제너레이티브 디자인 기반 DfMA 설계 지원을 위한 건축 구성재 조합 알고리즘 개발 및 적용에 관한 연구 (Development and Application of an Architectural Component Combination Algorithm for Generative Design-based DfMA Design Support)

서지정보

· 발행기관 : 대한건축학회
· 수록지 정보 : 대한건축학회논문집 / 40권 / 5호 / 53 ~ 64페이지
· 저자명 : 홍순민, 김근재, 구형모, 추승연

초록

건축산업분야는 현장 인력의 노령화, 낮은 생산성, 해외 인력의 높은 의존성 등의 전통적인 방식의 문제점으로 어려움을 겪어왔다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안으로 주목받고 있는 OSC와 DfMA는 미국, 싱가폴, 홍콩 등에서 활발하게 연구 개발되고 현장에 적용되고 있다. 최근 국내에서도 OSC관련 정책을 발표하고 현장에 적용하는 등 OSC와 DfMA의 중요성이 대두되고 있다. 건축분야에서 DfMA는 설계 단계에서 프론트 로딩(Front Loading) 개념을 적용하여, 건축물의 모든 측면을 분석하고 분해하여 건축 구성재를 운송 및 설치에 최적화된 모듈을 디자인하는 설계방식을 뜻한다. 이러한 DfMA는 전통적인 건축 방식보다 안전하고, 공기가 짧고, 생산성을 높일 수 있으며, 복잡한 설계 및 제작 단계의 오류에 대한 문제로 인한 OSC 건축의 한계를 보완할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 따라서, 본 연구는 OSC의 효용성과 생산성을 개선하고자, 설계 단계에서 DfMA를 적용할 수 있도록 국내 OSC 건축 구성재를 활용하여 단시간에 다량의 건축 구성재 조합안을 생성할 수 있는 BIM기반의 제너레이티브 디자인 알고리즘을 개발하고자 한다. 연구의 방법으로, 첫째, DfMA의 개념을 고찰하고 DfMA에 관한 사례 및 선행 연구를 조사 및 분석한다. 둘째, 국내 OSC 건축에 사용되는 건축 구성재를 조사하여 구성재를 분류하고 규격을 도출하는 한편, 건축 구성재 조합 제너레이티브 디자인 알고리즘을 개발한다. 셋째, 알고리즘을 적용하여 건축 구성재 조합안을 생성하고, 예산과 선택한 구성재 유형을 고려한 최적 조합안을 도출하여 검증한다. DfMA의 많은 장점에도 불구하고, 설계의 복잡성, 디자인의 균일성, 조립의 오류성 등의 문제로 많은 연구가 되고 있는 현 상황에서, 본 연구에서 제안한 알고리즘은 설계 초기 단계에서 제작 및 조립의 효율성을 높일 수 있는 DfMA기반 건축 설계에 기여할 수 있다

영어초록

The AEC industry faces persistent challenges such as an aging workforce and low productivity. Off-Site Construction (OSC) and Design forManufacture and Assembly (DfMA) are emerging as solutions to these issues, receiving significant attention and application in the UnitedStates, Singapore, Hong Kong, and recently in Korea. DfMA, a design method that incorporates front loading at the design stage, involvesanalyzing and disassembling all aspects of a building to design modules optimized for transport and installation. Recognized for its potentialto enhance safety, reduce construction time, and increase productivity, DfMA addresses the limitations of OSC construction, particularly errorsin the complex design and fabrication stages. To enhance OSC's effectiveness and productivity, this study proposes the development of aBIM-based generative design algorithm. This algorithm aims to rapidly generate numerous combinations of building components usingdomestic OSC materials, applying DfMA principles at the design stage. The research methodology includes a review of DfMA concepts,analysis of case studies and prior research, investigation and classification of domestic OSC building components, and development of agenerative design algorithm for building component combinations. By applying this algorithm, the study seeks to identify and verify theoptimal combination of components, considering budget and selected types. Despite DfMA's advantages, issues such as design complexity,uniformity, and assembly errors have been extensively studied. The algorithm introduced in this research could contribute significantly toDfMA-based architectural design, improving fabrication and assembly efficiency early in the design process.

참고자료

· 없음