본 연구는 건축자재들을 컴포넌트로 구성하고 컴포넌트들을 패턴으로 조립하여 패턴 단위로 건축설계가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 3D 가상건축 기술을 개발한다. 또한 이 기술을 이용하여 건축의 공정에 설계, 분석, 변경정보, 조립 등의 건축설계를 시뮬레이션을 통하여 건축의 손쉬운 변경과 비용을 효과적으로 절감하기 위한 기술을 지원하는 조립 건축설계 시스템 개발을 목적으로 한다. 특히 설계자와 사용자도 패턴을 이용하여 쉽게 건축물을 변경시킬 수 있으며 변경에 따라 필요한 자재들의 패턴 정보와 변경된 건축물의 설계도가 자동 생성된다. 또한 개인의 숙련도나 지식 가시화를 통해 발생할 수 있는 지식검색 역시 구현 목표로 한다.
본 연구는 건축자재들을 컴포넌트로 구성하고 컴포넌트들을 패턴으로 조립하여 패턴 단위로 건축설계가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 3D 가상건축 기술을 개발한다. 또한 이 기술을 이용하여 건축의 공정에 설계, 분석, 변경정보, 조립 등의 건축설계를 시뮬레이션을 통하여 건축의 손쉬운 변경과 비용을 효과적으로 절감하기 위한 기술을 지원하는 조립 건축설계 시스템 개발을 목적으로 한다. 특히 설계자와 사용자도 패턴을 이용하여 쉽게 건축물을 변경시킬 수 있으며 변경에 따라 필요한 자재들의 패턴 정보와 변경된 건축물의 설계도가 자동 생성된다. 또한 개인의 숙련도나 지식 가시화를 통해 발생할 수 있는 지식검색 역시 구현 목표로 한다.
This paper is focus on 3D virtual building design technic that construction materials are showed by components and these components are part of patterns, and building design using pattern is possible. To use this technique in process of construction, design, analysis, change, assembly, etc, we will ...
This paper is focus on 3D virtual building design technic that construction materials are showed by components and these components are part of patterns, and building design using pattern is possible. To use this technique in process of construction, design, analysis, change, assembly, etc, we will develop flexible building design system that it supports efficient building change and low cost by construction design simulation. Specially also the designer and the user use a pattern and easily will be able to change the building and according to change pattern information of the materials, design of the buildings which are changed creates automatic. Also we will implement knowledge retrieval engine which is necessary to personal skill or visualization.
This paper is focus on 3D virtual building design technic that construction materials are showed by components and these components are part of patterns, and building design using pattern is possible. To use this technique in process of construction, design, analysis, change, assembly, etc, we will develop flexible building design system that it supports efficient building change and low cost by construction design simulation. Specially also the designer and the user use a pattern and easily will be able to change the building and according to change pattern information of the materials, design of the buildings which are changed creates automatic. Also we will implement knowledge retrieval engine which is necessary to personal skill or visualization.
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문제 정의
따라서 본 논문의 최종 목표는 패턴 기반으로 건축설계를 수행하면서 다차원적인 관계를 쉽게 식별하고 사전 지식 등을 활용할 수 있는 여러 방식의 변경이 가능한 조립건축설계시스템을 위한 핵심 기술을 개발하는 것이다. 이를 통하여 건축분야의 고정관념을 변화시키고, 다양한 건축물 변경으로 인한 삶의 질적 향상을 높이며, 산업적, 경제적 효과를 이루고자 한다.
또한 본 연구는 산업현장에서 작업현장, 교육현장, 기타 시공간에서 작업자의 현재 상황이나 담당업무 맥락에 따라 개인의 숙련도나 지식 가시화를 통해 발생할 수 있는 지식검색 역시 구현 목표로 한다. 이는 작업자의 맥락(작업순서, 숙련도, 경험 등)에 부합하는 지식정보를 패턴형식으로 표현하여 작업과 학습을 생산현장에서 실시간으로 병행할 수 있도록 지원할 수 있어야 한다.
본 연구는 건축자재들을 컴포넌트로 구성하고 컴포넌트들을 패턴으로 조립하여 패턴 단위로 건축설계가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 3D 가상건축 기술을 개발한다. 또한 이 기술을 이용하여 건축의 생산공정에 접목, 설계, 구조해석, 변경정보제공, 조립 등의 건축설계를 시뮬레이션을 통하여 건축에 대한 손쉬운 변경 및 비용을 효과적으로 절감하기 위한 기술을 지원하는 조립 건축설계 시스템(Flexible Building Design System) 개발을 목적으로 한다. 특히 설계자 뿐 아니라 사용자도 패턴을 이용하여 쉽게 건축물을 변경시킬 수 있으며 변경에 따라 필요한 자재들의 패턴 정보와 변경된 건축물의 설계도가 자동 생성된다.
패턴을 이용한 건축의 부분을 설계하면 주변 관련된 컴포넌트들이 패턴에 따라 자동적으로 재조합되면서 새로운 건축설계가 이루어지도록 되는 것이다. 또한 조립방식으로 만들어진 건축물을 변경시키고자 할 때 변경될 부분을 선택하면 이에 따른 패턴이 지원되며 여기에 필요한 자재 관련 컴포넌트 및 패턴의 정보 분석을 통하여 설계자에게 재건축에 필요한 정보를 제공해 준다.
본 연구는 건축자재들을 컴포넌트로 구성하고 컴포넌트들을 패턴으로 조립하여 패턴 단위로 건축설계가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 3D 가상건축 기술을 개발한다. 또한 이 기술을 이용하여 건축의 생산공정에 접목, 설계, 구조해석, 변경정보제공, 조립 등의 건축설계를 시뮬레이션을 통하여 건축에 대한 손쉬운 변경 및 비용을 효과적으로 절감하기 위한 기술을 지원하는 조립 건축설계 시스템(Flexible Building Design System) 개발을 목적으로 한다.
따라서 본 논문의 최종 목표는 패턴 기반으로 건축설계를 수행하면서 다차원적인 관계를 쉽게 식별하고 사전 지식 등을 활용할 수 있는 여러 방식의 변경이 가능한 조립건축설계시스템을 위한 핵심 기술을 개발하는 것이다. 이를 통하여 건축분야의 고정관념을 변화시키고, 다양한 건축물 변경으로 인한 삶의 질적 향상을 높이며, 산업적, 경제적 효과를 이루고자 한다.
가설 설정
- 메타데이터에 대한 정보 구성을 위해 국제표준기구(ISO)의 ISO/IEC 11179라는 이름의 메타데이터 작성 지침서에 따라 정의할 것이다. 이는 다른 메타데이터와의 상호호환성을 갖도록 하기 위함이다.
제안 방법
개발될 도구는 사용자가 현재의 건축에 대한 정보를 이용하여 이를 패턴 저장소(pattern repository)를 통하여 원하는 방식으로 건축물의 구조를 변경시키는 것이다. 이를 위해서는 먼저 현재의 건축물이 패턴 조립 공법으로 지어진 경우에 새로운 건축 양식으로의 접근이 가능하도록 도와주는 방법이다.
물론 평방미터에 대한 제약 사항(constraints)은 사전에 제공하게 된다. 또한 본 시스템에서 제공하는 모형과는 별도의 사용자 기호에 맞는 건축을 원할 경우 패턴 중심으로 설계한 후 이를 기반으로 현재의 패턴과 비교하여 추가될 정보들을 제공하게 된다. 패턴이나 컴포넌트에 대한 검색은 온톨로지기반으로 다양한 형식의 패턴들이 제공되며 이를 3D로 보여주기 위한 3D Virtual Mock-up 모델링 방식이 적용된다[5].
repository는 패턴들을 library화 및 지식화하여 각 패턴 정보를 활용할수 있도록 한다. 또한 패턴 기반 부품 모듈을 활용하여 기존 방식처럼 선이나 도형을 세부적으로 그리는 primitive한 세부 모델링 작업 없이 이미 구성된 패턴들을 pool로부터 가져와 조립하듯 패턴 모듈을 설계한다.
먼저 repository 구성을 위하여 컴포넌트와 패턴에 메타 데이터를 구성하고 이들 사이에 의미관계를 부여한다[4]. 또한 패턴의 시각화를 위하여 3D 모델링 지식 정보를 구축하고, 이를 기반으로 맞춤형 추천모델을 기획한다. 맞춤형 모델은 본 시스템이 다양한 형태의 건축물들을 제공하고 사용자는 기호에 맞는 모델을 선택하도록 한다.
본 논문에서 제시하는 도구는 자재 패턴을 이용한 조립 건축 설계 시스템이다. 이는 기존의 자재 컴포넌트들을 패턴으로 그룹화하여 3D 형식으로 설계하는 도구이다.
본 연구는 먼저 수많은 건축물을 대상으로 하는 것이 아니라 샘플 건축물에 대한 컴포넌트를 추출하고 각 컴포넌트에 대한 메타데이터를 구성하고 컴포넌트들로 구성된 패턴들에 대한 메타데이터를 구성한다. 각 컴포넌트는 패턴 구성을 위한 의미적 관계를 갖고 이는 패턴의 관계와 연결되도록 한다.
이는 기존의 자재 컴포넌트들을 패턴으로 그룹화하여 3D 형식으로 설계하는 도구이다. 제안한 도구는 사용자가 현재의 건축에 대한 정보를 이용하여 이를 패턴 저장소를 통하여 원하는 방식으로 건축물의 구조를 변경시키는 것이다. 설계과정을 패턴 형식으로 도와주면 건축의 형태를 변경시킬 경우 변경시킨 부분으로 패턴들이 조합되면서 새로운 건축물이 탄생하게 되는 것이다.
이론/모형
또한 사용자도 자신의 집을 쉽게 설계하고 현재의 건축물이 변경되기 위해서 어떤 재료들이 필요한가, 비용이 어느 정도인가, 기간은 어느 정도인가 등을 알 수 있는 소프트웨어가 등장한다면 건축에 대한 사고방식과 제작과정이 모두 달라질 것이다. 본 연구에서 개발하고자 하는 도구는 자재 패턴을 이용한 조립 건축 설계 시스템(Flexible Building Design System)이다. 이는 기존의 자재 컴포넌트들을 패턴으로 그룹화하여 3D 형식으로 쉽게 설계할 수 있을 뿐 아니라 원하는 건축으로의 설계가 가능하도록 지원하는 도구이다.
- repository에서 여러 패턴 검색은 메타데이터 정보에 포함되어 있는 개념간의 관계를 통해 의미적 정보를 찾을 수 있도록 한다. 이를 위해 온톨로지 기법을 적용한다.
성능/효과
또한 건축 자재들에 대한 재사용이 가능하기 때문에 경제적이며, 조립식 토목건축 산업의 분업화가 가능하며, 자재들도 재사용, 재가공, 재생산이 가능하다. 따라서 본 논문에서 제시하는 조립건축설계시스템 기술은 건축 분야에 새로운 패러다임을 제시할 수 있다고 확신한다.
본 논문에서 제안한 온톨로지 검색방법은 건축설계시 필요한 패턴들의 우선순위 검색과 이를 통해 검색 결과 내의 패턴별, 컴포넌트별 등의 연관 검색이 가능하다는 것이다. 방법은 패턴을 중심으로 각 패턴이 가지고 있는 컴포넌트들을 수치화하여
후속연구
컴포넌트 및 패턴을 활용하는 건축기술은 많은 재사용 가능한 컴포넌트들을 재가공하여 사용가능하므로 그 경제적 효과는 매우 클 것이며, 반면에 재설계에 있어서 사용자에 대한 비용은 감소할 것이다. 결국 본 기술의 확대로 국내 건축 산업의 선진화를 선도하고, 다양한 주택변경을 통한 삶의 질을 향상시키며, 3D 모델링 기술은 선진시장에 따라갈 수 있는 기반이 조성될 것이다. 소프트웨어 기술이 필수적으로 동반되어 컨버전스 산업의 발전에 기여할 것이다.
이는 건축을 위한 자재들을 컴포넌트로 구성하여 제작하기 때문이다. 따라서 설계를 자유자재로 할 수 있으며 하나의 건축물에서 또 다른 건축물로의 변경이 가능할 수 있도록 도와주고, 이에 따른 설계도가 자동 생성되는 도구가 개발된다면 건축계에서 많은 혁신적 변화가 올 것이다.
본 연구에서 제안한 기술을 이용하여 활용할 경우국내 주요 건축 산업 분야의 설계 기술이 획기적으로 높아질 것이며, 본 기술의 해외 수출이 가능할 것이다. 컴포넌트 및 패턴을 활용하는 건축기술은 많은 재사용 가능한 컴포넌트들을 재가공하여 사용가능하므로 그 경제적 효과는 매우 클 것이며, 반면에 재설계에 있어서 사용자에 대한 비용은 감소할 것이다.
결국 본 기술의 확대로 국내 건축 산업의 선진화를 선도하고, 다양한 주택변경을 통한 삶의 질을 향상시키며, 3D 모델링 기술은 선진시장에 따라갈 수 있는 기반이 조성될 것이다. 소프트웨어 기술이 필수적으로 동반되어 컨버전스 산업의 발전에 기여할 것이다.
이제 건축물이 고정된 사물이 아니라 계절에 따라 또는 몇 년 주기로 집의 구조(architecture)를 실내 뿐 아니라 구조 전체를 쉽게 바꿀 수 있다면 많은 변화가 일어날 것이다. 또한 사용자도 자신의 집을 쉽게 설계하고 현재의 건축물이 변경되기 위해서 어떤 재료들이 필요한가, 비용이 어느 정도인가, 기간은 어느 정도인가 등을 알 수 있는 소프트웨어가 등장한다면 건축에 대한 사고방식과 제작과정이 모두 달라질 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 건축 설계를 위해서 주로 사용되는 도구는 무엇인가?
따라서 건축기술에는 크게 건물을 짓는 방식과 인테리어를 설계하는 방식으로 나눌 수 있다. 현재 건축 설계를 위해서 주로 사용되는 도구가 건축용 CAD이다. 이는 부품들을 표준화된 컴포넌트[1]로 구성하여 각 컴포넌트들을 이용하여 건축물을 설계하는데, 이는 건축물에 대한 단순한 1회성 기능을 지원할 뿐 이다.
Google SketchUp Pro의 단점은 무엇인가?
이는 설계자를 위한 도구이며 검색기능을 갖춘 온라인 3D모델 저장소로서 필요한 모델을 찾아 자신의 모델을 만드는 도구이다. 그러나 이 도구는 설계자를 위한 도구일 뿐 일반 사용자는 건축 설계정보 및 이해가 없는 상황에서 제작하기 어려운 단점이 있다. 또한 제작과정에서 컴포넌트 하나하나씩을 이용하여 설계해야하기 때문에 학습하지 않으면 사용하기 어렵다. 이는 건축을 위한 자재들을 컴포넌트로 구성하여 제작하기 때문이다.
현재까지 건축이란 개념이 가지고 있는 고정관념은 무엇인가?
현재까지 건축이란 개념은 한번 완성되면 폐기될 때까지 영원하다는 고정관념을 갖고 있다. 또한 하나의 건축물을 만들기 위하여 사용자의 의견보다는 건축주의 의견이 대체적으로 주를 이루고 있다.
E. Gamme, R. Helm, R. Johnson, and J. Vlissides, "Design Pattern: Elements of Reusable Object -Oriented Software," Addison-Wesley, 1995.
Paolo Tonella and Giulio Antoniol, "Object Oriented Design Pattern Inference," Proceedings of the IEEE International Conference on Software Maintenance, 230-238, 1999.
Ryo Yoshida, Takaaki Murao, Tatsuo Miyazawa, "3D web environment for knowledge management," Future Generation Computer Systems, 17, pp.73-78, 2000.
Diego Calvanese, Giuseppe De Giacomo, Demenico Lembo, Maurizio Lenzerini, Antonella Poggi, and Riccardo Rosati, "Ontology-based Database Access," Proc. of the 15th Italian Conf. on Database Systems(SEBD 2007), 2007.
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