1. 서두
· 국토교통성 관청영선사업 중 BIM도입 효과 검증 : 신주쿠 노동종합청사, 마에바시 지방 합동청사, 시즈오카 지방법무국 후지에다 출장소
· 본 자료에서는 2012년 관청영선부의 일본 BIM활용실태 조사, 일본 외 BIM가이드라인 조사 결과를 통해 현황과 향후 과제를 고찰함.

 

2. 시행개요
1) 설계단계에서의 시행
· 대상: 건축의장, 구조, 설비(전기/기계)
· 내용: 기본/실시설계 업무에 BIM적용, 건축·설비간 간섭체크

① 설계내용 가시화, ② 건물정보의 정밀·적합성, ③ 건물정보의 통합·일원화 등 3가지 관점에서 설계업무 프로세스에 주는 효과검증.
· 본 연구에서는 중부지방 정비국 발주의 시즈오카지방 법무국 후지에다 출장소 설계단계 BIM적용 시행결과를 실례로써 검토.

 

2) 후지에다 법무 시행결과
· 시설개요: RC조, 지상3층, 연면적 약 3,000㎡, 단독청사, 설계기간 2012.1.-2012.10.
① 설계방침 책정, 기본설계, 실시설계의 효과와 과제
a) 설계방침책정 단계
· 후지에다 법무는 주택지에 세워진 관청시설로 착수단계에 주변경관 영향 시뮬레이션 실시.
· BIM 공간오브젝트를 사용한 조닝모델 구축: 일반설계 비해 매우 이른 단계에서 인근주택에의 일조건 영향과 건물 볼륨감의 경관에 대한 영향검토, 인지하기 용이한 가시적 결과 도출. (그림 1)

 
· 일반설계에 비한 장단점: 주변상황의 BIM모델화 등 작업량 증가, 음영 시뮬레이션, 워크 스루에 의한 다각적 확인 등이 가능, 프레젠테이션에 소요되는 작업량 경감.
b) 기본설계 단계
· BIM을 적용할 경우 통상 설계에 비교하여 다양한 의사결정이 가능.
· BIM모델의 속성정보가 마감표·면적표과 연동되어 복수 계획안 검토과정에서 수정의 부정합 확인 수고 생략, 수량산출기능으로 적산 수고의 절감.
· BIM모델에서 구조도 출력이 가능. 드로잉 작업 경감.
c) 실시설계 단계
· BIM모델 상세도 도출: 금속지붕 처마끝단이나 내외장의 목제 louver의 위치를 검토하는 데 협의를 위한 이미지 도출.(그림 2.3)
· 정밀성·적합성 확인: BIM모델의 작성 입력시간이 걸리지만, 마감표, 배치도, 평면도, 입면도, 단면도, 구계도(矩計圖), 평면상세도, 단면상세도, 전개도, 천장도, 창호표 등 출력을 위한 도면 간 검토 수고 감소.
· 건축·설비 간섭체크: 설비용 플러그인 S/W사용, 덕트, 케이블락 및 배관 등을 모델에 반영하여 건축구조체나 가구, 서가(書架) 등과 간섭 여부 검토.
· 작업량 증감: 구조분야 기본설계 단계에서 구조계산 수행, 실시설계 단계의 작업량 삭감. 설비분야 덕트·배관 등 모델링 작업으로 작업량 다소 증가.

 ② 수량적산 효과와 과제
· 적산업무: BIM모델 연계가능한 적산소프트를 사용하여 수량산출, 기능의 정밀도 검증.
· 콘크리트 골조수량 검증: 「공공 건축공사 적산기준」에 근거한 골조 각 부위마다 수량비교검토, 일반적으로 BIM모델에서 2차원 도면에 출력했을 때 기둥·양벽과 슬라브 각 객체가 접합부 도면표기는 BIM소프트웨어 기능으로 자동수정(「싸임(包絡)처리」 or 「승패(勝ち負け)처리」). (그림 4).

· 구체부재 접합부 (예: 보와 슬라브 접합부): 중복되게 모델링 하여도 BIM소프트가 설정된 우선순위에 따라 자동적으로 중복부를 제거하여 처리, 수량산출.
· 정밀도 편차: 수량산출 기능에 의한 각 부위 수량정밀도, 우선순위 설정에 의한 부위별 수량 정밀도 편차발생. 슬라브와 보가 겹치는 부분이 슬라브 수량으로 합산되나 적산기준에서는 보로 인식.
· 우선순위에 따른 적산 정밀도: 우선순위 설정에 의한 영향이 작아져 수량산출 정밀도가 높아지나, 총수량이 적은 부위는 영향이 커져 정밀도가 저하됨.
· 전체 수량 측면: BIM에 의한 수량산출 편차는 일반적 적산에 비해 약 0.2% 수준.
· 적산업무 작업량: BIM모델과 연계된 적산소프트웨어를 사용은 소프트웨어 상에 골조 등 정보입력 작업이 생략되어 일반 적산에 비해 작업량 감소.
· 설계시 BIM사용 유의사항: BIM소프트웨어 별로 우선순위가 다르므로 주의 필요. 적산기준 등에 대응하는 적산용 소프트웨어가 없는 경우 있으며, 부위별 물량산출의 정밀도를 높이기 위해 BIM모델 작성에 노력이 필요한 경우 등.

 

3. 국내(일본)에 있어 BIM활용 프로젝트 현황
· BIM을 활용한 프로젝트가 증가세에 있는 상황, 관청 영선사업에서의 BIM활용의 기본방향 검토를 위해 일본내 BIM활용 프로젝트 실태파악 조사실시.

 

1) BIM도입 효과
① 가시화에 의한 효과
· 설계단계, 시공단계 등에서 BIM의 가시화로 담당자 간의 인식공유 · 합의형성에 유익하다는 평가. (예, 병원건축에서 환자의 프라이버시 보호와 간호사가 보호 및 관찰하기 용이해야 하는 상반된 조건에 어느 위치에서 어떻게 보이는가를 검토하면서 계획되어야 하는데 의사, 간호사 등의 합의형성에 BIM에 의해 가시화가 건축계획 수립에 유익하였다는 사례)
· 복잡한 형태의 프로젝트에서 설계자(건축·설비)와 시공자(원청·협력·현장작업자) 등 관계자 간 이해향상에도 도움이 되었다는 의견. 특히 시공단계에서 BIM모델을 이용한 시계열적 시공순서(4D시뮬레이션)로 사전검토 과정에서 보다 적극적으로 공사의 문제점 발견.
② 건물정보의 정밀성과 적합성
· 건축의장, 구조, 설비 각 분야 간 도면의 정밀성과 적합성 확보, 간섭체크 효율성 향상에 효과적이라는 의견.

 

2) BIM도입·활용의 과제
① BIM모델 작성방법과 BIM모델 데이터의 수취·발신
· BIM 모델은 기존의 2D CAD와 개체수가 많아 용량이 크기 때문에, PC환경에서 상세도 추출과 자료교환에 원활하지 못한 측면이 있음.
· 이 때문에 2차원 상세도에 링크를 걸어 2D CAD와 같이 부분적으로 참조하는 방법, BIM모델을 구성하는 특정 부분의 오브젝트만 상세도를 높이고 그 이외의 것은 생략하는 방법 등을 사용 → 설계자의 의도인지 여부에 의해 혼동·오해의 소지가 됨.
· BIM선진국의 경우 담당자 간의 혼동을 피하기 위해 「BIM모델 설명서」를 작성을 권장하여 BIM모델과 도면 작성 및 활용방법에 기준을 마련.
② BIM소프트웨어 조작성 및 다른 BIM 간의 데이터 교환
· BIM보급의 열쇠: 작업 효율화를 도모한 객체 라이브러리의 충실요구 의견.
· BIM을 도입한 시공도작성은 설계변경작업(BIM활용)이 공사진행에 맞출 수 없게 되어 2D CAD를 사용했다는 의견도 많았음. BIM을 사용할 수 있는 건축기술자가 적어 BIM활용자에게 의뢰하는 양상으로 실무적 활용에 어려움이 있음. → 2D CAD의 초기 현장적용과 마찬가지 현상으로 소프트웨어의 조작성 향상, 기술자연수·스킬업으로 향후 보편화될 것으로 전망.
· 작성된 BIM모델의 설계자-시공자, 건축-설비, 타 소프트웨어와의 데이터 교환시 정확도 향상을 요구하는 의견이 많음. → 향후 호환성 향상이 BIM 보급에 중요함.

③ 유지관리 단계에서의 BIM의 도입·활용
· 금번 청취조사 결과에서 유지관리 단계에서 BIM활용은 구체적 사례가 없는데, 그 이유는 건축주가 직접 BIM을 조작하기 어렵고 BIM을 활용한 유지관리의 메리트가 확립되지 않았기 때문.

 

4. BIM시행 결과 등을 감안한 향후 대책
· 관청 영선사업의 3건의 설계단계 적용결과 및 일본내 BIM활용 사례 청취조사 결과를 정리하여 모식도 작성.(그림 5). 

① 「가시화」 「정합(整合)」의 이점
· 프로젝트 개시 초기단계(기획·기본설계)에서는 「만드는」입장과 「사용하는」입장 사이 인식공유 및 합의형성이 중요한데, BIM의 「가시화」가 유효함.
· 프로젝트가 진행될수록 「정합(整合)」 효과가 중시됨. 설계-전문분야(검토), 시공-설비, 원청-수급-제조 등 하나의 건물을 건축하기 위해 각 분야·공정의 도면, 기자재 등 「정합(整合)」 효과가 중시됨. (시행결과나 정취조사 결과를 통해 검증된 사항)

② 데이터 발신·수취, 실무상의 과제
· 청취조사를 통해 BIM모델 데이터의 발신과 수취에 관한 부분이 향후 과제로 드러남.
· BIM소프트웨어 간의 데이터 교환이 증가, 데이터 교환의 정밀도 향상.
· BIM모델 작성방법을 주지시킬 매뉴얼 작성 필요.
· 라이브러리의 충실화.
· BIM소프트웨어 조작성 향상필요.

③ 유지관리 단계의 활용
· 유지관리 단계에서의 활용과 보급을 위해 명확한 목적성을 확립하고 프로젝트 각 단계의 속성정보를 모델상에 입력해 둘 필요가 있음. (예, 청소 유지관리 목적성이면 건물 내부 각실의 용도별 면적정보를, 자산관리 목적인 경우 어느 실에 어떤 집기·장치가 소재하는지 등)
· 건축의 성능을 충분히 발휘하도록 설계정보를 활용. (예, 내진벽과 방화·방연구획의 위치, 슬라브 최대하중 등을 『시설이용 설명서』로 추출하여 시설관리자와 이용자에게 유지관리 정보제공) (그림 6)
· 시공단계에서 사용된 BIM모델은 유지관리 단계에서 그대로 활용될 경우 데이터가 많아 무거워질 수 있어 유지관리시 설계단계 BIM모델을 기반으로, 필요한 속성정보를 추가하는 것이 유리함.

④ 향후 대처
· 관청 영선사업의 BIM 도입: 수주자의 창의성 여지를 최대한으로 남기면서 발주자로서 최소한 필요범위를 제도화. 향후 BIM 기술의 진전에 따라 필요한 내용을 첨가·수정하여 순차적 개정이 바람직 함. 

 5. 맺음말
· 국토교통성 관청 영선부에서는 향후 시공단계 등의 시행결과를 계속 검증하고자 함.
· 유지관리 단계의 BIM 활용동향에 주목하여 영선사업에 대한 BIM의 적용방안 검토예정.