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문제 정의
- 2. 데이터 정량적 비교' 결과를 기반으로 비정형 건축물의 설계, 부재생산, 시공 시 최종적인 시공품질 확보를 위해 레이저 스캐닝 기술과 연계 하여 중점적으로 확인하고 관리해야 할 사항으로 도출된 내용을 정리한 것이다.
- 데이터 정량적 비교' 결과를 기반으로 비정형 건축물의 설계, 부재생산, 시공 시 최종적인 시공품질 확보를 위해 레이저 스캐닝 기술과 연계 하여 중점적으로 확인하고 관리해야 할 사항으로 도출된 내용을 정리한 것이다.
- 과 3D 레이저 스캐닝 기술을 이용하여 비정형 건축물 외피의 As-Planned 대비 As-Built 데이터 확보 프로세스를 정립한다. 또한 비정형 외피의 곡률종류에 따라 As-Built 결과가 어떤 모습을 보이는가를 제시하며 곡면의 시공 품질확보를 위해 건설관리자가 중점 관리하여야 하는 사항이 무엇인가에 대한 데이터를 제공 함으로써 향후 보다 발전적인 시공품질관리기법 개발에 활용할 수 있는 레퍼런스를 제공하고자 한다.
- 과 3D 레이저 스캐닝 기술을 이용하여 비정형 건축물 외피의 As-Planned 대비 As-Built 데이터 확보 프로세스를 정립한다. 또한 비정형 외피의 곡률종류에 따라 As-Built 결과가 어떤 모습을 보이는가를 제시하며 곡면의 시공 품질확보를 위해 건설관리자가 중점 관리하여야 하는 사항이 무엇인가에 대한 데이터를 제공 함으로써 향후 보다 발전적인 시공품질관리기법 개발에 활용할 수 있는 레퍼런스를 제공하고자 한다.
- 본 연구에 활용된 레이저 스캐닝 장비는 토탈스테이션으로 국내에서 고건축의 복원에 많이 사용되고 있는 제품이다. 레이저 스캐닝 장비에 따라 데이터의 보정작업과 처리 방식이 조금은 다르지만 전체적인 레이저 스캐닝의 흐름과 데이터를 취득하는 방법은 거의 차이가 없기 때문에 본 연구에서는 아래와 같은 프로세스를 구축하여 연구를 진행하였다.
- 본 연구에서 수행하는 패널화는 서피스 곡률이 위치에 따라 다르기 때문에 어떤 곡률에 어떤 형태의 패널이 적합한가, As-Built와 As-Planned를 비교하였을 때 어떤 곡률을 갖는 패널부위가 가장 오차가 크고 이것을 완화하기 위해 패널형태를 어떠한 모습으로 구성하는 것이 좋은가를 분석하기 위한 것이다. 본 연구에서 진행한 서피스 패널화는 다음과 같은 프로세스로 진행되었다.
- 본 연구에서는 3D 레이져 스캐닝을 활용하여 비정형 건축물의 시공오차를 확인함으로써 비정형 건축 프로젝트에서 기하학적인 형태를 가진 패널분석을 통한 시공오차 검측을 목표로 연구를 진행하였다.
- 본 연구에서는 3D 레이져 스캐닝을 활용하여 비정형 건축물의 시공오차를 확인함으로써 비정형 건축 프로젝트에서 기하학적인 형태를 가진 패널분석을 통한 시공오차 검측을 목표로 연구를 진행하였다.
제안 방법
- (1) 패널분할을 위해 Fig. 7의, 서피스의 곡면분석 및 크기형태 결정, 단계에서 보는 바와 같이 서피스 전체에 대한 곡률분석을 실시하였다.
- (4) 위와 같은 과정을 거쳐 NURBS 면을 형성한 후 설계자가 의도하였던 곡률형태를 확보하였는 가를 비교분석한다.
- (4) 위와 같은 과정을 거쳐 NURBS 면을 형성한 후 설계자가 의도하였던 곡률형태를 확보하였는 가를 비교분석한다.
- 1단계 역공학적 모델 링 이 필요한 것은 앞서 언급한 바와 같이 본 연구의 연구대상 건축물 설계당시 마야 프로그램을 이용하여 3D 형상모델이 구축되었고 2D 기반의 오토캐드로 실시설계가 진행되었던 관계로 본 연구가 필요로 하는 비정형 외장부재의 3차원 엔지니어링 정보와 곡률, 좌표 값 등을 제공하지 못한다. 2차원 도면으로는 3D 레이저 스캐닝 결과로 얻어지는 As-Built와 중첩 비교하여 시공오차를 확인할 수 없기 때문에 As-Built 데이터와 같은 환경을 만들어주는 것이 필요하다.
- 3장과 4장에서 구죽된 As-Planned 데이터와 As- Built 데이터에 중첩비교기법을 적용하여 차이점을 분석하였다.
- As-Planned와 As-Built 결과를 정량적으로 분석한 예를 살펴보기 위해 스프레드쉬트를 활용하여 ②부분에 대한 수치적 분석 - 패널의 좌표, 면적, 곡률 값 등 - 을 실시하였으며 결과는 Fig. 13과 같다.
- 구축된 As-Plamed 데이터와 As-Built 데이터를 기반으로 중첩비교와 스프레드 쉬트를 이용한 정량적 비교분석을 실시하였다. 중첩비교방식에서는 다섯 가지의 중점관리 항목을 도출하였으며 기존의 중첩비교 관련 연구에서는 확인하지 못했던 건축물의 속성정보를 스프레드시트로 추출하여 정량적인 비교가 함께 이루어지도록 연구를 진행하였다.
- (2) 수직라인을 기준으로 1층, 2층, 3층 수직 서피스(Surface)를 생성한다. 대상 건축물의 경우 앞부분과 중간부분 뒷부분에 대한 기울기 값이 다르기 때문에 위와 같은 방법으로 나누어서 서피스 모델을 진행하였다. 서피스 부분의 동그라미로 표시되어 있는 부분은 0.
- 정확한 As-Planned 데이터 확보를 위해 연구대상 건축물의 실시도면을 작성하였던 엔지니어와 함께 DP 프로그램 작업을 실시하였다. 데이터 구축과정에서는 스케치라는 기본드로잉 기능을 이용하여 3차원 좌표를 설정하고 각 층별 평면을 구축하면서 기존 2D 평면과 오버 랩 비교를 통해 정확성을 확보하였다.
- 형성된 그리드 좌표는 비활성 좌표이기 때문에 엑셀을 활용하여 변환이 가능한 포인트 데이터로 변환해야 한다. 변환된 포인트를 중심으로 곡률을 갖는 NURBS 라인을 생성하여 면을 구축한다.
- 본 연구는 역공학기법 (Reverse Engineering)2)과 3D 레이저 스캐닝 기술을 이용하여 비정형 건축물 외피의 As-Planned 대비 As-Built 데이터 확보 프로세스를 정립한다. 또한 비정형 외피의 곡률종류에 따라 As-Built 결과가 어떤 모습을 보이는가를 제시하며 곡면의 시공 품질확보를 위해 건설관리자가 중점 관리하여야 하는 사항이 무엇인가에 대한 데이터를 제공 함으로써 향후 보다 발전적인 시공품질관리기법 개발에 활용할 수 있는 레퍼런스를 제공하고자 한다.
- 본 연구를 진행하는 동안 연구대상 건축물을 설계하였던 설계자, 레이저스캐닝 전문가 2인, 비정형 건축물 설계 및 시공경험이 있는 전문가 4인, 비정형 외피패널 제작전문가 3인으로 구성된 워크숍을 운영하여 As-Phmned와 As-Built 데이터 생산방법의 적절성, 데이터 비교방법, 데이터 비교결과의 신뢰성 및 활용성, 향후 연구방향 등에 대하여 조사 분석하였다. 본 연구의 흐름은 Fig.
- 본 연구를 진행하는 동안 연구대상 건축물을 설계하였던 설계자, 레이저스캐닝 전문가 2인, 비정형 건축물 설계 및 시공경험이 있는 전문가 4인, 비정형 외피패널 제작전문가 3인으로 구성된 워크숍을 운영하여 As-Phmned와 As-Built 데이터 생산방법의 적절성, 데이터 비교방법, 데이터 비교결과의 신뢰성 및 활용성, 향후 연구방향 등에 대하여 조사 분석하였다. 본 연구의 흐름은 Fig.
- 그러나 이렇게 생성된 모델들은 단순한 형태의 폴리곤 캐드 파일로서, 서피스의 점, 선, 면 등에 관한 속성정보를 포함하지 못하며 파일의 파라메트릭 변환도 불가능하다. 본 연구에서는 As-Planned 데이터를 모델링하였던 DP를 이용하여 건축물 외곽라인과 서피스 구성작업을 수행하였다. 이렇게 구성하게 되면 3장의 '서피스 패널화, 처리과정을 거쳐 파라메트릭 형태변환과 정보교환이 가능하면서 속성정보를 포함하는 BIM 데이터를 확보하게 된다.
- 본 연구에서는 멀리온 간격 크기의 정사각형(1000×1000 mm) 형태로 분할하는 방식과 삼각형으로 분할하는 방식을 병행 적용하기로 하였다.
- 본 연구에서는 멀리온 간격 크기의 정사각형(1000x1000 mm) 형태로 분할하는 방식과 삼각형으로 분할하는 방식을 병행 적용하기로 하였다.
- 3장과 4장에서 구축된 As-Planned 데이터와 AsBuilt 데이터에 중첩비교기법을 적용하여 차이점을 분석하였다. 비교분석은 대상건축물 외장패널의 곡면형태(평판, 일 방향 곡률, 다중 곡률)와 곡률의 크기 정도에 따라 As-Planned와 As-Built에서 어떤 차이를 보이는가를 중점적으로 관찰하였다. Fig.
- 살펴 본 바와 같이 비정형 건축외피의 As-Planned와 As-Built를 비교하기 위해 3D 레이저스캐닝 기술을 적용한 사례는 찾아볼 수 없었으나 와세다대학에서 수행하였던 중첩비교방법을 보다 발전시켜 본 연구에 적용하기로 하였다.
- 살펴 본 바와 같이 비정형 건축외피의 As-Planned와 As-Built를 비교하기 위해 3D 레이저스캐닝 기술을 적용한 사례는 찾아볼 수 없었으나 와세다대학에서 수행하였던 중첩비교방법을 보다 발전시켜 본 연구에 적용하기로 하였다.
- 상기와 같은 분석결과를 중심으로 비정형 건축물 외피설계 및 시공에 있어 중점적으로 관리함이 필요한 사항을 도출하고, 데이터 비교결과의 신뢰성 및 활용성, 향후 연구방향 등을 도출하고자 비정형 건축의 설계 및 시공, 패널 제작에 전문적인 지식을 보유하고 있는 전문가를 대상으로 워크숍을 실시하였다.
- 상기와 같은 분석결과를 중심으로 비정형 건축물 외피설계 및 시공에 있어 중점적으로 관리함이 필요한 사항을 도출하고, 데이터 비교결과의 신뢰성 및 활용성, 향후 연구방향 등을 도출하고자 비정형 건축의 설계 및 시공, 패널 제작에 전문적인 지식을 보유하고 있는 전문가를 대상으로 워크숍을 실시하였다.
- 또한 레이저스캐닝 기술을 활용한 역공학기법 프로세스를 정립하고 이를 적용하여 연구대상 건축물의 현장스캔 As-Built 데이터를 확보하였다. 선행연구에서 그 활용성이 검증된 중첩비교기법을 활용하여 연구대상 건축물의 As-Plamed 데이터와 As-Built 데이터를 비교하여 시공오차를 확인하고 스프레드시트를 활용, 시공오차에 대한 속성정보 값을 추출함으로써 정량적인 비교를 가능하게 하였다.
- As-Planned 데이터는 앞서 설명한 바와 같이 DP를 활용하여 3차원 속성정보가 입력된 모델로 구성하였다. 연구대상 건축물 설계자의 설계의도를 훼손하지 않고 설계당시의 건축형태를 추출하기 위하여 모델구축 초기 단계부터 설계자의 자문과 크리틱을 반영하였으며 Fig. 4와 같은 과정으로 3D 역공학 설계를 진행하였다.
- As-Planned 데이터는 앞서 설명한 바와 같이 DP를 활용하여 3차원 속성정보가 입력된 모델로 구성하였다. 연구대상 건축물 설계자의 설계의도를 훼손하지 않고 설계당시의 건축형태를 추출하기 위하여 모델구축 초기 단계부터 설계자의 자문과 크리틱을 반영하였으며 Fig. 4와 같은 과정으로 3D 역공학 설계를 진행하였다.
- 연구의 진행과정에서 3D BIM 도구인 DP와 역공학 기법을 활용해 As-Planned와 3D 레이저 스캐닝 장비를 활용한 As-Built 데이터를 추출하였으며 데이터 구축과정에서의 프로세스를 정립하였다.
- 연구의 진행과정에서 3D BIM 도구인 DP와 역공학 기법을 활용해 As-미aimed와 3D 레이저 스캐닝 장비를 활용한 As-Built 데이터를 추출하였으며 데이터 구축과정에서의 프로세스를 정립하였다.
- 현재까지 국내에 건축 완료된 비정형 건축물이 거의 없는 관계로 본 연구를 위한 분석 대상 프로젝트 선정에 한계성을 가지고 있었다. 이러한 점을 보완하기 위해 Mock-up 부재 제작을 통한 데이터 셋 구축 연구를 수행하고 있으며 본 연구에서 제시한 비정형 건축물의 시공 중점관리사항의 객관화를 지원할 수 있도록 현재 국내에서 건축되고 있는 비정형 프로젝트 데이터를 확보하여 지속적으로 연구를 수행하고 있다. 또한 본 연구와 연계하여 레이저 스캐닝 기술로 얻어진 점군 데이터와 As-Planned 데이터의 스프레드 쉬트 기반 비교를 통해 비정형 시공품질 검측 체크리스트를 만드는 연구를 진행 중이다.
- 현재까지 국내에 건축 완료된 비정형 건축물이 거의 없는 관계로 본 연구를 위한 분석 대상 프로젝트 선정에 한계성을 가지고 있었다. 이러한 점을 보완하기 위해 Mock-up 부재 제작을 통한 데이터 셋 구축 연구를 수행하고 있으며 본 연구에서 제시한 비정형 건축물의 시공 중점관리사항의 객관화를 지원할 수 있도록 현재 국내에서 건축되고 있는 비정형 프로젝트 데이터를 확보하여 지속적으로 연구를 수행하고 있다. 또한 본 연구와 연계하여 레이저 스캐닝 기술로 얻어진 점군 데이터와 As-Planned 데이터의 스프레드 쉬트 기반 비교를 통해 비정형 시공품질 검측 체크리스트를 만드는 연구를 진행 중이다.
- 정확한 As-Planned 데이터 확보를 위해 연구대상 건축물의 실시도면을 작성하였던 엔지니어와 함께 DP 프로그램 작업을 실시하였다. 데이터 구축과정에서는 스케치라는 기본드로잉 기능을 이용하여 3차원 좌표를 설정하고 각 층별 평면을 구축하면서 기존 2D 평면과 오버 랩 비교를 통해 정확성을 확보하였다.
- 정확한 As-Planned 데이터 확보를 위해 연구대상 건축물의 실시도면을 작성하였던 엔지니어와 함께 DP 프로그램 작업을 실시하였다. 데이터 구축과정에서는 스케치라는 기본드로잉 기능을 이용하여 3차원 좌표를 설정하고 각 층별 평면을 구축하면서 기존 2D 평면과 오버 랩 비교를 통해 정확성을 확보하였다.
- 구축된 As-Plamed 데이터와 As-Built 데이터를 기반으로 중첩비교와 스프레드 쉬트를 이용한 정량적 비교분석을 실시하였다. 중첩비교방식에서는 다섯 가지의 중점관리 항목을 도출하였으며 기존의 중첩비교 관련 연구에서는 확인하지 못했던 건축물의 속성정보를 스프레드시트로 추출하여 정량적인 비교가 함께 이루어지도록 연구를 진행하였다.
대상 데이터
- 또한 레이저스캐닝 기술을 활용한 역공학기법 프로세스를 정립하고 이를 적용하여 연구대상 건축물의 현장스캔 As-Built 데이터를 확보하였다. 선행연구에서 그 활용성이 검증된 중첩비교기법을 활용하여 연구대상 건축물의 As-Plamed 데이터와 As-Built 데이터를 비교하여 시공오차를 확인하고 스프레드시트를 활용, 시공오차에 대한 속성정보 값을 추출함으로써 정량적인 비교를 가능하게 하였다.
- 또한 레이저스캐닝 기술을 활용한 역공학기법 프로세스를 정립하고 이를 적용하여 연구대상 건축물의 현장스캔 As-Built 데이터를 확보하였다. 선행연구에서 그 활용성이 검증된 중첩비교기법을 활용하여 연구대상 건축물의 As-Plamed 데이터와 As-Built 데이터를 비교하여 시공오차를 확인하고 스프레드시트를 활용, 시공오차에 대한 속성정보 값을 추출함으로써 정량적인 비교를 가능하게 하였다.
- 본 연구에 활용된 레이저 스캐닝 장비는 토탈스테이션으로 국내에서 고건축의 복원에 많이 사용되고 있는 제품이다. 레이저 스캐닝 장비에 따라 데이터의 보정작업과 처리 방식이 조금은 다르지만 전체적인 레이저 스캐닝의 흐름과 데이터를 취득하는 방법은 거의 차이가 없기 때문에 본 연구에서는 아래와 같은 프로세스를 구축하여 연구를 진행하였다.
- 연구대상 건축물은 설계 당시 마야(Maya) 프로그램을 이용하여 3D 형상모델을 구축하고, 2D 기반의 오토캐드로 실시설계를 진행하였던 관계로 본 연구가 필요로 하는 비정형 외장부재의 3차원 엔지니어링 정보와 곡률, 좌표 값 등을 제공하지 못하였다. 본 연구는 비정형 BIM 도구인 DP(Digital Project)3)를 활용하여 3차원 속성정보가 입력된 As-Plamed 모델을 구축하였다.
- 연구대상 건축물은 설계 당시 마야(Maya) 프로그램을 이용하여 3D 형상모델을 구축하고, 2D 기반의 오토캐드로 실시설계를 진행하였던 관계로 본 연구가 필요로 하는 비정형 외장부재의 3차원 엔지니어링 정보와 곡률, 좌표 값 등을 제공하지 못하였다. 본 연구는 비정형 BIM 도구인 DP(Digital Project)3)를 활용하여 3차원 속성정보가 입력된 As-Plamed 모델을 구축하였다.
- 연구대상 건축물은 연면적 418 m2 3, 철골조 2층 주택 건물로, 2007년 수도권에 완공되었으나 최근 박물관으로 리모델링된 건축물이다.
- 이러한 문제점에 대한 대안으로 본 연구는 비정형 건축외장요소를 많이 포함하고 있는 소규모 주택건축물을 대상으로 연구를 수행하였다. 연구대상 건축물은 연면적 418 m2, 철골조 2층 주택 건물로, 2007년 수도권에 완공되었으나 최근 박물관으로 리모델링된 건축물이다. 동 건축물의 외관은 Fig.
- 연구대상 건축물의 외피는 갈바륨이라는 알루미늄, 아연합금 도금 강판부재로 시공되었는데 시공 당시 패널화 과정을 거치지 않고 현장에서 시공자가 외관 형태에 맞추어 패널 형태를 제작하고 멀리온에 용접부착한 후 접합부위는 우레탄으로 도장하여 마감하였던 관계로 외장부재 패널화에 대한 정보를 얻을 수 없었다.
- 연구대상 건축물의 외피는 갈바륨이라는 알루미늄, 아연합금 도금 강판부재로 시공되었는데 시공 당시 패널화 과정을 거치지 않고 현장에서 시공자가 외관 형태에 맞추어 패널 형태를 제작하고 멀리온에 용접부착한 후 접합부위는 우레탄으로 도장하여 마감하였던 관계로 외장부재 패널화에 대한 정보를 얻을 수 없었다.
- 이러한 문제점에 대한 대안으로 본 연구는 비정형 건축외장요소를 많이 포함하고 있는 소규모 주택건축물을 대상으로 연구를 수행하였다. 연구대상 건축물은 연면적 418 m2, 철골조 2층 주택 건물로, 2007년 수도권에 완공되었으나 최근 박물관으로 리모델링된 건축물이다.
- 이러한 문제점에 대한 대안으로 본 연구는 비정형 건축외장요소를 많이 포함하고 있는 소규모 주택건축물을 대상으로 연구를 수행하였다. 연구대상 건축물은 연면적 418 m2, 철골조 2층 주택 건물로, 2007년 수도권에 완공되었으나 최근 박물관으로 리모델링된 건축물이다.
- 서피스 패널화 결과 연구대상 건축물의 1층과 2층 연결부위, 2층과 옥상 연결부위, 정면부와 후면부분에서 심한 곡률의 변화를 볼 수 있었다. 패널형태를 보면 총 553개의 패널로 구성되는데 평판 262개, 일방향 곡률패널 204개(곡률 R = 200 mm 이하), 일방향 곡률패널 63개(곡률 R = 200 mm 이상), 이방향 곡률패널 24개를 포함하였다.
- 서피스 패널화 결과 연구대상 건축물의 1층과 2층 연결부위, 2층과 옥상 연결부위, 정면부와 후면부분에서 심한 곡률의 변화를 볼 수 있었다. 패널형태를 보면 총 553개의 패널로 구성되는데 평판 262개, 일방향 곡률패널 204개(곡률 R = 200 mm 이하), 일방향 곡률패널 63개(곡률 R = 200 mm 이상), 이방향 곡률패널 24개를 포함하였다.
데이터처리
- (1) 패널분할을 위해 Fig. 7의 '서피스의 곡면분석 및 크기형태 결정' 단계에서 보는 바와 같이 서피스 전체에 대한 곡률분석을 실시하였다.
이론/모형
- 3장과 4장에서 구축된 As-Planned 데이터와 AsBuilt 데이터에 중첩비교기법을 적용하여 차이점을 분석하였다. 비교분석은 대상건축물 외장패널의 곡면형태(평판, 일 방향 곡률, 다중 곡률)와 곡률의 크기 정도에 따라 As-Planned와 As-Built에서 어떤 차이를 보이는가를 중점적으로 관찰하였다.
- 본 연구는 비정형 BIM 도구인 DP(Digital Project), 를 활용하여 3차원 속성정보가 입력된 As-Plamed 모델을 구축하였다.
- 연구대상 건축물은 설계 당시 마야(Maya) 프로그램을 이용하여 3D 형상모델을 구축하고, 2D 기반의 오토캐드로 실시설계를 진행하였던 관계로 본 연구가 필요로 하는 비정형 외장부재의 3차원 엔지니어링 정보와 곡률, 좌표 값 등을 제공하지 못하였다. 본 연구는 비정형 BIM 도구인 DP(Digital Project)3)를 활용하여 3차원 속성정보가 입력된 As-Plamed 모델을 구축하였다.
- 본 연구에서는 두 단계로 역공학기법을 적용하여 연구를 진행하게 된다. 2단계는 레이저스캐닝 기술을 이용하여 As-Built 현장 데이터를 구축하는 과정이고 1단계는 비정형 BIM 도구인 DP를 활용하여 3차원 As-Planned 데이터를 구죽하는 과정이며 이 단계에는 DP를 이용한 3D 모델구축과 서피스 패널화가 포함된다.
성능/효과
- (2) 서피스 분할을 위한 패널형태 및 크기결정에 있어서는 곡률분석 결과와 대상건축물 골조프레임의 구성에 따라 다양한 패널형태를 사각형, 삼각형, 평행사변형, 오각형 등으로 구성할 수 있다. 본 연구에서는 멀리온 간격 크기의 정사각형(1000×1000 mm) 형태로 분할하는 방식과 삼각형으로 분할하는 방식을 병행 적용하기로 하였다.
- (2) 서피스 분할을 위한 패널형태 및 크기결정에 있어서는 곡률분석 결과와 대상건축물 골조프레임의 구성에 따라 다양한 패널형태를 사각형, 삼각형, 평행사변형, 오각형 등으로 구성할 수 있다. 본 연구에서는 멀리온 간격 크기의 정사각형(1000×1000 mm) 형태로 분할하는 방식과 삼각형으로 분할하는 방식을 병행 적용하기로 하였다.
- 5개 부분 중 ①, ②, ④는 일방향 곡률로 구성된 부분이 고 ③, ⑤는 다중곡률로 구성된 부분으로서 곡률이 심할수록, 패널의 변화가 다양할수록 As-planned와 As-Built의 차이가 커지는 것을 확인할 수 있었다.
- 5개 부분 중 ①, ②, ④는 일방향 곡률로 구성된 부분이 고 ③, ⑤는 다중곡률로 구성된 부분으로서 곡률이 심할수록, 패널의 변화가 다양할수록 As-planned와 As-Built의 차이가 커지는 것을 확인할 수 있었다.
- 7의 '서피스의 곡면분석 및 크기형태 결정' 단계에서 보는 바와 같이 서피스 전체에 대한 곡률분석을 실시하였다. 그 결과 서피스 중간부분의 곡률이 가장 심하고 -10도에서 7도까지 차이가 있는 것으료 나타났다.
- 7의 '서피스의 곡면분석 및 크기형태 결정' 단계에서 보는 바와 같이 서피스 전체에 대한 곡률분석을 실시하였다. 그 결과 서피스 중간부분의 곡률이 가장 심하고 -10도에서 7도까지 차이가 있는 것으료 나타났다.
- 국내에서 건축되고 있는 비정형 건축물은 앞에서 언급한 바와 같이 동대문역사문화공원, 전곡선사유적 박물관, 킨텍스 제2전시관 등을 들 수 있으나 현재까지 레이저 스캐닝 기술을 적용하여 As-Planned 대비 As-Built 시공품질을 검측한 사례는 없다. 본 연구를 위하여 위 프로젝트의 현장관리자에게 레이저 스캐닝 기술 적용가능성을 문의하였으나 현장 안전상의 문제점과 스캔데이터 추출기간 동안의 공정관리 어려움, 각 기업 시공기술의 유출 등과 같은 문제점이 있어 수행이 어려운 것으로 조사되었다.
- 서피스 패널화 결과 연구대상 건축물의 1층과 2층 연결부위, 2층과 옥상 연결부위, 정면부와 후면부분에서 심한 곡률의 변화를 볼 수 있었다. 패널형태를 보면 총 553개의 패널로 구성되는데 평판 262개, 일방향 곡률패널 204개(곡률 R = 200 mm 이하), 일방향 곡률패널 63개(곡률 R = 200 mm 이상), 이방향 곡률패널 24개를 포함하였다.
- 서피스 패널화 결과 연구대상 건축물의 1층과 2층 연결부위, 2층과 옥상 연결부위, 정면부와 후면부분에서 심한 곡률의 변화를 볼 수 있었다. 패널형태를 보면 총 553개의 패널로 구성되는데 평판 262개, 일방향 곡률패널 204개(곡률 R = 200 mm 이하), 일방향 곡률패널 63개(곡률 R = 200 mm 이상), 이방향 곡률패널 24개를 포함하였다.
- 이러한 뒤틀림은 외장패널을 주 구조프레임이나 서브프레임에 고정할 때 프레임의 장기적인 구조적 강성 때문에 패널과 패널 접합부위 들뜸현상, 누수현상, 외피구성재료의 탈락현상을 초래하게 된다. 실제 연구대상 건물의 레이저 스캐닝 현장조사 시 ②번 영역을 중심으로 한 건물 외벽부분의 재료박리현상을 확인할 수 있었다.
후속연구
- (2) 연구프로세스는 다른 연구자들이 참조할 만한 가이드라인을 제시하고 있으나 연구결과에 있어서는 한 건물만을 대상으로 추출한 자료인 관계로 연구결과가 한정적이고 객관화하기 어려운바, 향후 연구 대상 프로젝트 수를 증가분석함으로써 보다 신뢰할 수 있는 결과 도출이 필요함.
- (2) 연구프로세스는 다른 연구자들이 참조할 만한 가이드라인을 제시하고 있으나 연구결과에 있어서는 한 건물만을 대상으로 추출한 자료인 관계로 연구결과가 한정적이고 객관화하기 어려운바, 향후 연구 대상 프로젝트 수를 증가분석함으로써 보다 신뢰할 수 있는 결과 도출이 필요함.
- 1단계 역공학적 모델 링 이 필요한 것은 앞서 언급한 바와 같이 본 연구의 연구대상 건축물 설계당시 마야 프로그램을 이용하여 3D 형상모델이 구축되었고 2D 기반의 오토캐드로 실시설계가 진행되었던 관계로 본 연구가 필요로 하는 비정형 외장부재의 3차원 엔지니어링 정보와 곡률, 좌표 값 등을 제공하지 못한다. 2차원 도면으로는 3D 레이저 스캐닝 결과로 얻어지는 As-Built와 중첩 비교하여 시공오차를 확인할 수 없기 때문에 As-Built 데이터와 같은 환경을 만들어주는 것이 필요하다.
- 이러한 점을 보완하기 위해 Mock-up 부재 제작을 통한 데이터 셋 구축 연구를 수행하고 있으며 본 연구에서 제시한 비정형 건축물의 시공 중점관리사항의 객관화를 지원할 수 있도록 현재 국내에서 건축되고 있는 비정형 프로젝트 데이터를 확보하여 지속적으로 연구를 수행하고 있다. 또한 본 연구와 연계하여 레이저 스캐닝 기술로 얻어진 점군 데이터와 As-Planned 데이터의 스프레드 쉬트 기반 비교를 통해 비정형 시공품질 검측 체크리스트를 만드는 연구를 진행 중이다.
- 이러한 점을 보완하기 위해 Mock-up 부재 제작을 통한 데이터 셋 구축 연구를 수행하고 있으며 본 연구에서 제시한 비정형 건축물의 시공 중점관리사항의 객관화를 지원할 수 있도록 현재 국내에서 건축되고 있는 비정형 프로젝트 데이터를 확보하여 지속적으로 연구를 수행하고 있다. 또한 본 연구와 연계하여 레이저 스캐닝 기술로 얻어진 점군 데이터와 As-Planned 데이터의 스프레드 쉬트 기반 비교를 통해 비정형 시공품질 검측 체크리스트를 만드는 연구를 진행 중이다.
- 어떠한 형태의 협업방식에 참여하든 시공자는 비정형건축물의 구현을 위해 도면생성, 패널화, 현장조립 및 시공, 측량 및 비정형 건물선의 수평, 수직, 적정 각도유지 검측 등을 수행하여야 한다. 본 연구에서 시범적으로 제시한 레이저 스캐닝을 활용한 시공검측방법을 보다 발전적으로 활용함으로써 비정형 건축물의 As-Built 시공품질을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.
- 어떠한 형태의 협업방식에 참여하든 시공자는 비정형건축물의 구현을 위해 도면생성, 패널화, 현장조립 및 시공, 측량 및 비정형 건물선의 수평, 수직, 적정 각도유지 검측 등을 수행하여야 한다. 본 연구에서 시범적으로 제시한 레이저 스캐닝을 활용한 시공검측방법을 보다 발전적으로 활용함으로써 비정형 건축물의 As-Built 시공품질을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.
- 현재까지 국내에 건축 완료된 비정형 건축물이 거의 없는 관계로 본 연구를 위한 분석 대상 프로젝트 선정에 한계성을 가지고 있었다. 이러한 점을 보완하기 위해 Mock-up 부재 제작을 통한 데이터 셋 구축 연구를 수행하고 있으며 본 연구에서 제시한 비정형 건축물의 시공 중점관리사항의 객관화를 지원할 수 있도록 현재 국내에서 건축되고 있는 비정형 프로젝트 데이터를 확보하여 지속적으로 연구를 수행하고 있다.
- 현재까지 국내에 건축 완료된 비정형 건축물이 거의 없는 관계로 본 연구를 위한 분석 대상 프로젝트 선정에 한계성을 가지고 있었다. 이러한 점을 보완하기 위해 Mock-up 부재 제작을 통한 데이터 셋 구축 연구를 수행하고 있으며 본 연구에서 제시한 비정형 건축물의 시공 중점관리사항의 객관화를 지원할 수 있도록 현재 국내에서 건축되고 있는 비정형 프로젝트 데이터를 확보하여 지속적으로 연구를 수행하고 있다.
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