할 수 있게 지원하는 물량산출모듈 및 현장점검모듈로 이루어 져 있다. 이에 본 연구의 결과물인 가설공사 BIM기반 업무 지원시스템을 활용하면 가설공사 업무를 기존에 비해 빠르 고 정확하게 수행할 수 있어 업무 효율이 향상된다. 하지만 본 시스템은 가설공사 가시설물 중 사용빈도가 높은 12가 지 아이템에 대하여 라이브러리가 작성되어 시스템이 개발 되었다는 한계를 가진다. 따라서 향후 모든 가시설물에 대한 라이브러리를 작성하여 시스템을 활용할 수 있도록 연구를 진행할 것이다.
감사의 글
이 논문은 2019년도 정부(교육과학기술부)의 재원으 로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. NRF- 2019R1A2B5B01070260).
References
Choi, J.S. (2011). “A Study on the Development and Application of Quality Control Requirements for Improving the Quality of Architectural Design in Open BIM Environment.” PhD dissertation, Kyung Hee Univ., Yongin.
Choi, S.J., Choi, D.H., and Shin, W.C. (2013). “Survey on work platforms of the Mobile Scaffolding.” Journal of the Korea Safety Management and Science, KSMS,
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Hong, S.W. (2013). “A Study on the Development and Application of BIM Based Standard Library for LCCO2 Assessment and the Green Building Certification.” MS thesis, Hanyang Univ., Seoul.
Table 4. Verification results
Design Quantity takeoff Inspection
Speeding (Min) Accuracy (No.) Speeding (Min) Accuracy (No.) Speeding (Min) Accuracy (No.)
AS IS TO BE AS IS TO BE AS IS TO BE AS IS TO BE AS IS TO BE AS IS TO BE
A
1 53.33 6.67 0 3 43.67 4.67 0 3 24.67 7.00 2 3
2 43.00 5.88 1 3 39.67 3.67 2 3 17.67 4.67 2 3
3 36.67 5.00 2 3 34.33 3.00 2 3 16.67 3.33 2 3
Result Reduction (86.8%) Improvement (66.7%) Reduction (90.4%) Improvement (55.6%) Reduction (74.6%) Improvement (33.3%)
B
1 52.79 5.21 5 28 42.79 4.54 7 28 23.82 6.18 13 28
2 49.21 4.37 13 28 41.46 4.14 10 28 22.29 5.50 19 28
3 41.64 4.57 17 28 37.04 3.43 12 28 19.75 3.96 21 28
Result Reduction (90.1%) Improvement (58.3%) Reduction (90.0%) Improvement (65.5%) Reduction (76.2%) Improvement (36.9%)
