스마트 건설 : BIM 편

BIM이란

BIM(Building Information Modeling)이란?

<출처> BIM 설계도서 작성 기본지침

국토교통부의 “BIM 설계도서 작성 기본지침”에 따른 정의

3. 용어의 정의

3.1. “BIM(Building Information Modeling)”이라 함은 건축, 토목, 플랜트를 포함한 건설 전 분야에서 시설물 객체의 물리적 혹은 기능적 특성에 의하여 시설물 수명주기 동안 의사결정을 하는데 신뢰할 수 있는 근거를 제공하는 디지털 모델과 그의 작성을 위한 업무절차를 포함하여 지칭한다.

3.2. “개방형 BIM”이라 함은 BIM 데이터의 상호운용 및 호환을 위하여 공인된 국제표준(ISO 16739)의 BIM 데이터를 다양한 주체들이 서로 개방적으로 공유 또는 교환함으로써 구현하는 BIM을 말한다.

3.3. “IFC(Industry Foundation Classes)”라 함은 다양한 소프트웨어 간 BIM 데이터의 상호운용 및 호환이 가능하도록 한 국제표준(ISO16739)규격을 말한다.

BIM 설계도서 작성 기본지침

<출처> BIM 설계도서 작성 기본지침

1목적

이 지침은 「건축물의 설계도서 작성기준」13.2.에 따라 BIM을 활용한 설계도서 작성에 필요한 기초사항을 정하여 BIM 설계도서 생성을 최적화하고 건축설계 생산성 및 품질 향상에 기여함을 목적으로 한다.


2적용범위

이 지침은 BIM을 활용한 3차원 디지털 모델과 그 모델로부터 추출하는 설계도서(이하 “BIM 데이터”라 한다)에 적용한다.


3용어의 정의

3.1. “BIM(Building Information Modeling)”이라 함은 건축, 토목, 플랜트를 포함한 건설 전 분야에서 시설물 객체의 물리적 혹은 기능적 특성에 의하여 시설물 수명주기 동안 의사결정을 하는데 신뢰할 수 있는 근거를 제공하는 디지털 모델과 그의 작성을 위한 업무절차를 포함하여 지칭한다.

3.2. “개방형 BIM”이라 함은 BIM 데이터의 상호운용 및 호환을 위하여 공인된 국제표준(ISO 16739)의 BIM 데이터를 다양한 주체들이 서로 개방적으로 공유 또는 교환함으로써 구현하는 BIM을 말한다.

3.3. “IFC(Industry Foundation Classes)”라 함은 다양한 소프트웨어간 BIM 데이터의 상호운용 및 호환이 가능하도록 한 국제표준(ISO16739)규격을 말한다.


44. BIM 데이터 작성 기준

4.1. 다양한 소프트웨어 환경(종류, 버전 등)에서 작성된 BIM 데이터를 표준화된 환경에서 검토하고 관리하기 위하여 개방형 BIM을 적용한다.

4.2. BIM 데이터 제출 포맷은 PDF 또는 IFC 등으로 할 수 있다.

4.3. BIM 데이터의 상세수준은 [별표]의 BIM 정보표현수준을 활용할 수 있다.


IFC (Industry Foundation Classes)는 열린형의 중립 데이터 교환 형식입니다. 분류 중에서도 OPEN BIM 및 모델 기반 설계 협업, 주로 AEC 산업에 최적화되어 있습니다.

CAD 소프트웨어가 소개된 이래 BIM, 또는 “빌딩 정보 모델링”은 가장 진보한 건축 산업의 작업 방법 중 하나로 손꼽힙니다. BIM은 3D 프로젝트와 같은 뜻이 아닙니다. 3차원의 기하학적 표현은 단지 디지털 산출물의 한 부분일 뿐입니다. 프로젝트는 측량에 사용된 계산정보, 설비관리 및 에너지 산출과 같은 비 그래픽 정보를 포함합니다. 건축 과정의 단계가 진행되는 내내, 지적 정보를 운영 시스템을 비롯한 다른 소프트웨어들 사이에서 교환할 수 있어야 하는 것이 성공적인 BIM 프로젝트를 위한 필수 조건입니다. 이러한 설계협업은 타 시스템을 지원하는 열기 표준의 중립적인 파일 형식을 요구합니다. IFC는 다른 분야들 간에 빌딩 모델을 아주 쉽게 동기화시킬 수 있게 하는 시스템입니다.


5입체도 작성 기준

5.1 입체도는 복잡한 설계도서의 이해 증진을 위한 참고용 도서이다.

5.2. 기본 뷰에서 제공하는 북동, 북서, 남동, 남서 등각투영을 활용하여 일관성 있는 3차원 도서를 작성한다.

5.3. 3차원 뷰의 각도는 왜곡이 없고 치수의 측정이 가능한 30도 각의 아이소메트릭 뷰를 권장한다.

아이소메트릭 뷰(isometric view) : 기술 및 엔지니어링 도면에서 3차원 물체를 2차원 평면상에 시각적으로 구현하는 기술적인 방법으로, x, y, z축이 서로 이루는 각도가 모두 같거나 120°가 되도록 투영된 그림

5.4. BIM 입체도는 건물의 위계(원근감)를 위해 출력 펜의 두께를 조절할 수 있다.

5.5. BIM 입체도는 객체의 면에 대한 재질(패턴, 색상) 및 그림자로 입체감을 주어 건물의 위계를 표현할 수 있다.

건설산업 BIM 기본지침 도입 개요

<출처> BIM 설계도서 작성 기본지침

BIM(건설정보모델링, 이하 "BIM"이라 한다) 도입 개요

도입개요

건설산업 BIM 기본지침 : 건설산업의 BIM 활용의 의의

<출처> BIM 설계도서 작성 기본지침

건설산업의 BIM 활용의 의의

(1) BIM 활용은 건설의 전(全) 생애주기 동안의 업무 목표, 용도 및 효과 등을 고려하여 관련 정보를 생산ㆍ수집하고 통합 관리할 수 있도록 BIM을 적용하는 것을 의미한다. 또한 건설단계 간에 정보가 연계되어 활용될 수 있어야 하며 표준화된 방식으로 상호 주체간의 협업이 가능해야 한다.

(2) BIM은 건설자동화 및 디지털 엔지니어링을 위한 모든 스마트건설산업의 핵심 데이터이자 도구로서 스마트건설 관련 지침은 본 기본지침과 연계되어 마련되어야 한다.


1설계

  • BIM은 엔지니어링과 모델링 내용의 가시화를 통해 주체들 간의 신속하고 원활한 협의에 기여할 수 있다.
  • 시설물, 건축물, 구조물, 지형 및 지반정보 등에 대한 공간, 형상 및 속성정보를 포함함으로써 도면을 추출하고 설계 수량을 자동적으로 산출할 수 있다.
  • 모델기반의 정보 유통을 통해 고품질의 설계가 가능하고 사전 제작 구조물에 대한 시공성 확보를 통해 설계 역량을 증대시킬 수 있다.
  • 3차원 가시화를 통해 시공 및 유지관리 단계에서 발생할 수 있는 문제점을 설계단계에서 사전 검토할 수 있다.

2시공

  • BIM기반 가상시공을 통해 공정, 비용 및 품질관리 등 시공계획을 사전 검토 및 예측하고 자재조달의 최적화에 활용할 수 있다.
  • 2차원 설계 도면으로 불가능한 입체적인 간섭 및 공법 검토 등 품질 확인에 활용할 수 있다.
  • BIM은 시공과정과 공법 등을 가시화하여 위험 작업 예측과 안전대책 수립에 기여할 수 있다.
  • 시공 상태의 시각화를 통해 예측되는 민원 발생 등에 효율적 사전대응이 가능하다.
  • BIM을 계측기기와 연계하여 시공관리 및 검측의 가시화와 설계 변경에 활용할 수 있다.

3유지관리

  • BIM 데이터를 활용하여 시설물ㆍ건축물 등의 안전상태를 입체 공간에서 실시간으로 감시하고, 유지관리 대상 시설의 열화 및 성능을 평가하며, 보수보강에 대한 공법을 결정하는 등 입체적ㆍ선제적인 유지관리 및 보수보강 의사결정에 활용할 수 있다.
  • BIM은 GIS 등의 정보시스템과 연계하여 각 건설단계(조사, 설계, 시공)에서 작성된 각종 데이터(공간 및 속성정보 등)를 유지관리 및 보수보강 업무의 통합 관리에 활용할 수 있다.
  • 기존 유지관리 데이터와 BIM을 결합하여 관계자 간 데이터 공유를 통해 데이터를 검색ㆍ취득ㆍ재가공할 수 있으며, 효율적인 자산관리가 가능하다.

4스마트건설에서의 BIM 활용

  • BIM 설계 데이터를 기반으로 빅데이터 구축 및 인공지능 학습을 통해 설계 자동화에 활용할 수 있다.
  • 정확한 BIM 데이터를 기반으로 구조물의 공장제작, 현장조립 등 제작 및 시공 장비 등과 연동하여 조립식 공법(Prefabrication), 모듈화 공법(Modularization), 탈현장건설공법 (OSC; Off-Site Construction), 3D프린팅, 시공 자동화 등에 활용할 수 있다.
  • 유지관리의 효율성을 높일 수 있는 IoT(Internet of Things)와 연계한 디지털트윈의 구축과 건설 디지털 데이터 통합 도구로 활용할 수 있다.
적용절차

<출처> 설계안정성 검토 업무 내실화 방안 전문

  • 제목 : 설계안정성 검토 업무 내실화 방안
  • 저자/발행처 : 한국도로공사 설계처
  • 발행일 : 2022-04-18

1일반현황

1.1 검토목적

  • 최근 고속도로 건설현장에서 발생된 사고사례(중대재해 및 반속사고)를 기반으로 하는 내실 있는 『설계 안전성 검토』 시행방안 마련
  • 『설계 안전성 검토』 시 도출된 주요 저감대책을 시공 중 노선에 적용할 수 있는 기반조성

1.2 추진경위

  • 2016. 1 : 건설기술진흥법 시행령 개정 (제75조의 2)
    • 설계 시 시공 중 안전성 확보를 위한 『설계 안전성 검토』 의무화
  • 2016.11 : 『건설공사 안전관리 업무수행지침』 개정 [국토부] (2.1) 『설계 안전성 검토』 세부 업무절차 규정
  • 2017. 4 : 설계 안전성 강화 위한 기술심사 운영방안 개선 [기술심사처]
  • 2018. 3 : 『설계 안전성 검토』 시행방안 [설계처]
    • 『설계 안전성 검토』 의무화에 따른 검토방법 및 업무절차 마련
  • 2019. 7 : 설계 안전성 검토 내실화 방안 [설계처]
    • 설계 안전성 검토 시 전문가 자문 시행 및 대가기준 마련
  • 2020. 1 : 산업안전보건법 개정 (제67조)

2현황 및 문제점

  • 고속도로 건설현장 사고특성 등을 고려한 내실 있는 『설계 안전성 검토』 필요
    • 국토안전관리원이 제공하는 ‘위험요소 프로파일’* 위주의 위험성 평가로 고속도로 건설사고 특성 반영 미흡* 위험요소, 위험성평가(빈도, 심각성), 저감대책으로 구성되어 설계 안전성 검토 시 활용
  • 『설계안전성검토』 및 『설계안전보건대장』 대가기준 재검토
  • BIM 전면설계에 따른 『설계 안전성 검토』 고도화 추진
    • BIM 모델과 설계 안전성 검토(위험성 평가 및 저감대책) 정보 연계 추진
    • 3차원 시뮬레이션을 통한 주요 위험공종 안전대책 수립

3개선내용

개선내용

3.1 사고사례 기반의 설계 안전성 검토 내실화

고속도로 건설현장 사고사례 분석을 통한 실효성 있는 저감대책 마련으로 안전사고 제로화 추진

3.1.1 고속도로 건설현장 사고사례 분석 및 활용 방안

  • 사고사례 분석 (안전혁신처)
  • 분석결과 활용 (설계처)
    • 기본안전보건대장의 설계조건 작성 시 활용
    • 설계 안전성 검토 착수 시 설계사에 제공하여 위험성 평가 및 저감대책 수립 시 활용토록 조치

3.1.2 건설안전 전문성 확보 방안

  • 설계 안전성 검토 “협의체” 운영
    • (목적) “위험성 허용기준” 및 “저감대책” 등 설계 안전성 검토의 주요사항 의사결정 시 관련부서 참여를 통한 실효성 확보(1.2) (구성) 안전주관부서, 공사주관부서, 설계시행부서

3.1.3 유사ㆍ반복사고 최소화 추진

  • 중점관리 작업공종(유사ㆍ반복사고) 위험성 저감대책 실효성 확보
    • (목적) 중점관리 작업공정은 위험성 저감효과가 큰 대책 설계반영

3.2 「설계 안전성 검토」 및 「설계안전보건대장」대가기준 재검토

3.2.1 現 대가기준

  • 「설계 안전성 검토」 대가기준
    • “한국시설안전공단 연구결과”의 ‘최소 대가’를 반영하되, 위험성 저감대책 검토항목의 고급기술자는 ‘고유 업무’ 인원 반영

3.2.2 검토내용

  • (설계 안전성 검토) ‘전문가 참여’ 대가 반영 등 내실화 방안 적용
    • 위험성 평가관련 항목* 실효성 확보를 위한 전문가 참여 비용 등 대가기준 상향 필요 (‘중복업무 제외’ 대가기준 이상 반영)

3.3 BIM 전면설계 모델을 활용한 안전설계 추진

  • 목적BIM 전면설계 모델을 활용한 위험요소 도출 등 업무절차서 마련
  • 추진방안설계ㆍ시공 연계를 위한 BIM 기반 안전정보 통합모델 구축
    • 설계 안전성 검토결과에 따른 저감대책과 잔여 위험요소를 시공단계에서 확인할 수 있도록 BIM 모델 상에 위치기반 안전정보 표시
    • 주요 위험공종 시뮬레이션(3차원 가시화)을 통한 안전대책 수립
  • 향후계획 『고속도로 BIM 안전설계 매뉴얼』 발간을 통한 세부시행 방안 마련

<출처> CFT 트러스 코핑 모듈러교각 및 BIM 기반 설계모듈 개발 최종보고서 전문

  • 제목 : CFT 트러스 코핑 모듈러교각 및 BIM 기반 설계모듈 개발 최종보고서
  • 저자 : 에스비 엔지니어링(주)
  • 발행처 : 국토교통부; 국토교통과학기술진흥원
  • 출판년도 : 2023-05-26

1최종 목표

모듈러교각 상세개발 및 성능검증과 사업화 위한 설계모듈 개발


2전체내용

교량 하부구조물의 프리팹 부재화로 전체사업 공기를 줄이고 안전하고 간편하게 시공할 수 있는 스마트건설시스템 구축에 기여


3연구개발성과

CFT 모듈러 교각의 성능 검증을 통한 적용성 확인


4연구개발성과 활용계획 및 기대 효과

근래 대두되고 있는 스마트 건설을 위해 모든 구조물의 프리팹 부재화가 필요하지만 아직까지 하부구조는 현장 타설공법이 주축을 이루고 있는 실정이어서 건설기술 자동화에 있어 급속한 발전을 가져 올 것으로 기대됨

<출처> 블록체인 기반의 대용량 BIM 공유모델 개발 최종보고서 전문

  • 제목 : 블록체인 기반의 대용량 BIM 공유모델 개발 최종보고서
  • 저자 : 한국건설기술연구원
  • 발행처 : 국토교통부; 국토교통과학기술진흥원
  • 출판년도 : 2023-03-31

1최종 목표

자생적인 공공ㆍ민간 BIM 정보 공유ㆍ활용 생태계 조성


2전체 내용

  • 블록체인 기술 현황조사 및 분석
  • BIM 라이브러리 공유ㆍ유통 플랫폼 현황 조사 및 분석
  • BIM 공유 신뢰성 제고를 위한 인증 기술 개발
  • 클라우드 기반의 대용량 파일 관리ㆍ공유 기술 개발
  • 블록체인 기반의 BIM 공유 모델 개발

3연구개발성과

  • 대용량 BIM 파일 공유 기술
  • BIM 라이브러리 공유 프로토타입

4활용방안 및 기대효과

  • 연구개발성과 활용계획
    • 블록체인 기술을 토대로 발주청, 설계사, 시공사들과의 대용량 BIM정보를 공유하는 최초의 연구사례이며, 건설분야에서 대용량 정보 공유ㆍ권한ㆍ인증이 필요한 기술ㆍ제품ㆍ서비스 분야의 비즈니스 전략 수립과 솔루션 개발로 활용 확대 가능
    • 건설정보모델(BIM)의 공유는 BIM설계 및 시공 대상의 활용을 장려하고 국제적 선도 및 국가표준 인프라 정보모델(IFC-BIM) 체계와 연계한 표준 정보관리체계, 이를 활용한 라이브러리 개발이 확대될 수 있음
    • 스마트 건설정보 활용 및 BIM 활성화를 통한 건설생산성 향상과 더불어, 설계자의 자유로운 정보 공유ㆍ활용으로 해외 소프트웨어 기술과 기술격차가 줄어들 것으로 기대됨
  • 기대효과
    • (디지털 건설환경 실현) 자유로운 BIM 데이터 수집으로 데이터 중복 입력을 위한 노력/비용 절감
    • (자생적 정보활용 생태계 조성) 공공에서 민간으로 데이터 공유 주체가 변화함에 따라 자생적 건설데이터 공유활용 환경 마련
    • (건설 생산성 향상) 건설공사 BIM 공유모델 제시를 통해 건설 생산성 향상 및 고부가가치 영역의 건설시장 구축을 위한 기반 기술로의 활용 가능 및 기술우위 확보 가능
    • (정보거래 신시장 창출) 자유로운 정보공개ㆍ유통체계를 통해 기업의 자체 보유자료ㆍ정보의 판매 등 지식재산권에 대한 수익 창출 가능
    • (라이브러리 구축비용 절감) 공통 라이브러리 콘텐츠 활용으로 개별적 구축비용 절감
    • (설계 경쟁력 강화) BIM 응용기술 개발 활성화에 의한 설계경쟁력 강화 및 미래 고부가가치 산업 창출
    • (데이터 공유경제 실현) 중개자없이 1:1 비대면 거래가 이루어지고, 누구나 데이터를 활용 가능해짐으로서 새로운 가치 창출 가능
    • (데이터 주권 실현) 중앙집중화된 서버에서 통합관리되던 개인 정보나 기업자료 등을 블록체인으로 분산화된 환경에서 각자 관리함으로서 디지털 주권 가능
  • 제목 : BIM 클러스터 기획과제 최종보고서(Study on the Planning of a BIM Research Cluster)
  • 저자 : 문현석; 홍창희; 옥현; 김성진; 김태학; 박승화; 이재욱; 김범수; 김정수; 이종호; 박상미; 정인우; 이혜민; 권효준; 권윤지
  • 발행처 : 한국건설기술연구원
  • 출판년도 : 2023-12

시공사례-건설공사 실시설계 보고서(토목분야 BIM 설계)