◼ Cost BIM을 활용한 주요 물량 검증

BIM을 활용해 물량을 산출하는 것을 Cost BIM이라고 정의하고 있다. 
지금까지는 2D 적산 프로그램을 사용해 물량을 산출하고 있는데, 실제 현장에 투입되는 물량과는 차이가 발생한다. 
그 원인으로는 프로그램에 입력된 산출 방식의 알고리즘의 한계도 있지만 무엇보다도 사람의 실수로 발생하는 경우가 대부분이다. 현장 공사 경험과 도면 이해 능력이 높은 기술자가 산출하면 오류가 적어질 수도 있겠지만 비용면이나 투입 인력의 한계상 그러하지 못한 것이 현실적이다. 
물량 산출의 오류는 산출식으로 표현되므로 찾아내기가 매우 어려운데, 적산업체나 시공사의 견적부서에서는 회사 나름대로 물량 검증 시스템을 갖춰 물량 검증을 하고 있다. 
이럼에도 불구하고, 현장에서는 물량 차이가 오차 범위를 벗어나서 예산 초과 및 긴급 자재 투입 등의 문제가 발생하곤 한다.

이에 비해 BIM으로 물량을 산출하면 도면에 표기된 모든 부위를 작성함으로써 물량의 오류를 쉽게 발견할 수 있다. 다만 BIM을 활용한 물량 산출은 기본적으로 BIM 모델을 얼마나 상세하게 빠르게 작성하는가에 그 정밀성이 좌우하게 된다. 
물량산출에 특화된 몇몇 BIM 프로그램이 개발돼 있지만 BIM은 물량산출용으로만 활용하기에는 매우 비싸고 효율이 좋지 않으므로, 프로그램을 선택할 때는 BIM의 사용 용도에 맞는지를 먼저 판단하는 것이 바람직하다고 생각된다. 
또 어떤 프로그램이라 하더라도 물량산출 자동화는 100% 실현되지는 못했고 작업자의 숙련도와 기초적인 지식과 경험을 바탕으로 물량 산출의 정밀도가 유지되고 있다. 
향후 프로그램이 보완되면 자동화율과 정밀도, 생산성은 더욱 향상될 것으로 기대된다. 
그래서 더부엔지니어링에서는 범용적이고, 여러 단계에 활용할 수 있으며, 사용 용도별로 최적화된 프로그램을 선택해 사용하고 있다. 

아키캐드(Archicad)는 다른 BIM 프로그램보다 개발사의 정기적인 업그레이드가 이루어지고 있고 구매 비용이 저렴하며 다루기 쉬워서 작업 시간이 단축된다. 데이터의 용량이 적기 때문에 고사양의 컴퓨터를 사용하지 않아도 되며 클라우드 환경에서 협업 작업 및 구동이 편리하다는 장점이 있다. 
이런 점에서 신속함을 요구하는 건축 분야에는 매우 효과적인 프로그램이라고 여겨진다. 
그래서 기본적인 건축 및 토목 모델링 작업은 아키캐드를 사용하고 있다. 다만 아키캐드는 물량산출 전용 프로그램이 아니어서 모델링에서 산출된 물량에 대한 산출식이 표현되지 않는 단점이 있다. 
물론 모델에서 부위를 선택하면 물량을 확인할 수 있기는 하지만 익숙한 2D에서 표현되는 산출식을 요구하는 고객의 입장을 맞추기는 어려운 현실이다.

이에 반해 철골과 철근에 특화됐다는 테클라(Tekla)와 애드온(Add-on) 프로그램인 SIDD를 이용하면 도면을 자동으로 스캐닝해 모델을 구현하여 골조 물량 및 산출식을 도출할 수 있다. 
특히 철골과 철근은 부재의 패밀리와 라이브러리가 풍부하게 제공되며, 접합부 및 상세 작성을 위한 기능이 탁월하다. 
더불어 테클라는 클라우드 환경의 The Trimble Constructible Process의 3가지 기능을 제공하고 있다. 
첫 번째는 On-off 자료를 실시간으로 공유할 수 있고, 관련자들이 온라인 환경에서 상호 자료를 수정하거나 작업･토론할 수 있는 Connected, 두 번째는 전 세계의 주요 건설 장비와 자재업체의 최신 3D 라이브러리를 제공하는 Content-Enabled, 세 번째는 모델링을 작성하고 물량을 산출해 설계와 시공의 정합성을 분석할 수 있는 Constructible 기능은 다른 프로그램과 차별화된 특징이다.

캐드와(Cadewa)는 MEP설계, 물량산출, 3차원 간섭 및 시공검토, SHOP Drawing 제작이 한 번에 가능한 3D기반 MEP(설비･전기･공조･소방) 전용 BIM 프로그램이다. 일본 후지쯔에서 개발해 국내에는 Cadewa real 버전으로 수입･공급되고 있다.

BIM을 활용한 물량 산출을 주용도로 사용하고 있는 대표적인 건설사는 대림E&C, 현대엔지어링, 현대산업개발  등이 있으며, 최근 호반건설에서도 도입했다. 
호반건설의 prototype으로 실행된 주상복합건물 프로젝트에서 2D 적산에서 산출된 누락과 오류를 찾아내어 수십억이 낭비될 뻔한 일을 막을 수 있었다. 
BIM의 장점을 발견한 이후에 모든 프로젝트에서는 착공 전에 BIM으로 주요 물량을 산출하는 것으로 방침이 세워진 것은 매우 고무적인 일이라고 생각된다.

◼ 스마트건설 실현을 위한 시공 BIM의 활용 방안 

국토부나 조달청, LH 등에서 발주하는 일정 규모 이상의 건설 프로젝트에는 설계 BIM을 의무적으로 사용하길 요구하고 있어서 공공 건축물의 설계 BIM 사용은 빠르게 확대될 것으로 보인다. 
아직까지 설계 단계에서 BIM 활용 실적도 그다지 많다고 볼 수는 없지만, 시공 BIM은 설계 BIM에 비해 적용 사례가 매우 적고 그나마도 시공 단계에 활용되고 있는 시공 BIM은 발주처의 계약 요건에 따라 형식적으로 이루어지다 보니 투입 인건비조차 모자라는 저가 입찰로 BIM이 가지고 있는 수많은 특성을 활용하지 못한 채 BIM 모델링을 통한 간섭 검토 위주 및 회의나 보고서 자료용으로만 사용되고 있는 현실은 안타깝기 그지없다. 

물론 설계 단계에서 작성된 BIM을 시공 단계에서도 활용하는 것이 당연하지만 설계 BIM은 시공 단계에서 모델만 참고할 뿐 재작업하는 것이 일반적이다. 
작업 시간과 업무량이 많은 BIM 모델을 설계 따로 시공 따로 만든다는 것은 심히 안타까운 일이지만 통합적인 작성 기준이 없어서 발생하는 문제이기도 한 듯하다. BIM으로 직접 설계를 진행하기에는 설계사들이 익숙하지 않고 설계가도 낮으므로, 전문 설계자가 2D CAD로 도면을 그린 후에 BIM 작업자들이 모델을 구축하고 있는 것도 문제 중의 하나다. 
또 공사가 진행되는 방식이 아닌 설계를 빠르게 할 수 있는 방식으로 BIM 모델이 구현되다 보니, 시공 현장에서는 필요한 부위의 모델을 분리하는 것이 사실상 불가능하므로 시공 BIM 모델을 재작업하게 되는 것이다. 
설계 BIM의 기능인 패밀리와 라이브러리를 제작할 때 통합 모델도 좋지만 각 부재나 마감재는 분리가 가능한 형태로 작성해야만 시공 과정에서 필요한 공정에 활용할 수 있고, 싱가폴처럼 BIM으로 작성된 라이브러리는 국가의 자산으로 등록해 관리하고 누구나 데이터를 받아서 사용할 수 있는 경쟁력있는 디지털 환경을 구축하는 것도 벤치마킹할 부분이다. 
이는 국가적 차원에서 해결하거나 공사 전반을 이해하는 발주자나 설계자, 시공사의 강한 의지가 있을 때 가능하리라고 본다.

어찌되었든지 현재 일부 건설현장에서 시공 BIM을 도입하고 있는데, 활용도가 미흡하고 투입된 비용에 비해 불만이 많은 것은 사실이다. 
그 이유로는 주로 활용해야 하는 현장 기술자들은 BIM 사용법이 익숙하지 않고, BIM 전문가는 현장의 상황을 이해하기 어렵고 인력 또한 부족하기 때문이며, 모델을 작업하는 기간도 최소 2주에서 한 달 이상 소요되므로 하루가 다르게 변화하는 현장의 여건을 반영하기 어려워서 적용하기 어렵다고 여겨진다. 
그러므로 시공 BIM을 제대로 활용하기 위해서는 당사와 같은 전문 BIM 업체를 활용하는 것도 좋다고 판단된다.

시공 BIM은 입찰 때와 계약 혹은 착공 때 제공된 도면의 변경 사항을 통합적으로 분석하는데 탁월하며, 모델로부터 산출되는 물량을 검증해 전문 공종별 업체와의 계약에도 활용하고 정확한 실행예산을 수립하는 데도 필수적이다.
또 건설사는 시공계획을 세워서 발주처에 보고도 해야 하고 시공계획은 안전이나 품질계획의 기초가 되기도 하며 계약 때 제시한 공기도 현실적으로 타당한지를 검토하는 데 기본이 되는 중요한 자료이다. 
하지만 많은 현장에서는 시공계획은 전문 공종 업체로부터 접수한 계획서를 취합해 사용하기도 하고 공기의 검증 없이 전문업체에 의뢰해 작성된 공정표로 운영하기도 한다. 
이는 시공계획이나 공정표는 경험이 많은 소수의 기술자를 제외하고는 종합적으로 파악하기 어렵기 때문이기도 하다.

그러나 시공계획을 BIM 모델로 작성하면, 시공 계획의 문제점을 한눈에 파악하기 쉬우며 더욱이 설계 도면이 없는 가설공사는 공사 진행 단계별로 모델을 분석하면 빠짐없이 파악할 수 있게 된다. 설계 도면에 명시된 부분은 보고 시공하는 데 큰 차이가 없지만 가설공사는 숙련된 기술자의 경험이 필요하다. 
그래서 어느 현장 소장의 이야기로는 가설공사 비용을 아껴서는 공사가 제대로 이루어지지 않는다고도 하며 가설공사계획에 따라 공사의 성공 여부가 달렸다는 것을 들은 기억이 있다. 
시공 BIM은 가상으로 건물 전체를 지어보면서 문제점을 파악하고 사전에 해결함으로써 재시공 및 오시공 비용과 시간을 줄일 수 있게 해준다. 

경사가 심하거나 이형의 부지 형태에서는 토목 물량의 차이도 크게 발생하고 도면대로 시공하는 데 한계가 있기도 하다. 
이때도 BIM을 활용하면 사전에 정밀한 토목공사가 이루어질 수 있다. 골조공사 단계에는 대형 장비와 차량이 빈번하게 운행되는데 공사 단계별로 이동 동선을 확보해야 하고, 넓은 현장에서는 고층부와 저층부가 동시다발적으로 진행함으로써 장비와 차량의 간섭이 많이 발생하는 바, 합리적인 조닝과 순차적인 작업 순서를 계획해야만 원활하게 공사가 진행될 수 있다. 상상을 통한 2차원적인 공사 계획에는 한계가 있으므로 BIM 모델을 활용한 단계별 입체적 검토가 필요하다고 하겠다. 
이러한 현장의 다양한 니즈를 반영해 더부엔지니어링에서는 차별화된 시공 BIM을 지원하고 있다.

마지막으로 시공의 정밀성을 검토하는 방법인 AR(증강현실)이나 VR(가상현실)을 활용할 수도 있다. 
더부엔지니어링에서는 가상 모델을 구축해 VR 환경 속에서 사전에 현장이 만들어지는 모습을 생생하게 볼 수도 있으며, 현장의 정확한 위치에 태블릿을 통해 매칭시켜보는 방식도 제공하고 있다.

 

<다음에 계속>