Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 17, No. 10 pp. 54-60, 2016 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2016.17.10.54 ISSN 1975-4701 / eissn 2288-4688 조찬원빌딩스마트협회기술연구소 A Study on Information Systematization of Detail Drawings for Connectivity between BIM Libraries and Technical Contents based on Information Framework Chan-Won Jo Technology Research Institute, buildingsmart Korea 요약 BIM은단일모델을이용해다양한시나리오로활용가능하다는이점이있다. BIM 모델을통해 2D 도면을자동으로추출하는점도그중의하나이나, 이를실무에서그대로활용하기에는현실적으로어려움이따른다. 건축상세도면은실내재료마감및복잡한시공방법을표현할뿐아니라공사비산정에있어매우중요한요소이다. 하지만이를 BIM 환경에서표현하는공통적인규칙이나약속이없고, 설계사별로같은의미의상세도면을각기다른형태로보유하고있어건설산업차원에서의정보공유및교환을어렵게한다. 따라서본연구에서는건축상세도면의 BIM 활용을위해부분상세정보를체계화하는방법을제시하고, BIM 라이브러리와어떻게연계되어수량및공사비산정의기초자료로활용되는지파악한다. 본연구는건축설계자가설계업무진행시 BIM 라이브러리를통하여부분상세정보를확인하고단가정보, 자재정보등과연계되어수량및공사비를산출하는데활용될수있다. 또한 BIM 라이브러리- 기술콘텐츠연계기술로인해 BIM기반의설계효율과프로세스를개선해중소설계사무소의효율적인 BIM 활용에도움이될것이다. Abstract Building information modeling (BIM) has the advantage of having been utilized for various scenarios through a single model. Although extracting 2D drawings from BIM is one of the advantages, there are many difficulties when utilized in practical work. Architectural detail drawings are an important factor for expressing interior finishing materials and complicated construction methods, as well as for cost estimations. However, creating detail drawings does not have a standard, and each design company establishes its own detail drawings, so it is hard to share or exchange information in the construction industry. Therefore, this study suggests a systemized method for making detail drawings, and explains how it can be utilized as back data for quantity take-off and construction expenses linked with BIM libraries. Keywords : Building Information Modeling, Standard Details, Section Details, Detailed Drawings, Cost Information 본논문은 2015년정부 ( 미래창조과학부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된이공분야기초연구사업임.(No.NRF- 2013R1A1A1062527) * Corresponding Author : Chan-Won Jo(buildingSMART Korea) Tel: +82-70-4066-3303 email: cwjo@buildingsmart.or.kr Received September 7, 2016 Accepted October 7, 2016 1. 서론 1.1 연구의배경및목적 BIM(Building Information Modeling) 기술의국내 Revised September 22, 2016 Published October 31, 2016 건설분야도입으로정부기관 ( 국토교통부, 조달청등 ) 과건축산업계 ( 설계, 시공, 유지관리분야등 ), 기타관련산업계 (SW, 자재, 벤더등 ) 는새로운변화를맞이하고있다. BIM의궁극적인목적은 3차원정보기술을활용하 54
여다양한시나리오로활용가능하고, 완성도높은설계를수행하여이를시공이나유지관리에지속적으로활용함으로써프로젝트의수행효율을극대화하는것이다. 2D 설계는적게는수백장많게는수천장의도면을생성하여이를바탕으로수량및공사비를산출하고, 시공에사용하지만 3차원 BIM 설계는하나의모델로도면추출, 공사비산정, 공정관리, 에너지분석등을할수있다. BIM의다양한시나리오활용과프로젝트수행효율극대화라는궁극적인목적에도불구하고, 실무적으로선결되어야하는요소중의하나는다음과같다. 빌딩스마트협회에서발간하는간행물 TheBIM [1] 에따르면 BIM 도입시발생하는장애요인에대한질문으로 BIM 모델과별개의도면으로인한이중작업 이라는응답이 80% 로가장많이나왔다. 이는과거 2D 설계방식에서도면의용도, 상세수준, 목적등에따라여러종류의도면을작성하는것과달리단일모델에모든것을표현해야하는 BIM의특징에기인하며, 공통적규칙이나약속의부재를이유로들수있다. 건축설계에사용되는다양한종류의도면중건축상세도면은계획된설계안에대하여시공방법을구체적으로표현할뿐아니라수량이나공종공사비등의기본적인근거로사용되므로 [2] 축설계업무에서매우중요하다. 하지만 BIM에서상세정보를표현하기위해서는하드웨어, BIM 기술, 프로세스등의현실적인어려움이있다. 또한국내상세정보는발주자마다설계사마다다르고공통적으로사용되는규칙이나약속이없으며, 유사한의미를지닌상세도면이각기다른형태로존재해중복투자와시행착오를겪고있는상황이다. 대형설계사무소의경우개별적으로시간과비용을투자하여상세정보를구축하는경우가대부분이나공유되지않고있는실정이며 [3], 개발역량이부족한중소설계사무소는보다더많은어려움을겪고있다. 이에따라정보표현수준 (BIL, Building Information Level) 별 BIM 표현방법에대한공통적인약속마련이필요하고, 상세수준별도면을표현하기위한구체적이고체계적인단계별접근이필요하다. 따라서본연구에서는표준프레임워크를기반으로 BIM에서상세정보를구조적으로체계화하기위한방법을제시하여단기적으로 2D 도면과 BIM간의역할분담에의한통합적활용방안을제시하고, 장기적으로는 BIM기술이상세정보를포함하기위한기초기반및방향을제시하고자한다. 1.2 연구의범위및방법본연구는건축상세도면을 BIM과연계하기위해프레임워크기반의부분상세정보체계화제시를범위로한다. 이에따라연구의절차는 Fig. 1과같다. 2장이론적고찰에서는정보표준프레임워크의개념과관련연구동향을분석하고, 3장에서는부분상세분류체계정립, 부분상세레이어의코드화를통해정보프레임워크기반의부분상세도면컨텐츠구축과 BIM 라이브러리- 상세도면을연계한다. 마지막으로 4장에서는본연구의결과를도출하고향후연구방향을제시한다. Fig. 1. Research Flow Chart 2. 이론적고찰 2.1 정보표준프레임워크의개념정보표준화는건설의각단계에발생하는자료정보를체계화하여실무자들이함께사용하기위한제반절차및결과규격을대상으로한다. 즉, 자료정보의생성, 교환, 제출, 관리, 재사용가능하도록체계를합리적, 효율적으로만들어주는것이필요하기때문에국내외적으로정보표준화는오래전부터중요하게다루어지고있다 [4]. 또한프레임워크는 복잡한문제를해결하거나서술하는데사용되는기본개념구조, 간단히뼈대, 골조 라고설명하고있으며 [5] 정보표준의관점으로는정보통합에필요한모든표준의종류를분류하고각표준종류별정보내용을정의하기위한형식, 규격으로볼수있다. ISO (International Organization for Standard) 의경우 12006-2에의해건설정보를위한프레임워크 (Framework 55
한국산학기술학회논문지제 17 권제 10 호, 2016 for classification of information) 를발표하였으며, 미국에서는 ISO 12006-2 기반의 Omniclass를개발하여 2006년 1월 v1.0을발표하였다. 국내의경우, 2006년시설, 공간, 부위, 공종및자원 5개파셋으로구분된건설정보분류체계가공표되었으며, 본표준은기존의공종분류체계와같은개별표준을탈피하여표준프레임워크를적용하고자하는국내최초의시도로건설업무를다각면에서파악할수있는파셋을가진다 [6]. 2.2 관련연구동향분석 BIM과상세도면을키워드로국내대표적인연구사례는다음과같다. 권순호외 2인 [2] 은연구에서제안한정보표준프레임워크로부터표준상세정보화를위한프레임워크요소를도출하였으며, 표준마감상세의표준화를위해구조화및코드화방안을마련하였다. 문현석외 2 인 [7] 은도로구조물의표준상세도를분석하고이를바탕으로 BIM 라이브러리개발에필요한파라미터및명세서를구성하였다. 두연구모두본연구와밀접한연관성이있지만정보프레임워크기반에서상세도면정보에대한체계화를보다구체화하고실제 BIM 라이브러리및웹, BIM S/W의구현, 검증을거쳤다는점에서기존연구에비해실무사용을높였다고할수있다. 이외에도국내 BIM 관련연구동향은 BIM 기반설계업무또는프로세스관련, 라이브러리개발, 정보교환체계, 공사비산정등 BIM 활용을위한요소기술에대한연구가주를이루고있었으며, BIM 라이브러리와부분상세, 자재정보, 단가정보를통합적으로연계, 사용할수있는정보의체계화, 통합기술등의연구사례는찾을수없었다. 또한 BIM 정보표준프레임워크와관련된연구는 2012년조찬원의 개방형 BIM의효율적도입을위한표준프레임워크개발에관한연구, 국토교통부 R&D 연구과제인 개방형 BIM기반의건축물설계표준및인프라구축 (2013 2016) 등이있다. 2.3 용어의정의및참고사항 2.3은본연구의이해를돕기위하여다음의용어설명과연구의성격에대해작성하였다. - 라이브러리 : 단일라이브러리와복합라이브러리로구분되며여기서복합라이브러리는단일라이브러리의복수조합으로구성된다. - 부분상세 : 복합라이브러리는부분상세를가지고있으며, 본연구에서복합라이브러리코드와부분상세코드는 1 : 1 로맵핑된다. - 본연구는국가 R&D 사업의일환으로, 공동연구로진행된타연구기관의성과일부가본연구의기초자료로사용되었다. - 본연구에서설명되는라이브러리, 부분상세, 단가, 자재등의모든용어및분류체계, 코드, 스키마등의정보는 KBIMS 프레임워크 에정의된요소이다. KBIMS는 Korea BIM Standard의약어로한국형 BIM 표준을의미하며, 본연구는 ( 개방형 BIM 기반의건축물설계표준및인프라구축 ) 국토교통부 R&D 사업의일환으로한국의 BIM 정보프레임워크및인프라를구축하는진행중인사업이다. 3. 본론 3.1 부분상세정보체계화 3.1.1 부분상세분류체계정립 BIM은건물정보를통합활용하는기술중의하나로 BIM 정보체계화는필수적인요소이며, 프레임워크기반의다양한정보들이코드로연계되기위해서는표준분류체계를정립하는것이필요하다. 이를위해국내대형설계사무소 7개와건축관련공사기관 1개, 총 8개실무기관에서활용되고있는부분상세자료를수집하여분석하였다 (Table 1). 실무에서활용하고있는부분상세는일반적으로바닥, 벽, 천정, 걸레받이, 기타상세로구분하여부분상세를활용하고있었으며, 설계사무소별로부분상세의개수나표현수준에는차이가다소차이가있었으나분류방법은대부분같은유형의객체를기반으로부분상세를분류하여활용하고있었다 (Table 2). 이를통해본연구에서개발한 Table 3은 8개기관에서사용한부분상세분류를모두취합하여분석, 가공해설계단계업무에표준으로활용할수있는분류체계이다. 이는실무에서활용되고있는부분상세의분류를모두수용가능하며확장가능한구조의형태이다. 분류체계의카테고리는 8개대분류, 25개중분류, 57개소분류로구성되며, 이는일반건축뿐아니라공동주택용부분상세로도확장활용가능하다. 56
Table 1. Case Study of Section Details (Unit : ea.) Company Name Floor Wall Ceiling Base board Etc. Total L OO - 36 30-360 426 N OO 4 - - - 4 S OO 46 10 29 16 629 730 W OO 62 50 20 420 923 1,805 E OO 15 7 7 5-34 J OO 36 14 16 16-82 C OO 43 22 13 10-88 H OO 140 72 60 212 769 1,253 Table 2. Contents of Section Details L OO W OO S OO H OO 01. Outdoor 1. Foundation 2. Foundation 00. General 01.Internal +Floor Finishing 00.General 3. Floor Detailed Drawing 01.Floor 4. Floor+Wall 02.Waterproof/ 02.Wall 01.Internal 5. Wall Insulation 03.Ceiling Finishing Details 6. Wall+Roof 03.External Wall 04.Room Details 02.External 7. Roof Finishing 05.Roof Finishing Details 8. Stairs and Detailed Drawing 06.Section 03.Waterproof Equipments 04.Internal Details_ and Insulation 9. Window and Finishing Housing Unit 04.Dry Wall Door Detailed Drawing 07.Section 05.Window and 10. Etc. 05.Basement Details_ Door Detailed Drawing Common Part 06.Roof Details 02. Indoor 06.Ceiling 08.Section 07.Room Details 1. Floor Detailed Drawing Details_ 08.Details each 2. Floor+Wall 07.Floor Additional Part 3. Wall(Molding, Detailed Drawing Facility 09.Basement Base board) 08.Window/ 09.Furniture and 10.Etc. 4. Wall+Ceiling Door Detailed Furnishing_Furnit 5. Ceiling Drawing ure, Window and 6. Stairs and 09.Roof Door Equipments Detailed Drawing 7. Window and 10.Etc. Door Detailed Drawing 8. Etc. Table 3. Classification System of Section Details Lv.1 (8) Lv.2 (25) Lv.3 (57) Internal Finishing Details External Finishing Details Roof Details Window and Door Details Stair Details Furiniture/ Furnishing Details Elevator Facilities Etc. Floor, Base Board, Wall, Ceiling, Curtain Box, Ceiling molding, Face Brick, External Wall Finishing, Roof Finishing, Masonry Joint, Drain, Coating Finishing, Polyvinyl Finishing Face Brick Finishing, External Tile Finishing, Roof parapet, Roof Waterproof Finishing, Door, Window, - Stair Details, Plumbing Fixture, Furniture, Steel Stair Details, Concrete Stair Details, Elevator, Escalator, Moving Passenger Elevator, walk, Corner bead, Iron, Grating, Etc. - Eldery/Disabled Person, Parking Lot, 3.1.2 부분상세의코드화앞서도출된부분상세분류체계를기반으로부분상세를구조화 (Layer) 하여코드를부여하였다. 부분상세는바탕구조에서부터마감까지복수의재료레이어로구성되어있으며, 레이어의상세구성은바탕레이어를기준으로 + / - 방향으로구분하여상세도에포함되는마감재료순서에따라레이어를구분하였다. 예를들어도료마감의콘크리트벽의경우아래 Table 4 와같이구조체층 ( 콘크리트벽 ) 을제외한 + 바탕층1( 바탕면정리 )+ 바탕층2( 시멘트몰탈 )+ 최종마감 ( 수성페인트 ) 와같이구성된다. Table 4. Example of Section Details s Layer Layer Type Contents Section Details Finishing Layer Water-based Paint Inclusive Body Layer2 Cement Mortar Inclusive Body Layer1 Surface Grinding Inclusive Structure Layer Concrete Wall Except 57
한국산학기술학회논문지제 17 권제 10 호, 2016 구조화된부분상세는궁극적으로단가와연계되어공사비를산정하거나공정관리에활용되어야하며일반적으로공종을기준으로공사비산정이이뤄지므로코드화를통해표현하는방법이필요하다. 따라서 Table 3에서정리된분류체계를기반으로공종 ( 알파벳 ) + 대분류 (1 9) - 중분류 (1 9) + 소분류 (1 9) - 세분류 (01 99) + 세세분류 ( 알파벳 ) 가조합된총 9자리의코드를부여하였으며문자 ( 알파벳 ) 와숫자로조합된독립코드의형태로구성하였다. 코드의자리수는 Table 3 에서분석한 8개기관의부분상세목록을모두취합해결정하였으며, 결정된 9자리코드는건축의전공종을수용할수있다. 9자리코드의상세내용은다음과같다. 공종을구분하기위해알파벳대문자를사용해코드를생성하였고, 건축의경우 A로표시한다. 다음대분류는상세의유형을구분하는분류로한자리의숫자로표현되며실내마감상세 (1), 외벽마감상세 (2), 지붕층상세 (3), 창호 (4), 계단 (5), 가구 / 집기 (6), 승강설비 (7), 기타 (9) 가이에해당한다. 중분류는해당상세의객체또는부위를나타내며한자리숫자로표현된다. 예를들어실내마감상세의경우에는바닥 (1), 걸레받이 (2), 벽 (3), 천장 (4), 커튼박스 (5) 로구성되고외벽마감상세의경우에는치장벽돌 (1), 외벽마감 (2) 등이이에해당한다. 소분류는해당부위에따른마감의종류를의미하며한자리의숫자로표현된다. 실내마감상세바닥의경우노출마감 (1), 도료마감 (2), 비닐계마감 (3), 타일마감 (4), 석재마감 (5), 목재마감 (6) 등이이에포함된다. 세분류코드는두자리숫자 (01 99) 로표현되며해당유형의단순넘버링을의미한다. 마지막으로세세분류는알파벳대문자를사용하며, 최종마감의종류또는레이어두께가다를경우사용하게된다. 코드체계를통해정의한 시멘트몰탈 + 도료마감 ( 액체하드너 ) 의코드예시는 Fig. 2와같다. Fig. 2. Example of Section Details Code 3.2 부분상세도면콘텐츠구축 3.1에서정의된부분상세분류체계및코드를바탕으 로 Fig. 3 과같이상세도면콘텐츠를구축하였다. 부분상세도면콘텐츠에포함된정보는분류체계위계에맞추어 3차원설계모델정보최적화에필수요건인바닥, 벽, 천장위주의실내마감과기타부분상세를표현할수있도록스키마를설계하였다스키마는부분상세분류체계및분류코드, 구조화에따른도식화표현영역, 마감정보에대한상세정보영역으로구성하였으며, 약 424건의상세도면콘텐츠를구축하였다. Fig. 3. Example of Section Details Contents 3.3 BIM 라이브러리-상세도면연계앞서개발된부분상세분류체계와코드를기준으로구축한부분상세도면콘텐츠는 BIM 라이브러리와연계가되어야만공사비산출이가능하다. 따라서 BIM 라이브러리와부분상세도면을연계하는것은본연구의핵심이라고할수있으며, 본연구에서는부분상세뿐만아니라 BIM 라이브러리와기술콘텐츠 ( 단가정보, 자재정보, 부분상세 ) 를개별코드를통해연계하였다. 부분상세를구성하고있는각각의레이어 (Table 4) 는단일라이브러리와 1: N으로연계된다. 여기서단일라이브러리는일위대가를기반으로한단가정보 ( 기초단가 ) 와 1: 1로맵핑된다. 각각의재료레이어는부분상세를기준으로조합되며, 합성단가로계산된다. 또한각각의재료레이어는공통자재코드를통해 1: N으로연계가되며, 공통자재코드는업체에서제공하는개별자재정보와연결되면서카탈로그, 시험성적서등상세자재정보가제공되게된다. BIM 라이브러리와부분상세, 단가정보, 자재정보가연계되는관계도는 Fig. 4와같다. 58
택적으로사용하고, 고유의속성을 BIM 라이브러리에반영할수있다. Fig. 4. Relation of BIM Library and Technical Contents (Section Details, Cost, Material) 3.4 부분상세도면콘텐츠 BIM 활용 ( 구현 ) 앞서구축된부분상세도면콘텐츠와 BIM 라이브러리 -기술정보( 부분상세, 단가정보, 자재정보 ) 의연계결과를실무환경에서직접활용할수있도록 BIM 라이브러리- 기술콘텐츠유통보급시스템 을통해구현하였다. 이것은웹상에서구동되며상용 BIM S/W인 Revit 2015의 Add-on 프로그램으로도개발하였다. Fig. 5는시스템을통해부분상세를조회하고부분상세도면을확인하는내용이며부분상세도면은.dwg 나.pdf 파일로다운로드가능하다. Fig. 6. Application of Cost Information based on Unit Cost in the Web System Fig. 7. Application of Technical Contents(Section Details, Cost, Material) in the BIM S/W 4. 결론 Fig. 5. Application of Section Details Contents in the Web System 이외에도 BIM 라이브러리는단가정보, 자재정보와연계되어있어자재별단가와업체별자재정보를확인할수있다 (Fig. 6). Fig. 7은 Revit Add-on 프로그램을이용하여 BIM 라이브러리와연계된기술콘텐츠를확인하는모습이다. Add-on 프로그램을통해부분상세도면이나단가정보, 자재정보등을확인하는결과는 BIM 라이브러리-기술콘텐츠유통보급시스템 과동일하며, 설계자는복합라이브러리사용시특정업체의자재를선 본연구에서는건축설계에사용되는부분상세정보를체계화하고 BIM 라이브러리와연계해실무에적용할수있는연구를진행하였다. BIM 단일모델을통해다양한시나리오로의활용을위해정보표준프레임워크의개념을적용하였으며, 부분상세체계를코드화해약 424건의부분상세도면콘텐츠를구축하고이를토대로 BIM라이브러리-단가정보-자재정보와연계하는방안을마련하였다. 이를통해설계자가설계시 BIM 라이브러리를활용하여기술콘텐츠 ( 부분상세정보, 자재정보, 단가정보 ) 정보를웹과상용 BIM S/W인 Revit 2015에서실시간으로검색및조회가가능하였으며, 이는추후 BIM라이브러리와자재정보, 단가정보등을연계한수량및공사비산출이가능할것으로사료된다. 하지만이것이다양한변수가존재하는실제실무에적용되기위해서는사용조건과범위를명확히설정해야하며, 다양한실무활용검증과지속적인업데이트가필요할것이다. 59
한국산학기술학회논문지제 17 권제 10 호, 2016 BIM 라이브러리와기술콘텐츠와의연계기술은 BIM 데이터의정보통합수준을향상시킴으로써단일모델에서다양한용도로의활용구현범위를확대시켜 BIM의효과를극대화시킬수있다. 따라서설계업무단계에서설계도서작성의효율성과최적화를지원하는부분상세정보의내용으로 BIM 라이브러리를제작하고, 개발된라이브러리가기술콘텐츠와결합하여 BIM기반의설계단계에서설계효율과프로세스를개선하여설계사무소의효율적인 BIM 활용을지원할수있을것으로기대한다. References 조찬원 (Chan-Won Jo) [ 정회원 ] 1984 년 2 월 : 연세대학교건축공학과졸업 ( 학사 ) 1993 년 5 월 : 미국카네기멜런대학원건축과졸업 ( 석사 CAD 전공 ) 2012 년 8 월 : 경희대학교공과대학건축공학과 ( 박사건설정보전공 ) 1984 년 1 월 ~ 1997 년 12 월 : 정림건축 ( 전산연구실장 ) 2006 년 3 월 ~ 현재 : ( 사 ) 빌딩스마트협회기술연구소장 < 관심분야 > BIM, 정보표준, 설계도서, 정보화전략 [1] Y. S. An, G. Lee, 2016 Survey on the Status of BIM Adoption in Korea, 8-12, buildingsmart KOREA, 2016. [2] S. H. Kwon, W. J. Lee and C. W. Jo, Study for Architectural Standard Details Based on BIM Information Framework, Transaction of the Society of CAD/CAM Engineers, vol. 18, no. 2, pp. 93-103, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.7315/cadcam.2013.093 [3] H. J. Cho, J. S. Jang and Y. S. Kim, A Study on the Common Technical Contents for BIM Design Support, Transaction of the Society of CAD/CAM Engineers, vol. 20, no. 2, pp. 114-123, 2015. [4] C. W. Jo, A Study on Developing Standard Framework for Implementing Open BIM A Proposal for Developing Practical BIM Standard in Korea-, 7, Kyunghee University, 2012. [5] Wikipedia, https://ko.wikipedia.org/ [6] S. I. Lee, J. S. Han and C. W. Jo, A Basic Study on Property Structure Standardization based on BIM Information Framework, J. of the Archi. Institute of Korea, vol. 31, no. 5, pp. 77-85, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.5659/jaik_pd.2015.31.5.77 [7] H. S. Moon, B. K. Kim and K. B. Ju, The Developing Strategy of BIM Library for Road Facilities based on Detailed Standard Drawing, Korea Institute of Construction Engineering and Management, pp. 36-43, 2013. 60