건설업계, BIM확산 가속화로 생산성 혁신 기대

매일경제 2020.12.21

https://www.mk.co.kr/news/realestate/view/2020/12/1305834/

4차 산업혁명 시대가 다가오면서 신기술의 도입과 응용이 활발해지고 있다. 이러한 흐름에 따라 건축설계 업계 역시 신기술 도입에 집중하는 모습이다. 

국토교통부는 건축설계 생산성 향상을 위해 개방형 BIM(Building Information Modeling) 기술과 관련된 R&D를 지속하고 있다. 특히 2013년부터 2016년까지 약 3년 동안 진행된 R&D를 통해 건축설계 분야에 BIM기술의 기반 조성을 위한 연구가 선행되었다. 기술 인프라와 법규 분야 측면에서 연구가 진행되었으며, BIM 정보 표준, 기본 콘텐츠, 시범 기술 등과 법규 자동 해석 요소 기술 및 검증 기술이 개발되었다. 해당 연구는 생산성 혁신의 가능성을 검증하고, 건축설계 분야의 BIM기술 기반을 마련하였다는 평가를 받는다. 

이에 대한 후속 연구로는 ‘개방형BIM기반의 건축설계 자동화 지원 기술 및 첨단 유지관리 기반기술 개발’이라는 연구단 규모의 R&D가 진행 중이다. 2017년 3월부터 2021년 12월까지 5년간의 연구로 3개의 세부과제로 나누어 진행된다. 

세부과제 중 하나인 ‘개방형BIM기반 건축설계 적법성 평가 자동화 기술 및 응용 기술 개발’(연구책임자: 경희대학교 건축학과 김인한 교수)은 개방형 BIM 기술과 법규 자동 검토 기술의 융합이 핵심 연구과제다. 2013년도에 진행된 이전 연구에서 가능성을 검증했다면, 본 연구에서는 법규 제기준 자동검증, 설계 협업 기술을 확장 개발하고, 건축물의 성능 향상을 위한 의사결정 지원과 협업 그리고 검증에 관한 기술 개발을 목표로 한다. 

BIM기술의 적용은 데이터의 저장과 공유 및 유지가 용이하여 건축설계 업계의 중요한 스마트 기술로 주목받는다. 하지만 여전히 국내 중소규모 설계사에서는 업무 환경이나 BIM 교육 및 숙련자의 부족, 등 다양한 이유로 BIM 도입에 소극적이다. 개방형 BIM 연구과제는 건축 인허가 자동 검토 기술이 적용된 시스템(KBIM Assess-Lite)을 개발하여 BIM 기술을 활성화시키는 데 목적을 둔다. 

설계 단계에서 작성한 모델을 BIM 데이터 표준인 IFC(Industry Foundation Classes)로 변환하여 본 연구에서 개발된 KBIM Assess-Lite 시스템을 통해 BIM 법규를 자동으로 검토할 수 있다. 시스템은 누락된 객체 및 속성 정보 등을 확인하여 개발된 법규 로직과 BIM 데이터의 정확도를 비교하여 검토 결과를 자동으로 추출한다. 이러한 자동 검토 프로세스를 통해 주관적 평가에 의존하던 적법성 평가에 객관적이고 일관성 있는 평가 과정을 제공할 수 있다. 

또한 설계 오류 검토가 가능하며, 인허가 단계에서 완성도 높은 모델의 적용이 가능하다. 검토 결과들은 3D, 2D 뷰어 기능을 통해 제공하며, 결과에 대한 보고서는 CAD, Pdf, EXCEL, BCF 등으로 출력이 가능하다. 특히 BCF는 검토 오류 내용을 즉석으로 메모하여 다른 기관과 협업도 가능하다. 

현재 연구팀은 인허가 단계에서 검토되는 건축법, 장애인 등 편의법, 건축물방화구조규칙, 주차장법 등이 적용된 모듈을 개발 중이다. 개발된 법규 검토 모듈은 KBIM Assess-Lite에 탑재되어 향후 현행 인허가 시스템인 세움터와 연동될 예정이다. 

이와 함께 KBIM Assess-Lite는 대면 업무 및 이동이 많은 현장 근무자에 유리한 모바일 시스템을 구현한다. 모바일 시스템에는 기본 커뮤니케이션(Chat)과 파일 전송, 개방형BIM 지원 뷰어 등의 기능이 기본적으로 구성되어 있다. 모바일 채팅 창에서 BIM을 연동하여 검토 부위 자동 싱크 및 공유가 가능하며, 향후 건축제법규 자동검토 등 KBIM Application 검증도구 탑재를 위한 플랫폼을 완성하는 것이 목표이다. KBIM Mobile 스마트워크 플랫폼은 현재 PC 버전과 Android 버전으로 개발하고 있다. 

해당 연구를 통해 연구팀은 세종시와의 협업으로 실제 프로젝트를 선정하여 세움터의 실증을 진행하고 있다. 세종시 세움터와 동일한 환경을 가상으로 구현하여 해당 자치단체 내에서 세움터를 통해 2D 도면으로 진행하였던 인허가 과정을 BIM으로 검증한다. 또한 연구의 결과물인 인허가 건축법규 자동검토 시스템(KBIM Assess)를 적용하여 연구성과물에 대한 검토를 진행할 방침이다. 

이번 4차 년도에는 지자체와의 협업을 통한 대상 프로젝트를 선정하였으며, 가상 세움터 환경을 구현하고 선정된 프로젝트의 법규를 검토하여 개발에 참고하였다. 다음 차년도에는 지자체의 공무원, 대상 프로젝트의 설계사 등의 가상 사용자와 함께 민원접수, BIM 데이터 제출, 법규 검토 등 본격적인 실증을 진행할 예정이다. 본 연구를 통해 개발된 기술 클라우드 기반의 건축행정시스템과 연계된다면 BIM 기술이 공공을 넘어 민간 부문에까지 활성화가 될 것으로 예상된다. 

이 외에도 실제 건축물에서 BIM을 적용하여 설계 검증을 하고자 DfMA와의 연계를 통한 소규모 주택의 실증도 진행된다. DfMA 연계 실증에서는 DfMA 통합 플랫폼 기반 설계를 통해 BIM의 자동화 및 표준화를 접목시키는 것이 목적이다. 

DfMA(Design for Manufacturing and Assembly) 기반 모듈러 공법이란 자동화된 시스템을 갖춘 공장제작을 기본으로 하여 부품과 조립 방식에 대한 충분한 검토를 거쳐 현장에서는 조립만 하여 완성되는 공법이다. 

BIM기반의 DfMA 통합 플랫폼을 통해 사용자 맞춤형 설계를 진행한 후 이를 모듈화하여 공장에서 제조 과정을 거쳐 건축주의 대지로 운송된다. 건축주는 BIM기반의 DfMA 통합 플랫폼의 사용자 맞춤형 평면배치 프로그램을 통해 직접 모듈을 배치하여 평면을 형성해 볼 수 있다. 이러한 건축주 요구사항 기반 다양한 유닛 모듈을 조합한 사용자 중심적인 주택설계와 건축주에게 정확한 정보와 신뢰할 만한 품질을 제공한다. 

연구팀은 BIM기반 DfMA를 이용한 소규모 건축물의 설계부터 제작 및 시공뿐 아니라, 사용자들의 편의를 위한 통합 플랫폼을 개발 중이며, 국내 최초로 BIM기반의 DfMA 공법을 제공할 예정이다. 올해 1월부터 설계부터 시공까지 건축사, 구조설계팀, 소프트웨어 개발팀, BIM전문가 등이 한 팀을 이루어 연구개발에 참여하고 있으며, 현재 충남 서산에 연면적 84㎡, 90㎡ 규모의 단독주택 2동이 건축될 예정이고, 제주도에 연면적 413㎡의 근린생활시설 1동도 준비 중에 있다. 

연구팀 관계자는 “이번 연구를 통해 현재 건설업의 문제로 지적되고 있는 건설 현장의 환경오염, 건설 전문 인력 고령화 문제를 해결하는 것은 물론 건설생산성을 향상시켜 궁극적으로 4차 산업시대의 고부가가치 산업을 창출할 것으로 기대된다”라고 말했다.