제9회 스마트건설세미나 주제발표 ②

BIM 적용 의무화, 확대… ‘기대감 높아져’

 

탈현장건설(OSC)를 위한 BIM 생태계 구축 사례

‘고속도로 교량 대상 프로세스와 분석 중심으로’

 

김경석 한국도로공사 스마트건설사업단 스마트인프라부장

김경석 한국도로공사 스마트건설사업단 스마트인프라부장

 

한국도로공사는 고속도로의 설계, 건설, 유지관리 전 단계에 걸친 BIM 적용 확대를 위해 지속적으로 노력해 왔으며, 탈현장건설(OSC) 방식 또한 2019년부터 교량 분야를 중심으로 프리팹 공법을 부분적으로 의무 적용하고 있다. 
특히 2030년까지 구조물 공종 전반에 걸쳐 프리팹 적용 비율 90% 달성을 목표로, 교량을 비롯한 다양한 인프라 시설로 OSC 적용 범위를 확대하고자 한다.

 

탈현장건설 방식에서의 BIM 생태계란, 계획-설계-제작-조립시공에 이르는 전 과정에서 BIM이 유기적으로 활용되는 체계를 의미하며, 이를 ‘OSC-BIM’으로 정의할 수 있다. 
OSC-BIM 생태계의 확장을 위해서는 우선 이해관계자들의 필요성 인식이 선행돼야 하며 BIM 기반 기술 개발, OSC 설계·시공 과정에서의BIM 데이터 운영체계 정립, BIM 활용 절차의 제도화, 그리고 정부 및 발주기관의 정책적 지원을 통한 시장 확대가 필수적이다. 
또 OSC 사업의 계획, 설계, 제작, 시공에 참여하는 모든 주체가 BIM 활용의 주체로서 역할을 수행하고, 생태계 확장에 공동으로 기여하는 구조 설정이 중요하다.

 

현재 고속도로 분야에서 OSC와 BIM의 연계 활용은 아직 필수적 단계로 정착됐다고 보기는 어렵다. BIM 적용 절차와 효과, 추가 비용 대비 편익에 대한 실증 자료가 충분히 축적되지 않았기 때문이다. 

 

이에 스마트건설사업단에서는 교량 건설 분야를 대상으로 OSC-BIM 적용 프로세스와 효과를 검증하고자 실증 연구를 수행했다. 고속도로 교량의 주요 구성 부재는 대부분 프리팹 제작이 가능하지만, 제작 난이도와 수량, 비용 등의 현실적 제약으로 인해 현재는 교량 거더와 바닥판을 중심으로 프리팹 적용 비중이 높은 상황이다. 
이번 실증은 건설 중인 고속도로 교량 중 바닥판을 프리팹 방식으로 시공하는 현장을 대상으로 수행됐다. 기존 교량 바닥판 시공에서는 OSC 부재 간 오차 및 변형 발생 시 조립성이 급격히 저하되는 문제, 제작-운반-시공-유지관리 전 단계에 걸친 품질관리 및 연결부 정밀 시공의 어려움, 그리고 중량물 양중과 고소작업에 따른 높은 안전 위험성이 주요 문제로 지적돼 왔다. 
이번 실증에서는 이러한 문제 해결을 목표로, 프리팹 바닥판 가상시공과 사전조립 절차를 핵심 프로세스로 설정하고 이를 통해 시공계획, 품질관리계획, 안전관리계획을 BIM 기반으로 수립했다.
그 결과 당초 18일로 계획됐던 바닥판 조립 시공 기간이 실제로는 15일로 단축돼 약 3일 즉 19.7%의 작업 효율 향상 효과가 나타났다. OSC-BIM 적용을 통해 조립 공정에서 오차 없이 계획대로 시공이 진행됐으며, 크레인 등 장비 이동 횟수 최소화, 작업자의 공정 이해도 향상, 초기 작업 단계부터 숙련도 확보 등이 주요 성과 요인으로 분석됐다. 
이는 OSC 건설에 BIM을 접목할 경우 시공성과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있음을 실증적으로 보여주는 사례라 할 수 있다.

 

한편 교량 바닥판 시공방식 4종을 대상으로 공사비와 공사기간을 비교한 결과, OSC-BIM 방식은 공사비는 가장 높지만 공사기간은 가장 짧은 것으로 분석됐다. 이는BIM 수행에 따른 추가 비용이 반영된 결과이나 공기 단축, 작업 안전성 향상, 품질 확보 효과를 종합적으로 고려할 경우 OSC-BIM 방식은 충분한 정책적·기술적 확산 가치가 있는 모델로 판단된다. 

 

따라서 향후에는 OSC-BIM 생태계를 지속적으로 지원해 기술을 고도화하고, 검증된 우수 기술은 제도화를 통해 단계적으로 확산시켜 나갈 필요가 있다.

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국가철도공단, BIM 기반 건설관리 체계 고도화 추진

조성희 국가철도공단 부장

조성희 국가철도공단 부장 

 

국가철도공단은 철도 건설사업 전반에 BIM(Building Information Modeling)을 적용해 온 데 이어, 올해부터는 ‘AI와 결합한 데이터 기반 건설관리 체계(AI-BIM)’로의 전환을 추진하고 있다.
공단은 2020년 철도 BIM 도입 이후 현재까지 120여건의 BIM 사업을 발주했으며, 설계·시공 단계에서 BIM 적용 범위를 점진적으로 확대해 왔다. 
지난해에는 철도 BIM 운영지침을 내규로 제정하고, 설계변경 심의 과정에서 BIM 성과물 검토를 적용하는 등 제도·기준·조직 측면의 기반을 마련했다.
다만 BIM 활용이 모델 작성과 시각화 중심에 머물러 있다는 한계를 인식하고, 공단은 BIM 데이터를 공정·비용·안전·품질 관리에 연계하는 방향으로 활용 범위를 확장할 계획이다. 

 

이에 따라 올해부터 ▷AI 설계검증(KR AI-BIM Checker) ▷개통일 예측 기반 공정관리(KR Smart Scheduler) ▷사고 예측형 안전관리(KR Safety Twin) ▷자재·품질 자동검증(KR Q-Engine) 등 4대 AI-BIM 과제를 단계적으로 추진할 예정이다.
이 가운데 ‘KR Safety Twin’은 공정･장비･기상 등의 정보를 종합해 작업별 위험도를 사전에 산정하고, TBM 이전 단계에서 작업 안전성을 수치로 제시하는 안전관리 지원 체계로 검토되고 있다. 
이를 통해 기존의 사후 대응 중심 안전관리 방식을 보완한다는 구상이다.

 

공단은 향후 시범 적용 결과를 토대로 적용 범위와 기능을 조정하면서, 설계·시공을 넘어 유지관리 단계까지 BIM과 디지털 데이터를 연계하는 방안을 지속적으로 확대할 예정이다.

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‘서울특별시’ 지자체 최초 BIM 적용 의무화

김성길 서울특별시 기술심사담당관 주무관

김성길 서울특별시 기술심사담당관 주무관

 

서울시에서는 전통적인 건설산업의 한계를 인식하고, 근본적인 산업체질 개선을 위해 지자체로서는 최초로 지난해 3월 ‘서울형 스마트건설 전환 및 활성화 방안’, 7월 ‘서울형 설계 BIM 적용지침’을 발표·시행하여 BIM 등 스마트 건설기술 의무화를 추진하고 있다.

 

우선 지난해 3월 ‘서울형 스마트건설 전환 및 활성화 방안’의 주요 내용을 보면, 스마트건설로의 전환 및 활성화를 통한 건설혁신 및 근본적 체질 개선을 목표로, 6개 기본방향과 12개 단계적 세부과제를 설정하고 추진하고 있다.

 

첫 번째로 설계 BIM 기준인 ‘서울형설계 BIM 적용지침’을 지난해 7월 기 시행했고 BIM성과품의 효율적 관리를 위한 성과품관리시스템을 개발하고 있으며, 시스템은 오는 9월 오픈을 목표로 추진 중이다.

 

두 번째로 BIM 등 스마트 건설기술 적용을 단계적으로 의무화하는 정책을 추진 중이며, 업계 부담 경감을 위해 기획단계부터 BIM 등 스마트 건설기술 적용 검토 및 총사업비 반영을 의무화했고, 우선 대형공사인 턴키 등 기술형입찰, 민간투자사업에 대한 설계, 시공단계에 BIM 등 스마트 건설기술을 적용하고 있다. 그 외에 기타공사는 적용 결과, 시장 준비상황 등을 고려해 단계적으로 의무화할 예정이다.

 

세 번째로 기존 인프라의 효율적 유지관리를 위한 스마트 유지관리체계 확립을 추진하고 있다. 
청담대교를 대상으로 스마트 유지관리 시범사업을 진행하고 있으며, 그 결과를 바탕으로 한강교량을 대상으로 스마트 유지관리 확대를 검토하고, 중장기적으로 타 시설까지 확대 검토할 예정이다.

 

마지막으로 스마트 건설기술 확산 등 활성화 체계 마련을 위해 감리업무 수행 시 스마트 기술 활용을 의무화하도록 서울시 건설엔지니어링사업수행능력 평가기준을 지난해 12월 개정시행했으며, 관련 제도개선, 전담 조직 신설 등 다양한 방안을 추진하고 있다.

 

또 지난해 7월 시행한 BIM 설계기준인 ‘서울형 설계 BIM 적용지침’의 주요내용을 보면 도로･철도･건축 세 가지 분야로 나누어져 있으며, 이와 함께 BIM 설계도면 작성기준, 수량산출 기준, 과업지시서, 과업수행계획서, 결과보고서 예시 등 총 5종의 부속서와 별권인 BIM 실무 안내서로 구성돼 있다. 
서울시는 이를 통해 BIM 실무적용 시 통일된 기준에 따라 업무를 수행함으로써 체계적 BIM데이터 확보와 함께 최적의 성과품 도출을 도모하고 있다.

 

서울시는 앞으로도 성과품의 체계적 관리를 위한 BIM 성과품 관리시스템 구축, BIM 성과품 시공단계 시범 활용 등을 추진하고, 관련 업계･전문가 등 의견 청취를 통해 서울형 스마트건설 전환 및 활성화 방안이 효율적으로 정착될 수 있도록 노력할 예정이다.

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시공 BIM 패러다임 “보여주는 BIM에서 쓰는 BIM으로”

금대연 포스코이앤씨 엑스퍼트(Expert)

금대연 포스코이앤씨 엑스퍼트(Expert)

 

‘도어맨의 오류’ 지적하며 실무 중심의 데이터 플랫폼 구축 강조
단순 간섭 체크 넘어 안전･장비 동선 등 현장 의사결정 도구로 활용
데이터 기반 시공관리로 건설 산업의 근본적 체질 개선 주도

 

포스코이앤씨(POSCO E&C)는 오랜시간 BIM을 선도해오고 있는 시공사 중의 하나로서 시공 BIM(Building Information Modeling)에 대한 구체적인 적용을 시도하면서 기존의 ‘보고용 모델링’에서 벗어나 ‘데이터 기반의 실무 중심 시공관리’로의 패러다임 전환을 가속화한다.

 

오랜시간 BIM 기술의 고도화에도 불구하고 현장 활성화가 더딘 이유로 ‘도어맨의 오류(Doorman’s Fallacy)’를 지적했다. 
도어맨을 단순히 문을 여는 기능으로만 정의해 자동문으로 교체하면 그가 제공하던 서비스의 유기적 가치가 사라지듯, BIM을 단순 모델링 도구로 축소 해석함으로써 현장의 복잡한 엔지니어링 의사결정을 지원하지 못했다는 분석이다.

 

이에 따라 포스코이앤씨는 시공 BIM의 역할을 3D 간섭 체크나 물량 산출 등 단편적인 업무에서 확장해 ▷장비 진입 및 회전반경 검토 ▷가설부재 설치 순서 최적화 ▷안전 신호수 배치 ▷ 생산성데이터 기반 대안검토 ▷BIM, 스마트장비 활용 공기지연만회대책수립 등 현장의 실제 변수에 즉각 대응하는 ‘실무형 플랫폼’으로 재정의했다.
특히 기존의 외주 용역사나 전담팀 중심의 BIM 운영 체계를 현장 실무자 중심으로 개편할 것을 제안한다. 
초기 작성된 BIM 데이터를 시공 실무자가 직접 업무 프로세스에 적용해 회의와 의사결정에 활용함으로써 BIM이 일회성 보고서가 아닌 필수적인 시공 관리 도구로 자리 잡게 한다는 것이다.

 

또 포스코이앤씨는 BIM 데이터를 기성 관리, 경영 시스템 정보와 연동해 건설 전 과정의 데이터를 통합 관리하는 체계를 고도화하고 있다. 이는 단순히 멋진 영상을 만드는 기능을 넘어 일정·비용·품질·안전을 종합적으로 통제하는 강력한 데이터 플랫폼을 구축하겠다는 의지다.

 

BIM의 본질은 화려한 3D 모델이 아니라 데이터 기반의 시공관리며, 우리의 궁극적인 목적은 BIM 자체가 아니라 가장 안전하고 효율적인 방법으로 건축물을 준공하는 것이며 이를 위해 시공 BIM의 패러다임을 끊임없이 혁신의 필요에 대해 발표했다. 

 

 

정리 = 한국건설신문 김덕수 기자