[논문]건축공사 현장의 공사관리를 위한 BIM (Building Information Modeling) 적용과 효과 분석

최재현; 류한국

doi:10.5345/jkibc.2015.15.1.115

초록
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최근 건축물이 대형화되고 비정형화됨에 따라 기존의 2차원 도면으로 3차원을 표현하는 데 한계가 있고 설계오류파악, 공사 물량과 공사비 오차의 발생, 시공오류의 예측 부재, 기둥, 보, 기계설비 배관 등의 부재간의 충돌 등의 문제점을 개선하고자 건설 현장에서 BIM(Building Information Modeling; 이하 BIM)이 사용되고 있다. 그러나 실질적으로 건설 공사 현장의 직원들을 대상으로 BIM의 사용법을 교육하고 평가하여 실질적인 구현 방법을 충분히 숙지하게 한 이후에 BIM을 공사 현장의 공사 관리 업무에서 사용하게 하여 BIM 사용에 따른 효과를 분석한 연구는 전무하다. 이에 본 연구는 BIM의 교육, 평가, 실시에 따른 공사현장에서 BIM의 효과를 설문조사를 통하여 실증적으로 분석하고 개선방향을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

As recent buildings have been enlarged and free-formed, it is hard to represent three-dimensional buildings with two-dimensional drawings and identify design errors, construction errors, difference of construction quantity and construction cost, clash with columns, beams, pipe machinery, and so on. ...

As recent buildings have been enlarged and free-formed, it is hard to represent three-dimensional buildings with two-dimensional drawings and identify design errors, construction errors, difference of construction quantity and construction cost, clash with columns, beams, pipe machinery, and so on. In order to overcome the limitations, BIM(Building Information Modeling) has been used in construction industry. However, BIM in the construction site is not fully facilitated after practical implementation in process control including training, evaluation and analysis of the process. Therefore, in this study, the effect of BIM applied in the construction site is analyzed empirically throughout the survey at the construction site in accordance with the training, evaluation, and implementation of BIM.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 실질적으로 건설 공사 현장의 직원들을 대상으로 BIM의 사용법을 교육하고 평가하여 실질적인 구현 방법을 충분히 숙지하게 한 이후에 BIM을 공사 현장 업무에서 사용하게 하여 BIM 사용에 따른 효과를 분석한 연구는 전무하다. 이에 본 연구는 BIM의 교육, 평가, 실시에 따른 공사현장에서 BIM의 효과를 설문조사를 통하여 실증적으로 분석하고자 한다. ;

제안 방법

BIM 교육을 통하여 학습 성과를 확인하기 위하여 질문지를 구성하였으며 질문지의 객관성을 다각적으로 확보하기 위하여 4명의 공사 관리 전문가들과의 브레인스토밍을 통하여 5개의 항목 즉, 기본적인 BIM 도면의 파악 여부, 3차원적으로 건축물의 형태를 파악 여부, BIM 정보의 확인 가능 여부, 치수의 측정 가능 여부, 보고서의 형태로 작성 가능 여부로 구분하여 12문제를 제시하여 평가하였다. 각 항목과 문항은 다음과 같다.
건설공사 업무를 위한 BIM은 기존의 2D에서 3D로 전환하고 물량과 공정 정보를 통합적으로 활용하여 건설현장에서 활용하는 것이다. 본 연구는 건설현장에서 BIM 활용시의 문제점을 파악하고 개선방안을 제시하기 위하여 현장의 원수급자들을 대상으로 BIM 활용법을 교육하고 학습하여 평가함으로써 활용할 수 있는 방법을 제공하고 한 달간의 적용 후 효과를 분석하였다.
주관식 질문으로는 제공된 BIM 데이터를 사용하여 보완할 점과 현장에서 어떻게 활용하는 것이 바람직한가에 대하여 조사하였다. 3D모델의 디테일한 표현의 기능, 편리한 거리와 치수 측정 기능, 간단하게 안전시설물을 표현하는 기능, 설계 변경시 3D모델도 신속하게 반영하는 기능 등이 현재의 BIM 도구에 반영되기를 원하였다.

대상 데이터

교육 이수 여부를 기록하고 미이수자는 재교육을 통해 100% 교육을 이수하도록 하였다. 피교육생은 4개 현장으로 소장, 총무, 관리파트를 제외하고 총 49명을 대상으로 교육을 실시하였다.(Table 2와 Figure 7 참조) ;

성능/효과

위험 작업 계획시에는 의무적으로 사용하겠다는 의견들이 있었다. BIM으로 2차원 도면 보다 건물을 쉽게 이해하고 파악할 수 있으며, 작업자들끼리의 자체적 안전과 현장관리 협의시 효과적이며, 현장내에서 스마트폰, 출력물 등을 통해 BIM 자료를 자유롭게 활용하는 측면에서 긍정적인 효과가 있다. 그러나 BIM 모델의 정교성이 부족하여 현장 관리 활동이 제한적이고 설계 변경사항이 즉각적으로 BIM 모델에 반영되지 않는 단점들이 파악되었으므로 향후 개선되어야 할 것이다.
본 사례 연구는 이미 현장의 공사 관리 계획이 수립된 이후에 적용되어 상기한 내용들의 반영이 부족하였으므로 향후에는 현장 초기단계에 BIM 모델을 제작하여 현장 개설과 동시에 BIM 모델에 대한 거부감을 해소하고 활용할 수 있도록 하는 교육과 현장관리상의 절차를 마련하여야 할 것이다. 즉, 현재 현장에서 거부감이 없이 주로 사용하는 도면 등과 같이 BIM 모델을 통한 3차원 모델이 현장에 편리하게 사용하도록 하기 위해서는 현장에서의 교육, 교재 개발과 현장의 BIM 모델을 활용하는 프로세스의 개선이 중요한 것으로 판단된다. ;
12개 항목의 조사 결과 이외의 의견으로 현장에서의 활용성과 관련하여 구조뿐만 아니라 건축, 인테리어, 설비, 전기 등의 분야에도 반영하고, 현장 적용의 체계화, 의사소통 도구로 활용하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 위험 작업 계획시에는 의무적으로 사용하겠다는 의견들이 있었다.

후속연구

BIM으로 2차원 도면 보다 건물을 쉽게 이해하고 파악할 수 있으며, 작업자들끼리의 자체적 안전과 현장관리 협의시 효과적이며, 현장내에서 스마트폰, 출력물 등을 통해 BIM 자료를 자유롭게 활용하는 측면에서 긍정적인 효과가 있다. 그러나 BIM 모델의 정교성이 부족하여 현장 관리 활동이 제한적이고 설계 변경사항이 즉각적으로 BIM 모델에 반영되지 않는 단점들이 파악되었으므로 향후 개선되어야 할 것이다. ;
본 사례 연구는 이미 현장의 공사 관리 계획이 수립된 이후에 적용되어 상기한 내용들의 반영이 부족하였으므로 향후에는 현장 초기단계에 BIM 모델을 제작하여 현장 개설과 동시에 BIM 모델에 대한 거부감을 해소하고 활용할 수 있도록 하는 교육과 현장관리상의 절차를 마련하여야 할 것이다. 즉, 현재 현장에서 거부감이 없이 주로 사용하는 도면 등과 같이 BIM 모델을 통한 3차원 모델이 현장에 편리하게 사용하도록 하기 위해서는 현장에서의 교육, 교재 개발과 현장의 BIM 모델을 활용하는 프로세스의 개선이 중요한 것으로 판단된다.
안전관리적 측면에서는 안전관리 사항의 구체화가 필요하다. 즉, 안전관리의 필요성을 조사하여 안전관리 요구사항이 반영되고 건물전체보다는 안전 중점 구간에 맞는 BIM 모델을 제작하고 협력업체들도 자체적으로 활용할 수 있도록 교육하고 전파하는 기회가 마련되어야 할 것이다. ;

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기존의 2차원 도면으로 3차원을 표현하는데 한계가 있는 이유는?	최근 건축물이 대형화되고 비정형화됨에 따라 기존의 2차원 도면으로 3차원을 표현하는 데 한계가 있고 설계오류파악, 공사 물량과 공사비 오차의 발생, 시공오류의 예측 부재, 기둥, 보, 기계설비 배관 등의 부재간의 충돌 등의 문제점을 개선하고자 건설 현장에서 BIM(Building Information Modeling; 이하 BIM)이 사용되고 있다. 그러나 실질적으로 건설 공사 현장의 직원들을 대상으로 BIM의 사용법을 교육하고 평가하여 실질적인 구현 방법을 충분히 숙지하게 한 이후에 BIM을 공사 현장의 공사 관리 업무에서 사용하게 하여 BIM 사용에 따른 효과를 분석한 연구는 전무하다.
	BIM의 장단점은?	건축물의 설계, 시공, 유지관리 단계 등 전 생애주기에서 생성되는 설계와 시공 정보를 통합 관리하는 기법으로써 도면의 BIM 설계 프로그램간의 호환을 통한 엔지니어링 정보를 상호 교류하여 건축, 토목, 기계, 전기 등의 업역 간의 조율을 합리적으로 수행할 수 있다. 초기 투자비는 증가되지만 전체적인 사업기간을 효과적으로 관리하고 비용절감을 통한 생산성 향상과 정확한 자원의 투입이 가능하게 한다.[1,2]
	건설현장에서 BIM을 사용하는 이유는?	최근 건축물이 대형화되고 비정형화됨에 따라 기존의 2차원 도면으로 3차원을 표현하는데 한계가 있고 설계오류 파악, 공사 물량과 공사비 오차의 발생, 시공오류의 예측 부재, 기둥, 보, 기계설비 배관 등의 부재간의 충돌 등의 문제점을 개선하고자 건설 현장에서 BIM(Building Information Modeling; 이하 BIM)을 사용하고 있다. 현재 BIM은 설계 (2D와 3D), 공정관리(4D), 공사 물량 및 공사비 산출(5D), 시뮬레이션, 비정형 부재 제작 및 설치, 유지관리, 구조계산, 간섭체크, 에너지 분석, 시공성 검토 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

참고문헌 (10)

Lee DH, Bang JS, Kim JH, Jung JS. Application of BIM for Yongin Citizen Sports Park Project. Building Construction. 2013 Feb;13(1):41-6.
Kim JH. BIM Application Case of Yongin Citizen Sports Park Project. Technology and Trends in Construction Engineering and Management IV. 2012 Nov: 345-350.
Park TH, Park YJ, Kim TH. Measures to evaluate the efficiency for safety education contents using BIM. The Korean Institute of Building Construction 2014 Spring Proceedings; 2014 May 5-9; The-K Kyungjoo Hotel, Kyungjoo. Seoul: Korean Institute of Building Construction; 2014. p.40-2.
Kwon OB, Son JH, Lee S. Study on the application of 3D-based BIM for school facilities to increase cost management efficiency. Journal of the Korean Institute of Building Construction. 2010 Dec;10(6):49-60.

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Lee SH, Jang WJ, Jun HJ. A case study on design of educational facility appling BIM based collaboration process. The Journal of Korean Institute of Educational Facilities. 2008 Nov;15(6):39-46.
Park JW, Kim S, Lee S, Song H. Suggesting solutions when applying building information modeling (BIM) to the korean construction industry through case studies. Journal of the Korean Institute of Building Construction. 2009 Dec;9(4):93-102.

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Park CS, Park HT. Improving constructability analysis tasks by applying BIM technology. Korean Journal of Construction Engineering and Management. 2010 Mar;11(2):137-147.

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Jun YW, L MS. A study on the development of a construction field management model based on BIM. Journal of the Korean Institute of Building Construction. 2010 Feb;10(1):127-135.

원문보기 상세보기
Lu W, Peng Y, Shen Q, Li H. Generic model for measuring benefits of BIM as a learning tool in construction tasks. Journal of Construction Engineering and Management. 2013 Feb;139(2):195-203.

상세보기
Du J, Liu R, Issa RRA. BIM cloud score: benchmarking BIM performance. Journal of Construction Engineering and Management. 2014 Nov;140(11):04014054-1-04014054-13.

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