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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 18, No. 1 pp , ISSN / eissn 비정형파라메트릭건축부재형성및 BIM 데이터변환프로세스모델에관한연구 유정원선문대학교건축사회환경학부 A Study on Evaluation Index of the Panelizing Optimization for Architectural Freeform Surfaces Jeong-Won Ryu Division of Architecture, Architectural Engineering and Civil Engineering, Sunmoon University 요약국내 AEC 산업분야에 2000 년대중반부터그적극적인도입이시작된 BIM 기술은최첨단건축, 초대형건축, 비정형건축등을중심으로그도입이가속화되어왔다. 건물구축기술의부족으로의해완공률이낮았던비정형건축물들이 BIM 기술의도입으로많은구축성공사례가생기면서건축가들이비정형건축설계에활발히도전하고있다. 그러나비정형설계가가능한모델러들은설계, 시공, 유지관리등에서의데이터관리가효율적인 BIM 데이터의구축이어렵다. 그러므로본연구에서는비정형모델러에서생성된건축부재데이터의 BIM 데이터로의변환프로세스를제안하였다. 제안된프로세스모델은비정형건축부재를형성하기위한형성조건수신부, 건축부재생성부, 그리고 BIM 데이터생성부세가지부분으로구성된다. 구체적으로는 NURBS 기반모델러에서비정형슬라브, 기둥, 보파라메트릭건축부재형성과 BIM 도구로의데이터전이및 BIM 건축부재데이터형성을위한프로세스모델을제안하며, 이를실현하기위한프로토타입시스템이구현되었다. Abstract BIM technology has been used in the domestic AEC field since the middle 2000s. BIM has proved its worth in cutting-edge buildings, mega-buildings and freeform buildings in particular. Many freeform buildings could not be completed due to the low level of construction technique. However, many successful cases emerged after adopting digital technology, including BIM which encouraged architects to challenge freeform designs. The modeling software that can generate the freeform shape are not usually able to build the efficient BIM data type in the AEC industry. In this study a process model of the parametric freeform construction member generation and conversion to BIM data is shown and the prototype system is demonstrated. Keywords : Freeform buildings, BIM, Data Conversion, Parametric 1. 서론 1.1 연구의배경및목적 1970년대에개념이도입된건설정보모델링 (Building Information Modeling, 이하 BIM) 은 2000년대중반부터국내 AEC 산업분야에적극적으로도입되기시작하 였다. BIM이란건축기획, 설계단계에서부터시공, 유지관리까지 AEC 및 FM 산업전반에걸쳐건설프로젝트생애주기동안에발생하는모든정보및프로세스를포괄하는개념이다. BIM은특히기존 2D 설계도면방식으로는현장시공및부재제작등을위한정확한데이터확보에어려움이있는복잡한형태의건축, 초대형 * Corresponding Author : Jeong-Won Ryu (Sunmoon Univ.) Tel: jwryur@sunmoon.ac.kr Received December 16, 2016 Revised December 26, 2016 Accepted January 6, 2017 Published January 31,

2 한국산학기술학회논문지제 18 권제 1 호, 2017 건축, 최첨단기술을요하는건축, 비정형건축등에그도입이가속화되어왔다. 이러한 BIM 기술의도입은 2 차원도면정보와도서를기반으로하는설계정보의개념을 3차원설계형상정보및비형상정보의통합체로변화시키고있다. 이러한 BIM 기술의발전과더불어시공, 구조기술등의발달로인해형태생성에만그친사례가많았던비정형건축또한최근에구축성공사례가많이생기고있다. 이러한점은건축가들이비정형건축설계에활발히도전하는계기를마련하고있지만, 여전히비정형건축설계데이터를비정형건축의품질이확보되는 BIM 데이터로구축하는데에는어려움이많다. 그이유중한가지는, 국내에서주로사용되는 BIM 도구들 ( 대표적인예 : Revit, ArchiCAD) 로는건축가가원하는자유로운비정형태의구현에한계가있기때문이다. 또다른이유는, 자유로운형태생성을위해서많이사용되고있는 NURBS(non-uniform rational B-spline) 기반모델러 ( 자유로운 3차원곡면형상의구현이가능하며대표적인예로는 Rhinoceros, 3ds Max 등이있음 ) 에서디자인된건축형상객체는 BIM 데이터가아니므로 BIM 데이터생성을위해서는 BIM 도구로의데이터변환을위한별도의추가작업또는 BIM 모델로의재구축이필요하기때문이다. NURBS 기반모델러의한종류인 Rhinoceros ( 이하 Rhino) 는형태생성의용이함뿐만아니라도면생성및 CAD 시스템과의호환이가능한장점이있지만, 시공및부재제작을위한정확한데이터를생성하거나대규모의프로젝트에서많은양의데이터를관리하기에는그시스템적인한계가존재한다. 그러므로이러한한계를극복하기위해서는 BIM 데이터로의변환또는 BIM 모델로의재구축이필요하다 [2]. 이에, 본연구에서는비정형건축설계의효율성을증가시키고, 비정형건축부재의생산성및시공성을향상시키기위하여 NURBS 기반모델러에서의비정형파라메트릭건축부재형성과이의 BIM 데이터로의자동변환프로세스모델을제안하고프로토타입시스템을구현하고자한다. 1.2 연구방법및범위본연구는파라메트릭기법을이용한비정형건축부재형성단계, 형성된건축부재의 BIM 데이터구조구성및 BIM 도구로의데이터자동변환단계를포함하는 프로세스모델을구축하고, 이에기반한프로토타입시스템을개발하여제안된프로세스모델을실현하는과정으로구성된다. 본연구에서의건축부재의구체적인범위는비정형슬라브, 기둥, 보세가지이며, 기둥및보부재의경우, 연구의 BIM 도구로선택한 ArchiCAD에서수용할수있는비정형부재형태의한계가있으므로이에따른곡선기둥및원형보생성은본연구범위에서제외되었다. 비정형파라메트릭건축부재형성을위한비정형객체및부재형성모델링은 NURBS 기반모델러인 Rhino에서구현되었으며, 부재형성조건값의입력과파라메트릭모델링구현및부재데이터구조익스포트 (export) 프로세스는 Grosshopper( 이하 GH) in Rhino를기반으로구현되었다. 또한슬라브, 기둥, 보부재의 BIM 데이터생성은 ArchiCAD 시스템의 API(Application Program Interface) 기반 C++ 로구현되었다. 2. 기존연구및현황고찰 2.1 기존연구고찰국내 BIM 관련연구는국내건설산업에 BIM이본격적으로도입되기시작한 2000년대후반부터그수가꾸준히늘고있다. 비정형건축디자인에관한연구또한디지털기술및다양한시공및부재제작기술의발전으로인하여 IT 기술과접목한연구들이이루어지고있다. <Table 1> 이와관련한연구동향을살펴보면, 파라메트릭기법을이용한비정형건축설계, BIM 기반비정형설계방법론및설계협업방안, 비정형디자인프로세스, 비정형디자인을위한 IDM 개발, 비정형곡면의패널분할기법또는알고리즘, 친환경분석을위한 BIM 활용등에관한다양한연구가이루어지고있음을알수있다. 즉, 본연구에서제시하고있는비정형건축디자인과 BIM 데이터형성이라는두가지관점에서각각에대한연구는일부이루어지고있지만, 디자인데이터의 BIM 데이터로의전이에관한통합적인연구에대한유사사례는없는실정이다. 이러한맥락에서, 비정형건축디자인과정에서파라메트릭기법을이용한건축부재형성과이의 BIM 데이터로의자동변환모델을제안하는본연구는기존연구들과는차별성을지닌다. 288

3 비정형파라메트릭건축부재형성및 BIM 데이터변환프로세스모델에관한연구 Table 1. Research trends in BIM and freeform design Author (year) Summary Eigensatz Paneling algorithm and evaluation to et al. minimize panel production cost of (2010)[3] architectural freeform surfaces Im et al. (2013)[4] Kim (2016)[5] Kim (2012)[6] Moon (2014)[7] Ryu (2012)[1] Shelden (2002)[8] Yoon (2012)[9] parametric design methodology to form generation and descriptive representation for curved shaped skyscrapers using Knowledge-ware scripts Suggestion of the BIM-based method to improve the photovoltaic generation system design Development of a freeform super tall building design process by parametric design approach using BIM tool An efficient design collaboration method of participants-oriented BIM-based freeform architecture Keywords freeform, rationalization, optimization parametric design process, BIM, form generation BIPV, BIM, freeform, parametric algorithm BIM, freeform, super tall building, parametric design BIM, freeform, collaboration, network analysis, A panelizing evaluation model, a freeform surfaces, panel BIM data conversion model, panelizing, and prototypical system of them for optimization, BIM architectural freeform surfaces An analysis and framework for the digital surface description of Gehry s geometry is representation, developed through existing theory of constructibility differential geometry and topology Suggestion of a non-sequential architectural modeling process in the analysis of topological structure by topological concrete concept topology, parametric, BIM, digital architecture 2.2 비정형건축 BIM 데이터변환프로세스 비정형건축설계시건축형태생성단계부터 BIM 데이터를구성하기까지의디지털프로세스현황을살펴보면 <Fig. 1> 과같다. BIM 도구들 (Revit, ArchiCAD 등 ) 은 BIM 데이터의생성도구들이지만비정형태의건축부재를생성하는데많은한계점들을가지고있다. 이러한이유로많이사용되고있는 NURBS 기반 3D 모델러들의경우, 형성된비정형태의 3D 모델은건축부재로인식되는것이아니므로이를건축데이터화하기위해서는추가적인전이작업이필요하다. 이를위한방법은 <Fig. 1> 에서보는것과같이 2D 데이터로전이하는방법이있고, 또하나는 3D 데이터로전이하는방법이다. 첫번째, 2D 데이터로전이하는경우, AutoCAD 등에서 2D 도면화과정을거친후, BIM 도구로 2D 도면데이터를전달하여이를기반으로별도의 3D BIM 모델링과정을거치게되거나, 직접 BIM 도구에서전이받은 2D 데이터를기반으로별도의 3D BIM 모델링과정을거치게된다. 두번째, 3D 데이터로전이하는경우, BIM 도구에서전이받은 3D 데이터는 BIM 내부의패밀리또는객체로변환하게된다. 이때, 레빗에서는일부건축부재로다시변환할수있는여지가있으나, 이경우일반적으로매개변수를가지는변용가능한건축객체가아니라는한계점을지닌다. 3. 비정형건축부재형성및 BIM 데이터변환프로세스모델 본연구에서제안하는비정형건축부재형성및 BIM 데이터변환프로세스모델은 <Fig. 2> 와같이비정형건축부재를형성하기위한형성조건수신부, 건축부재생성부, 그리고 BIM 데이터생성부세가지부분으로구성된다. 이들중첫번째, 두번째단계는파라메트릭부재형성을위한 GH와 3D 모델러인 Rhino에서모델링이구현되며, 마지막단계인 BIM 데이터생성부는 BIM 도구인 ArchiCAD 의 API 에서구현된다. Fig. 1. Current freeform design digital process 비정형디자인의형태표현이용이하고초기데이터부터 BIM 데이터가확보가능한 BIM 시스템은국내설계사무소에서사용법이나비용면에서쉽게접근하기힘든 Catia 기반의 Digital Project가있다. 이외의대다수 Fig. 2. Process Model for Parametric Free-form BIM Construction Member Data 289

4 한국산학기술학회논문지제 18 권제 1 호, 비정형슬라브 BIM 데이터변환프로세스비정형슬라브부재형성및 BIM 데이터로의변환프로세스는다음과같이크게 3 부분으로구성된다. 첫째, 슬라브외곽선추출대상객체선택및슬라브형성조건을입력하는슬라브형성조건수신부, 둘째, 비정형건물외관의 3차원곡면또는 2차원곡선으로부터슬라브의외곽선을추출하여슬라브부재를형성한후, 슬라브부재데이터구조생성및익스포트하는슬라브부재형성부, 셋째, 전이된슬라브데이터구조를이용하여슬라브객체를구축하여슬라브 BIM 데이터를생성하는슬라브 BIM 데이터생성부로구성된다 슬라브형성조건수신부슬라브형성조건수신부는슬라브외곽선추출대상객체선택및슬라브형성조건입력과정으로구성된다. 외곽선추출대상객체는 3D 곡면객체와 2D 외곽선객체로그종류가구분되고, 객체선택의과정을거치며, 형성조건입력항목은층고, 외곽다중선분할수, 최하층바닥레벨 (z값), 슬라브두께, 건물의층수정보를포함한다 슬라브부재형성부슬라브부재형성부는슬라브부재형성과정과슬라브데이터구조익스포트과정으로구성되며, 슬라브부재형성과정은다시비정형건물외곽 3D 곡면을이용한 슬라브부재형성과정인 3D곡면분할에의한다층슬라브부재형성과정 및슬라브의 2D외곽선을이용한슬라브부재형성과정인 복제에의한다층슬라브부재형성과정 으로구성된다. 3D곡면분할에의한다층슬라브부재형성과정은, 다시세부적으로슬라브외곽선추출과정과슬라브부재형성과정으로나뉘어구성된다. 첫째, 슬라브외곽선추출과정에서는층의구분이없는 NURBS 곡면또는메쉬형태의표피를비정형건물외피로정의하고이들로부터건물구조체인슬라브를추출하여형성하기위하여주어진파라미터정보인층구분조건에의해층별구분정의가먼저수행되며, 이를위해먼저정의되어야할 GH 파라미터정보는최하층의바닥레벨값과건물의층수, 층고값이된다. 이세가지정보를이용하여각층의위치데이터인층정보리스트를형성하고, 이를기반으로계산된해당각층위치에최하층부터각층의바닥평면 (plane) 을생성하며, 외피곡면과생성된각층별평면과의교차외곽선인슬라브외곽선을추출하도록구성된다. 둘째, 슬라브부재형성과정은슬라브형성조건수신부로부터입력된슬라브두께를포함하는슬라브형성조건과추출된슬라브외곽선정보를기반으로 Z벡터방향으로 3D 돌출 (extrude) 과정을거쳐최하층 3D 슬라브부재가생성되며, 상기처리과정을각층별위치에반복수행하는것에의해다층 3D 슬라브부재를생성한다. Fig. 3. Flow chart of Free-form slab generation and conversation to BIM data 290

5 비정형파라메트릭건축부재형성및 BIM 데이터변환프로세스모델에관한연구 복제에의한다층슬라브부재형성과정은슬라브형성조건수신부에서외곽선추출대상으로선택된 2D 외곽선객체를기반으로슬라브두께정보를 Z벡터방향으로 3D 돌출과정을거쳐최하층 3D 슬라브부재가생성된다. 슬라브형성조건이다층인경우에는슬라브형성조건을기반으로계산된해당각층위치에기생성된최하층 3D 슬라브부재의복제과정을반복수행하여전체층을포함하는다층슬라브부재를생성하도록구성된다. 슬라브데이터구조익스포트과정은각층별로추출된교차외곽선정보를기반으로 3D 다면체의효율적인면분할개수로조정하기위한과정을거친다. 즉, 추출된교차외곽선정보를슬라브형성조건인외곽다중선분할수조건값으로외곽선의변의개수를조정하는과정을시행한후, 외곽선절점들의좌표점정보를각층마다추출하고, 슬라브두께값과외곽선다각형절점개수및조정된슬라브외곽선절점들의좌표점정보를포함하는 3D슬라브전체데이터를형성한다. 이때형성된슬라브데이터구조는슬라브두께, 외곽선절점개수, 외곽선좌표점 1~N의좌표값을층수만큼포함한다. Fig. 5. Auto BIM slab modeling in ArchiCAD and part of API 인 IFC로변환도가능하다. 위의처리과정에서 GH에서익스포트된슬라브데이터구조정보는 ArchiCAD의 API 시스템에의해로드되어슬라브요소가자동모델링되게구성된다. 3.2 비정형기둥 BIM 데이터변환프로세스 비정형기둥부재형성및 BIM 데이터로의변환프로세스는기둥단면, 기둥방향벡터객체선택및기둥형성조건을입력하는기둥형성조건수신부, 3D 기둥부재모델을생성하고기둥데이터구조를생성및익스포트하는기둥부재형성부, 그리고전이된기둥데이터구조를이용하여기둥객체를생성하여기둥 BIM 데이터를생성하는기둥 BIM 데이터생성부, 세부분으로구성된다. Fig. 4. Extraction of slab outlines and creation of 3D slab 슬라브 BIM 데이터생성부슬라브 BIM데이터생성부는익스포트된슬라브데이터구조를 BIM 도구에서임포트 (import) 하여각층의슬라브객체를생성한후생성된슬라브객체로부터슬라브 BIM 데이터를생성하는과정으로이루어진다. 우선, 슬라브데이터구조로부터층수, 각층바닥레벨, 슬라브외곽선의점과모서리정보가추출되며, BIM 파일내에층이존재하지않는경우에는추출된층정보에근거하여층을생성한후, 각층별로바닥레벨에맞추어정의된슬라브두께로슬라브가모델링되도록구성된다. 이때, 슬라브객체정보들은 BIM 도구인 ArchiCAD 내에서이미슬라브 BIM 데이터로서인식되며, 중립포멧 기둥형성조건수신부이는기둥형성조건데이터를입력받는과정으로기둥단면정보, 방향벡터정보, 층고, 층수등의기둥형성조건입력과정을포함한다. 기둥형성조건데이터는비정형기둥에대한 BIM 데이터변환을위한단면종류및치수, 단면객체, 기둥방향벡터객체, 건물층고와층수를포함하는데이터로구성된다. 기둥단면객체입력과정에서기둥단면객체가존재하는경우객체선택에의해기둥의사각형, 원형또는다각형프로파일등의단면형태정보를추출하는과정을거치며, 기둥단면객체가존재하지않는경우에는기둥단면종류를선택에의한사각형또는원형단면의치수정보의입력과정을거친다. 건물의층고와층수입력및기둥방향벡터객체의선택과정에서는기둥의높이, 기울기각도및기둥단면의방향을포함하는기둥형성조건을입력받는다. 각기둥의방향벡터정보중기둥방향정보는 Rhino 시스템에서단일라인으로정의할수있으며, 라인의기울기정도에따라수직기둥과경사 291

6 한국산학기술학회논문지제 18 권제 1 호, 2017 Fig. 6. Flow chart of Free-form column generation and conversation to BIM data 기둥이구별된다. 또한단면의방향정보는사각기둥이나다각형프로파일기둥의단면배치방향을결정할수있도록구성된다 기둥부재형성부기둥부재형성부는입력된기둥형성조건을이용하여 3D 기둥을생성하는기둥부재형성과정과기둥데이터구조를추출하여익스포트하는기둥데이터구조익스포트과정으로구성된다. 기둥부재형성과정은기둥단면의종류와치수정보입력에의한단면정보입력에의한기둥형성과정및선택된기둥단면객체에의한단면객체형상에의한기둥형성과정으로이루어진다. 단면정보입력에의한기둥형성과정은기둥형성조건수신부에서수신된단면종류와기둥형성조건을이용하여기둥단면을생성하고, 선택된방향벡터에서방향벡터절점정보를추출하며, 추출된각방향벡터정보에의해기둥단면을이동또는회전시킨후, 한개층의 3D 기둥을생성한다. 기둥생성이후에생성된기둥높이와층고의비교과정을거치며, 판단결과기둥높이가층고보다작은경우에는생성된 3D 기둥의높이를층고값으로변환하며, 입력된층고와층수에의해계산되는각층의기둥위치에층수정보만큼반복생성하여다층기둥을생성한다. 이와달리, 기둥높이가층고보다큰경우에는생성된기둥높이를층고로나누어각층에 3D 기둥을다층으로분할하여생성한다. 이후여러층에생성된기둥들의각높이의기준이되는다층기둥방향벡터들의절점정보를추출하는처리과정을수행한다. 단면객체형상에의한기둥형성과정은단면객체정보수집과정만상이하고나머지과정은위와동일하다. 즉, 이과정에서는선택된단면객체에서단면정보가추출되며, 단면객체의형태에따라사각형의가로, 세로길이, 원형의지름, 다각형프로파일의경우다각형단면절점정보를추출하게된다. 기둥데이터구조익스포트과정은이전과정에서추출된기둥단면객체의치수, 기둥단면종류에의해생성된각층의기둥데이터등을추출한후기둥데이터구조를형성하여익스포트하는과정이다. 이때, 기둥데이터구조는기둥단면유형, 단면형태별치수정보, 각기둥의위치정보 ( 시작절점정보, 끝점절점정보 ) 및단면회전각이포함된다 기둥 BIM 데이터생성부기둥 BIM 데이터생성부는익스포트된기둥데이터구조를 BIM 도구에서로드하여각각의기둥객체를생성하여기둥 BIM 데이터를생성하는과정으로이루어진다. 기둥데이터구조로부터기둥단면유형, 층수, 층고를추출하고, 기둥유형별치수정보, 각기둥의위치정보및단면회전각, 벡터절점정보를추출한다. 기둥의기울기는벡터절점정보를이용하여계산하고, 기둥단면유형을판단하며, 기둥단면유형에따라다른종류의기둥객체를생성한다. 즉, 사각형유형의경우에는, 단면의모서리절점정보등록을수행하여사각형기둥객체를생성하고, 원형유형의경우에는, 원점, 중심점, 지름정보등록을수행하여원형기둥객체를생성하며, 다각형프로파일단면유형의경우에는, 프로파일절점들을도심점기준으로좌표변환을수행한후, 다각형프로파일절점정보등록을수행하여프로파일기둥객체를생성한다. 이때생성된기둥객체는이미기둥 BIM 데이터로서이후중립포멧인 IFC로변환이가능하다. 292

7 비정형파라메트릭건축부재형성및 BIM 데이터변환프로세스모델에관한연구 Fig. 7. Flow chart of Free-form beam generation and conversation to BIM data 3.3 비정형보 BIM 데이터변환프로세스비정형보부재형성및 BIM 데이터로의변환프로세스는보단면, 보방향벡터객체선택및보형성조건을입력하는보형성조건수신부, 3D 보부재모델을생성하고보데이터구조를생성및익스포트하는보부재형성부, 그리고전이된보데이터구조를이용하여보객체를생성하여보 BIM 데이터를생성하는보 BIM 데이터생성부, 세부분으로구성된다 보형성조건수신부보형성조건수신부는보형성조건데이터를입력받는과정으로보단면정보, 방향벡터정보, 층고, 층수등의보형성조건입력과정을포함한다. 보형성조건데이터는비정형보에대한 BIM 데이터변환을위한단면종류, 단면치수및절점정보, 직선벡터의방향벡터객체정보, 그물식벡터의표면정보및 UV 분할지수및분할교차점절점정보를포함하는데이터로구성된다. 보단면객체입력과정에서보단면객체정보입력과정은기둥단면객체입력과정과동일하며, 방향벡터입력과정은직선벡터및그물식벡터두가지방식으로구성된다. 직선벡터인경우기중벡터와동일한방법으로보형성조건이추출된다. 그물식벡터인경우에는곡면 (surface) 을선택하여 U분할수와 V분할수를지정하고, 지정된 UV분할수로표면을분할하여분할교차점절점정보를추출하도록구성된다. 이때 UV분할수는보의적정길이조건등에의해합리적인값의입력이요구된다 보부재형성부보부재형성부는입력된보형성조건을이용하여 3D 보를생성하는보부재형성과정과보데이터구조를추 출하여익스포트하는보데이터구조익스포트과정으로구성된다. 보부재형성과정은입력된보단면종류및보형성조건을이용하여보단면을생성한후, 추출된방향벡터의정보에의해단면객체이동을수행하여 3D 보를생성하도록구성된다. 이때, 방향벡터의절점정보는직선방향벡터인경우선택된방향벡터객체의절점정보, 그물식벡터인경우 UV분할수로표면분할을수행한후추출된분할교차점절점정보로부터방향벡터의절점정보가추출된다. 각보의수평방향정보는 Rhino 시스템에서단일라인으로정의할수있으며, 라인의기울기정도에따라수평보와경사보가구별된다. 보데이터구조익스포트과정은보부재형성과정에서추출된보단면유형, 단면치수, 다각형단면절점수및절점좌표정보와보단면종류에의해생성된각층의보데이터를추출한후, 보데이터구조를형성하여익스포트하는과정이다. 이때, 보데이터구조는보단면유형, 단면형태별치수및절점정보, 백터절점정보를포함한다. Fig. 8. (Left) Extraction of UV information in Network (Right) Beam BIM object modeling in ArchiCAD (Bottom) GH to exract UV information of a surface 293

8 한국산학기술학회논문지제 18 권제 1 호, 보 BIM 데이터생성부보 BIM 데이터생성부는익스포트된보데이터구조로부터보단면유형, 보유형별치수, 벡터절점정보를추출하여보객체를생성하여보 BIM 데이터를생성하는과정으로이루어진다. 벡터절점정보를이용하여보의기울기를계산한후, 보단면유형에따라사각형보, 또는프로파일보객체를생성한다. 각각의객체생성방법은기둥생성방법과동일하다. 4. 결론비정형건축에서의디지털기술도입은설계, 시공, 구조, 부재제작등많은부분에서긍정적인결과를도출하고있다. 그러나설계오류의감소, 시공및부재제작을위한정확한데이터의확보, 이로인한건물의품질확보, 디지털데이터의효율적인관리등을위한비정형건축의 BIM 설계데이터확보는 BIM 도구의기능적인한계또는추가작업에대한부담등으로인해어려움이있는실정이다. 이에본연구에서는비정형건축의설계단계에서비정형태의객체를파라메트릭건축부재로형성하고이를건축부재 BIM 데이터구조로구축하여 BIM 데이터로변환하는프로세스모델을개발하였으며, 이모델을실행하는프로토타입시스템을구현하였다. 제안된프로세스모델은비정형건축설계단계에서생성된비정형태객체들을건축적으로의미있는건축정보로자동변환하고, 이를 BIM 데이터로구축하는일련의과정들을자동화함으로서비정형건축설계데이터구축에대한설계시간을감소할수있으며, 설계데이터에대한일관성있는통합적인관리가가능하게하여, 설계오류를감소시키고, 부재제작및시공의품질을높이는데기여할수있을것으로기대된다. 이상과같은연구를기반으로다음연구에서는본연구에서다루지못했던건축부재들중비정형벽과비정형지붕의 BIM 데이터변환에관한후속연구를수행할예정이다. 이부분은디자인된형태를 BIM 데이터로변환하는과정에서부재제작이가능한패널로분할하는최적화알고리즘이필요하며, 특히벽에대한분할알고리즘은제작비및사업비측면을고려한가전면패널로의변환알고리즘을적용할예정이다. References [1] Jeong-Won Ryu, BIM-based Panelizing Optimization for Architectural Freeform Surfaces, Ph. D. Thesis in Architecture Department, Seoul National University [2] Seoul Culture Facilities Agency, A study on introduction plan of BIM for public buildings, p26, Seoul city, [3] M. Eigensatz, M. Kilian, A. Schiftner, N. Mitra, H. Pottmann, & M. Pauly, Paneling Architectural Freeform Surfaces, ACM Trans. Graphics 29, 3, DOI: [4] Jin-Kyou Im, Jung-Dae Park, A study on form generation methodology using parametric constraints, Journal of the Architectural Institute of Korea (Planning & Design), 29, 8, pp , [5] Dae Sung Kim, Development of BIM Tool with Parametric Algorithm for Supporting Free-form BIPV Design", Master Thesis in Hanyang University, [6] Hyeong-Il Kim, A Parametric design study for free-formed super tall building using BIM, Journal of The Korean Digital Architecture Association, 12, 1, p , [7] Se Young Moon, "A study on the efficient design collaboration method of BIM-based free-form architecture using a network analysis", Hanyang University. Master Thesis, [8] Shelden, Dennis R. Digital Surface Representation and the Constructibility of Gehry s Architecture. Ph.D. Thesis in Architecture Department, MIT, pp , 2002 [9] Myoung-Chul Yoon, An Architectural Form Creation Process in BIM Using the Transformation of Topological Form", Ph.D. Thesis in Gyeongsang National University, 유정원 (Jeong-Won Ryu) [ 정회원 ] 1990년 2월 : 한양대학교건축학과 ( 공학사 ) 1995년 12월 : University of California, Los Angeles 대학원석사 (Master of Arts, MA) 2012년 8월 : 서울대학교건축학과 ( 공학박사 ) 2009년 3월 ~ 현재 : 선문대학교건축학부교수 < 관심분야 > 건축설계및계획, BIM( 건축정보모델링 ), 디지털건축 294