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문제 정의
- 기존 산출 방식에 대한 이질감을 최소화해야 하며, 견적 전문가 및 신규 엔지니어 모두가 최소한의 노력으로 습득할 수 있는 방안을 고려하여 BIM 기술이 적용되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 현재의 국내 건설 환경에 적용될 수 있는 BIM 기반 견적 산출 방안을 공종별로 구분하여 제안하고자 한다.
- 본 연구에서는 본 개념을 도입하여 BIM 기반 견적 산출의 목적을 달성하기 위해 공종별로 차이를 보이는 BIM 데이터 연계율 및 BIM 데이터 비용 점유율의 비교를 통해 공종별 BIM 기술 적용 방안을 복합적으로 모색하고자 한다.
제안 방법
- BIM 모델 데이터는 공종별로 구조, 건축, MEP의 세 부분으로 구분하였으며 물리적으로 분리해 구축하였다. 하지만 내역 항목 대비 BIM 모델 데이터의 구축 비율 및 비용 점유 비율 분석을 위한 데이터 분류의 경우, 구조와 건축부분을 통합하여 구조/건축과 MEP 두 부분으로 구분해 산출하였다.
- BIM 모델 데이터와 BIM 내역 데이터간의 연계는 직접 연계, 간접 연계 그리고 미연계의 세 가지 수준으로 구분되어 구축되며, 이를 바탕으로 일위대가 단위의 BIM 기반 견적 산출 결과를 구성한다.
- 건축 공사에 해당하는 건식벽체, 벽지(바탕재, 마감재), 타일, 방수, 바닥, 걸레받이, 개구부, 문, 창 등을 주요 부재로 포함하는 건축 부분 BIM 모델 데이터를 구축하였다. 또한 경제성 평가를 위한 내역 항목 검토 시 명확한 위치 파악을 위해 건축 부재의 도면화 작업 및 3D 표면질을 적용하였다.
- 공종별 BIM 모델 및 내역 데이터 구축, 구축된 BIM 데이터 연계 그리고 BIM 기반 견적 산출 순으로 수행되며, 산출된 데이터를 바탕으로 BIM 모델 데이터 구축 비율 및 비용 점유 비율을 분석한다.
- 구조 공사에 해당하는 철근 콘크리트 공사 중 기둥, 벽, 보, 슬라브, 계단 등을 주요 부재로 포함하는 구조 부분 BIM 모델 데이터를 구축하였다. 공동주택에 적용되는 철근 콘크리트의 경우, 정형적이며 연속적인 형태로 3D 형상 구축이 원활하였다.
- 본 연구에서는 공종별 주요 부재를 포함한 BIM 모델 데이터를 구축한 후, BIM 데이터 연계율을 산출한다. 그리고 공종 및 공사별로 비교하여 BIM 기술 적용을 통해 산출 가능한 일위대가의 범위를 분석한다.
- 기계 및 소방 공사의 경우 배관, 계통에 따른 입상관, 덕트, 냉/난방 장비 등을 구축하였으며, 전기/통신 공사의 경우 배선 배관, 통신 장비, 조명기구 등을 구축하였다. 그리고 구조 및 건축 부분과 같이 품명 및 규격 정보를 입력하였으며, 지급자재 여부를 입력 체계 내 별도 필드에 입력하여 견적 산출을 통한 경제성 평가 시 해당 일위대가 및 비용을 가감하여 반영하였다.
- 둘째, BIM 모델과 내역 데이터 간 연계 방식을 선행하여 정의한다. 본 연구에서는 직접 연계, 간접 연계, 미연계의 세 가지 수준을 정의하였으며, 경제성 평가 목적, 공종 그리고 설계 도면의 특성에 따라 BIM 모델 데이터를 구축 및 연계하였다.
- 또한 경제성 평가를 위한 내역 항목 검토 시 명확한 위치 파악을 위해 건축 부재의 도면화 작업 및 3D 표면질을 적용하였다. 또한 IFC Description 입력 체계 내 품명 및 규격 정보를 입력하였다.
- 또한 간접 연계에 적용되는 산출 근거의 경우, 2D 도면상의 길이 또는 레이어를 기반으로 하는 기존 방식의 산출 근거를 BIM 모델 데이터에 동일하게 적용할 수 없으므로 견적 전문가의 자문을 통해 타당성을 검토한 후 새롭게 산출 근거를 적용하였다.
- 공동주택에 적용되는 철근 콘크리트의 경우, 정형적이며 연속적인 형태로 3D 형상 구축이 원활하였다. 또한 개별 부재 내 IFC Description 입력 체계를 구성하여 품명 및 규격 정보를 입력하여 이후 BIM 내역 데이터와의 연계를 위한 매칭 키 등록 작업을 수행하였다.
- 건축 공사에 해당하는 건식벽체, 벽지(바탕재, 마감재), 타일, 방수, 바닥, 걸레받이, 개구부, 문, 창 등을 주요 부재로 포함하는 건축 부분 BIM 모델 데이터를 구축하였다. 또한 경제성 평가를 위한 내역 항목 검토 시 명확한 위치 파악을 위해 건축 부재의 도면화 작업 및 3D 표면질을 적용하였다. 또한 IFC Description 입력 체계 내 품명 및 규격 정보를 입력하였다.
- 또한 공사별로 구축된 직접 연계 항목과 간접 연계 항목의 비율을 합산한 BIM 데이터 구축 비율과 해당 공사의 비용 점유율을 비교하였다. 그 결과, 초기 BIM 모델 데이터 구축 시 고려하였던 부분 중 하나인 비용 점유율이 큰 내역에 대한 BIM 모델 데이터 구축이 비교적 잘 수행됐음을 알 수 있다.
- 또한 공종별 BIM 모델 데이터의 물리적 분리 및 통합 BIM 모델 데이터 구축과 더불어, 기준층 모듈화 작업을 수행하였다. 이는 각 층별로 반복되는 기준층 내에 설치되는 부재의 추가 또는 변경 시, 일괄적인 업데이트를 통해 즉각적인 견적 산출 결과를 도출할 수 있도록 하기 위함이다.
- 또한 시각화 검토 및 경제성 평가 시 해당 부재의 직관적인 위치 파악을 위한 각 공사별 3D 표면질을 적용하였다.
- 본 연구에서는 공종별 주요 부재를 포함한 BIM 모델 데이터를 구축한 후, BIM 데이터 연계율을 산출한다. 그리고 공종 및 공사별로 비교하여 BIM 기술 적용을 통해 산출 가능한 일위대가의 범위를 분석한다.
- 본 연구에서는 직접 연계, 간접 연계, 미연계의 세 가지 수준을 정의하였으며, 경제성 평가 목적, 공종 그리고 설계 도면의 특성에 따라 BIM 모델 데이터를 구축 및 연계하였다.
- 설비 공사에 해당하는 기계, 소방 그리고 전기/통신 공사를 레이어 단위로 구분하여 구축하였다. 기계 및 소방 공사의 경우 배관, 계통에 따른 입상관, 덕트, 냉/난방 장비 등을 구축하였으며, 전기/통신 공사의 경우 배선 배관, 통신 장비, 조명기구 등을 구축하였다.
- BIM 모델 데이터는 공종별로 분리되어 구축되며, 통합 BIM 모델 데이터에 즉시 반영된다. 이를 위해 BIM 모델 데이터의 레이어 및 파일 관리 체계를 계획한다.
- 이후 비용 일정 통합 관리 소프트웨어를 통해 직접연계, 간접연계 그리고 미연계로 구분되는 BIM 모델과 BIM 내역 데이터 간 연계 수준에 따라 기본 BIM 데이터를 연계해 BIM 기반 물량을 산출하게 된다.
- 전기공사의 경우, 상당히 높은 비용 점유 비율을 보였으나 케이블, 배선, 가요전선관 등 현장의 여건을 반영하지 못하거나 BIM 모델링 효율이 낮은 일위대가의 경우 직접 연계 BIM 모델을 구축하지 않았으며, 기존 2D 기반 산출 근거를 토대로 비용을 산출하는 방법을 사용하였다. 이와 같은 이유로 MEP 부분의 경우 간접 연계 비율이 구조 및 건축 부분에 비해 비교적 높음을 알 수 있다.
- 최근 10년간 국내에서 발행된 ‘BIM', ’적산’, '견적’ 등의 키워드를 공통으로 가지는 약 40여 편의 BIM 기반 견적 산출 연구 수행 결과를 시공 단계 및 공종별로 분석하였다.
- BIM 모델 데이터는 공종별로 구조, 건축, MEP의 세 부분으로 구분하였으며 물리적으로 분리해 구축하였다. 하지만 내역 항목 대비 BIM 모델 데이터의 구축 비율 및 비용 점유 비율 분석을 위한 데이터 분류의 경우, 구조와 건축부분을 통합하여 구조/건축과 MEP 두 부분으로 구분해 산출하였다. 이는 품명, 규격, 단위, 수량, 단가(재료비, 노무비, 경비비) 등으로 구성된 국내에서 통상적으로 사용하는 집계표와 내역서의 분류 방식을 따른 것으로, 기존 2D 기반 견적에서 사용되고 있는 내역 분류 기준에 활용될 수 있는 공종별 BIM 기술 적용 방안을 분석하기 위함이다.
- 가령 건식 벽체 모델 구축 시 벽체를 구성하고 있는 내력벽, 바탕재, 마감재 등을 일일이 모델링하지 않고, 벽체의 구성 정보를 미리 등록하여 일괄적으로 모델링하는 방법이다. 하지만 본 연구의 경우, 데이터 연속성을 가지는 일위대가 단위의 견적 산출 결과를 위해 특정 BIM 도구가 제공하는 위 기능의 사용을 가급적 배제 하였으며, 일위대가 단위 객체 모델링 작업을 수행하였다.
대상 데이터
- 공동주택 1개동의 지상층을 대상으로 본 연구를 수행하였다. 선정된 공동주택은 국내에서 시공되는 일반적인 형태의 주거 건축물로, 공종별로 내역이 고르게 분포되어 있으며 대체로 일반적인 자재를 선정하여 개산/설계 견적이 이루어짐에 따라 본 연구 목적에 적합한 대상이 될 수 있다고 판단하였다.
성능/효과
- MEP 부분의 공사별 BIM 모델 데이터 연계 비율은 소화공사, 전기공사, 급탕공사, 오배수공사 등의 순으로 높은 비율을 보였다. 입상관, 덕트 등 명확한 2D 도면을 참고 하는 전환 설계를 통해 구축된 항목들의 경우 직접 연계가 많았으며, 계통도 및 기계 설비공사 견적지침서 등을 참고하여 구축된 항목의 경우 간접 연계 또는 미연계 항목의 비율이 상대적으로 높았다.
- MEP 부분의 총 공사비 대비 BIM 모델 데이터가 연계된 내역의 비용 점유율은 전기공사가 전체 금액 중 약 20%로 타 공사에 비해 비교적 많은 비중을 차지하며, 다음으로 오배수공사, 난방공사, 소화공사 순으로 높은 비용 점유 비율을 보였다.
- 구조 및 건축 부분의 공사별 BIM 모델 데이터 연계 비율은 목공사, 창호공사, 철근 콘크리트공사, 미장공사 등의 순으로 가장 높았다. 목공사, 창호공사 그리고 철근 콘크리트공사의 경우 직접 연계 비율이, 미장공사의 경우 간접 연계 비율이 나머지에 비해 상대적으로 높았다.
- 구조 및 건축 부분의 총 공사비 대비 BIM 모델 데이터가 연계된 내역의 비용 점유율은 철근 콘크리트공사가 전체 비용 중 약 31%에 해당하며 타 공사에 비해 비교적 많은 비중을 차지함을 알 수 있다.
- 또한 공사별로 구축된 직접 연계 항목과 간접 연계 항목의 비율을 합산한 BIM 데이터 구축 비율과 해당 공사의 비용 점유율을 비교하였다. 그 결과, 초기 BIM 모델 데이터 구축 시 고려하였던 부분 중 하나인 비용 점유율이 큰 내역에 대한 BIM 모델 데이터 구축이 비교적 잘 수행됐음을 알 수 있다.
- 따라서 MEP 부분의 경우, 직접 연계에 해당하는 BIM 모델 데이터 구축율은 상대적으로 낮은 수치를 보이지만, 이는 초기 BIM 모델 데이터 구축 시 계획한 큰 비용 점유 비율을 가지는 일위대가에 해당하는 부재에 대한 모델링 비중을 높인 결과에 따른 것으로, 두 비율의 추이도 유사한 것을 알 수 있다.
- 공동주택 1개동의 지상층을 대상으로 본 연구를 수행하였다. 선정된 공동주택은 국내에서 시공되는 일반적인 형태의 주거 건축물로, 공종별로 내역이 고르게 분포되어 있으며 대체로 일반적인 자재를 선정하여 개산/설계 견적이 이루어짐에 따라 본 연구 목적에 적합한 대상이 될 수 있다고 판단하였다. 따라서 본 연구는 관련된 후행 연구의 참고 또는 지표 자료로 활용될 수 있을 것이다.
- MEP 부분의 공사별 BIM 모델 데이터 연계 비율은 소화공사, 전기공사, 급탕공사, 오배수공사 등의 순으로 높은 비율을 보였다. 입상관, 덕트 등 명확한 2D 도면을 참고 하는 전환 설계를 통해 구축된 항목들의 경우 직접 연계가 많았으며, 계통도 및 기계 설비공사 견적지침서 등을 참고하여 구축된 항목의 경우 간접 연계 또는 미연계 항목의 비율이 상대적으로 높았다.
후속연구
- 또한 기존의 2D 기반 건설 프로세스에 BIM 기술의 도입 및 적용이라는 과도기를 겪고 있는 현재의 실정에서, 건설 프로세스 참여자와 BIM 기술자 간의 충분한 협의가 필요하며, 견적 전문가를 비롯한 건설 엔지니어들의 BIM에 대한 이해도를 향상시키는 과정 또한 필요하다. 그리고 이를 바탕으로 현 상황에 적합한 BIM 기술의 적용과 목적에 부합하는 공종별 BIM 기반 견적 산출 과정이 수행되어야 하며, 이에 대한 지속적인 연구를 통한 준비가 필요하다.
- 선정된 공동주택은 국내에서 시공되는 일반적인 형태의 주거 건축물로, 공종별로 내역이 고르게 분포되어 있으며 대체로 일반적인 자재를 선정하여 개산/설계 견적이 이루어짐에 따라 본 연구 목적에 적합한 대상이 될 수 있다고 판단하였다. 따라서 본 연구는 관련된 후행 연구의 참고 또는 지표 자료로 활용될 수 있을 것이다.
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