[논문]BIM기반의 초고층 빌딩 내부마감 개략견적 코스트모델 개발

정수완; 권순욱

doi:10.6106/kjcem.2014.15.2.053

BIM기반의 초고층 빌딩 내부마감 개략견적 코스트모델 개발
Framework of Conceptual Estimation Model for BIM based Internal Finishes of High-rise Building Project 원문보기

한국건설관리학회논문집 = Korean journal of construction engineering and management, v.15 no.2, 2014년, pp.53 - 61

초록
AI-Helper

건설 프로젝트는 생산과정 이전에 설계도면을 바탕으로 예상되는 비용이 산정되며, 기획단계는 소요예산을 책정하고 설계단계는 예산에 합당한 효율적 대안을 찾으며, 정확한 입찰금액을 예측하기 위해 수차례 이루어진다. 특히, 물량산출 이전까지 예측되는 공사비의 정확도와 신뢰도는 매우 중요하다. 그러나 국내의 경우 면적당 단가 방식 공사비 예측을 벗어나지 못할 뿐 아니라, 단계별 예측방법, 프로세스, 데이터 분석 및 관리기술 등이 표준화되어 체계적이고 종합적으로 관리되지 못하고 있다. 그리고 복합용도 프로젝트에서의 견적은 그 사례도 적고 단가정보를 얻기가 매우 어렵다. 이에 국내 복합용도 프로젝트 공사비 예측기술 및 관리기술 발전을 위하여 BIM의 공간정보를 활용한 내부마감 개략견적 코스트 모델을 개발하여 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Previous studies reveal the need for a tool to cost estimation of building design in early design stages. This paper proposes an internal finishes cost model tool to address this need. The tool allows users to evaluate the functionality, economics and quality of finishes concurrently with high-rise building design. Lack of information in the early stages of the project enables a relatively accurate estimates of work to raise up. Measurements are automatically extracted from simple design information and profile driven estimates are revised in real-time. The data model uses a flexible unit rate system that can easily be extended to other estimate dimensions such as mix-use building surcharge rate estimation. The approach illustrated in this paper is applicable to BIM tool conceptual estimation that support for massing purposes other than the one chosen for this study.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내 복합용도 건축 공사비 예측기술 발전을 위한 방향제시 등을 목적으로 하여, 효율적 실적 공사비 분석 및 저장, 단계별 공사비 예측 방법론, 사업 초기단계에서 장식성 공사를 제외한(F/F제외) 내부마감 공사비 도출방안을 제시하고자 다음의 절차와 방법으로 진행하였다.(Fig.
그러나 이 프로그램에서는 BIM의 3D공간정보를 활용하지 못하고 내부마감의 경우 평 단가를 이용하여 견적하는 방식을 사용하여 기존 2D 도면을 통한 견적수행 방식과 크게 차이가 없었다. 따라서 본 연구에서는 부위별 공사비의 가중치를 고려할 수 있는 BIM기반 코스트 모델을 제안하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 초고층 빌딩 프로젝트에서 내부마감 공종에 대한 초기 의사결정을 용이하게 하기 위해 국내 공공 발주기관과 대형 건설사 공사비 전문가와 면담조사 및 현행 공사비예측 및 관리 시스템 현황을 조사하여 초고층 빌딩 내부마감 공사비에 대한 연구를 진행하였다.
또한 국내 초고층 복합용도 프로젝트를 수행한 견적 전문가와 면담조사를 실시하여 그들의 견적 단가와 공사의 품질 표준을 도출하여 국내 실정에 적합한 공사비 예측, 코스트 모델을 제시하고자한다.
본 연구에서는 사업초기단계 설계도서가 없는 기획설계 단계에서 내부마감에 대한 코스트모델을 제시하였다.
6과 같이 동일 자재항목을 도출하여 표준사용 자재를 정의하였다. 이는 각 건설회사 및 설계사무소 자체적으로 활용하고 있는 단가DB의 상이함과 등급수준의 차이를 최소화하여 보다 객관적인 표준등급에 대한 복합단가를 제시하고자 함이며 대형 건설사 견적 전문가의 자문을 통해 보완되었다.
기존 공사비 예측방식(Table 2)에서 알 수 있듯이 내부마감 디테일이 정해지지 않은 초기 사업단계에서 내부마감 공사비를 예측하는 것은 매우 어렵고 시간이 오래 걸린다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 내부마감 디자인 등급을 미리 정의하고 그에 따른 내부마감 복합단가를 적용한 등급별 내부마감 공사비 CBS(Cost Breakdown Structure)를 제안하게 된다. 단가 DB로 활용 가능하도록 용도별 등급별 3단계로 구분하여 단가정보를 사용한다.

제안 방법

1) 문헌조사로 공사비 예측관련 연구를 정리, 분석하여 건설프로젝트 프로세스 및 공사비 예측 및 관리기술에 대하여 고찰한다.
2) 공사비 예측방법, 프로세스, 비용분석에 초점을 맞추어 국내 현황을 분석하고 문제점을 진단한다.
4) 국내 건설공사 공사비 예측 및 관리 분야 발전방향을 데이터베이스 개념모델, 공사비 예측방법, BIM Tool에서의 적용 방안 중심으로 제시한다.
먼저, 개략견적 단계에서 활용 가능한 정보를 분석하여 내부마감 공사비 정보 위계를 설정하여 용도별, 등급별 단가를 설정하였다. 그 이후 등급체계를 표준화, 정립하여 견적자의 직관에 의한 추정 공사비를 설문을 토대로 분석하여 도출하였다.
당 단가를 정의한다. 그것을 토대로 벽, 바닥, 천정의 자동 계산된 면적에 부위별 가중치를 고려하여 실용도별 내부마감 공사비를 산정하게 된다.
대형건설사 및 설계사무소 8개사 총 24명의 견적팀 전문 가에게 설문을 실시하여 각 용도별 3가지 등급의 복합단가를 도출하게 되었다. Fig.
또한 BIM의 공간적 정보를 활용하여 견적의 정확도를 높이기 위해 부위별 가중치를 이용한 방안을 제시하였고 고층화에 따른 할증계수 또한 도출하여 대형 복합건물 프로젝트에 사용가능한 코스트모델을 제안하였다. 이후 BIM툴에서 사용가능한 Cost DB형태로 정리하고 이 정보를 토대로 BIM공간속성에 공사비 DB를 구축하고 내부마감 개략견적 코스트모델의 활용가능성을 Test하였다.
본 연구는 유니트 분류의 등급을 통한 비용 산출 연구에서 더 나아가 각 건설사별로 상이한 수준의 마감자재 등급에 대한 표준을 설정하고 견적 전문가들의 직관적 공사비 산정 Data를 설문을 통해 취합, DB로 활용하여 내부 마감 공사비를 산정하게 된다. 또한 벽, 천정, 바닥 부위 공사비의 가중치와 고층부 공사비 할증에 대한 변수를 고려한 복합단가를 BIM툴에서 가능하게 하는 코스트 모델을 제안한다.
먼저, 개략견적 단계에서 활용 가능한 정보를 분석하여 내부마감 공사비 정보 위계를 설정하여 용도별, 등급별 단가를 설정하였다. 그 이후 등급체계를 표준화, 정립하여 견적자의 직관에 의한 추정 공사비를 설문을 토대로 분석하여 도출하였다.
본 연구는 유니트 분류의 등급을 통한 비용 산출 연구에서 더 나아가 각 건설사별로 상이한 수준의 마감자재 등급에 대한 표준을 설정하고 견적 전문가들의 직관적 공사비 산정 Data를 설문을 통해 취합, DB로 활용하여 내부 마감 공사비를 산정하게 된다. 또한 벽, 천정, 바닥 부위 공사비의 가중치와 고층부 공사비 할증에 대한 변수를 고려한 복합단가를 BIM툴에서 가능하게 하는 코스트 모델을 제안한다.
11과 같이 구하였다. 본 연구에서 제안하는 코스트모델에 초고층 할증계수를 활용하게 된다.
본 연구에서는 복합용도건물 내의 공간 용도를 대형 건설 프로젝트에서 계획되는 다양한 실용도 중 내부마감 공사비및 물량 비중이 가장 큰 5가지 용도인 주거, 업무, 호텔, 로비, 상업시설로 구분하여 복합단가를 조사하였다.
5에서 보듯이 먼저 CBS(Cost Breakdown Structure)를 정의하게 된다. 사업초기 부족한 정보를 토대로 개략견적을 수행하기 위해 실용도 및 마감자재 등급을 영향요인으로 설정하여 CBS를 구성하였다.
본 연구에서 제안한 내부마감 개략견적 코스트모델을 실제 BIM Modeling Data에 활용하여 적용 가능성을 판단한다. 사용된 BIM툴로는 GraphiSoft의 ArchiCAD16을 활용하였고 업무공간에 대한 부위별 가중치 및 복합단가를 적용 하기 위하여 업무공간 Modeling Data를 디자인하여 수행하였다.(Fig.
설문의 진행은 앞서 제시한 5가지 용도시설(주거, 업무, 호텔, 로비, 상업시설)에 대한 표준 마감자재 사양을 제시하고 그러한 자재로 건축공사를 수행하였을 경우 내역서/ 물량산출 작업을 토대로 추정 공사금액을 선택하도록 하고 그보다 상위등급, 하위등급의 경우의 가중치를 조사하였다.
수차례의 자문을 통해 정립된 용도별 표준자재 사양에 대한 개략적인 추정금액을 견적 전문가에게 설문조사를 통하여 구하였다. Table 3, 4는 주거 및 업무시설 표준자재사양 목록 Sample을 나타낸다.
또한 BIM의 공간적 정보를 활용하여 견적의 정확도를 높이기 위해 부위별 가중치를 이용한 방안을 제시하였고 고층화에 따른 할증계수 또한 도출하여 대형 복합건물 프로젝트에 사용가능한 코스트모델을 제안하였다. 이후 BIM툴에서 사용가능한 Cost DB형태로 정리하고 이 정보를 토대로 BIM공간속성에 공사비 DB를 구축하고 내부마감 개략견적 코스트모델의 활용가능성을 Test하였다.

대상 데이터

각각 용도건물별 과거 3개년 내의 내역서를 분석, Fig. 6과 같이 동일 자재항목을 도출하여 표준사용 자재를 정의하였다. 이는 각 건설회사 및 설계사무소 자체적으로 활용하고 있는 단가DB의 상이함과 등급수준의 차이를 최소화하여 보다 객관적인 표준등급에 대한 복합단가를 제시하고자 함이며 대형 건설사 견적 전문가의 자문을 통해 보완되었다.

이론/모형

2) 입찰금액 예측의 목적 : 입찰자의 투찰금액에 가장 근접한 금액을 예측하고, 시장가격 변화에 중요한 요인 및 가변적인 입찰자의 입찰금액을 대비한 예비비(contingency)를 예측하는 것으로 예측적 모델(predictive model) 본 연구에서의 코스트 모델링은 예측적 모델(predictive model)을 사용하게 된다.

성능/효과

DProfiler 에서는 상위레벨의 구성요소로 이루어진 모델을 작성하여 시각화, 공간의적정성, 원가모델링/견적, 시공 순서, 에너지성능, 리스크분석 등을 포함한 제반작업을 MACRO레벨에서 가능하게 해준다. 그러나 이 프로그램에서는 BIM의 3D공간정보를 활용하지 못하고 내부마감의 경우 평 단가를 이용하여 견적하는 방식을 사용하여 기존 2D 도면을 통한 견적수행 방식과 크게 차이가 없었다. 따라서 본 연구에서는 부위별 공사비의 가중치를 고려할 수 있는 BIM기반 코스트 모델을 제안하고자 한다.
설문결과를 종합 분석해 보면 주거시설 표준단가는 약 56~74만원/m²으로 분석되었고 상위등급에 대한 할증%는 14%의 상승이, 하위등급은 9%의 공사비 하락으로 도출되었다.(Fig.
업무시설 C등급의 단가를 적용하여 Test를 실행한 결과 Alt 1의 내부마감 공사비는 약 752만원으로 나타났고 Alt 2의 공사비는 약 918만원으로 산정되었음을 알 수 있었다. 이를 통해 초기단계 의사결정에 활용될 수 있음을 확인할 수 있다.
이를 적용하기 위해 BIM툴을 이용하여 기획설계 단계에서 용도별 공간정보를 구성하고 활용하는 것이 필요하다. 업무시설 표준자재 사양 도출 내역서를 토대로 부위별 공사비 비율을 구해본 결과 벽에 대한 공사비의 비율이 61%, 바닥은 18%, 천정은 21%의 양상으로 나타났다.(Fig.
제시된 코스트모델을 적용하면 등급별 대안산정 및 BIM 기반 공간정보를 활용하여 초기 매스모델링 단계에서도 비교적 신속하고 직관적인 개략견적이 가능하다. 그러나 벽, 바닥, 천정 부위별 가중치에 대한 정밀도 및 신뢰도 향상, 실제 초고층 프로젝트를 통한 검증, BIM툴 자체적인 자동화가 가능하도록 향후 연구가 진행되어야 할 것이다.

후속연구

제시된 코스트모델을 적용하면 등급별 대안산정 및 BIM 기반 공간정보를 활용하여 초기 매스모델링 단계에서도 비교적 신속하고 직관적인 개략견적이 가능하다. 그러나 벽, 바닥, 천정 부위별 가중치에 대한 정밀도 및 신뢰도 향상, 실제 초고층 프로젝트를 통한 검증, BIM툴 자체적인 자동화가 가능하도록 향후 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한 지속적인 단가 DB 업데이트와 보다 정밀한 표준자재 도출 등의 향후 연구를 통해 별도의 프로그램을 필요로 하지 않고 BIM툴 안에서 보다 정확한 초고층 내부마감 개략견적이 가능할 것으로 기대된다.
그러나 벽, 바닥, 천정 부위별 가중치에 대한 정밀도 및 신뢰도 향상, 실제 초고층 프로젝트를 통한 검증, BIM툴 자체적인 자동화가 가능하도록 향후 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한 지속적인 단가 DB 업데이트와 보다 정밀한 표준자재 도출 등의 향후 연구를 통해 별도의 프로그램을 필요로 하지 않고 BIM툴 안에서 보다 정확한 초고층 내부마감 개략견적이 가능할 것으로 기대된다.
단순 평당 단가를 이용한 것이 아닌 계량적/요소별 단가를 이용하여 공사비를 추정하는 방식으로 평당 단가체계의 단점으로 지적된 불일치조성, 방어곤란, 생략에 따른 에러 유발, VE 저해 등을 보완하고 견적의 정확도향상 및 견적의 일관성 향상, 단계별 비교가능, 의도하지 않은 고급화 방지가 가능하게 된다. 본 연구에서 제시한 코스트 모델을 활용 하면 천정고의 변동, 비정형적인 벽체가 있는 실의 내부마감 공사비에 대해서도 정확도를 확보할 수 있게 된다.
본 연구에서 제안한 내부마감 개략견적 코스트모델을 실제 BIM Modeling Data에 활용하여 적용 가능성을 판단한다. 사용된 BIM툴로는 GraphiSoft의 ArchiCAD16을 활용하였고 업무공간에 대한 부위별 가중치 및 복합단가를 적용 하기 위하여 업무공간 Modeling Data를 디자인하여 수행하였다.
단가 DB로 활용 가능하도록 용도별 등급별 3단계로 구분하여 단가정보를 사용한다. 표준 자재사양을 컨셉 이미지로 제시하여 발주자 및 인테리어 디자이너의 초기 의사결정에 도움을 주고 그보다 하위 또는 상위 등급에 대한 대안평가에도 활용 되도록 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	모델링이란 무엇인가?	모델링은 실제 상황을 가상으로 재현하는 것으로 관찰 및 측정 가능한 실제 시스템에서의 모든 행위에 대한 이해를 바탕으로 미래의 상황을 통제 및 조정이 가능하도록 표현 하고 예측하기 위해 사용되는 방법이다(Brandon & Moore 1983). 코스트모델링의 목표는 미래를 정확하게 예측하는 것으로, 과거 프로젝트의 비용정보의 분석이 무엇보다 중요하고, 이를 기반으로, 추측, 가정, 보정과 같은 행위가 필요 하게 된다.
	건설프로젝트의 코스트 모델은 목적에 따라 어떻게 분류되는가?	1) 설계최적화 목적 : 프로젝트의 비용효율성 추구와 생애주기비용(life cycle cost)을 고려한 비용계획이 코스트 모델의 최우선 과제로 대안과의 비교를 통하여 최적 안을 선하는 것으로 설계타입 모델(design type model) 2) 입찰금액 예측의 목적 : 입찰자의 투찰금액에 가장 근접한 금액을 예측하고, 시장가격 변화에 중요한 요인 및 가변적인 입찰자의 입찰금액을 대비한 예비비(contingency)를 예측하는 것으로 예측적 모델 (predictive model) 본 연구에서의 코스트 모델링은 예측적 모델(predictive model)을 사용하게 된다.
	건설프로젝트의 코스트 모델이란 무엇인가?	코스트모델링의 목표는 미래를 정확하게 예측하는 것으로, 과거 프로젝트의 비용정보의 분석이 무엇보다 중요하고, 이를 기반으로, 추측, 가정, 보정과 같은 행위가 필요 하게 된다. 건설프로젝트의 코스트 모델은 프로젝트 설계의 최적화 또는 비용예측의 정확도를 높이기 위한 모든 비용 관련 요소와 전체 비용의 범위를 제시하는 것으로 Wilson (1984)은 목적에 따라 다음의 두 가지로 분류하였다.

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Franco K.T., Cheung, Jonathan, Rihan, Joseph, Tah, David and Duce, Esra Kurul (2012). "Early stage multi-level cost estimation for schematic BIM models" Automation in Construction, 27, pp. 67-77.

상세보기
Beck-Technology, "DProfiler Product Overview", www.beck-technology.com

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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