LH(한국토지주택공사) 공공주택설비처가 발주한 ‘공동주택 기계분야 BIM 지원기반 정립 연구용역’을 대한설비설계협회가 수주해 BIM위원회를 중심으로 마무리됐다. 김선국 LH 공공주택설비처 차장을 만나 이번 연구용역 발주 배경 및 용역 성과, 향후 적용방향에 대해 들어봤다.

BIM은 ‘건설정보모델링(BIM: Building Information Modeling)’으로 시설물의 생애주기 동안 발생하는 모든 정보를 3차원 모델 기반으로 통합해 건설정보와 절차를 표준화된 방식으로 상호 연계하고 디지털 협업이 가능하도록 하는 디지털전환(Digital Transformation)체계를 의미한다고 ‘국토부 건설산업 BIM 기본지침’에 정의하고 있다. 즉 기존 2D도면에 담을 수 있는 정보의 한계로 설계, 시공, 유지관리 전환과정에서 발생되는 정보 손실을 최소화해 비용과 시간을 절약할 수 있는 스마트건설기법이다.

기존 2D 설계방식은 건설업의 낮은 생산성 증가율(연평균 1%, 전체 산업평균 2.7%), 고령화 등으로 인한 기존의 인력중심 방식의 한계 도달, 안전‧환경 등의 시대적 과제 고려시 패러다임 전환이 시급한 상황으로 BIM은 입체적 분석을 통해 설계오류 및 시공 간섭사항을 쉽게 찾아낼 수 있다. 원하는 각도에서 경관 확인이 가능하고 반복작업 최소화 및 자동화로 비용절감 및 생산성 개선을 기대할 수 있다. 

또한 3D 프리콘(Pre-Construction)을 통해 가설통로, 장비배치 등 계획, 추락위험 작업, 간섭사항 등 사전 위험요소 파악이 가능해 안전성을 향상시킬 수 있다. 메타버스 구현으로 가상공간에서 시간‧공간에 구속되지 않고 시설물 및 건축물에 대한 주민 의견 수렴 등 다양한 국민 서비스 개발이 가능해질 수 있는 미래성장 잠재력이 높은 기술이다. 미국, 영국 등 세계 주요국에서도 적극적으로 도입하고 있는 디지털 건축산업의 주요기술로 부상하고 있다.

LH는 2008년 양주회천 A-1BL에 최초 설계단계 BIM을 시범적용했으며 진주 신사옥, 기념단지 등을 대상으로 적용해오다 2017년 LH 공동주택 BIM 로드맵을 수립하고 점차 그 범위를 넓히고 있다.

국토교통부에서도 2018년 ‘스마트 건설기술 로드맵’, 2020년 ‘건축 BIM 활성화 로드맵’을 수립하고 2022년 7월 ‘스마트 건설 활성화 방안’을 발표하면서 신규 공공사업을 대상으로 공사비 규모, 시설분야 등에 따라 BIM을 순차적으로 의무화했다. 이에 발맞춰 LH도 ‘공동주택 맞춤형 BIM 적용지침’을 수립하는 등 공동주택 건설산업 선진화를 위한 BIM 지원기반 마련을 위한 연구용역을 추진 중이다. 

BIM 의무화 정부정책과 로드맵에 따라 LH 공동주택에 대한 BIM 도입범위는 점차 확대되고 있는 추세로 BIM설계는 건축분야뿐만 아니라 기계, 소방 등 설비분야도 함께 성장돼야 내실 있는 성과도출이 가능하다. 이에 따라 건축 위주 연구용역에서 벗어나 기계공종 특성에 맞춘 BIM 지원기반 정립 연구용역을 발주하게 됐으며 라이브러리 및 템플릿 확대, BIM 기반 2D 표준설계도면 및 가이드 마련, 설계 BIM의 시공 및 유지관리 연계를 위한 특화방안 등을 과업내용으로 하는 연구용역을 추진하게 됐다. 

BIM이 국내에 도입된 지 20여년의 시간이 흘렀지만 아직도 활성화되지 못한 주요 요인은 국내 여건이 성숙되지 못했다는 것이다. BIM 발주물량이 적어 국내시장이 활발히 형성되지 못했으며 이로 인해 수행역량을 갖춘 전문기업도 많지 않다. 설계 BIM이 시공과 유지관리에 연계되지 못해 실효성에 의문을 가지면서 다시 2D설계로 회귀하는 침체기를 겪었다. 최근 들어 정부정책 반영과 로드맵 수립으로 재도약하고 있지만 발주자의 명확한 요구사항과 과업범위, 관계자 사이의 협업을 위한 플랫폼 구축, 투자비용 회수를 위한 대가반영, 신속성을 위한 라이브러리 및 템플릿 제공, 기계설비 전문가의 직접 설계수행, 충분한 설계기간 제공 등 활성화를 위한 기반을 우선적으로 해결해야 할 문제점으로 도출했다. 

특히 기계설비 BIM 수행업체를 대상으로 설문조사를 실시한 결과 비전문가에 의한 BIM 수행과 발주처 BIM 관리 능력 부족 및 역량·인식 부족, 건축(구조) 위주 BIM 도입 정책, BIM 수행·활용을 위한 통합적인 연구부족 등이 장애요인으로 조사됐다.

BIM설계를 통해 초기단계에서 건설과정의 후반 작업까지 고려해 작업이 이뤄지려면 그래프와 같이 기존 프로세스에 비해 앞 단계(설계)에서 작업의 부하가 많이 걸릴 수밖에 없다. 

그러나 앞 단계에서 시공 및 유지관리를 대비한 작업이 이뤄지기 때문에 도면 변경이 적어지고 변경도 용이해 후반으로 갈수록 부하가 줄어드는 결과를 도출할 수 있다. 이는 전체 공사 및 유지관리에 소요되는 시간과 비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 

이번 연구용역은 복합공종으로 이뤄진 BIM의 실질적인 효과창출을 위해 기계분야에 초점을 맞춘 활성화 기반 정립을 위한 목적으로 수행됐다. 라이브러리 및 템플릿 확대마련 및 배포를 통해 BIM 설계 효율화를 도모하고 3D 모델링 및 2D 표준설계도면 추출을 통해 도서 표준화(안)을 만들어 향후 발주되는 기계분야 BIM 성과물 제작 가이드를 명확히 제시할 수 있도록 했다. 시공 및 유지관리 연계방안, 특화요소를 발굴해 더욱 성장할 수 있는 성과를 만들었다고 할 수 있다. 

이번 용역은 공동주택 BIM 도입의 장기적인 관점에서 보면 BIM 도입 촉진을 위한 첫 번째 단계로 향후 BIM 설계를 진행하면서 문제점을 해소하기 위한 지속적인 연구가 이뤄져야 한다. 라이브러리 및 템플릿의 업그레이드, 특화요소 개발을 통한 BIM설계의 효율화, 지속적인 교육훈련이 병행돼야 한다. 

LH는 건축설비분야 선도기업으로서 BIM 기계분야 발전과 활성화를 위해 민간기업의 자발적인 참여를 유도할 수 있는 마중물 역할을 할 수 있기를 기대하고 있다.

기계설비분야 BIM은 설계단계 BIM을 수행하는 공동주택 모두에 적용되고 있으며 건설분야 BIM 상위지침(기본지침, 시행지침)에 따라 LH가 시행하는 주택 건설사업의 특성을 반영한 BIM 업무 세부지침과 실행에 필요한 참조문서를 마련하고자 하위지침인 공동주택분야 BIM 적용지침(발주자편, 설계자편, 시공자편)을 지난 4월 제정했다. 적용단계 및 세부 산출목록을 명확히 해 적용할 계획이다.

BIM은 2D설계방식에 비해 충분한 작업시간이 요구되지만 설계기간이 길지 않고 기계설비의 경우 건축 이후 설계가 진행되기 때문에 더욱 기간이 짧은 실정이다. 이에 따라 2D 설계로 기간을 맞춘 후 BIM으로 전환하는 설계가 이뤄지고 정보화보다는 모델링에 치중돼 비전문가가 BIM을 수행하는 경우가 많다. 이는 BIM을 통해 정합성이 확보된 도면을 추출하고 반복되는 도면작업을 간소화한다는 장점을 퇴색시켜 단순 작업량을 증가시키는 일로 인식되고 있다.

 

또한 국내 BIM 발주 물량이 많지 않고 BIM 용역비가 공종별 세분화돼 있지 않아 건축 위주 발주방식에서는 적정한 대가를 받을 수 없다고 판단하고 기계설비 엔지니어링업체 대부분이 충분한 BIM 전문인력, 다양한 저작도구 및 라이브러리 등을 보유하고 있지 않은 것으로 조사됐다. 이에 따라 자발적 BIM 도입보다는 발주자 과업내용에 포함돼 있을 경우 수동적으로 수행되고 있어 기계설비분야 BIM 적용을 더디게 만드는 주요요인이라 생각한다. 

이번 연구용역 성과물을 활용해 BIM 수행업체에 다양한 라이브러리 및 템플릿을 제공해 업무 신속성을 향상시키고 BIM 기반 표준도면 및 가이드를 배포해 적용수준을 명확히하고 품질을 향상시키고자 한다. LH는 공동주택 BIM 관리역량 강화 및 도입기반 구축을 위해 지속적으로 연구용역을 추진 중이며 이에 발맞춰 기계분야도 공종 특성에 맞는 관리자 양성, 시공‧유지관리 연계 및 업무간소화 방안 등에 대해 지속적으로 고민하고 개선해 나갈 계획이다. 

BIM은 4차 산업혁명시대의 미래 먹거리 원천이 될 수 있는 건설기술이다. 스마트건설 활성화를 위해 정부는 BIM 의무적용 시행, 시행지침 등을 마련했으며 LH 등 발주기관은 발주물량을 확대하고 BIM 작업환경 개선과 적정대가 지급을 위해 각종 연구용역 및 기준을 개선해 나가고 있다.

 

BIM은 공종(건축, 기계, 전기 등)간, 행위주체(발주자, 설계자, 시공자, 운영관리자)간 협업해 완성되는 결과물로 어느 하나 부족해서는 원하는 목적을 달성하기 어렵다. 특히 기계설비 관련업계가 BIM 적용에 선제적으로 대응하고 준비해 나간다면 BIM분야에서 그 입지와 시너지 효과는 배가 될 수 있을 것이다.