본문내용
1. 서론
사람들은 소득증가에 따른 문화수준이 향상되었고 그에 따라 삶의 질을 높이기 원한다. 도시환경과 건축물의 질적 향상에 대한 기대가 높아지고 있는 것이 그에 따른 결과이다. 그에 따라 공원이나 녹지 등과 같은 자연친화적 공간과 아름다운 주거, 또 이와 관련한 공간의 확대 등을 요구하게 되는 것이다. 이렇듯 건축 패러다임은 건축물과 도시환경의 양적, 질적 수준이 향상되기를 요구되고 있다. 이때, 시대가 요구하는 건축 패러다임의 변화에서 요구하는 것은 단순히 세워지는 건축물만이 아닐 것이다. 지난 20여 년 동안 IT기술의 활용은 지속적으로 증가해 이를 통한 제조업 분야의 생산성 향상과 강화된 안전관리 등으로 성장이 이뤄졌다. 특히 제조업은 한정된 공간에서 자동화와 같은 기술의 적용이 더 빠르게 이뤄지기 때문에 IT기술의 발달이 더욱 적용되기 수월했다. 하지만 제조업과 달리 건설업은 장소, 환경이 수시로 변하고 그에 따라 적용 공법도 달라진다. 또한 건설과정에서 공정에 따라 인력과 장비가 계속 바뀌며 이 모든 과정이 제조업과 비교했을 때 표준화, 절차화 되기 어렵다. 하지만 건설업 또한 다른 사업과의 경쟁력 향상을 위해 IT기술의 적용이 반드시 필요하다. 이번 과제에서는 4차 산업혁명시대에 건설업의 안전관리 분야에서 IT기술의 적용을 알아보고자 한다.
2. 스마트 건설기술
2.1. BIM: Building Information Modeling
2.1.1. BIM의 정의
BIM(Building Information Modeling)이란 3차원의 정보모델을 기반으로 시설물의 전생애주기에 걸쳐 발생하는 정보를 통합하여 활용하도록 시설물의 형상, 속성 등을 정보로 나타낸 디지털 모형이다. 기존의 2D 도면에서 활용이 힘들었던 설계와 시공, 유지관리 단계의 사업정보 통합관리를 통해 설계품질과 생산성의 향상 및 시공오차 최소화를 가능하게 하며, 각 작업 단계와 분야의 세분화에 따라 발생할 수 있는 도면의 불일치로 증가될 수 있는 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한 디자인의 표현수단에 있어 장점이 크다.
2.1.2. 건축에서 BIM의 활용
BIM은 건축물 정보 모델링(Building Information Modeling)의 약자로, 3D 도면에 건축물의 물리적, 기능적 특성에 관한 정보를 통합한 디지털 모델이다. BIM은 건축 설계부터 시공, 유지관리에 이르는 건축물의 생애주기 전반에 걸쳐 활용되며, 건축 분야에서 다양한 이점을 제공한다.
BIM을 활용한 건축에서의 주요 장점은 다음과 같다. 첫째, BIM은 3D 모델링을 기반으로 하여 건축물의 형상과 속성 정보를 통합적으로 관리할 수 있다. 기존의 2D 도면 방식에 비해 건축물의 모습을 직관적으로 파악할 수 있어 설계 오류를 사전에 예방할 수 있다. 둘째, BIM은 건축 요소들의 물량 정보와 비용 정보를 제공하므로 공사비 산출 및 예산 관리에 효과적이다. 셋째, BIM은 설계 단계에서부터 시공 및 유지관리 단계까지 건축 정보를 통합 관리하므로 프로젝트의 전 생애주기에 걸쳐 활용이 가능하다. 넷째, BIM 모델을 활용하면 건축물의 에너지 성능 분석, 일조 및 환경 분석 등이 가능하여 보다 지속가능한 건축이 가능하다. 다섯째, BIM은 건축 참여자 간 의사소통과 협업을 돕는다. 3D 가시화와 정보 공유를 통해 설계, 시공, 유지관리 등 각 단계에서 발생할 수 있는 오류를 사전에 발견하고 해결할 수 있다.
이처럼 BIM은 건축 설계, 시공, 유지관리 전 과정에 걸쳐 활용되며, 건축물의 정보를 통합적으로 관리할 수 있게 함으로써 건축 프로세스의 효율성을 제고한다. 특히 건축물의 생애주기 비용을 절감하고, 에너지 성능 향상 및 안전관리 강화 등 다양한 이점을 제공하는 것이 BIM의 핵심적인 특징이라고 할 수 있다.
2.1.3. BIM을 활용한 안전관리
BIM을 활용한 안전관리는 건설 프로젝트에서 안전관리의 새로운 패러다임을 제시한다. 기존의 2D 도면과 경험에 기반한 안전관리는 현장 상황에 대한 정확한 파악이 어려워 위험요소 도출에 어려움이 있었다. 그러나 BIM을 활용하면 3차원 데이터와 프로젝트 관련 정보를 시각적으로 파악할 수 있어 보다 체계적이고 효과적인 안전관리가 가능하다.
BIM을 활용한 안전관리의 핵심은 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 기술을 활용하는 것이다. BIM 데이터를 기반으로 현장 상황을 디지털로 구현하고, 이를 통해 사전에 위험요소를 식별하고 대책을 수립할 수 있다. 또한 증강현실 기술을 활용하면 실제 현장에서 BIM 모델과 연계된 안전 정보를 실시간으로 확인할 수 있어 현장 관리자의 의사결정을 지원할 수 있다.
특히 BIM은 프로젝트 전 과정에 걸쳐 발생할 수 있는 안전 관련 정보를 통합적으로 관리할 수 있다는 점에서 기존 방식보다 우수하다. 설계, 시공, 유지관리 단계에서 발생할 수 있는 위험요인을 사전에 파악하고 이에 대한 대응책을 마련할 수 있어 사고 예방에 효과적이다. 또한 사고 발생 시 원인 분석과 대응에도 도움이 된다.
BIM을 활용한 안전관리의 대표적인 사례로 성균관대학교 학술정보관 프로젝트를 들 수 있다. 이 프로젝트에서는 BIM 모델링을 통해 3D 공간 정보와 건축 자재, 시공 정보 등을 통합적으로 관리하였다. 이를 통해 설계와 시공 간의 오류를 사전에 발견하고 대응할 수 있었으며, 결과적으로 총 공사비를 4~8% 절감할 수 있었다. ...
