컴퓨터가 건물의 전(全) 생애주기를 관리하다
-가상 건설 시스템 개발
"기획부터 완공 후 수명이 다하기까지 건물의 전 생애주기동안 모든 정보를 3차원으로 입체화하고 통합 관리한다"
미국 뉴욕에 250층 세계 최고층 빌딩을 짓기 위해 미국 최대 그룹 A사(발주회사)가 한국의 건설사인 B사(수주회사)에게 건설 프로젝트 발주했다.
A사와 B사는 빌딩정보모델링(BIM: Building Information Modeling) 시스템을 활용하여 기획, 설계, 공사 등 건축의 모든 단계에서 3차원 시뮬레이션으로 구현된 가상의 빌딩 및 건설과정, 관련 세부정보들을 검토한다.
이후 컴퓨터 상에서 건물 외형부터 건물 설계, 부분별 구조, 법적 사항, 건축비용, 건물 안전성, 발주처 특별 요구사항 등을 단계별로 검토하고 시스템 상에서 실시간으로 의견을 교환한다. 그리고 설계변경, 장착될 설비 교체, 정보추가 등을 즉각 진행한다.
BIM 시스템 사용으로 공사기간 단축 및 건축 비용이 당초 예상보다 절감되고, 발주회사의 요구가 대부분 반영되자, 미국 A사는 한국의 B사에 대해 큰 만족감을 표한다. 이후 A사는 이 건물로 사옥을 이전하고 건물 유지 및 보수, 법적 문제 등에 대해서도 빌딩정보모델링 시스템을 활용해 시설 유지 및 보수 등을 통합 관리하며 건물 관리비용도 절약한다. 이상의 시나리오는 먼 미래의 일이 아니다. 바로 지금 우리나라를 비롯한 관련 업계의 기술개발로 우리에게 성큼 다가온 최신 기술이다.
최근 건축분야의 가장 큰 화두인 ‘빌딩정보모델링(Building Information Modeling)’은 IT 기술을 활용하여 건축 기획부터 완공 후 건물의 수명이 다하기까지 건물 전 생애주기 동안의 모든 정보를 3차원으로 입체화하고 통합 관리하는 첨단기술이다.
그런 측면에서 Building Information Modeling의 각 용어는 포괄적 의미를 담고 있다. Building(빌딩)은 대상 건물의 전 생애주기, 즉 초기 기획 단계부터 설계, 공사, 그리고 건축 후 운영 및 관리까지의 건물의 전 생애 과정을 포괄한 의미이다.
Information(인포메이션)은 건물 생애 주기의 모든 관련 정보를 뜻하며, Modeling(모델링)은 건물의 전 생애 주기에 포함된 모든 정보를 통합하여 생산, 관리, 공유하는 통합 도구(플랫폼)를 뜻한다. 결국 이 세 가지 단어가 합쳐진 BIM은 단순한 건축용 소프트웨어(SW)나 운영체제를 넘어서는 포괄 개념이라 할 수 있다.
한국형 BIM의 시작
국내 업체 및 대학 등으로 구성된 연구진은 지난해 규격화된 BIM 기반 프로젝트 관리 체계 및 시스템을 개발했다. 이는 향후 건설업계에 다양한 파급효과를 줄 것으로 기대된다.
연구의 구체적인 성과로 BIM 기반 기획, 구조설계, 설비설계, 견적자동화, 시공시뮬레이터, 협업시스템 등 6개 분야 11개 시스템 개발했다. 또한 BIM 기반 건설 프로젝트 운영을 위한 프로세스 구축 및 설계가이드라인 개발 등도 함께 개발했다.
이렇게 개발된 기술로 건물 구조해석과 설계과정 통합에 의한 설계시간 단축, 투입인력 절감, 설계 작업의 효율성 확보는 물론 각 3차원 정보 및 관련 데이터의 통합적인 제공으로 기존 관련 프로그램 기술의 외국 의존도에서 벗어날 수 있어 향후 IT 기반 첨단 도시(U-City)를 구축하는 기반 기술이 될 것으로 기대된다.
또한 기존에 BIM 시스템이 서로 다를 경우 각 시스템 데이터 간 호환성 문제가 있었는데, 이를 개선한 데이터 호환성 및 표준화도 실현했다.
이 외에도 3D 기반 건축 단계별 및 공간 구성별 정보구축은 물론 각 단계별 신속한 의사결정 등 정확한 진도관리, 설계변경에 따른 신속한 변경 등으로 공사 기간 단축, 공사비 및 인력 절감, 설계 작업의 효율성 창출 등 건축 사업비 절감이 기대된다.
앞으로 BIM 시스템이 실제 건설사업에 활용되면 건설 프로젝트 총비용의 3% 이상을 절감할 수 있고, 이 프로젝트의 각 단계를 수행하고 관리하는 엔지니어링 회사도 10% 정도의 자체 비용을 줄일 수 있는 것으로 분석됐다. 이와 함께 건물 정보모델 공유를 통해 건물 전반에 걸친 광범위한 설계, 구조, 공사, 설비 관련 정보 업데이트 및 기존 건물 관리체계 개선 등이 기대된다.
BIM, 전 세계 건축을 관리하다
외국에서는 이미 2000년대 들어 BIM이라는 용어가 일반화됐으며, 2008년 미국의 연방 조달청(GSA)의 개방형 BIM시스템 도입을 시작으로 같은 연도에 미국 공병단(US Army Corps of Engineers)의 BIM시스템 도입, 2010년 노르웨이 정부 공공건축발주처의 BIM시스템 도입, 2011년 영국 정부의 미래 공공건물발주의 BIM을 도입했다. 2013년에는 싱가포르가 개방형 BIM 기반 인·허가를 의무화할 계획이다.
우리나라 조달청도 BIM 활성화를 위해 2012년부터 총공사비 500억 원 이상의 공공건물에 대해 의무적으로 BIM 시스템을 적용하고 2013년부터 300억 원 이상의 공공건물 사업에 그리고 2016년부터는 모든 공공건물에 BIM 시스템을 적용한다는 계획이다.
삼성SDS와 삼성건설, 대림산업, 롯데건설, 쌍용건설 등 대형건설사 등도 지난 2009년부터 BIM 전담조직을 만들어 대응해 나가고 있다. 또한 BIM 적용 및 응용 범위도 에너지 등 건설업계 관련 부문으로 확산되고 있어 이런 추세라면 각종 건설 사업을 컴퓨터가 지배하는 세상이 곧 펼쳐질 전망이다.
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