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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 실제 프로젝트를 통하여 나타나는 설계 프로세스의 과정을 체계적으로 분석하여 학생들이 BIM에 관련된 지식이 어떠한 것인지의 교육시스템과 BIM 설계과정에서의 특성을 설명하고자 한다.
- 특히, 외관 설계는 학교의 독창성과 지역 문화시설로서의 상징성이 나타날 수 있도록 하며, 미래 지향적 교육환경 조성과 에너지 절약 및 교육 환경 개선에 도움이 될 수 있도록 하였다. 피험자가 학생이라 설계과정에서 발생하는 문제는 필요할 때마다 질문하도록 하였다.
제안 방법
- PPT에는 국내·외 학교관련 자료들이며, 각각의 자료들을 통해 교지활용계획, 배치계획, 보행자 및 차량동선계획, 건축계획 일반사항, 외관계획, 색체계획, 안전사고 예방계획, 무장애(Barrier Free) 학교설계, 구조계획, 법규검토 등 학교건축계획에 관련한 전반적인 사항들을 체계적으로 설명하고 필요한 부분은 질문을 하도록 하였다.
- 건물형태 작업과정의 접근방식에는 공간작업 계획에서 형태작업으로(예, 르꼬르뷔제), 형태작업에서 공간작업 계획(예, 미스 반데르)으로 설계를 하는 전통적인 접근방식이 아니라, 피험자가 형태작업을 다양하게 접근하는 형태 위주 방식으로 설계프로세스가 진행되었다. 형태작업은 건축적으로 가장 아름다운 형태와 환경적인 측면에서 매우 효율적이어야 하고, 제안조건에서 요구하는 학교의 독창성과 지역 문화시설로서의 상징성, 미래 지향적 교육환경 조성과 에너지 절약, 교육 환경개선에 도움이 되는 형태가 나타날 수 있도록 다양한 Mass Model 형태를 만들었고, 그리고 Mass Model을 통해 향, 일조, 개략적인 건폐율, 용적률 등, 학교계획에 필요한 건축 가능 영역과 볼륨을 계산하여 Figure 1에서 6) Mass Model Process5으로 결정하였다.
- 건물형태의 외피작업 요청에서는 벽체 모델링 작업을 통해서 내력벽 외벽(옹벽외 붉은 벽돌 250mm, 커튼 월, 커튼월: 외벽유리), 비내력벽(내벽 블럭쌓기 100mm) 그리고 교과실 간벽으로 구분하여 각 부재별 물리적 속성 값및 부재 색상을 부여하여 작업을 진행하였고, 부재에 관한 속성이나 물리적 특성과 기술적인 문제에 대한 질문이 있을 경우, 전문가의 조언과 자료를 통해 검토를 하였다. 그리고 벽, 바닥, 기둥, 보, 창문, 문, 계단 등, 각각의 부재별및 부재별 속성 값을 보다 세부적으로 이해시키기 위해 부재들을 3D 모델링을 통해 설명하므로써 피험자가 작업을 하는데 도움을 주었다.
- 공간계획 요청에서는 평면작업을 매스 모델과 더불어 다양하게 검토하면서 공간작업을 진행하였으며, 특히, 학들의 계단과 화장실 배치를 통해서 학생들이 자유롭게 동할 수 있는 동선이 되는 지 3D 모델링을 통해서 분 ?검토하고 중간 중간 질문도 있었으며, 경우에 따라서 다시 과제를 주어 보다 세부적으로 공부하게 하고 설작업을 진행하도록 하였다. 그래서 각 층별 평면도 및 1층 입구, 2층, 3층 투시도(화살표)는 아래 Figure 3과 같이 작업을 완성하였다.
- 건물형태의 외피작업 요청에서는 벽체 모델링 작업을 통해서 내력벽 외벽(옹벽외 붉은 벽돌 250mm, 커튼 월, 커튼월: 외벽유리), 비내력벽(내벽 블럭쌓기 100mm) 그리고 교과실 간벽으로 구분하여 각 부재별 물리적 속성 값및 부재 색상을 부여하여 작업을 진행하였고, 부재에 관한 속성이나 물리적 특성과 기술적인 문제에 대한 질문이 있을 경우, 전문가의 조언과 자료를 통해 검토를 하였다. 그리고 벽, 바닥, 기둥, 보, 창문, 문, 계단 등, 각각의 부재별및 부재별 속성 값을 보다 세부적으로 이해시키기 위해 부재들을 3D 모델링을 통해 설명하므로써 피험자가 작업을 하는데 도움을 주었다. 또한 경우에 따라서 형태 및 공간정보를 바탕으로 3D 모델링과 투시도를 이용하여 다양한 검토 및 분석 작업이 평면, 입면, 단면, 투시도 등 다양한 형태로 동시에 이루어지고 있기 때문에 형태나 공간 접근 동선, 외피의 재료, 지붕 형태, 창문, 문이 만족할 만디자인 안이 도출될 때까지 여러 번 반복해서 수정 작업을 동시에 확인하여 진행되었다.
- 그리고 벽, 바닥, 기둥, 보, 창문, 문, 계단 등, 각각의 부재별및 부재별 속성 값을 보다 세부적으로 이해시키기 위해 부재들을 3D 모델링을 통해 설명하므로써 피험자가 작업을 하는데 도움을 주었다. 또한 경우에 따라서 형태 및 공간정보를 바탕으로 3D 모델링과 투시도를 이용하여 다양한 검토 및 분석 작업이 평면, 입면, 단면, 투시도 등 다양한 형태로 동시에 이루어지고 있기 때문에 형태나 공간 접근 동선, 외피의 재료, 지붕 형태, 창문, 문이 만족할 만디자인 안이 도출될 때까지 여러 번 반복해서 수정 작업을 동시에 확인하여 진행되었다. 하지만 보다 체계적이고 합리적인 적절성 검토 및 분석하는 과정에서는 부재의 속성값이나 물리적 특성을 깊이 있게 다루지 못하게 하였다.
- 또한 내·외벽, 창문, 문, 계단 등, 기본적인 작업을 검토하는 과정에서는 부재에 관한 속성이나 물리적인 특성에 관한 정보까지 입력하여 작업을 진행하였고, 중간 중간에 부재별 정보가 요구되는 상황에서는 피험자에게 질문과 협의를 통해 작업을 진행하였다.
- 형태작업은 건축적으로 가장 아름다운 형태와 환경적인 측면에서 매우 효율적이어야 하고, 제안조건에서 요구하는 학교의 독창성과 지역 문화시설로서의 상징성, 미래 지향적 교육환경 조성과 에너지 절약, 교육 환경개선에 도움이 되는 형태가 나타날 수 있도록 다양한 Mass Model 형태를 만들었고, 그리고 Mass Model을 통해 향, 일조, 개략적인 건폐율, 용적률 등, 학교계획에 필요한 건축 가능 영역과 볼륨을 계산하여 Figure 1에서 6) Mass Model Process5으로 결정하였다. 또한 층고 및 바닥 설계계획 요청에서는 층고의 결정을 Figure 1에서 Mass Model Process3, Mass Model Process4, Mass Model Process5를 통하여 다양하게 검토 하고 부족한 지식과 정보는 다시 과제를 주어 공부하게 하였다. 층고에 관련된 질문이 발생 할 경우에는 다시 Revits를 이용하여 이해 할 수 있도록 설명하였다.
- 또한 피험자에게 매스형태 작업을 요청한 이후, 학교 관련 자료를 기초로 BIM Tool인 Revits를 이용하여 2-3시간 정도 간단한 메모와 생각을 하고 그리드 9,000×9,000 작성과 기존 초등학교 매스형태를 참고로 편복형과 중복 도형 형태의 Mass 스터디 작업을 진행하였다(Figure 1).
- 매우 빠르게 변화하는 건축설계 환경에서 능동적으로 적응하기 위해 아나로그 설계 사고방식에서 디지털 설계 사고방식으로 변화가 요구되기 때문에 저 학년부터 설계 프로세스에 BIM을 이용하여 설계 작업을 할 수 있는 사고방법으로 준비시키고, BIM을 위한 체계적인 교육시스템이 무엇인지를 알아보기 위해서 BIM 설계과정에서 나타 나는 특성이 필요하여 스튜디오 21을 이용한 인지실험을 실시하였다. 결과는 다음과 같다.
- 문제해결과정에서 만족하지 못하 거나, 의문이 발생할 경우에는 질문과 기존 자료를 토대로 속성정보를 포함하고 있는 라이브러리로부터 다양한 구성 요소까지 유형과 크기를 체계적으로 다시 검토하여 작업을 진행하였고, 피험자가 그 해결안이 만족할 때 까지 지속적으로 분석·검토하는 작업을 하였다.
- 설계프로세스는 스튜디오 21 프로세스를 이용하였으며, 설계프로세스는 엄격하게 설계를 가르치는 것과 컴퓨터를 가르치는 두 과정으로 진행하였다. 설계과정은 기본계획단 계부터 최종설계단계까지 실험자의 요구조건에 의해 설계 프로세스가 진행되었으며, 컴퓨터를 가르치는 것은 BIM tool인 Revits를 소개하고 어떻게 사용하는 가를 매뉴얼을 통하여 교육을 실시하고 진행하였다.
- 설계프로세스는 스튜디오 21 프로세스를 이용하였으며, 설계프로세스는 엄격하게 설계를 가르치는 것과 컴퓨터를 가르치는 두 과정으로 진행하였다. 설계과정은 기본계획단 계부터 최종설계단계까지 실험자의 요구조건에 의해 설계 프로세스가 진행되었으며, 컴퓨터를 가르치는 것은 BIM tool인 Revits를 소개하고 어떻게 사용하는 가를 매뉴얼을 통하여 교육을 실시하고 진행하였다.
- 연구방법으로는 BIM 정의 및 BIM 설계의 특성을 알아보고, BIM 설계에 관련된 지식이 무엇인지 검토한다. 실무실험은 실제 프로젝트를 통해 BIM 설계프로세스에서 나타나는 작업을 분석하여 설명하고자 한다. 실무실험은 설계 경험이 있는 학생을 선정하여 초등학교 프로젝트를 설계하는 것으로 하였다.
- 실무실험은 설계 경험이 있는 학생을 선정하여 초등학교 프로젝트를 설계하는 것으로 하였다. 실무실험을 하기 전에 BIM 매뉴얼 교육과 설계작업을 각각 분류하여 실시하였으며, BIM 설계과정은 실험자가 피험자에게 설계프로세스 단계별로 제시하여 진행되었다.
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1) 실험
실험자는 피험자에게 초등학교 교육시설에 관련된 자료를 PPT를 통해 전반적으로 설명하였다. PPT에는 국내·외 학교관련 자료들이며, 각각의 자료들을 통해 교지활용계획, 배치계획, 보행자 및 차량동선계획, 건축계획 일반사항, 외관계획, 색체계획, 안전사고 예방계획, 무장애(Barrier Free) 학교설계, 구조계획, 법규검토 등 학교건축계획에 관련한 전반적인 사항들을 체계적으로 설명하고 필요한 부분은 질문을 하도록 하였다.
- 연구방법으로는 BIM 정의 및 BIM 설계의 특성을 알아보고, BIM 설계에 관련된 지식이 무엇인지 검토한다. 실무실험은 실제 프로젝트를 통해 BIM 설계프로세스에서 나타나는 작업을 분석하여 설명하고자 한다.
- 건물형태 작업과정의 접근방식에는 공간작업 계획에서 형태작업으로(예, 르꼬르뷔제), 형태작업에서 공간작업 계획(예, 미스 반데르)으로 설계를 하는 전통적인 접근방식이 아니라, 피험자가 형태작업을 다양하게 접근하는 형태 위주 방식으로 설계프로세스가 진행되었다. 형태작업은 건축적으로 가장 아름다운 형태와 환경적인 측면에서 매우 효율적이어야 하고, 제안조건에서 요구하는 학교의 독창성과 지역 문화시설로서의 상징성, 미래 지향적 교육환경 조성과 에너지 절약, 교육 환경개선에 도움이 되는 형태가 나타날 수 있도록 다양한 Mass Model 형태를 만들었고, 그리고 Mass Model을 통해 향, 일조, 개략적인 건폐율, 용적률 등, 학교계획에 필요한 건축 가능 영역과 볼륨을 계산하여 Figure 1에서 6) Mass Model Process5으로 결정하였다. 또한 층고 및 바닥 설계계획 요청에서는 층고의 결정을 Figure 1에서 Mass Model Process3, Mass Model Process4, Mass Model Process5를 통하여 다양하게 검토 하고 부족한 지식과 정보는 다시 과제를 주어 공부하게 하였다.
성능/효과
- 1) 전통적인 설계과정은 선형적인(linear) 설계과정(site analyis, bubble diagram, schematic design, design development)을 통해서 작업이 진행되는 반면에 BIM 설계 과정은 실험에서 보여 주었던 것처럼 “seeing, moving, seeing”(Sch?n & Wiggins, 1992)인 순환적(cyclical)으로 협업(collaboration)을 통하여 작업과정이 이루어지고 있었 다.
후속연구
- 둘째, 저 학년에서부터 간단한 프로젝트를 통해 BIM 모델링 기술을 이용하여 형태, 구조, 재료, 시공기술들이 어떻게 통합되는 가를 배울 수 있고, 작업 중 질문과 설명이 동시에 발생하기 때문에 건축의 세부 지식인 실질적(practical) 이고 명백한 지식(explicit knowledge)을 습득 할 수 있는 체계적인 교육과정이 이루어 져야 된다고 사료된다.
- 첫째, 저학년 커리큘럼에 건축의 기본이 되는 건축 개념, 공간, 동선, 이미지와 같은 버케브러리(vocabulary)와 건축 문법(grammar)들을 배울 수 있고, 동시에 BIM을 소개할 수 있는 교과과정을 통해서 BIM 매뉴얼 교육과 기둥(column), 빔(beams), 바닥(foors)의 기본적인 요소들을 가지고 개략적으로 BIM 설계에 적용하여 작업 할 수 있는 교육과정이 필요 하다고 사료된다.
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