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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 공동주택 단위세대 BIM모델 구축을 통한 마감 물량산출 결과를 비교∙검증하여 BIM기반 물량산출 결과의 정확도 및 신뢰성을 판단하고, 보다 현실적이고 바람직한 BIM기반 물량산출을 위한 BIM 모델링 방법을 제시하는데 목적이 있다.
- 본 연구는 BIM기반 공동주택 마감 물량산출 정확도를 측정하기 위한 목적으로 한국토지주택공사 건축견적지침서의 부위별, 자재별, 마감 종류별 산출기준을 정리하고, BIM기반 공동주택 물량 산출에 대한 정확도를 판단하고자 공동주택 단위세대 대표 마감재를 복합부재와 개별부재로 모델링하여 산출된 내부 마감자재의 물량산출 결과의 차이를 비교∙검증하였다.
- 본 연구에서는 건축 프로젝트의 공동주택 단위세대 마감공사로 범위를 한정하였으며, 공동주택 마감 물량산출 정확도와 신뢰성을 판단하기 위하여 한국토지주택공사 건축견적지침서의 공종별 물량산출 기준을 정리하고, 공동주택 부위별 대표 마감재를 분류하여 이를 기반으로 실제 단위세대 BIM모델 구축을 통한 BIM기반 물량산출을 실시하였다. 단계별 연구의 수행 절차는 <그림 1>과 같이 진행하였다.
제안 방법
- 개별 실내공간의 마감재는 바닥, 벽, 천장 부위별로 구분할 수 있다. 각 부위별 사용되는 마감재는 평형별 또는 고객의 요구에 따라 상이할 수 있으며, 본 연구에서는 아래와 같이 공동주택 실별 적용되는 건축공사의 종류를 분류하고, 부위별 대표 마감재를 선정하여 적용하였다.
- 건축견적 지침서에서 정리된 다양한 공종별 수량산출기준 및 내용은 다양하지만, 본 연구에서는 공동주택 실내공간에 사용되는 대표 마감재에 대해서만 수량산출기준을 아래 과 같이 부위 또는 종류별로 정리하였다.
- 공동주택 단위세대의 실내공간을 현관, 거실, 주방 및 식당, 안방, 침실, 욕실, 드레스룸, 파우더룸, 발코니로 분류하고, 실내공간의 건축구성요소를 바닥, 벽, 천장의 세 부분으로 구분하였다.
- 본 논문의 테스트에서는 과 같이 복합 부재와 개별 부재를 적용하여 모델링을 실시하였다.
- 본 단계에서는 선행단계에 설정한 테스트 시나리오를 토대로 85m²단위세대를 아래 과같이 모델링하였다.
- 본 단계에서는 한국토지주택공사 건축견적 지침서에서 정의된 공종별 수량산출기준을 앞서 정리된 공동주택 마감공사에 적용되는 건축공사 6가지 종류로 구분하여 정리하였다. 이 기준을 공동주택 단위세대 모델링과 물량산출에 반영하였다.
- 실별 물량산출은 앞서 정리된 공동주택 공종별 물량산출 기준으로 산출하였으며, 각 실을 바닥, 벽, 천장으로 구분하여 중간 마감재와 최종 마감재로 나누어 산출하였다. 개별부재와 복합부재 사용에 따른 물량 차이를 비교하기 아래 <표 8>과 같이 정리하였다.
- 이와 같은 선행 연구 중에서 BIM기반 물량산출의 정확도 연구의 분석과 함께 공동주택과 관련한 연구 동향을 분석하여 본 연구의 차별성을 확인하였으며 그 결과는 과 같다.
대상 데이터
- 공동주택 단위세대는 85m²와 102m²두 가지 평형을 선정하였으며, 각 실별 마감자재는 앞서 정리된 공동주택 부위별 대표 마감재를 동일하게 적용하였다.
- 바닥 마감에 적용시킬 마감재를 아래 과 같이 분류하였으며, 기본적으로 공동주택 바닥 마감에 쓰이는 대표 마감재를 선정하였다.
- 벽 마감에 적용시킬 마감재를 아래 과 같이 분류하였으며, 기본적으로 공동주택 벽 마감에 쓰이는 대표 마감재를 선정하였다.
- 본 단계에서는 선행단계에 설정한 테스트 시나리오를 토대로 102m²단위세대를 아래 과 같이 모델링하였다.
- 천장 마감에 적용시킬 마감재를 아래 과 같이 분류하였으며, 기본적으로 공동주택 천장 마감에 쓰이는 대표 마감재를 선정하였다.
성능/효과
- 그 결과 복합부재 사용했을 때의 물량 산출 결과가 개별부재를 사용하였을 때보다 85m²단위세대에서는 +1% ~ +144%, 102m²단위세대에서는 +1% ~ +148%만큼 증가하는 것을 알 수 있었다. 각 실의 부위별 물량 산출의 차이는 천장 부위를 제외한 바닥, 벽, 걸레받이 부위에서 발생하였으며, 바닥 부위의 경우, 최종 마감재에서만 +5%의 물량이 증가되는 것을 확인하였고, 벽 부위의 경우, 중간 마감재에서 +4%, 최종 마감재에서 +2% ~ +7%의 물량이 증가되는 것을 확인하였다. 또한 걸레받이의 경우에서도 -31% ~ -1%의 물량이 감소되는 것을 확인하였다.
- 그 결과 복합부재 사용했을 때의 물량 산출 결과가 개별부재를 사용하였을 때보다 85m²단위세대에서는 +1% ~ +144%, 102m²단위세대에서는 +1% ~ +148%만큼 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 각 테스트를 수행한 결과 부위별 마감재를 개별부재와 복합부재로 모델링하여 산출된 물량값의 차이가 발생됨을 확인 할 수 있었으며, 아래 <표 10>과 같이 정리하였다. 그 오차범위는 개별부재 대비 복합부재로 모델링 하였을 시에 작게는 1%에서 많게는 148%까지 물량값이 증가함을 알 수 있었다. 물량산출 차이는 각 실의 바닥 마감재와 벽 마감재에서 확인할 수 있었으며 85m²와 102m²단위세대에서 동일하게 나타났다.
- 벽 부위 마감재의 경우, 중간 마감재는 적용부위를 기준으로 물량을 산출하며, 최종 마감재는 실제 시공되는 부위를 기준으로 물량을 산출하기 때문에 결과적으로 층고와 천장고의 높이 차이로 인한 물량 오차가 발생함을 알 수 있었다. 그 중에서도 욕실 액체방수 마감재의 경우 바닥면에서 1200mm 구간이 적용부위로 산출되기 때문에 복합부재를 사용하여 물량산출시 개별 부재 대비 약 2배(100%)의 물량이 더 증가되는 것을 알 수 있었다. 또한 걸레받이의 경우 시공되는 길이(m)로 산출하게 되는데 복합부재로 모델링시 개구부에 대한 길이를 제외할 수 없어 개별부재 대비 물량값이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.
- 그러나 전체 면적 중에 개구부가 차지하는 면적이 102m²단위세대보다 85m²단위세대가 크기 때문에 개구부 면적에 영향을 받는 걸레받이 부분을 제외하면 실질적으로 +2% ~ +7%사이 범위내에서 물량 산출 결과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
- 셋째, 정확한 BIM기반 물량산출을 위해서는 다양한 마감재를 개별부재로 모델링하는 것이 바람직하지만 상대적으로 모델링 작업 시간이 오래 걸릴 것이다. 그러므로 BIM 모델링 작업의 생산성 측면에서 개별부재와 복합부재를 병용하여 모델링 작업을 실시하는 것이 현실적일 것이며, 각 공종별, 마감자재별 물량산출 기준에 따라 모델링 되어야 보다 정확도 높은 물량산출이 가능해지는 것을 본 연구를 통하여 판단할 수 있다.
- 둘째, 천장 부위를 제외한 벽과 바닥 부위의 내부 최종 마감재인 경우 중간 마감재와는 별개로 마감 자재별 개별부재로 모델링을 실시하는 것이 물량산출 결과에 차이가 없음을 확인하였다.
- 그 중에서도 욕실 액체방수 마감재의 경우 바닥면에서 1200mm 구간이 적용부위로 산출되기 때문에 복합부재를 사용하여 물량산출시 개별 부재 대비 약 2배(100%)의 물량이 더 증가되는 것을 알 수 있었다. 또한 걸레받이의 경우 시공되는 길이(m)로 산출하게 되는데 복합부재로 모델링시 개구부에 대한 길이를 제외할 수 없어 개별부재 대비 물량값이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.
- <표 10>에서 알 수 있듯이 지금까지 공동주택 85m²와 102m² 단위세대에 따라 물량 차이가 발생함을 확인하였다. 또한 평형이 다른 두 단위세대간 증감률을 통하여 단위세대 평형에 따라 물량 산출 결과가 -31% ~ +7%사이 범위내에서 증가, 감소하는 것을 확인하였다. 그러나 전체 면적 중에 개구부가 차지하는 면적이 102m²단위세대보다 85m²단위세대가 크기 때문에 개구부 면적에 영향을 받는 걸레받이 부분을 제외하면 실질적으로 +2% ~ +7%사이 범위내에서 물량 산출 결과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
- 물량산출 차이는 각 실의 바닥 마감재와 벽 마감재에서 확인할 수 있었으며 85m²와 102m²단위세대에서 동일하게 나타났다.
- 바닥 마감재의 경우, 중간 마감재는 정미면적으로 산출하며, 최종 마감재는 시공에 소요되는 정미수량으로 산출하기 때문에 결과적으로 실 바닥면적과 바닥과 면하는 벽 마감재의 두께를 제한 시공면적의 차이만큼 오차가 발생함을 알 수 있었으며, 물량값의 차이는 1%미만으로 확인되었다.
- 벽 부위 마감재의 경우, 중간 마감재는 적용부위를 기준으로 물량을 산출하며, 최종 마감재는 실제 시공되는 부위를 기준으로 물량을 산출하기 때문에 결과적으로 층고와 천장고의 높이 차이로 인한 물량 오차가 발생함을 알 수 있었다. 그 중에서도 욕실 액체방수 마감재의 경우 바닥면에서 1200mm 구간이 적용부위로 산출되기 때문에 복합부재를 사용하여 물량산출시 개별 부재 대비 약 2배(100%)의 물량이 더 증가되는 것을 알 수 있었다.
- 셋째, 정확한 BIM기반 물량산출을 위해서는 다양한 마감재를 개별부재로 모델링하는 것이 바람직하지만 상대적으로 모델링 작업 시간이 오래 걸릴 것이다. 그러므로 BIM 모델링 작업의 생산성 측면에서 개별부재와 복합부재를 병용하여 모델링 작업을 실시하는 것이 현실적일 것이며, 각 공종별, 마감자재별 물량산출 기준에 따라 모델링 되어야 보다 정확도 높은 물량산출이 가능해지는 것을 본 연구를 통하여 판단할 수 있다.
- 에서 알 수 있듯이 지금까지 공동주택 85m²와 102m² 단위세대에 따라 물량 차이가 발생함을 확인하였다.
- 이러한 바닥, 벽 부위에서 물량 산출 차이가 나타나는 마감재를 공종별로 정리해보면 수장, 방수, 타일 그리고 도장공사로 나눌 수 있으며, 이 중에서도 방수공사를 제외하고는 부위별 최종 마감재에 적용되는 공종임을 알 수 있었다.
- 그리고 공동주택과 관련된 연구 중에서는 대부분이 마감공사의 원가 및 공사금액에 대한 연구였으며, BIM기반 공동주택 견적에 대한 연구가 진행되었지만 이는 골조공사에 국한된 내용이었다. 이를 통해 BIM기반 공동주택 마감공사 물량산출 정확도에 대한 연구는 미비함을 확인하였다.
- 그러나 전체 면적 중에 개구부가 차지하는 면적이 102m²단위세대보다 85m²단위세대가 크기 때문에 개구부 면적에 영향을 받는 걸레받이 부분을 제외하면 실질적으로 +2% ~ +7%사이 범위내에서 물량 산출 결과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 걸레받이 부분을 제외하고는 단위세대 평형이 커짐에 따라 물량 산출 결과값이 증가하는 것을 유추할 수 있으며, 오차범위가 +2% ~ +7%사이에서 나타나는 것을 테스트를 통하여 검증할 수 있었다.
- 천장 마감재의 경우, 중간 마감재와 최종 마감재의 물량 산출 기준이 도면에 표시된 내부 천장 정미면적으로 동일하여 마감부재간 차이가 없음을 확인하였다.
- 첫째, 내부 중간 마감재인 경우 욕실의 방수재를 제외한 마감재에 대하여는 복합부재로 모델링하여도 물량 산출 결과에는 차이가 없음을 확인하였다.
후속연구
- 물량 산출 결과를 정리해보면, 공동주택 각 실의 내부 마감재를 복합부재가 아닌 개별부재로 모델링을 실시하여 물량 산출을 하는 것이 가장 정확도가 올라감을 판단할 수 있겠지만, 이는 작업자로 하여금 상당한 시간과 노력이 요구될 것이다. 다시 말해
- 앞으로 BIM이 건설 산업의 모든 분야에 활발히 적용되기 위해서는 BIM에 대한 신뢰성과 정확성을 높일 수 있는 다양한 분야에서의 후속 연구가 수행되어야 할 것이다.
- 이번 연구가 공동주택 단위세대 내부 마감재에 국한되어서 이루어졌지만, 다른 공공건축물의 내부 마감재에 대한 BIM기반 물량산출에도 공통적으로 적용될 수 있다고 판단된다.
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