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문제 정의
- 따라서 본 연구는 고층빌딩에서 시공성에 영향을 미치는 요소들을 체계적으로 분류하여 각 공종별 중요도의 차이를 분석하고, 시공성 요인이 생산성에 미치는 영향을 철골공종의 현장 데이터를 통해 검증함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 시공성 개선의 방향을 제시하는 것을 목적으로 한다.
제안 방법
- (1) 기존 연구 고찰을 통해 시공성의 개념 및 시공성 영향 요인 항목을 살펴보고 본 연구에서 사용할 시공성의 개념을 정립한다.
- (2) 문헌고찰을 통해 시공성 영향 요인들을 통합 도출하고 시공성 요인들을 특성별로 분류한다.
- (3) 설문조사를 통해 시공성 요인들이 공종별로 미치는 중요도를 도출하고 그 결과값을 각 공종별로 분석한다.
- 시공성과 생산성 간의 상관관계를 검증하기 위하여 비교적 정형화되어있고 변수들을 수치화하기 쉬운 철골 공사를 대상 프로젝트로 선정하였다. 데이터는 준공된 21개의 철골조 및 SRC조 건물을 공사지를 통해 획득하였고 부득이 인당 생산성이 기록되어 있지 않은 공사지는 일일 투입 인원과 공정표상의 스케줄을 토대로 생산성을 도출하였다. 건물은 오피스 15개, 연구소 5개, 주거용 1개이며 층수는 16층부터 69층까지, 구조는 철골+RC코어17개, SRC+RC 코어 2개, 순수 철골조 1개이다.
- 이렇듯 건설효율성 측면에서 시공성 이론의 중요성과 효용성을 입증하는 연구가 주를 이루고 있으나 사례를 위주로 하고 있으며 실증적인 검증에 대해서는 미흡한 것으로 파악되었다. 따라서 본 연구에서는 시공성의 분석 항목을 보다 Soft한 관점에 초점을 두고 여러 기관의 연구를 포괄할 수 있는 항목을 도출하며 실증적이고 정량적인 검증을 통해 기존 연구와의 차별성을 두었다.
- 본 연구는 문헌 고찰을 통해 시공성에 영향을 미치는 요인을 도출하고 철골, 철근 콘크리트, 커튼월 공종에서 요인들이 각 공종 작업의 시공성에 미치는 영향도를 비교, 분석한 후 대표적으로 철골 공종에서 시공성 요인과 생산성 간의 상관관계 분석을 통해 검증하는 것으로 연구의 범위를 한정하였다. 본 연구의 주요 내용과 수행방법은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 문헌고찰을 통해 시공성 요인을 특성별로 분류 도출하였으며 도출된 시공성 요인이 철골, 철근콘크리트, 커튼월 공종에 미치는 영향의 크기를 설문을 통해 분석한 후 도출된 시공성 요인이 생산성에 어떻게 영향을 미치는지 검증하기 위하여 철골 공종의 데이터를 다중회귀분석을 통해 정량적으로 검증하였다. 연구를 통한 중요한 결과는 크게 다음과 같다.
- 본 연구에서는 회귀분석을 활용하여 철골 공종의 생산성을 예측하기 위하여 이미 설문을 통해 생산성에 영향을 미치는 요인들을 도출하였기 때문에 모두 입력 방식을 사용하여 회귀식을 산정하였다.
- 설문구성은 Table 4와 같이 응답자의 특성에 대한 문항이 총 3가지이며, 시공성 요인의 중요도 측정에 관한 문항은 철골, 철근콘크리트, 커튼월 공종에 대해 각각 26문항씩 총 78문항으로 구성되어 있다. 시공성 요인은 시공업무 수행 시 각 항목이 해당 공종에서 얼마나 중요한지에 대해 ’ 매우 중요함‘, ‘중요함’, ‘보통’, ‘별로 중요하지 않음’, ‘전혀 중요하지 않음’으로 총 5점 척도를 사용하여 평가하였다.
- 시공성 요인은 시공업무 수행 시 각 항목이 해당 공종에서 얼마나 중요한지에 대해 ’ 매우 중요함‘, ‘중요함’, ‘보통’, ‘별로 중요하지 않음’, ‘전혀 중요하지 않음’으로 총 5점 척도를 사용하여 평가하였다.
- 시공성 요인의 중요도를 평가하기 위해서는, 중요도 측정 시 활용할 요인의 도출이 선행되어야 한다. 시공성 요인을 도출하기 위해 시공성에 관한 문헌고찰을 바탕으로 자주 언급이 되고 강조되는 총 34개의 요인들을 선정하였고 타 항목에 포함되거나 너무 포괄적인 항목, 그리고 시공성에 크게 영향을 미치지 않는 항목을 시공계획 업무를 하는 차장급 전문가의 면담을 통해 삭제하여 26개로 최종 도출하였다. 그 결과 문헌에서 언급하고 있는 시공성 요인들의 빈도는 ‘설계의 단순화(6)’, ‘시공 표준화(5)’, ‘작업 순서(5)’, ‘법적 규제(5)’, ‘적절한 시공법(4)’, ‘접근로와 출구(4)’, ‘모듈화(3)’, ‘인력의 경험 및 가용성(3)’순으로 높았다.
- 대부분의 시공성과 생산성 간의 상관관계 연구에서는 시공성을 향상시키는 것이 품질, 공기, 비용을 유리하게 하는 것으로 나타났다. 싱가폴의 BCA에서 일본 기업의 In-house tool에서 영감을 얻어 Buildability Design Appraisal System(이하 BDAS)을 개발하였는데 이는 노동 효율적인 설계(Labor-efficient design)의 장려가 주목적으로 입찰시 법적으로 일정 점수 이상을 획득하도록 의무화하였다. 점수의 구성은 다음 Fig.
- 분석 변수는 종속 변수인 생산성을 포함하여 총 11개이다. 앞서 설문한 시공성에 대한 영향도와 생산성에 대한 영향도를 비교하기 위해 요인들을 서로 대응시켰으며 독립변수가 시공성에 대한 항목을 충분히 설명할 수 있도록 변수를 설정하였다. 설명회귀 분석의 정밀도를 높이기 위해 수치가 큰 연면적은 log 값을 취했다.
- 요인은 각 요인별 특성을 고려하여 설계적인 측면, 사공상의 측면, 프로젝트 자체의 특수성으로 기인한 프로젝트 특성 측면으로 구분하여 설계 7개, 시공 10개, 프로젝트 9개로 구성하였다.
대상 데이터
- 데이터는 준공된 21개의 철골조 및 SRC조 건물을 공사지를 통해 획득하였고 부득이 인당 생산성이 기록되어 있지 않은 공사지는 일일 투입 인원과 공정표상의 스케줄을 토대로 생산성을 도출하였다. 건물은 오피스 15개, 연구소 5개, 주거용 1개이며 층수는 16층부터 69층까지, 구조는 철골+RC코어17개, SRC+RC 코어 2개, 순수 철골조 1개이다. 변수의 도출은 앞서 실시한 설문조사에서 철골 공사에 미치는 영향도가 높은 시공성 요인과 공사지에 기술된 일반적 프로젝트 특성을 추가하여 총 10개를 선정하였다.
- 건물은 오피스 15개, 연구소 5개, 주거용 1개이며 층수는 16층부터 69층까지, 구조는 철골+RC코어17개, SRC+RC 코어 2개, 순수 철골조 1개이다. 변수의 도출은 앞서 실시한 설문조사에서 철골 공사에 미치는 영향도가 높은 시공성 요인과 공사지에 기술된 일반적 프로젝트 특성을 추가하여 총 10개를 선정하였다. ‘인력의 경험 및 가용성’은 국내 사업장 간에 비슷한 수준이므로 제하였다.
- 본 연구에서 도출된 시공성 요인들에 대해 실제 프로젝트를 수행하면서 실무자들이 인식하고 있는 중요도에 대해 파악하고, 도출한 시공성 요인의 타당성을 위해 2013년 10월 4일부터 11월 9일까지 국내 시공사를 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문 대상은 본사에서 본사의 시공계획 담당자 및 현장에서 시공 계획 업무를 하는 기술팀의 직원들을 대상으로 하였으며 기본적으로 현장 경력을 가지고 있는 사람을 대상으로 하였다.
- 본 연구에서는 시공성 요인이 철골공종의 생산성에 미치는 요인에 미치는 영향을 분석하기 위한 모델을 구축하기 위해 다중회귀분석을 실시하였다. 분석 변수는 종속 변수인 생산성을 포함하여 총 11개이다. 앞서 설문한 시공성에 대한 영향도와 생산성에 대한 영향도를 비교하기 위해 요인들을 서로 대응시켰으며 독립변수가 시공성에 대한 항목을 충분히 설명할 수 있도록 변수를 설정하였다.
- 본 연구에서 도출된 시공성 요인들에 대해 실제 프로젝트를 수행하면서 실무자들이 인식하고 있는 중요도에 대해 파악하고, 도출한 시공성 요인의 타당성을 위해 2013년 10월 4일부터 11월 9일까지 국내 시공사를 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문 대상은 본사에서 본사의 시공계획 담당자 및 현장에서 시공 계획 업무를 하는 기술팀의 직원들을 대상으로 하였으며 기본적으로 현장 경력을 가지고 있는 사람을 대상으로 하였다. 설문 방법은 e-mail을 이용한 설문과 현장방문으로 실시하였으며 배포한 설문의 수는 총 55부이고 31부가 회수되어 56.
- 설문 대상은 본사에서 본사의 시공계획 담당자 및 현장에서 시공 계획 업무를 하는 기술팀의 직원들을 대상으로 하였으며 기본적으로 현장 경력을 가지고 있는 사람을 대상으로 하였다. 설문 방법은 e-mail을 이용한 설문과 현장방문으로 실시하였으며 배포한 설문의 수는 총 55부이고 31부가 회수되어 56.3%의 회수율을 보였다.
- 시공성과 생산성 간의 상관관계를 검증하기 위하여 비교적 정형화되어있고 변수들을 수치화하기 쉬운 철골 공사를 대상 프로젝트로 선정하였다. 데이터는 준공된 21개의 철골조 및 SRC조 건물을 공사지를 통해 획득하였고 부득이 인당 생산성이 기록되어 있지 않은 공사지는 일일 투입 인원과 공정표상의 스케줄을 토대로 생산성을 도출하였다.
데이터처리
- (4) 시공성이 생산성에 영향을 미치는 정도를 검증하기 위해 철골 공사의 현장 데이터를 바탕으로 SPSS for Window 18.0을 활용하여 다중회귀분석을 통해 상관관계를 분석한다.
- 변수들이 서로 어떤 상관관계를 미치는지 알아보기 위해 Pearson 상관계수를 이용하여 분석을 실시하였으며 그 결과는 다음 Table 7과 같다.
- 본 연구에서는 시공성 요인이 철골공종의 생산성에 미치는 요인에 미치는 영향을 분석하기 위한 모델을 구축하기 위해 다중회귀분석을 실시하였다. 분석 변수는 종속 변수인 생산성을 포함하여 총 11개이다.
성능/효과
- ‘기준 층수/전체 층수’와 ‘생산성’이 가장 높은 양의 상관관계를 갖았고, 뒤를 이어 ‘타워 크레인의 대수‘, ’연면적‘이 클수록 ’생산성‘이 높은 것을 알 수 있으며 각각에 대한 유의확률도 0.004, 0.046, 0.056으로 유의함을 확인할 수 있다.
- ‘설계의 단순화’와 관련된 ‘경사기둥의 유무’는 시공성에 대한 영향도는 2위인 반면 생산성의 영향도는 5위로 나타났으며, ‘장비의 활용’과 관련된 ‘타워크레인 대수’는 예상했던 것과 반대로 음의 상관관계가 나왔다.
- (1) 기존 연구 고찰을 통해 시공성 영향 요인을 ‘설계 단계’, ‘시공 단계’, ‘프로젝트 특성’에 해당하는 요인을 도출하였다.
- (2) 공종별 시공성 요인이 미치는 영향도는 세 공종 모두 ‘설계의 단순화’, ‘설계의 표준화’, ‘장비의 활용’, ‘날씨 및 기후조건’이 높은 영향도를 가진 것으로 밝혀졌으며 각 영향 도의 순서는 다른 것으로 나타났다.
- (3) 철골 공종의 생산성에 영향을 미치는 요인들에 대해 다중회귀분석을 실시한 결과 설문 결과에서 시공성의 영향도가 높은 요인들이 상관관계 크기에 대한 순위는 달랐으나 생산성에 모두 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 특히 ‘기후 및 날씨’, ‘설계의 표준화’를 대변하는 ‘가동률’와 ‘기준 층수/전체층수’의 영향도가 높은 것으로 나타났다.
- 공선성 높은 변수를 제거한 모두 입력방식의 회귀모형의 분산분석 결과 다음 표 12와 같이 유의확률은 0.000이 나왔으며 데이터의 공선성도 모두 10이하 0.01 이상으로 모두 통계적 타당성을 지닌 것으로 나타났다. 설문결과와 유사하게 ‘설계의 표준화’와 관련된 항목인 ‘기준층수/전체층수’는 높은 상관관계가 있는 것으로 나왔으나 나머지 변수들의 영향도 순위는 다른 것으로 나타났다.
- 공통적으로 ‘설계의 단순화’, ‘장비의 활용‘, ’기후 및 날씨‘, ’모듈화‘ 등이 높은 영향도를 갖는다고 나타났으며 이는 골조공종과 외장공종을 포함하여 건설 산업의 특수성에 의해 건설 공사의 전반적인 시공성에 영향을 미치는 요인이라고 볼 수 있다.
- 그 결과 문헌에서 언급하고 있는 시공성 요인들의 빈도는 ‘설계의 단순화(6)’, ‘시공 표준화(5)’, ‘작업 순서(5)’, ‘법적 규제(5)’, ‘적절한 시공법(4)’, ‘접근로와 출구(4)’, ‘모듈화(3)’, ‘인력의 경험 및 가용성(3)’순으로 높았다.
- 대부분의 시공성과 생산성 간의 상관관계 연구에서는 시공성을 향상시키는 것이 품질, 공기, 비용을 유리하게 하는 것으로 나타났다. 싱가폴의 BCA에서 일본 기업의 In-house tool에서 영감을 얻어 Buildability Design Appraisal System(이하 BDAS)을 개발하였는데 이는 노동 효율적인 설계(Labor-efficient design)의 장려가 주목적으로 입찰시 법적으로 일정 점수 이상을 획득하도록 의무화하였다.
- 따라서 ‘공법’을 제외하고 회귀 모델을 다시 구축하여 검증을 한 결과 유의 확률과 공선성이 모두 이상이 없는 것으로 나왔다.
- 상관관계의 크기에 대한 순위는 다르나 유의확률 때문에 분석하지 않았던 ‘공법’과 ‘모듈화’를 제외하고는 상관관계가 모두 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- (5) 마지막으로 본 연구의 한계점을 지적하고 향후 연구 방향을 제안한다.
- 본 연구에서 실제 공사 데이터를 통한 시공성과 생산성의 상관관계를 검증함으로서 기존 연구들을 뒷받침할 수 있는 근거자료로써 의미가 있다. 또한 시공성 요인을 도출하여 각 공종별로 중요한 영향 요인들을 분석함으로서 시공자 입장에서 시공계획 작성 시 점검하고 참고하여야 할 사항을 도출하는데 유용할 뿐만 아니라 설계자의 입장에서 시공성과 생산성을 높이기 위해 어떤 요소를 고려해야 할지 사전에 판단할 수 있는 기준이 될 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 데이터를 확보하는데 있어 시간 및 데이터 가용성 등의 물리적인 제약에 있어 철골 공종에 한정하여 검증하였으므로 콘크리트, 커튼월 등에 대한 검증이 향후 이루어져야 할 것이다. 또한 향후 도출된 항목을 바탕으로 요인들을 세부 공종에 맞게 시공성 요인들을 세분화하고 분류하여 시공성에 대한 공종별 분류체계를 작성하고, 이에 대한 검증을 통해 실효성 있는 시공성 향상을 제고할 수 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 본 연구에서는 데이터를 확보하는데 있어 시간 및 데이터 가용성 등의 물리적인 제약에 있어 철골 공종에 한정하여 검증하였으므로 콘크리트, 커튼월 등에 대한 검증이 향후 이루어져야 할 것이다. 또한 향후 도출된 항목을 바탕으로 요인들을 세부 공종에 맞게 시공성 요인들을 세분화하고 분류하여 시공성에 대한 공종별 분류체계를 작성하고, 이에 대한 검증을 통해 실효성 있는 시공성 향상을 제고할 수 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.
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