발주자 의사결정지원을 위한 물량예측 방법론에 관한 연구
-건축마감을 중심으로-
A Study on the Process of Estimating the Amount of Materials for Client's Decision-Making Support in Space Programming Stage of Pre-design BIM
-focusing on Building Interior Finishing-
전 영 진
*김 주 형
**김 재 준
***Jun, Yeong-jin Kim, Ju-hyung Kim, Jae-jun
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Abstract
The construction projects are recently having changes in their magnitude and complexity. Therefore, the amount of information created and managed by participants over project phases is enormous and this may cause difficulties in consistent and integrated data management. Because of the change in construction projects, there is a need to apply more logical and systematic ways to deal integrated data management. For the solution to this, BIM(Building Information Modeling), a new paradigm for integrated management of the information over project life-cycle, has been seriously considered. Also, the Korean Public Procurement Service announced that project over 50 billion Korean Won should introduce BIM into procurement starting from 2012. However, the studies and development have lack on studies of applying BIM and managing the data made using BIM in pre-design and maintenance stage. In pre-design stage, the concept of schematic design model is made to support for making major decisions concerning the size, shape and cost of the project. To decide the cost for the building in this stage by making use of BIM, estimating the amount of building materials used for constructing should be preceded. In this study, the pre-design BIM is explained to gain a better understanding of its process, since this paper focused on space programming stage. Finally, the paper suggests the concept process of estimating the amount of materials in building interior finishing from selecting the type for the elements of each space made to support the client for making decisions in space programming stage based on pre-design BIM.
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키워드 : 건축 기획, BIM(Building Information Modeling), 공간 프로그래밍, 건축마감, 물량예측
Keywords : Pre-Design, BIM(Building Information Modeling), Space Programming, Building Interior Finishing, Material Estimation
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1. 서 론
1)2)3)4)1.1 연구의 배경 및 목적
근래 들어 국내와 국외 건설 프로젝트가 대형화, 복잡 화됨에 따라 각 단계별, 분야별 정보의 양도 방대하게 발 생되고 있다.
1)이렇듯 변화되는 건설 프로젝트의 특성으 로, 기존의 방식보다 더욱 합리적이며 시스템적인 방식에 대한 필요성이 대두되고 있다.
2)그에 대한 해결책으로 건
* 정회원, 한양대학교 건축환경공학과 석사과정
** 정회원, 한양대학교 건축공학과 교수, 공학박사(교신저자)
*** 정회원, 한양대학교 건축공학과 교수, 공학박사
본 논문은 국토해양부가 출연하고 한국건설교통기술평가원에 서 위탁 시행한 건설기술혁신사업 (과제 번호: 06첨단융합E01)의 지원으로 수행되었음.
1) 박동진, BIM을 활용한 건축 기획 단계 사업 참여자 의사결정 지원에 관한 연구, 석사학위논문, 동의대학교, 2010, p.p.1-2
축물 전 생애주기에서 발생되는 정보를 통합관리 할 수 있는 새로운 패러다임으로 떠오른 BIM(Building Information Modeling)을 도입하기 위하여 학계와 산업계 에서 많은 연구가 진행되고 있다. 국내에서 BIM을 시범 적으로 부분 적용한 공공발주는 2008년에 시작되었으며, 조달청은 2012년부터 500억 이상의 공공발주에 BIM을 의무화하도록 하였고 향후 점차적으로 확대 적용할 계획 이다.
3)아직까지는 많은 연구가 기본 및 상세설계와 시공 단계의 정보통합에만 국한되어 있어 기획이나 유지관리 분야에 대한 연구가 미비한 실정이다.
4)기획단계는 개념 설계가 진행되어 건축물의 규모, 형태, 공사비 등의 건설 프로젝트에 대한 대부분의 주요 의사결정이 이루어지는 2) 김재준, 건축 기획 단계와 BIM, 건축 제52권 제6호, 대한건 축학회 학회지, 2008, p.p.40-43
3) 조달청, 3D 건축기법(BIM)적용 확대한다, 2010.04.15보도자료
4) 박동진, BIM을 활용한 건축 기획 단계 사업 참여자 의사결정
지원에 관한 연구, 석사학위논문, 동의대학교, 2010, p.p.5-6
그림 1. 연구 수행 절차 단계이다.5) 일반적으로 기획 단계에서는 물량에 대한 예
측 없이 전문가의 경험을 바탕으로 건설 프로젝트에 대 한 공사비의 추측이 이루어지며, 건축물의 전체적인 규모 에 따른 사례기반추론으로 바닥면적 당 공사비 정보를 생성한다. 이와 같이 기존의 기획 단계에서의 공사비 예 측이 자체적으로 구축한 공사비 DB나 공사비 지수에 의 존하고 있다. 이처럼 건축물 내의 공간 및 부위에 대한 특성이 고려되어 있지 않은 단순 면적 당 공사비 정보를 사용하기 때문에 수많은 보정작업을 거치게 되는 한계를 지닌다. 기획 단계에서 BIM을 활용하여 예상 공사비를 결정하기 위해서는 건설 프로젝트에 소요되는 자재들의 물량을 예측하는 것이 선행되어야 한다.
6)그러나 현재 BIM기반의 물량산출에 대한 연구는 기본 설계단계 이후 에 초점이 맞춰져 있다.
이를 위해서는, 기획 단계에서 작성되는 건축프로그램 의 일부인
7)공간 프로그래밍 작업에서 물량예측에 활용 할 수 있는 공간에 대한 형상정보와 각 공간의 사용되는 자재에 대한 정보를 얻을 수 있어야 한다. 이에 본 연구 에서는 건축 기획 BIM의 공간 프로그래밍 단계에서의사 결정을 위한 대안 검토에 건축마감 물량을 예측할 수 있 는 방법론을 제시하고자 한다.
1.2 연구의 범위 및 방법
본 연구는 건축 기획 BIM의 공간 프로그래밍 단계에 서 발주자의 의사결정을 돕기 위해 건축마감 물량을 예 측하는 프로세스 모델을 위한 기초연구이다. 이를 위하여 테스트 프로젝트로 OO대학교 기숙사 프로젝트를 선정하 고 기숙사의 숙실 공간에 프로세스를 적용하여 건축마감 물량을 예측하는 것으로 범위를 설정하였다. 연구의 수행 절차는 <그림 1>과 같다.
2. 문헌 및 관련연구 조사 2.1 건축 기획 BIM
(1) BIM(Building Information Modeling)의 개념 국토해양부의 BIM가이드라인에 따르면, "BIM"이라 함 은 건축, 토목, 플랜트를 포함한 건설 전 분야에서 시설물 객체의 물리적 혹은 기능적 특성에 의하여 시설물 수명 주기 동안 의사결정을 하는데 신뢰할 수 있는 근거를 제 공하는 디지털 모델과 그의 작성을 위한 업무절차를 포 함하여 지칭한다고 하였다.
8)또한, “가상 건설 시스템 개 발”에서 제출한 『BIM 적용 설계가이드라인 Ver 2.0』에 의하면 BIM의 목적은 건축물의 전 생명주기(Life Cycle) 동안 생성되는 건축정보를 디지털 데이터로 재해석하여 5) 구원용 외3인, 공공건축물의 초기공사비 산정방법 연구, 한국 건설관리학회 학술발표대회, 2007, p.p.1-2
6) 김성아, BIM 기반 견적 작업 생산성 향상을 위한 마감 모델 링 자동화 시스템 개발에 관한 연구 :공동주택 마감 물량 산출 을 중심으로, 석사학위논문, 성균관대학교, 2008, p.p.12-13 7) 박영섭, 공간배치 평가모델 개발 -공간프로그램의 유효성검사 를 중심으로-, 공학박사학위논문, 서울대학교, 2009
8) 국토해양부, 건축분야 BIM 적용 가이드라인, 2010, p.p.4
통합 관리함으로써 관계된 여러 전문 분야들 간의 협업 체계와 다양한 요구사항을 유연하게 처리할 수 있는 건 축 환경을 구축하는 것이라 하였다.
9)현재까지 국내·외에 서 BIM의 도입, 적용, BIM기반 통합프로세스에 관한 연 구 등 BIM을 건설 산업에 활용하기 위하여 많은 연구들 이 진행되었다. 다음 <표 1>은 BIM 관련 선행연구에 대 한 분석이다.
(2) 건축 기획 BIM의 개념
건축 기획에 대한 정의는 선행되어 온 연구들의 연구 목적에 따라 다양성을 띄고 있다. 기획을 건축설계의 전 (前)단계 업무로서 건축설계의 방향과 조건을 설정하는 과정
10), 건축목표설정이나 조건설정을 위한 업무정의 및 건축프로그래밍, 공간구성도, 기존 시설조사, 시장조사, 경 제성분석, 프로젝트 금융을 포함한 건축행위를 진행하기 위한 개념설정
11), 건설 프로젝트의 목표를 설정하여 설계 과정의 첫 단계로서 시설물의 요구조건을 도출하는 단 계
12)로 보는 견해들이 있다. 이는 기본적으로 사업타당성 을 위한 분석과 발주자의 요구사항에 따른 공간프로그램 에 대한 검토를 필요로 하는 설계과정의 초기 단계를 포 함한다고 볼 수 있다.
그러나 기존의 2D기반의 기획단계 업무에서 발주자는 자신의 의사를 건설 프로젝트 참여자에게 정확하게 전달 하기 어렵고, 건설 프로젝트 참여자들 또한 발주자의 요 구사항을 반영하여 명확히 발주자를 이해시키는데 어려 움이 있다. 또한, 발주자가 건축 분야에 대한 전문적 지 식이 부족한 경우에는 그 문제가 더 크다. 기획단계에서 생성되는 발주자의 요구 조건의 가변성이 크고, 구체적인 9) 가상건설 연구단, BIM 적용 설계가이드라인 Ver 2.0, 2010, pp.3
10) 박일우 외 1인, 건축기획의 개념설정에 관한 연구, 대한건축 학회지, 대한건축학회, 2001
11) 조정래, 건축설계초기단계에 있어 건축기획업무 구성과정에 관한 연구, 박사학위논문, 동아대학교, 2000
12) Robert G. Hershberger, 「Architectural Programming &
Predesign Manager」, McGraw-Hill, 1999
그림 2. 건축 기획 BIM의 개념
저자 제목
연구 내용 분석
한성훈 (2007)
BIM기반의 설계, 견적, 공정, 통합정보관리체계 및 운영 방안 연구
건설프로세스의 관리 생산성을 극대화하기 위하여 건설 프로젝트의 설계, 견적, 공정단계의 관리를 위한 관련 정 보들을 체계화하고 통합화한 프로세스체계를 제안하였으 며, 통합체계 관리레벨 별의 효과적인 운용방안을 제시하 였다.
정도영 (2008)
BIM기반 비용·일정 통합관리 방안에 관한 연구
BIM의 객체기반 3D모델링을 기반으로 비용과 일정을 부위별 구성요소로 나누고 각 관리요소에 의한 분류체계 의 특징을 분석하여 각각을 연계하여 통합 관리하는 방안 을 제시하였다.
서종철 (2009)
개방형 BIM 지침 개발에 관한 국외의 지침 분석 및 전략 적 방향에 관한 연구
정부 또는 공공발주기관의 정책적, 제도적 방향을 예의 주시하는 건설업계에게 우려 및 혼란을 불식시키고, BIM 의 실무정착과 활성화를 촉진시키기 위해 지침 개발을 위 한 선행연구로서 국외 지침들의 조사·분석과 전략적인 방 향을 제시하였다.
박영섭 (2010)
BIM기반 통합설계환경을 위한 공간배치 평가모델 개발 건축계획의 공간에 대한 추상적 요구를 현실의 물리적 형태로 구체화하는 과정에서, BIM기반 통합설계환경에서 의 복수의 공간배치 대안을 합리적으로 평가하기 위한 공 강배치 평가시스템의 초기모델을 개발하였다.
Adam Alder (2006)
개념견적의 물량산출을 위한 BIM 화며상 산출의 시간과 정확성 비교에 관한 연구
BIM 기반의 시간과 물량산출의 정확성을 분석하기 위 하여 Revit과 OST를 사용하여 파일럿 테스트를 진행하였 고, 그 결과를 비교·분석하는 연구를 진행하였다. 이를 통 하여 물량산출의 생산성향상 방법에 대하여 제시하였다.
Nour (2007)
협동 작업을 위한 개인 협업 작업공간 내의 (BIM.IFC) 교환 포맷 성능 차이에 관한 연구
IFC의 적용으로 각 건축주체들의 협업하는 BIM 환경 을 중앙 모델서버를 통하여 구축하기 위하여 IFC 적용의 복잡성과 성능향상에 초점을 맞추고 IFC express 스키마 와 관계 DB의 다양한 객체관계도에 대하여 분석하고 설 명하였다.