[제5회 스마트건설 세미나①] 스마트건설의 실현, 해답은 BIM에 있다
[제5회 스마트건설 세미나①] 스마트건설의 실현, 해답은 BIM에 있다
  • 김덕수 기자
  • 승인 2024.04.22 14:34
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한국건설신문 주최 ‘제5회 스마트건설세미나’ 개최
[Session 1] BIM for Construction Process
◇흥명건설 최형만 대표 : 골조공사의 시공 BIM 적용(스마트 폼 시스템)
◇큐픽스 이진우 매니저 : 3D 애즈빌트 디지털트윈을 통한 BIM 플랫폼 활용성의 극대화 방안
◇빔스온탑엔지니어링 정혜나 대표 : 디지털 데이터를 활용한 공사 단계별 스마트 건설기술 적용 사례(경기도서관 광장 및 보행몰 건립공사)
◇계룡건설 스마트기술팀 김은영 팀장 : 시공 BIM 활용현황 및 방향
사회 : 국토진흥원 박진아 PD

◼ 프로그램 

[Session 1]  BIM for Construction Process  
◇흥명건설 최형만 대표 : 골조공사의 시공 BIM 적용(스마트 폼 시스템) 
◇큐픽스 이진우 매니저 : 3D 애즈빌트 디지털트윈을 통한 BIM 플랫폼 활용성의 극대화 방안
◇빔스온탑엔지니어링 정혜나 대표 : 디지털 데이터를 활용한 공사 단계별 스마트 건설기술 적용 사례(경기도서관 광장 및 보행몰 건립공사)
◇계룡건설 스마트기술팀 김은영 팀장 : 시공 BIM 활용현황 및 방향 

[Session 2] BIM for Project Management 
◇더부엔지니어링 김용희 대표 : 무한한 가능성의 BIM ‘더부 INFNITE BIM’  
◇다공에스앤티 서한석 대표 : BIM을 활용한 3D 철근 모니터링 시스템 
◇한국도로공사 김경석 연구위원 : 국제표준 기반 BIM 사업관리 체계의 변화 방향
◇LH 스마트건설처 이영호 차장 : LH BIM(단지분야 토목부문) 적용지침 빛 시범사업 적용사례 소개

[Session 3] BIM for Asset Management(자산관리)
◇한국도로공사 이강혁 책임연구원 : BIM 기반 스마트건설플랫폼 개발 현황 및 활용방안
◇승화기술 박미연 대표 : BIM과 자산관리 연계 활용을 위한 제언
◇스마트건설교류회 스마트건설연구소: Building SMART International 해외사례 분석

 

흥명건설 최형만 대표

스마트 폼 시스템, 전문건설사 첫 시공 BIM 시스템 구축

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흥명건설 최형만 대표.

철근콘크리트공사 전문건설 기업인 흥명건설(대표 최형만)은 2008년 설립 초기부터 전문건설업체의 어려운 상황에서도 끊임없는 시공BIM의 연구개발과 시공공법 개선은 물론 신기술개발, 엔지니어링 데이터베이스 구축에 노력을 기울여왔다.
최형만 대표는 현재 6건의 특허를 획득했으며 관련된 신기술 인증을 추진 중에 있다. 
최 대표는 통신, 영상 및 IT기술의 발달로 건축물 생애주기 각 단계별 관리를 위한 시스템은 많은 발전이 있었고, 특히 시각화에 있어서는 3D를 넘어 가상현실과 증강현실 기술이 활용되고 있으나 건설의 본질인 시공부문에서는 극히 일부에 국한해 BIM이 활용되고 있는 것을 안타까워하고 있다.
건설현장에서 요구되는 것은 BIM이나 스마트건설을 위한 시공이 아니라 시공을 위한 BIM과 스마트건설이 돼야 한다고 강조했다. 
또 전문건설업을 포함한 시공사 입장에서의 시공BIM의 목적은 설계도서의 확실성이 담보된 상태에서 지능형 시공계획 수립 및 시공방법의 개선을 통해 시공의 효율성을 재고하고, 재시공과 공사기간의 손실을 방지하는 등 건설공사 실패 요인을 제거해 성공적인 프로젝트 수행을 통한 기업이윤의 창출에 우선순위가 있다는 점도 간과해서는 안된다는 것을 강조하고 있다.
따라서 건설산업에서 추구하는 스마트건설이 성공적으로 완성되기 위해서는 반드시 건설현장의 최일선인 전문건설 분야에서부터 BIM시스템이 적극 활용될 수 있도록 정부와 협회 및 학계의 관심을 호소하고 있다.
철근콘크리트 공사의 경우 거푸집공사가 차지하는 비중이 매우 크고 시공과정도 조립 및 설치, 탈형, 해체, 정리 등 복합공종으로 구성돼 있다. 
따라서 건설현장 4대 관리인 공정・품질・비용・안전 등 전 부문에 미치는 영향이 여타의 공종보다 크므로 거푸집공사를 최우선적으로 시공BIM 적용대상 공종으로 선정하게 됐고, 가장 많이 활용되는 유로폼 및 합판거푸집에 대한 폼워크 개발에 매진하게 됐으며 그 결과로 만들어진 것이 ‘스마트 폼 시스템’이라고 소개 했다.
‘스마트 폼 시스템’의 특징 및 장점은 ▷제작・조립과 설치를 분리해 거푸집 제작에 대한 공장화 및 양산체계를 가능케 했고, 현장내 각종 소음・분진 및 잔여부산물로 인한 청결문제와 안전문제가 최소화된다. 
▷각 현장의 여건에 맞는 모듈화 등 최적의 지능형 시공방법을 도출해 거푸집의 전용성을 높임에 따라 해체・정리 및 재조립 등의 과정을 축소했고, 특히 보 거푸집의 경우 유압을 이용해 거푸집을 테이블 단위로 탈형, 별도의 재조립 없이 즉시 재사용이 가능케 함으로써 생산성 향상과 공기단축이 가능하다. 
▷합판거푸집 사용을 최소화해 시공의 품질도와 현장 내 청결도가 향상되는 것으로 분석하고 있다.
또 ‘스마트 폼 시스템’은 거푸집공사에 사용되는 각종 자재들에 대한 라이브러리를 GDL(Geometric Description Language)로 만들어 DB화했다. 
특히 시공과정의 관리에 적합한 레이어 구분 체계와 모델링 체계를 갖추고 있으며, 작업자 및 관리자들의 원할한 의사소통을 위해 소요 자재에 대한 물량산출 시스템과 제작 및 설치를 위한 시공BIM을 기반으로 하는 도면체계를 구축했다.


CUPIX(큐픽스) 이진우 매니저  

건설산업 발전 위한 혁신적인 4D 디지털 트윈 플랫폼

큐픽스 이진우 매니저.

큐픽스(CUPIX)는 3D 애즈빌트(As-Built) 디지털 트윈을 통한 BIM 플랫폼의 활용의 극대화 방안을 소개했다. 
큐픽스는 360° 카메라를 사용해 촬영한 간단한 동영상으로부터 자체개발한 AI 엔진을 통해 3D 가상공간을 자동 생성하는 기술을 활용하여 건설공정 기록, 시설 관리 등을 위한 공간 디지털 트윈 솔루션을 제공하고 있다. 
이번 세미나에서 큐픽스는 최근 이어지는 국내 건설시장의 부실 공사의 근본적인 원인을 시공 프로세스에 대한 기록 부족, 현장과 오피스간 의사소통의 어려움, 공종별 미흡한 공정관리 등으로 지목하고, 이를 가능하게 하는 DX(디지털 트랜스포메이션) 기술의 부재도 큰 몫을 차지한다고 말했다. 
이러한 문제점들을 해결하기 위해 큐픽스는 경제적이고 간편한 360° 카메라를 사용해 현장 기록을 가능하게 한다. 
탁월한 클라우드 기반의 협업 플랫폼에서 자동 생성된 3D 가상투어를 통해 분석 기능과 자동 공정관리 프로세스를 제공하여 문제점들의 해결이 가능함을 주요 해외 사례를 통해 설명했다.  
큐픽스는 현재 미국과 호주 등 주요 선진국들을 비롯해 전 세계 30여개 이상의 국가에서 건설산업의 혁신을 이끌고 있으며, 최근 NTT 커뮤니케이션즈와의 협업을 통해 일본 시장 진출에도 본격적인 박차를 가하고 있다. 
국내 건설현장에서도 큐픽스의 가치를 입증해 국내 건설산업의 발전과 안전한 사회구축에 기여하기를 바란다며 발표를 마무리했다. 


빔스온탑엔지니어링 정혜나 대표

디지털 데이터를 활용한 공사 단계별 스마트 건설기술

빔스온탑엔지니어링 정혜나 대표.

빔스온탑엔지니어링의 발표 주제는 ‘디지털 데이터를 활용한 공사 단계별 스마트 건설기술’이다.  
‘경기도서관. 광장 및 보행몰 건설현장’의 사례를 중심으로 소개했다. 
빔스온탑은 건축, 엔지니어링 및 건설 산업에서 복잡하고 해결하기 어려운 과업을 디지털 데이터 기반으로 해결해 나가는 엔지니어링 그룹이다. 
대표적인 수행 프로젝트는 현대자동차그룹-SK On 합작법인의 미국 조지아 배터리 공장과 경기도서관 광장 및 보행몰로 모두 현장 여건에 적합한 운영 방안으로 BIM을 구축하고 관리해 나가고 있다. 
빔스온탑은 최적화 로직 설계, S/W 개발 등과 같은 IT 기술을 적용해 프로젝트에 적합한 솔루션을 제안한다. 
현재 DL E&C와 진행 중인 옥외 전기 배치 최적화는 유전자 알고리즘과 수학적 연산을 활용한 개발로 성과공유 협약 방식으로 수행 중이다. 
지금부터 경기도서관 수행 경험을 바탕으로 ConTech(Construction과 Technology의 합성어)의 단계별 활용에 대해 소개하고자 한다. 
경기도 광교에 위치한 경기도서관은 지하 4층~지상 5층의 타원형 평면을 기본으로 한 비정형 건축물로 경기융합타운 대지 내 후속 공사에 해당한다. 
경기도서관은 경기융합타운 대지 내 일부의 필지로 경기융합타운에 건설된 모든 건물의 지하층은 연결돼 있고 도서관의 연접한 건물들은 기존에 공사를 완료했거나 공사 진행 중이다. 
도서관의 내부는 4개 층이 오픈된 아트리움을 중심으로 나선형 경사 램프로 계획됐으며, 천정은 모두 나선형 경사면을 중심으로 비정형 커브 면으로 구성돼 있다.
빔스온탑은 이러한 도서관의 현장 여건과 비정형 건물 형상에 적합한 스마트기술을 적용하며 수행해 왔다.
제일 먼저 레이저 스캔으로 현장을 촬영했는데 인접 건물과의 복잡한 관계 때문에 토목공사에 본격적으로 들어가기 전 현황을 데이터화했다.
경기도서관과 맞닿은 타 부지는 경기도서관의 부지를 장비 이동 통로로 사용했는데 상당량 선 굴착을 선행했고 인접 대지 시공사와 절토량에 따른 금액 정산이 필요했다. 빔스온탑은 절. 성토량을 파악해 오차율 3% 미만 토 공량을 산출했고 이는 건설사에서 금액 정산의 근거 자료로 활용됐다.

이후 현장 스캔 파일을 활용해 선시공 된 인접 건축 물관의 구조 연계성을 파악했다. 
기존에 시공된 건물과 도서관의 구조 도면상의 오류는 없는지, 구체 이음 부위의 시공성이 확보됐는지 등을 검토했고, 기 시공된 구조물과 이어지는 구간에서 다수의 설계 오류를 발견해 건설사와 협의하여 사전에 오류를 수정하고 조치할 수 있었다. 
특히 주열이 틀어지는 측량 오차를 발견해 공사 전 설계를 수정할 수 있었다.
그 다음은 BIM 모델을 구축했는데 BIM을 통해 발견한 전 공종의 설계 오류는 통합 2,000건이 넘었으며 수정한 설계 오류는 공사의 재시공을 예방하고 설계 품질 향상에 도움이 됐다.
BIM 모델은 물량산출에도 활용됐는데 습식, 내장 등 다양한 물량산출을 고려한 모델 데이터를 통해 공사 현황이 반영된 물량을 산출했다. 
공사 상황이 변경될 때마다 시공 구역을 변경해 물량을 산출했고 특히 콘크리트는 타설 구획에 따라 물량을 제공했으며, 실 타설량의 오차율 0~9% 사이, 평균 5% 내외로 현장에서 교차점검 후 발주 물량과 기성금 지급의 참고 자료로 활용됐다.
현장에서 BIM 모델의 활용을 높이기 위해 빔스온탑에서 자체 개발한 ONAIR(웹 기반 뷰어)를 제공해 현장관리자의 BIM 활용도를 높이고 의사결정의 도구로 활용됐다.
이는 비정형 구간에 대한 이해를 돕는 데 활용됐으며, 저연차 현장관리자의 도면 파악에 큰 역할을 기여했다. 도서관 현장에서는 ConTech 기술에 대한 만족도가 크며 현장 내 BIM 모델의 활용 및 의존도가 점차 증가했다.
빔스온탑은 Optimization 기술을 적용해 비정형 구간의 형상 최적화를 수행했다. 대표적인 사례로 외장 시트와 루버를 지지하는 강관 형상 최적화가 있는데 원안 설계는 나선형 3차원 커브로 구성돼 강관 제작의 비용이 증가하는 문제를 안고 있었다.
강관의 전체 형상은 넙스 커브로 구성돼 있는데 우리는 이를 원안과 오차가 최소화된 2차원 아크로 변경했고 가공비를 2배에서 5배까지 절약할 수 있었다.
빔스온탑은 BIM 데이터를 기반으로 각 공정 파트마다 다른 시공 업체들의 시공성과 경제성을 높여주는 엔지니어링 업무를 수행하고 전 공정을 통합해 관리 및 운영해 나가고 있다.
언제나 모든 프로젝트에 진심을 다하며 발주처의 프로젝트가 성공할 수 있도록 최선의 노력과 탄탄한 기술력을 지원하고 있다.


계룡건설 김은영 팀장 

시공BIM 활용현황 및 방향
“원가절감 도움, 더 많은 현장에 시공BIM 도입 계획” 

계룡건설은 스마트건설기업으로서 전환을 위한 노력이 본격적으로 시작됐다. 
현재 계룡건설의 전국 건설현장 중 BIM을 적용한 현장은 37.9%이며, 이중 14.8% 건설현장은 시공BIM을 적용하고 있다. 
시공BIM은 대부분 공공시설사업 위주의 프로젝트이며 ‘조달청 시설사업 BIM 적용지침서’를 준용하고 있다.
조달청 적용지침뿐만 아니라 현장에 실질적인 도움을 주기 위해 전담조직 강화와 프로세스 역량 강화를 위해 노력을 하고 있으며, 2018년도부터 전담인력을 상주시켜 현장의 니즈를 파악했고 프로젝트 특성에 맞춰 필요한 아이템을 찾아나섰다. 
BIM 담당자의 컨설팅 능력을 향상시켰고, 프로젝트별로 필요한 니즈를 찾아내어 입찰단계에 적절한 기술제안을 하고 설계・시공단계에 프로세스 관리를 하며 현장에 직접 지원을 하는 등 입찰부터 준공까지 프로젝트 전담체제로 운영하고 있다.
계룡건설은 20여개 현장의 BIM 활용현황을 분석했고, 스마트기술교류회 세미나를 통해 시공BIM 활용현황 및 전략을 발표했다.
첫째, 현장의 BIM전담 기피현상의 이유는 어렵고 복잡해 숙지할 시간이 없다는 이유였다. 
이 현상의 해결을 위해 가장 쉽게 접할 수 있는 BIM을 연구했다. 
그중 한 가지는 클라우드기반 환경을 구축하고 템플릿을 가장 단순하게 세팅해 쉽게 접근이 가능하도록 하는 것이었다.
둘째, 물량에 대한 스트레스가 매우 크며 본사의 물량 신뢰도 확보를 위해 철근량 증감에 대한 예측을 미리 할 수 있도록 하는 철근모니터링 시스템을 시범 도입했다. 
또 수기로 산출하기 힘든 비정형 구간의 물량산출이 필요한 경우 본사 BIM팀의 물량산출 지원 프로세스도 구축했다.
셋째, 업체 선정 지연으로 인한 초기 BIM지원의 미흡사항은 빠른 업체 선정 및 BIM 적기도입을 위해 BIM입찰조건을 전면 재설정했고, 초기공사의 업무를 놓치지 않기 위해 토공・가설공사 본사지원 프로세스를 구축했다. 
특히 골조공사의 거푸집 선검토를 위해 스마트폼 시스템도 시범 도입했다.
계룡건설의 시공BIM은 현장의 의존도가 점차 높아지고 있는 추세이며, 특히 공사팀의 업무시간을 줄여주고 있다고 밝혔다.
추후 더 많은 현장에 시공BIM을 도입해 현장의 BIM 활용을 쉽게 접근할 수 있게 구축할 계획이다. 
특히 집중근무 할 수 있는 환경을 만들어 주고, 데이터의 신뢰도를 확보하고, 불필요한 업무를 줄여줘 인당소화금액을 증가시켜 원가절감에도 도움이 되는 BIM 활용을 기대하고 있다.
중소기업의 PoC투자를 위해 다양한 시공BIM 활용의 아이템을 적극 찾고 있으며, 특히 스마트기술교류회를 통해 많은 업체를 접하고 있다고 발표했다.

한국건설신문 김덕수 기자

 

 

 

 



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