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문제 정의
- 이에 본 연구는 BIM을 활용한 해외 조경 프로젝트 사례를 조사, 분석함으로써 국내 조경분야에서 아직 활성화되지 않은 BIM의 도입효과와 그 실행방법을 논하는 것을 목적으로 했다. 이를 위해 BIM의 일반적 특징과 여기에서 예상되는 도입효과들을 유추해 보고, 이 효과들을 보여주는 대표적인 조경 프로젝트들을 선정하여 이들을 대상으로 조경정보 구축, 3D 모델링제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 네 가지 측면에서 BIM의 실행방법을 살펴보았다.
제안 방법
- 이를 위해 BIM의 일반적 특징과 여기에서 예상되는 도입효과들을 유추해 보고, 이 효과들을 보여주는 대표적인 조경 프로젝트들을 선정하여 이들을 대상으로 조경정보 구축, 3D 모델링제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 네 가지 측면에서 BIM의 실행방법을 살펴보았다.
- BIM의 일반적 특징과 도입효과를 토대로 BIM 실행에 실질적으로 필요한 항목들을 나열하여 분류하면 (1) 조경정보의 구축과 관련하여 정보의 내용, 구축 및 활용법, (2) 3D 모델 제작의 측면에서 소프트웨어와 특정 도구 활용법, BIM 통합모델저장과 관리, (3) 상호운용성 확보와 관련하여 데이터 포맷과 교환, 정보 표준화, 협업 과정, 그리고 (4) BIM 모델의 시각적활용 측면에서 시각화의 목적, 내용 및 방법으로 정리된다. 이들은 연구의 다음 과정에서 사례의 분석항목으로 사용되었다.
- 발주처는 올림픽 개발위원회(Olympic Delivery Authority, 이후 ODA)이며, 마스터플랜은 EDAW(현 AECOM)에 의해 2005년 처음 제안되었다. 그 후 LDA Design과 Hargreaves Associates에서 컨소시엄을 구성하여 설계를 진행했으며, Arup과 Atkins에서 공원 남측과 북측을 담당하여 사업을 수행하면서 본격적으로 BIM을 활용했다. Landscape Institute(2016)는 공원 조성사업은 처음부터 공식적인 BIM 프로젝트로 시작된 것은 아니었지만, 정의된 표준에 따라 도면과 모델을 생성, 공유하고, 통합된 모델을 구축함으로써 BIM에 의한 원활한 협업을 보여준 좋은 사례라고 밝혔다(Figure 2-c 참조).
- 넷째, BIM 모델의 시각적 활용 측면에서 살펴보면 제작된3D 모델을 이용하여 시설물의 형태와 주변 지형의 관계를 상세한 수준까지 검토하고, 근접한 거리에서 공간 시뮬레이션을 진행했다. Wallis and Rahmann에 의하면 형태가 복잡한 지형설계에서 전통적인 2D 평면도나 단면도, 콜라주 등을 제작하려면 시간과 노력의 소모가 크고, 설계 이해도 어려웠겠지만, 이 프로젝트에서는 3D 지형 모델을 제작함으로써 다양한 규모에서 설계 업무를 수행하면서 정확한 GPS 지점에서 설계안을 시험해볼 수 있었다.
- 다음으로 해외 조경 관련 협회에서 공식적으로 소개된 BIM 프로젝트들을 조사하고, 선행연구에서 논의된 도입효과를 보여주는 대표적 사례를 선정했다. 조경분야에서 BIM 도입을 위한 조직적 활동이 이루어지고 있는 곳은 미국, 영국, 노르웨이와 호주 등이다.
- 둘째, 3D 모델 제작의 측면에서 살펴보면 기초 건축물과 실내 구조가 이미 Revit으로 제작되었기 때문에 이 모델을 기반으로 조경설계도 Revit에서 이루어졌다. 조경을 위한 전문 소프트웨어의 부재가 지적되는 가운데, 부정형의 지형과 비규격의 유리 가드레일 등 일부 조경요소들은 Revit의 건축 도구들을 적절히 활용한 것으로 드러났다.
- 둘째, 3D 모델 제작의 측면에서 살펴보면 지형설계에 Maya를 이용한 파라메트릭 모델링 방식이 적용되었다. Wallis and Rahmann(2016)에 의하면 토목팀에서 개략적으로 계획한 지형을 바탕으로 조경가들이 Maya의 표면처리 도구(Surfacing Tool)를 사용하여 여러 포인트들을 밀고 당기면서 지형을 조정, 시험해 봄으로써 섬세하게 지형을 설계해 나갔다.
- 셋째, 상호운용성 확보와 관련하여 살펴보면 동일한 포맷의 데이터와 정보의 표준화를 통해 설계 및 시공 프로세스 전 과정에서 원활한 협업이 이루어졌다. 이미 설명한 바와 같이 참여업체들의 다양한 설계도구가 통일되어 2D CAD 모델은 Micro-Station에서, 3D 모델은 3D Studio에서 제작되었으므로 각각 동일한 포맷의 데이터가 생성되었다.
- 이와 같이 선정된 사례의 자세한 조사와 분석을 위해 프로젝트 수행업체, 발주처나 정부 관계기관, 프로젝트에서 사용된 소프트웨어 판매사의 자료들을 추가적으로 수집했다. 수집된 자료는 선행연구에서 도출된 BIM 도입을 위한 네 가지 항목인 조경정보 구축, 3D 모델링 제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 측면에서 분석되었다.
- 조경분야에서 BIM 도입을 위한 조직적 활동이 이루어지고 있는 곳은 미국, 영국, 노르웨이와 호주 등이다. 연구의 원활한 진행을 위해 비영어권인 노르웨이를 제외하고, 미국조경가협회(American Society of Landscape Architects, 이하 ASLA), 영국조경협회(Landscape Institute, 이하 LI)와 호주조경가협회(Australian Institute of Landscape Architects, 이하 AILA)로 조사 범위를 한정하여 조경 관련 협회들의 BIM 도입을 위한 활동과 동향을 검토하고, 그 속에 드러난 조경 프로젝트 사례를 조사했다. 이를 위해 각 협회에서 발간된 도서 및 정보지, 학술저널, 뉴스레터, 행사자료집과 유인물, BIM 관련 내부 조직의 소개글과 공개 회의록 등 다양한 자료를 오프라인과 온라인에서 살펴보았다.
- 연구의 원활한 진행을 위해 비영어권인 노르웨이를 제외하고, 미국조경가협회(American Society of Landscape Architects, 이하 ASLA), 영국조경협회(Landscape Institute, 이하 LI)와 호주조경가협회(Australian Institute of Landscape Architects, 이하 AILA)로 조사 범위를 한정하여 조경 관련 협회들의 BIM 도입을 위한 활동과 동향을 검토하고, 그 속에 드러난 조경 프로젝트 사례를 조사했다. 이를 위해 각 협회에서 발간된 도서 및 정보지, 학술저널, 뉴스레터, 행사자료집과 유인물, BIM 관련 내부 조직의 소개글과 공개 회의록 등 다양한 자료를 오프라인과 온라인에서 살펴보았다. 조사결과, 공식적으로 소개된 BIM 사례들은 많지는 않았지만, 행사, 출판물, 수상작 소개 과정에서 그 사례들이 발견되었고, 이 중에서 선행연구에서 논의된 설계업무의 자동화, 협업 환경의 마련, 지형설계에서의 형태 구현이라는 세 가지의 BIM 도입효과를 보여줄 대표적인 프로젝트를 선정했다(Table 1 참조).
- 현재 국내 조경설계에서 발생되는 실무적 문제점을 BIM을 도입함으로써 해결할 수 있음을 논하기 위해 BIM의 일반적 특징에 대한 문헌연구를 실시했다. 이를 통해 조경분야에서의 예상 가능한 BIM 도입효과를 살펴보았고, BIM 도입에 필요한 요소들을 도출하여 실행방법에 대한 사례분석의 항목으로 사용했다.
- 이상에서 설계업무의 효율성 향상, 협업 환경의 마련, 그리고 지형설계의 형태 구현에 대한 대표적인 해외사례들을 선정하여 BIM 실행방법을 조경정보의 구축, 3D 모델링 제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 네 개의 측면에서 조사, 분석했다. 사례를 분석한 결과, 조경설계분야에서 발견되는 업무상의 문제점들을 BIM을 도입함으로써 해결할 수 있음을 알 수 있었다.
- Wallis and Rahmann(2014)에 의하면 ASPECT는 담수처리 시설과 주변 부지와의 시각적 조화, 친환경성, 비용 측면에서 영향을 미치는 성절토량을 효율적으로 조정하는 것에 설계의 중점을 두었다. 이에 녹화된 시설물의 옥상을 따라 형성되는 경사도에 대한 조건, 대지에 조성될 사구들의 형태와 성절토량, 주변 주요 시점에서의 시각적 영향 등 정보를 수집,반영하여 3D 모델을 통한 지형설계를 했고, 이후 이 모델을 Revit에 불러들여 경사도 계산과 평면도, 단면도 등 도면작업을 수행했다고 전했다(Figure 3-d, e, f 참조).
- 이와 같이 선정된 사례의 자세한 조사와 분석을 위해 프로젝트 수행업체, 발주처나 정부 관계기관, 프로젝트에서 사용된 소프트웨어 판매사의 자료들을 추가적으로 수집했다. 수집된 자료는 선행연구에서 도출된 BIM 도입을 위한 네 가지 항목인 조경정보 구축, 3D 모델링 제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 측면에서 분석되었다.
- 첫째, 조경정보 구축과 관련하여 살펴보면 대규모 공원 조성사업에 건축과 조경, 토목, 기반시설에 관련된 다양한 업체들이 참여했으므로 방대한 양의 건설정보를 수집, 저장, 관리하는 등 효과적으로 프로젝트를 관리하기 위해 통합적인 건설정보의 구축이 이루어졌다. May et al.
- 첫째, 조경정보의 구축과 관련하여 살펴보면 HOK의 조경팀은 이 프로젝트를 위해 Revit에서 기본적으로 제공하지 않는 조경요소들을 Family7)로 제작했다. Khemlani(2015)는 플랜터,스크린, 트렐리스, 포장 등이 제작되었는데, 이들을 일일이 속성정보와 함께 3D 형태로 제작하는 것은 시간과 노력을 요하는 것이었지만, 일단 만들고 나면 차후 다른 프로젝트에서 지속적으로 사용할 수 있으므로 설계 효율성을 극대화시킬 수 있을 것이라고 했다.
- 첫째, 조경정보의 구축과 관련하여 살펴보면, 지형에 관련된 여러 파라미터들을 활용하여 대규모의 복잡한 지형을 3D 모델로 작성하면서 설계를 진행하고, 이후 이 모델로 도면작업을 수행했다. Wallis and Rahmann(2014)에 의하면 ASPECT는 담수처리 시설과 주변 부지와의 시각적 조화, 친환경성, 비용 측면에서 영향을 미치는 성절토량을 효율적으로 조정하는 것에 설계의 중점을 두었다.
- 통합모델 제작 과정을 살펴보면 분야별 모델을 제작하고 이를 주기적으로 교환, 검토하여 차후 통합모델을 완성하는 방식으로 진행되었다. 건설정보가 서버 등 한 곳에 모이도록 단일모델을 제작하는 것이 이상적이지만, 다양한 분야의 전문가들을 만족시키는 소프트웨어가 아직 없고, 단일 통합모델에 지속적으로 업데이트되는 방대한 양의 건설정보를 저장, 관리하기에는 당시 기술로는 어려웠을 것이다.
- 현재 국내 조경설계에서 발생되는 실무적 문제점을 BIM을 도입함으로써 해결할 수 있음을 논하기 위해 BIM의 일반적 특징에 대한 문헌연구를 실시했다. 이를 통해 조경분야에서의 예상 가능한 BIM 도입효과를 살펴보았고, BIM 도입에 필요한 요소들을 도출하여 실행방법에 대한 사례분석의 항목으로 사용했다.
대상 데이터
- LI역시 협회 내 BIM Working Group을 구성하여 조직적으로 BIM 도입을 준비하고 있다. 2016년도에 이 그룹에서 『BIM for Landscape』를 출간했는데, 여기서 이 프로젝트를 BIM 사례로 언급했다. 이 프로젝트는 영국 정부에서 정의한 BIM 성숙도의 Level 2에 해당되며3), 조경전문가들이 토목 및 기반시설에서 설계책임을 맡아 중요한 역할을 수행하면서 협업을 이룬 좋은본보기를 보여 주었으므로 두 번째 사례로 선정했다.
- 두 번째 사례는 영국 Queen Elizabeth Olympic Park다. LI역시 협회 내 BIM Working Group을 구성하여 조직적으로 BIM 도입을 준비하고 있다.
- Victorian Desalination Project는 AILA에서 개최하는 Victorian Landscape Architecture Awards에서 여러번 수상한 작품으로 2012년도에는 Research & Com-munication 부문에서, 2016년도에는 Infrastructure 부문에서 수상했다. 이 프로젝트에서 조경가들이 다양한 공간적 맥락의 변수들을 활용한 파라메트릭 모델링(Parametric Modeling)을 이용하여 지형설계를 수행했으므로 본 연구의 세 번째 사례로 선정했다.
- 이중 미국 건축설계회사 HOK(Hellmuth, Obata & Kassabaum)의 워싱턴 D.C. 사무소 조경팀에서 설계한 이 프로젝트는 BIM을 활용하여 설계업무 효율성 향상의 좋은 본보기를 보여주었으므로 본 연구의 첫 번째 사례로 선정했다.
- 첫 번째 사례는 미국 Arnold and Porter Roof Terrace다. ASLA는 전문가실무위원회(Professional Practice Committee)에 BIM Working Group을 조직하고, 본격적으로 BIM 도입을 준비하고 있는데, 2015년 11월 개최된 Annual Meeting and EXPO에서 세 개의 BIM 프로젝트 사례를 소개했다2).
- Victorian Desalination Project(이하 빅토리안 담수처리시설프로젝트)는 2009년 설계가 시작되어 2012년 완공된 빅토리아주 완타기(Wonthaggi)의 해안 기반시설로 대규모 담수처리시설과 주변 225ha의 생태보호구역이 포함된다(Figure 3-a 참조). 프랑스 AAE 건축사무소가 설계개념을 잡은 후, 조경을담당한 ASPECT Studios가 PeckvonHartel과 ARM 건축사무소, Parsons Brinckerhoff와 Beca의 토목팀과 함께 프로젝트에 참여했다. 빅토리아 주정부는 담수처리 시설에 의해 발생할 주변 해안의 환경적 영향과 시각적 침해를 최소화할 것을 요구했다(State Government Victoria, 2009).
이론/모형
- , 2014). 첫째, 3D 형상에 대한 물리적 정보뿐 아니라, 가격, 에너지 효율성, 건설공정, 운영관리 등의 속성정보를 담을 수 있고,둘째, 이러한 정보가 원활히 교환될 수 있도록 데이터의 상호운용성을 기반으로 하며, 셋째, 고정된 속성이 아닌 변수인 파라미터(Parameter)와 정해진 규칙에 의해 운용되는 파라메트릭 모델링5)방법을 사용한다.
성능/효과
- 3D 모델링 도구를 살펴보면 아놀드 앤 포터 옥상정원에서는 설계도구와 라이브러리에 한계는 있지만, Revit이 사용되어 간단한 지형 조작과 식물소재를 이용한 조경공간의 모델링이 가능함을 보여주었다. 그러나 Revit으로 다양한 파라미터를 활용한 정교하고 복잡한 지형설계를 하기는 어려우므로, 빅토리안 담수처리시설 프로젝트에서는 전문적 3D 모델링 도구로서, Maya가 사용되었다.
- 건설정보 구축에 의한 업무 효율성 향상과 협업의 도모가 BIM 도입의 궁극적 목적이지만 3D 모델의 부수적 효과로서, 참여자들간의 의견조율, 설계안의 인허가, 대중 홍보 등에서 모델을 시각적으로 활용할 수 있음을 사례에서 확인했다.
- 넷째, BIM 모델의 시각적 활용 측면에서 살펴보면, 3D 조경모델은 발주처와의 협의에서 프리젠테이션에 사용되어 설계안에 대한 이해를 높이고, 실시간 피드백을 받는 등 적절히 활용되었다(Figure 1-a 참조). 이에 대해 Hartz는 테라스 조경공간이 길고 좁은 장방형 부지였으므로, 설계안이 이용자의 자유로운 동선을 확보하면서 어떻게 사적 또는 공적 공간으로 사용될수 있는지 발주처에게 보여주어야 했는데, 이때 모델의 3D 투시도들을 통해 설계의도를 정확히 전달할 수 있었고, 동시에 그림자 효과와 캐노피가 형성되는 시뮬레이션을 효과적으로 시연할 수 있었다고 LandArch BIM과의 인터뷰에서 전했다.
- 넷째, BIM 모델의 시각적 활용 측면을 살펴보면 공원 전체의 단일 3D 모델이 설계안 검토, 사업승인, 대중홍보에 사용되었다. Timmis and Wan(2012)은 경기장 건축물을 포함해 40개가 넘는 설계 관련업체들이 참여하여 설계와 시공이 동시에 진행되던 상황을 전하며, 3D 모델을 활용하여 건축물과 구조물들간의 상관관계를 검토했고, 지역계획위원회(Local Planning Authority)에 개별적 요소들이 주변 환경과 조화롭게 설계되고 있음을 증명함으로써 설계안 승인을 앞당겼다고 했다.
- 둘째, 데이터의 상호호환성을 확보하면 조경 계획과 설계,시공과 운영 등 단계별 프로세스에서 생성된 정보를 재활용할수 있고, 발주처를 포함하여 건축, 토목 등 관련 분야와의 정보공유를 통해 원활한 의견 조율과 협업적 환경이 마련된다. 이로 인해 법규 등 관련 분야의 폭넓은 이해와 지식이 부족한 경우라도 관련 건설정보의 접근과 재활용을 통해 프로젝트에 적극적 참여가 가능하다.
- 또한 사례를 통해 분야간 데이터의 상호운용성을 토대로 건설정보를 공유하여 협업을 도모하는 것이 BIM의 중요한 효과임을 알 수 있었다. LI는 Lonely BIM과 Social BIM에 대해 다음과 같이 설명한다.
- 이상에서 설계업무의 효율성 향상, 협업 환경의 마련, 그리고 지형설계의 형태 구현에 대한 대표적인 해외사례들을 선정하여 BIM 실행방법을 조경정보의 구축, 3D 모델링 제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 네 개의 측면에서 조사, 분석했다. 사례를 분석한 결과, 조경설계분야에서 발견되는 업무상의 문제점들을 BIM을 도입함으로써 해결할 수 있음을 알 수 있었다. 단순하고 반복적인 도면 제작과 수정에 소요되는 시간을 줄여 설계 업무의 효율성을 기할 수 있고, 관련 건설정보의 접근과 재활용을 통해 프로젝트에 적극적 참여가 가능하며, 2D 평면 설계가 아닌 지형의 이해와 적극적 활용을 통한 3D 설계가 가능했다.
- 사례에서 드러난 BIM 데이터의 상호운용성을 정리하면 아놀드 앤 포터 옥상정원에서는 동일한 소프트웨어인 Revit에 의한 단일 파일 포맷을 사용함으로써, 런던 올림픽공원에서는 정보 표준인 BS 1192를 준수함으로써, 빅토리안 담수처리 시설에서는 Maya에서 Revit으로 파일 포맷을 변환함으로써 정보의 상호운용성이 이루어졌다. 동일한 소프트웨어를 사용하는 회사내 또는 업체간에는 단일 파일 포맷을 사용하게 되므로 상호운용성을 걱정할 필요가 없지만, 다양한 분야의 업체들이 함께 참여하는 대규모 프로젝트의 경우, 사용하는 설계도구가 다르므로 정보의 표준화를 이루는 것이 중요하다.
- 셋째, 상호운용성 확보와 관련하여 살펴보면 조경, 건축, 토목팀은 모델을 서로 다른 소프트웨어로 제작했지만, 적절한 파일포맷으로 출력하여 Revit에서 통합했다. Wallis and Rahmann은그들의 연구에서 ASPECT는 Maya, 건축은 3D Studio, 토목은12D Civil를 사용하여 모델을 제작했고, 개별 모델들은 일주일마다 주기적으로 교환되었으며, 차후 Revit에서 통합 모델을 완성함으로써 데이터 과부하를 최소화하면서 참여업체들의 의견을 조율해 나갔다고 했다.
- 셋째, 상호운용성과 관련하여 살펴보면 건축, 실내, 조경분야에서 동일한 소프트웨어를 사용하고, 단일 파일 포맷의 건설정보를 생성함으로써 원활한 협업을 이루었다. Khemlani(2015)에 의하면 분야간 협업을 도모하기 위해 정원설계를 Revit에서진행하기로 결정했고, 이에 조경팀은 처음부터 기초 건축물의 Revit 모델을 건축팀에서 제공 받아서 3D 조경모델을 제작했다.
- 셋째, 파라메트릭 모델링을 활용하면 객체간 조건을 설정하고, 파라미터를 변경함으로써 맞춤형 조경 소재의 라이브러리제작이 가능하고, 유기적이고 복잡한 형태를 구현할 수 있다.특히 조경의 기초가 되는 지형설계에 파라메트릭 설계도구를 사용하면 지형의 다양한 형태와 이에 따른 성절토량, 경사도, 배수 등의 계량적 산출도 가능해져서 형태별 대안 비교를 할수 있고, 지형의 구체적 데이터는 시공까지 연계된다.
- 그러나 Revit으로 다양한 파라미터를 활용한 정교하고 복잡한 지형설계를 하기는 어려우므로, 빅토리안 담수처리시설 프로젝트에서는 전문적 3D 모델링 도구로서, Maya가 사용되었다. 이 프로젝트에서는 Maya로 여러 가지 공간적 맥락의 변수를 활용하여 지형설계를 함으로써 조경분야에서 파라메트릭 모델링이 가능하다는 것을 보여주었다. 이미 국내 건축분야에서는 비정형적 형태 전개를 위해 이 방식이 자주 사용되며, 여기서 도출되는 복잡한 정보들을 시공에 바로연결시키고 있다.
- 첫째, 정보화된 3D 모델을 활용하면 물량산출 및 견적, 자동도면 생성, 시방서 작성, 설계의 시각화 등 다양한 업무의 자동화를 이루고, 수정에 따른 오류를 감소시킨다. 따라서 단순하고반복적인 도면 제작과 수정으로 정작 설계에 소요되는 시간이 줄어들어 현재의 비효율적 설계 업무에 효율성을 기할 수 있다.
후속연구
- 영어권 자료에 한정하여 노르웨이 등 북유럽국가의 사례들을 포함하지 못했고,공신력 있는 사례를 선정하고자 특정 소프트웨어의 판매사에서 소개된 사례들을 연구대상에서 제외시켰다. 또한 선정된 사례들은 2010년 전후의 것이므로 빠르게 진화하는 BIM 기술에대한 연구가 뒤따라야 한다. 이러한 한계에도 불구하고, 이 연구는 그간 미미했던 조경분야에서의 BIM 도입효과와 실행방법을 사례를 통해 논함으로써 실무분야에서의 실질적인 BIM활용 가치를 밝혔다는데 그 의의가 있다.
- 본 연구는 사례 선정에서 한계가 있었다. 영어권 자료에 한정하여 노르웨이 등 북유럽국가의 사례들을 포함하지 못했고,공신력 있는 사례를 선정하고자 특정 소프트웨어의 판매사에서 소개된 사례들을 연구대상에서 제외시켰다.
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