한국BIM학회논문집 5권 4호 (2015) 1

건축 설계 BIM 모델의 시공단계 활용성 향상을 위한

BIM 운영 방안 제시

- 시공전단계 BIM 적용 사례를 중심으로 -

A Proposal for Using BIM Model Created in Design to

Construction Phase

- Case Study on preconstruction adopting BIM -

윤수원1), 김성아

2), 최종문

3), 금대연

4), 조찬원

5)

Yoon, Su-Won1)･ Kim, Seong-ah

2)･ Choi, Jong-Moon

3)･ Keum, Dae-Youn

4)･ Jo, Chan-Won

5)

Received September 23, 2015 / Accepted November 26, 2015

ABSTRACT: In order to apply the BIM technology effectively and efficiently during the life-cycle of project, it is important to deliver a

accurate information on BIM from designer, and it should be used effectively at construction or maintenance stage. However,

stakeholders have created a new BIM model at each phase in many practise adopting BIM, not used BIM generated in design stage.

Because they have different purposes for using BIM, and deliver the BIM model without the sufficient explanation or application. It is

necessary to define the range of usable BIM in construction phase with analyzing clearly the BIM created in design phase, and

determining the difference with required BIM in construction phase. Therefore, this study propose a method for construction c

KEYWORDS: Building Information Modeling, Use of Design BIM, Desing, Construction, BIM Transition

키워드: BIM, 설계 BIM의 활용, 설계, 시공, BIM 전달

1)정회원, 포스코건설 R&D센터 과장, 공학박사 (yoonsuwon@poscoenc.com)

2)정회원, 성균관대학교 미래도시융합공학과, 공학박사 (kody25@skku.edu) (교신저자)

3)비회원, 포스코건설 R&D센터 부장, 공학석사 (colormoon@poscoenc.com)

4)정회원, 포스코건설 건축설계그룹 과장 (archikdy@poscoenc.com)

5)비회원, 빌딩스마트협회 기술연구소 소장, 공학박사 (cwjo@buildingsmart.or.kr)

DOI: http://dx.doi.org/10.13161/kibim.2015.5.4.001

1. 서론

1.1 연구의 배경 및 목적

BIM(Building Information Modeling; 이하 BIM)은 건설 프로

젝트 전 생애주기 동안 모든 분야에 적용될 수 있는 3차원 모델

기반 정보 및 프로세스를 의미하는 것으로 건설산업의 새로운

패러다임이다(Eastman 2008, Lee 2011). 국내 건설산업에서도

BIM을 적용하고 있으며, 일부 BIM 적용 사례를 통해 사전검토를

통한 재설계 및 시공과 같은 비용 낭비 예방 등의 효과가 드러나

고 있다(Park et al., 2014). BIM은 건설 프로젝트 전반적으로

발생하는 문제를 해결하고 원활한 의사결정을 위한 근거로 사용

되며, 이전 단계에서 생성된 정보의 누락과 오류를 방지할 수

있기 때문에, 설계단계에서 생성된 정보가 시공단계 또는 그 이

후 단계로 원활하게 인계(Transition)될 수 있는 장점이 있다.

그러나 실제 BIM 적용 사례를 살펴보면, 설계 단계에서부터

BIM으로 작성되고, 이를 시공 및 유지관리 단계에 활용하는 사

례는 미흡하다(Kim 2013). 설계단계에서는 디자인을 중심으로

BIM을 검토하고, 시공단계에서는 시공성을 중심으로 검토하기

때문에 설계와 시공단계에서 요구되는 정보의 수준과 모델의

표현방식이 상이하다. 이에 건설사는 설계단계에 생성된 BIM을

제대로 활용하지 못하고, 시공단계에 필요한 BIM을 새롭게 생성

하는 문제가 발생하고 있다(Kim 2010). 현재 BIM 적용 프로젝트

Journal of KIBIM Vol.5, No.4 (2015)2

의 생애주기 동안 각각 생성되는 BIM 모델은 각 단계의 참여주

체의 BIM 도입 목적과 정보 생성 방법에 특화되어 있고, 이로

인해 후속 단계에서 이전 단계의 BIM 모델을 재활용하기 보다는

새로운 BIM 모델을 만들어 활용하고 있는 실정인 것이다.

설계단계에 생성된 BIM 모델의 시공단계 활용 문제는 정보교

환에 따른 기술적인 문제뿐만 아니라 3차원 모델의 표현방식 즉,

3차원 모델의 작성 수준(LOD, Level of Detail) 문제도 포함되기

때문에 다양한 각도에서 검토가 필요하다. 우선 정보 교환 방식

의 개선을 위한 연구는 다수 진행되었다(Kim 2009, Park et al.

2014, Shin 2015 등). 이들 연구는 생성된 정보를 다른 주체 또는

다음단계에 정보의 누락 없이 전달하는데 초점을 맞추고 있을

뿐 생성된 정보가 어떤 수준의 의사결정 또는 완성된 정보를 담

고 있는지를 전달하여, 후속 단계 주체들이 전달 받은 정보를 어

떻게 활용하고 재사용 가능한 지에 대한 고려는 부족한 편이다.

그리고 3차원 모델 및 BIM의 작성수준을 정의하기 위해서

국외 프로젝트에서는 MPS(Model Progress Specification)를

적용하고 있으며, 초기 프로젝트 BIM 도입부터 BIM의 사용 목

적, 목적별 모델의 정보 수준 (Level of Development; 이하

LOD) 및 정보 전달의 일관성 유지를 위한 노력을 시도하고 있다.

MPS는 BIM 수행 계획서(BIM Execution Plan)에 반영하고, 정의

된 LOD 시방서(Specification)를 준수할 것을 요구하는 사례가

증가하고 있다. 그러나 국내의 경우는 조달청 시설사업 BIM 적

용 기본지침서 등에 최소 기준만을 제공하고 있을 뿐 해외와

같은 상세 기준의 정의는 이루어지지 못하고 있다.

이러한 문제를 정보관리(Information Management) 측면에

서 살펴보면, 이전단계에서 획득 가능한 정보와 새로 생성해야

하는 정보가 무엇인지 계획을 세우는 것이 필요한 것을 알 수

있다(Bytheway 2014). BIM 적용 프로젝트에서도 시공단계에서

요구되는 BIM 정보는 무엇인지, 설계단계에 생성된 BIM에서 얻

을 수 있는 정보와 시공단계에서 새롭게 생성해야하는 정보는

무엇인지 명확하게 정의하는 것이 필요하고, 이를 통해 설계

BIM의 활용성을 향상시킬 수 있는 것이다.

따라서 본 연구에서는 설계 또는 시공전 단계에서 생성된

BIM을 시공단계에 적극적으로 활용하기 위한 방안을 모색하고

자 한다. 이를 위해 국내외 문헌 고찰을 비롯하여 국내 BIM 적용

사례를 검토하고, 전문가 인터뷰를 통해 시공단계에 요구되는

BIM과 설계단계 BIM 활용 범위를 도출하는 것이 연구의 목적이

다. 이러한 연구를 통해 설계 및 시공단계 BIM 적용사업을 발주

시 BIM 업무수행지침으로 활용할 수 있으며, 이를 통해 효율적

인 BIM 업무 수행에 기여할 수 있을 것이다.

1.2 연구의 범위 및 방법

본 연구는 국내 건설 환경을 고려하여 설계 또는 시공 전 단계

에 생성된 BIM 모델을 시공단계에서 활용하기 위한 방안을 제시

하기 위해 Figure 1과 같은 순서로 연구를 진행하였다. 먼저,

설계 및 시공단계에서 BIM이 원활하게 전달될 수 있도록 국내외

발주지침, BIM 적용 가이드라인 등을 통해 BIM 데이터 정의 방

법, 정보교환을 위한 노력들을 살펴보았다. 둘째, 설계 또는 시

공 계획 단계에서 생성된 BIM 모델을 근간으로 시공 단계에서

BIM을 적용한 2가지 사례를 선정하여, 설계 또는 시공 전 단계에

서 생성된 BIM이 시공단계에 적용되지 못하는 이유를 검토하였

다. BIM 적용 사례 분석 대상은 시공 전 단계에 BIM을 적용한

송도의 A 프로젝트(비정형, 대형 프로젝트)와 세움터 BIM 의무

화에 따라 설계 BIM 표준 제정을 위해 빌딩스마트협회에서 생성

한 B 프로젝트 (소규모, 정형)로 선정 하였다. 또한 시공사(BIM

경력 7년), 설계사(BIM 경력 5년), BIM 전문업체 (BIM 경력 4년)

및 BIM 기반 견적 전문업체 (BIM 경력 10년)의 전문가 총 4인의

실무자들의 의견을 통해 시공단계에서 요구되는 BIM 정보를 정

의하였다. 셋째, 분석된 결과를 바탕으로 국내 계약 제도를 고려

하여 시공 이전단계에서 완성된 BIM 활용성을 향상시킬 수 있는

방안을 제시하였다.

Figure 1 Research process and method

2. 이론적 고찰

2.1 설계 및 시공단계 BIM 적용 절차

시공 단계에서 BIM의 활용도 향상을 위해서는 시공단계의

목적에 적합한 시공 BIM 작성 및 관리가 중요하다. 하지만 기존

의 프로젝트 운영에서 시공 BIM 모델의 생성은 Figure 2에 표현

된 2가지 방식, 즉 2D 도서를 기반으로 시공단계에 BIM을 생성

하는 전환설계를 진행하거나, 설계 BIM 및 2D 도서를 활용/참고

한국BIM학회논문집 5권 4호 (2015) 3

Figure 2 Construction BIM generation process (Eastman

2008 et. al.)

하여 시공 BIM을 재생성하고 있다(Eastman 2008). 프로젝트

단계별로 전달되는 BIM 정보 생성 도구와 방법이 상이하기 때문

에 정보 단절로 인한 여러 문제점들이 발생되고 있는 상태이다

(Redmond 2012).

특히, 설계 단계에서 BIM 기반의 설계를 진행했을 경우에도

시공 BIM을 재생성하는 경우는 매우 일반화되어있으며(Kim

2013), 기존 연구들(Eastman 2008, Monteiro 2013, Kim 2013,

Kim 2015 등)에서는 이러한 설계 BIM의 재활용 저하의 원인으

로 BIM 생성 목적의 차이, 시공 단계에서 필요한 정보(자재, 물

성 등)의 반영 부족, 상세정도(Level of Detail)의 차이, 모델의

객체 구분 및 위치 등의 정보 오류 (공법, 공정, 견적 등과의 연계

성 확보 어려움), 복합객체의 사용으로 인한 견적 물량 차이 및

공종별 관리 어려움 발생, 객체간의 결합 순서(모델링 방식) 그

리고 시공단계에서 필요한 추가 객체(가설, 굴착면, 시공장비

등) 생성의 필요 등을 제시하고 있다.

2.2 BIM 정보 교환 방법

건설 프로젝트의 생애주기 동안 발생되는 BIM 모델은 설계

(기획, 계획, 중간, 실시), 시공 계획, 시공, 준공, 유지관리 단계

등 건설 프로젝트의 단계별로 구분되기도 하고, 건축, 구조, 기

계, 설비 등 공종별로 구분되는 경우도 있으며, 형상 중심의 3D,

형상에 공정 정보를 추가한 4D, 형상에 공정, 비용 정보를 추가

한 5D 등 BIM 활용 업무에 따라 분류되기도 한다. 즉, BIM은

정보가 생성되는 단계, 적용 분야, 그리고 적용 업무에 따라, 각

기 다른 형태의 정보를 가지고 있다고 할 수 있다.

그리고 이러한 다양성으로 인해, 정보를 생성하는 주체의 목

적과 선호도에 따라 각기 다른 프로그램과 다른 방식의 정보를

정의하는 것이 빈번하다. 이를 해결하기 위한 IFC(Industry

Foundation Classes), IDM (Information Delivery Manual) 등과

같은 국제표준의 제정과 정보 교환 방식의 개선을 위한 연구들

(Kim 2009, Park et al. 2014, Shin 2015 등)이 진행되었으나,

이는 생성된 정보를 이종의 소프트웨어 간에 누락 또는 목적에

맞게 전달하기 위한 방법에 대한 연구일 뿐, 생성된 정보가 어떠

한 의사결정 수준의 결과를 나타내고 있는 지를 후속 단계에

전달하고 활용할 수 있게 하는 데는 한계를 가지고 있다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 미국의 AIA , 싱가포르

BCA, 호주 Cooperative Research Centre, buildingSMART협

회, 국내의 국토해양부, LH공사 등 다양한 기관에서는 BIM 업무

수행을 위한 가이드를 제정하고, BIM 업무 수행을 위한 각 기준,

프로세스 등을 제시하고 있다. 그리고 기존의 각 기관 등에서

제시하고 있는 가이드라인 또는 기준들을 분석하면, 발주자 또

는 발주자 대리인 자격을 가진 BIM 컨설팅 조직이, 프로젝트

전반에 걸쳐 각 단계별 정보의 표현 수준(Level of Detail), 정보

의 의사결정 수준(Level of Development), 모델링 방식, 수행

프로세스, BIM 정보 기준, 산출물 등을 통제할 수 있는 환경에서

업무가 수행된다는 가정을 가지고 있음을 알 수 있다.

하지만 실제 프로젝트에서 상호 참여자 간에 제안된 기준과

방식을 철저히 준수하고, 이를 전달하는 것은 많은 교육과 경험

이 요구된다. 또한 검토 단계, 즉 선행 단계에서 생성된 BIM 모델

을 검토하여, 단순히 형상을 참조하고 자신의 목적과 정보 관리

체계에 맞는 BIM 모델을 작성할 것인지, 아니면 전달받은 BIM

모델의 일부 수정 및 추가를 통해 모델의 활용도를 높여 생산성

향상을 도모할 것인지에 대한 검토는 직접 모델 파일을 열어,

정보의 표현 상태, 정보 체계, 모델링 방식, 객체의 속성 정보

등을 일일 이 확인해야 하는 작업으로 매우 어렵고 많은 시간이

소요되는 일이다. 이로 인해 현재 국내에서 진행되는 프로젝트

의 대부분은 전자의 방식을 채택하고 있다(Kim 2013).

2.3 BIM 작성 수준 정의

대표적인 BIM 적용 지침인 펜실베니아 주립대학의 BIM 수행

계획서에서는 BIM 적용 목적에 따라 적용 분야가 달라지고, BIM

적용 단계 마다 BIM 작성 수준이 달라진다고 언급하였다. 이에

본 연구는 프로젝트 단계마다 다르게 정의되는 BIM의 작성 수준

을 살펴보기 위해 LOD(Level of Development, Level of Detail)

에 관하여 살펴보았다. LOD는 미국건축사협회(AIA)가 시설물

정보의 개발 수준에 따라 요구되는 객체의 작성 수준을 정의한

것으로, 프로젝트 단계마다 BIM 모델을 작성하는 대표적인 기준

으로 활용되고 있다(Kim 2015, Park and Kim 2014).

최근 LOD를 보다 구체적으로 설명하기 위해 BIMforum에서

는 ‘LOD 시방서’를 발표하였다. LOD 시방서에서는 CSI의

Uniformat 2010을 기준으로 각 공종 또는 부위별로 LOD 정의를

Journal of KIBIM Vol.5, No.4 (2015)4

Table 1 MPS sample for structural work

ElementA1022_002 Grade

Beam-IDLOD-300

Model

Owner Structural Engineer Class M2

Revit

Actual Modeled

Family type

Variations

Family typeA1022 002

Grade Beam-ID

Model tool wall

Line Weight 2

Line color Black

Fill Concrete

Material Concrete

Estim

ate

Owner GC Class E3

Sub Assemblies UnitQuantity

required

03.02.00.110.0 Layout concrete m Lenght

03.02.10.110.0 Fine Grade Beam m2 Bottom Surface

Area

0..11.00.110.0Erect forms to CIP

concretem

2 Reference side

surface Area

03.11.00.111.0Strip Forms to CIP

concretem

2 Reference side

surface Area

03.21.00.110.0Reinforcement Steel

toton Net Volume

03.31.00.110.0Casting concrete in

place m

3Net Volume

03.35.00.110.0Concrete finishing

to m

2 Bottom Surface

Area

Schedule

Owner GC Class S3

Tasks

Erect formwork to Grade Beam

Strip formwork to Grade Beam

Reinforcement formwork to Grade Beam

Place formwork to Grade Beam

하고 있으며, 형상적인 정보 외에 비형상적인 정보(Non-graphic

information)도 함께 정의하고 있다. 특히, BIMforum에서는 모

든 부재가 동일한 LOD로 작성되지 않는다는 것을 강조하고 있

다. 즉, 기본 설계 단계에서 BIM 모델이 일반적으로 LOD 200

수준으로 작성되더라도, 일부 요소들은 LOD 100, 300 또는 400

수준으로 모델링 될 수 있는 것이다(BIMforum 2013). 그리고

BIM이 구조해석, 견적, 공정관리 등 다양한 분야에 활용될 수

있기 때문에 각 단계별 적절한 LOD 수준을 선택하는 것이 필요

하다.

미국의 Vicosoftware사는 적정 수준의 LOD를 선정하고 계획

하기 위한 방안으로 MPS(Model Progression Specification)를

제안하였다. BIM 수행계획서는 다른 참여자들과 모델을 공유하

는데 초점을 두고 있는 반면, MPS는 여러 참여자들과 모델 작성

계획을 수립하는데 초점을 두고 있다는 것에 차이가 있다

(Vicosoftware 2015). MPS는 ‘Table 2’와 같이 BIM 모델(Model)

을 작성할 때, 견적(Estimating) 또는 공정(Schedule)에서 요구

되는 정보를 정리해 둔 표를 말한다. Table 1은 Revit에서 LOD

200 수준으로 작성된 보(Grade beam)에 해당하는 부재의 견적

과 공정에 필요한 정보들을 나열한 것이다. 부재마다 이름과 ID

를 지정하고, 모델 작성자는 누구인지, 견적과 공정관리를 수행

하는 사람은 누구인지를 작성하도록 되어 있다. 모델 작성과 견

적, 공정관리를 위해서 필요한 데이터도 함께 정의하도록 되어

있다.

MPS 작성을 통해 프로젝트 참여자간에 BIM 모델의 정보를

정확하게 인지하여 정보의 일관성(Consistency)을 유지할 수

있다. 그리고 모델로부터 추출 가능한 정보를 쉽게 파악할 수

있는 예측 가능성(Predictability)이 존재한다. 마지막으로 다른

참여자들이 모델 작성 수준을 쉽게 파악할 수 있으며, 참여자들

간에 정보를 정확하게 전달할 수 있기 때문에 원활한 팀워크

(teamwork) 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

한편, 국내에서는 BIM 작성 수준을 조달청에서 발표한 ‘시설

사업 BIM 적용 지침’을 통해 살펴볼 수 있으며, 국내 설계 수준

및 건설 프로세스에 맞추어 6단계의 BIM 작성수준(BIL, BIM

Information Level)으로 구분하고 있 있다. BIL은 미국에서 사용

되고 있는 LOD와 정의하는 방식에 차이가 있는데, 이는 미국과

국내의 건설 및 설계 프로세스에 차이가 있기 때문이다(Park

and Kim 2014). 해외의 LOD 시방 및 MPS 등의 국내 적용은

기준 및 업무 프로세스의 상이로 인해 적용이 쉽지 않은 상태이

다. 그리고 국내 BIM 지침에서는 건축, 구조, 토목, 기계설비 등

과 같이 공종별로 모델을 구분하도록 제시하고 있으나, 해당 공

종의 부위별 상세를 살펴볼 수 있는 자료는 제공되지 않고 있다.

또한 조달청 BIM 지침은 BIM 업무의 성과물로 설계자에게

BIM 결과보고서를 제출할 것을 요구하고, 이를 표준 템플릿으로

제공하고 있다. 그러나 BIM 결과보고서에는 객체의 이름, ID 체

계, 조달청 지침 준수 여부, 성과품 목록과 같은 일반적인 정보

를 나열하는 형태로 작성되어 있다. 모델의 파일을 직접 실행하

지 않고 BIM 결과보고서만으로 해당 모델의 구성 체계를 한눈에

파악하는 데는 한계가 있다. 그러므로 BIM 모델을 작성한 사람

즉, 모델의 저작자가 해당 모델의 작성 수준을 밝힘으로써 다른

참여자들이 해당 모델의 작성 수준을 쉽게 파악할 수 있고, 이후

모델의 활용 가능성과 한계를 명확하게 판단할 수 있다는 자료

가 필요하다.

3. BIM 적용 사례 분석

3.1 시공단계 BIM 작성 및 검토 요구사항

건물의 디자인을 중요하게 검토하는 설계단계와 달리 시공단

계에서는 시공성 검토가 중점적으로 이루어지며, 건설 현장의

공사 관리가 주로 공종별, 내역별로 이루어진다. 이러한 사항을

한국BIM학회논문집 5권 4호 (2015) 5

Figure 3 Review of design BIM for using in construction stage

Table 2 Outline of case studies

Items A Project B Project

3D

image

Total floor

area49,906.8m

2130.8m

2

Number of

storiesB2F, 7F 5F

Applying BIM Contract Documents Design Developments

Uses

3D Modeling

(Architect, Structure,

MEP)

4D (Simulation),

5D (Estimation)

3D Modeling

(Architect, Structure)

Authoring

ToolArchiCAD Revit

반영하여 시공단계 BIM 작성에서도 공종, 내역에 관한 구분이

중요하다는 것을 알 수 있다. 그 밖에 시공단계에서 BIM을 작성

하거나 검토할 때 요구되는 사항을 분석하기 위해 건설 및 BIM

경력 보유자 4인을 대상으로 인터뷰를 실시하였으며, 인터뷰를

통해 시공단계에서 BIM을 작성하거나 검토할 때 요구되는 사항

을 정리하면 다음과 같다.

1) 해당 프로젝트의 공종 및 내역 체계(information hierarchy)

와 해당 공종이 조달청 BIM 모델 구분을 반영하였는지 확인

2) 모델의 작성 현황(부위, 객체별 확인)

3) 모델링 방식의 부합성, LOD 적정성 등 확인

4) 시공 단계에서의 활용 가능성 및 모델의 확장성 확인(시공

성 검토 및 견적에 활용 가능성 등)

1과 2항에 해당하는 내용은 모델 작성의 일관성을 파악하기

위한 내용에 해당되며, 3과 4항은 모델의 완성도를 파악하기 위

한 내용에 해당된다. 이러한 네가지 방안을 토대로 두가지 사례

에서 작성된 BIM 모델을 검토함으로써 시공단계 이전에 완성된

BIM을 활용하기 어려운 한계를 실무관점에서 살펴보고, 이를

해결하기 위한 방안을 모색하고자 한다.

3.2 시공단계에서 설계 BIM 활용성 검토

시공단계 BIM 요구사항을 바탕으로 시공 이전 단계에서 생성

된 BIM 모델의 활용성을 검토하고자 Table 2에서와 같은 두가

지 사례를 선정하였다. 이 사례에서 검토한 BIM 모델은 설계

및 시공전 단계에 생성된 BIM 모델이며, 시공단계 활용성을 검

토하기 위한 절차는 앞서 전문가 인터뷰 결과 도출한 시공단계

BIM 작성 및 검토에 요구되는 사항을 바탕으로 Figure 3과 같이

설정하였다. 우선 BIM 모델을 공종 또는 내역으로 구분하였으

Journal of KIBIM Vol.5, No.4 (2015)6

[1] Lack of information classification system : layer

hierarchy, family naming error etc.

[2] Missing elements or interference between elements

[3] Disorganized connection of elements [4] Difference of level and detail

[5] Incorrect information [6] Difficult modification caused by using library

Figure 4 Result of reviewing BIM model in case study

며, 설계단계 또는 시공전 단계에 완성된 상태를 파악하기 위해

모델링 여부와 모델링 방식의 부합성, LOD의 적정성 등을 평가

하였다. 그리고 시공단계에 BIM 모델링이 필요한지 여부와 BIM

을 활용한 견적이 가능한지를 검토하였다. BIM 견적의 경우 모

든 내역의 물량을 BIM 모델로부터 산출하는데 한계가 있기 때문

에, BIM 모델 활용 여부와 견적 방식을 구분하여 정리하였다.

시공단계 BIM 활용성을 검토한 자세한 내용은 Figure 3과 같다.

철근콘크리트공사는 콘크리트를 대상으로 설계 및 시공 단계

에서 일반적인 방법으로 모델링하고, 물량산출도 가능하다. 그

러나 철근은 모델 작성 및 BIM 견적에서 제외되고, 거푸집의

경우 모델 작성 범위에는 제외되지만 필요한 부위의 부재로부터

물량을 산출하는 방식이 적용 가능한 것으로 검토되었다. 건축

마감공정 중에서 대표적인 수장공사는 단열재, 벽지, 천정틀 위

주로 모델링되어 있으나, 상세 수준 부족 또는 부재의 중복과

누락을 비롯해서 모델의 완성도가 떨어지는 것으로 나타났다.

특히 신발장이나 싱크대와 같은 가구도 시공단계에서는 세대별

로 물량이 산출되어야 하므로 모델링이 필요한 것으로 정리되었

다. 이와 같이 설계 및 시공전 단계에 완성된 BIM 모델의 시공단

계 활용성을 검토한 결과, 아래와 같이 정리되었다.

(1) 모델의 완성도

모델의 완성도 측면에서는 다수의 모델링 오류와 모델링의

디테일 수준의 문제가 발생되고 있는 것으로 조사되었다. 이를

보다 자세하게 설명하면, Figure 4의 1과 같이 층 또는 객체의

한국BIM학회논문집 5권 4호 (2015) 7

[Single object] [Composite object]

[Non-considering finish] [Considering finish]

Figure 5 Difference LOD in case study

구분이 불분명한 것과 BIM 객체 간 분류체계가 미흡한 부분이

발견되었다. 또한 Figure 4의 2항과 같이 부재의 중복 또는 누락

이 발견되었으며, Figure 4의 3과 같이 부재 간 결합 불량 또는

일관성 부재로 인해 물량 산출이 불가능한 것을 발견하였다.

Figure 4의 4항은 2D에서 3D로 전환할 때 모델러의 역량 또는

상세수준의 한계로 2D 설계도서와 상이한 부분이 발생하였으

며, 그 밖에 Figure 4의 5와 같이 3차원 모델링 과정에서 외벽의

높이와 층 높이가 잘못 입력되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

마지막으로 형상 중심의 라이브러리 사용으로 인해 향후 시공단

계에서 모델을 수정할 수 없는 현상 등이 발견되었다. 또한 모델

의 상세 수준(LOD)에서는 공종 또는 부재의 상세 수준에 차이가

있어 모델의 작성 현황을 파악하고 활용 계획을 세우는데 어려

움이 있는 것으로 나타났다.

그리고 모델에 입력된 정보가 설계자의 의사결정이 완료된

것인지, 프로그램에서 기본적으로 제공하는 정보인 것인지에 대

한 혼란이 발생하는 것으로 나타났으며, 이는 모델 및 모델이

가지고 있는 정보에 관한 신뢰성을 저하시키는 것으로 판단된다.

(2) 모델의 일관성

시공 이전 단계에 작성된 BIM 모델의 일관성 측면에서 검토

한 결과, 전반적으로 건축, 구조와 같은 분야별 객체의 구분이

모호하고, 전반적으로 모델 작성 기준이 통일되어 있지 않은 것

으로 나타났다. 보다 쉬운 이해를 위해 Figure 5에서와 같은 그

림을 통해 정리하였다.

먼저 Figure 5를 살펴보면, 벽, 바닥과 같은 부재를 구조와

마감의 구분없이 복합객체(Composite Object)로 사용하여 건

축, 구조 분야별 객체의 구분이 모호한 경우가 발견되었다. B

프로젝트의 경우, 전반적으로 LOD 200 수준으로 복합객체를

사용하여 구조와 마감에 해당하는 자재를 하나의 객체로 모델링

하였다. 그럼에도 불구하고 복합객체를 일관성 없게 사용함으로

써 내력과 비력벽의 구분이 모호한 것으로 나타났다. 구조와 건

축 모델의 구분이 어려운 경우, 해당모델로부터 시공단계에서

필요한 공종별 설계 검토 및 정보 추출이 어렵다. 그러므로 시공

단계에서는 공종별 객체 및 자재의 구분이 필요하다.

그리고 일부 BIM 모델이 가지고 있는 정보의 오류가 발견되

었으며, 객체의 분류 체계(Layer, 모델 카테고리 등)가 서로 상

이한 것이 발견되었다. 상이한 분류체계로 인해 후속 작업자가

정보를 정확하게 파악하기 힘들었으며, 부재 간 결합 우선순위

에 대한 기준이 다르게 입력됨으로써 모델을 검토하는데 혼란이

일어나는 것으로 나타났다. 그 밖에 실제 객체의 유형과 라이브

러리 또는 패밀리의 유형이 서로 다른 경우가 발견되었으며, 동

일 부재 또는 공종 내의 LOD 표현 수준 혼재 등이 존재하는

것으로 조사되었다. 이러한 내용을 종합하였을 때, 시공 이전

단계에 작성된 모델의 일관성이 떨어지는 것으로 나타났다.

(3) 비형상적 정보 표현의 문제

비형상적 정보 표현의 문제는 객체에 입력되어 있는 속성 정

보(재료명, 열관류율 등)가 명확하지 않은 것을 의미한다. 입력

되어 있는 객체의 이름에 오류가 있거나 일관성이 부족한 경우,

모델링되어 있는 객체의 종류를 파악하기 어려운 것으로 나타났

다. 그리고 입력된 객체의 속성이 정확한 것인지 판단하기 어려

운 것으로 나타났다. 왜냐하면 객체의 속성이 엔지니어링 또는

설계자의 의사결정에 의해 설정된 값인지 아니면, BIM 저작도구

에 기본적으로 저장되거나 자동으로 생성되는 값인지 구분할

수 없었기 때문이다.

(4) 국내의 설계 프로세스 및 계약 방식의 문제

국내 건설 프로젝트에서 실시설계가 완료된 후 설계도서의

완성도는 해외와 비교했을 때 상당히 낮다1). 그런데 국내 BIM

적용 프로젝트에서는 현재 수준의 실시설계 도서를 바탕으로

BIM 모델을 작성하기 때문에, 실시설계 단계에서 완성된 BIM

모델의 작성 수준이 시공단계에 활용할 만큼 만족스럽지 못한

것이 사실이다. 국내 BIM 프로젝트에서 적용되고 있는 통상적인

LOD 수준은 기본설계 단계 LOD 200, 실시설계 단계 300이다.

그러나 BIMforum의 LOD 시방서에서도 표기되어 있듯이 부재

마다 LOD 수준은 다르게 작성될 수 있으므로, 일률적으로 BIM

작성 수준 즉 LOD를 적용하는 것은 바람직하지 않은 방법이다.

그리고 계약 및 발주방식 측면에서는 조달청 BIM 지침과 같

은 일반적인 BIM 가이드라인은 존재하지만, 프로젝트 마다 세부

1) 인터뷰 결과 건설사는 일반적으로 실시설계의 완료를 CD 100

으로 표현하는데, 대부분의 건설공사는 CD 50 정도 완료된 수

준에서 착공하는 것으로 나타났다. 착공 이후, 시공단계가 진

행되는 동안 설계자와 시공자의 협의 및 설계 구체화 단계(보통

1~2회)를 거쳐 설계가 완성되는 것이다.

Journal of KIBIM Vol.5, No.4 (2015)8

Table 3 Contractor’s approach of using design BIM

No. Approach Model quality

1

[no-reusing]

- Referencing geometric

information

- Prioritizing 2D drawings

Multiple errors

(Geometric information,

Modeling methods, LOD etc.)

2

[Sometimes reusing]

- Obtaining design

information

- Available on the same

2D drawings

Almost no errors

(Geometric information)

But, Some errors

(LOD, Modeling Methods)

3

[Available reusing by

cases]

- Obtaining design &

others information

- Prioritizing BIM Model

Almost no errors

(Geometric information,

Modeling methods, LOD etc.)

기준들이 명확하게 설정되어 있지 않은 실정이다. 시공 이전 단

계에서 완성된 BIM을 이후 단계에서 전달(Transition)받아 장시

간 모델 및 정보를 분석하고, 모델의 활용 방안을 검토해서 시공

단계 BIM 적용 계획을 수립해야 하는 상황이다. BIM 결과보고서

에서도 공종 또는 부재 마다 모델의 정보를 쉽게 파악하기 어렵

고, BIM 저작도구를 통해 모델을 직접 열람하고 분석해야 하는

한계가 있는 것이다. 특히, 국내에서 흔히 적용되는 계약방식인

설계 시공 분리 방식에서는 이러한 한계가 두드러질 수 있다.

그러므로 설계단계의 BIM 모델을 재검토하는데 시간과 노력을

투자하는 대신 시공단계에 적합한 BIM 모델을 새로이 생성할

수밖에 없다.

최근 공공기관의 건축행정업무 전산화 시스템인 세움터에서

BIM 의무 적용이 추진됨으로써 소규모 건축물까지 BIM이 확산

될 예정이다. 그러므로 현행의 설계/시공 분리 방식에서 설계단

계에 완성된 BIM의 시공단계 활용 문제는 계속적으로 발생할

것이다. 이러한 문제에 대비하기 위하여 사례분석을 통해 나온

결과를 바탕으로 시공단계 활용 방안을 다음과 같이 제시하고자

한다.

4. 설계 BIM 모델의 시공단계 활용 방안

국내외 BIM 적용 사례를 통해 설계 단계에서 생성된 모델을

시공단계에 활용할 수 있는 수준을 크게 세가지로 정리하면,

Table 3과 같다. 우선 설계 BIM을 시공단계에 2D 설계도서의

이해도를 향상시키기 위한 참고 자료로 활용할 수 있다. 그리고

건물의 형상 정보를 확인하고 부분적인 속성 정보를 활용하는

방안이 있으며, 마지막으로 해당 모델 및 모든 정보를 시공 단계

의 BIM 작성에 활용하는 방안으로 구분된다.

대부분의 BIM 적용 프로젝트에서는 BIM 모델을 2차원 설계

도서의 이해도를 향상시키기 위한 참고 자료로 활용된다(Table

3의 1항). 그 이유는 전반적인 모델의 완성도와 일관성이 떨어지

며, 비형상적 정보의 오류, 그리고 계약 방식에 의한 일방적인

전달 등으로 인해 모델을 수정해서 활용하는데 한계가 있기 때

문이다. 그리고 설계단계에서 완성된 BIM을 제출하는 기준이

되는 조달청 BIM 지침에서는 모델 작성 기준을 발주자 관점에서

검토하기 쉬운 산출물 또는 성과물 중심으로 작성되어 있는 한

계가 있다. 설계단계에서 생성된 BIM을 보다 효과적으로 활용하

기 위해서는 다음의 개선 사항이 필요하다고 판단된다.

1) 시공단계에서 BIM 활용을 고려한 경우, 공종별 자재를 분

리하여 BIM 모델 작성한다. 단, 복합객체를 사용하여 모델

링한 경우, 적어도 구조와 마감에 해당하는 자재는 분리하

여 작성한다. 그리고 복합객체를 사용함에 있어서 일관성

을 유지한다. 객체의 속성은 동일한데, 객체의 이름이 달라

서 다른 객체로 인식하지 않도록 주의한다.

2) BIM 결과보고서에 모델 작성 현황에 설명을 작성한다. 예

를 들어, 객체의 분류체계, 속성정보, LOD 등을 쉽게 파악

할 수 있는 BIM 모델 설명서와 같은 부속자료를 제공하는

것도 하나의 방법이다.

3) 설계자가 작성한 데이터를 정확하게 전달하기 위해 BIM

모델 또는 객체에 입력된 비형상적 정보에 대한 입력 기준

과 설명이 필요하다. 이는 BIM 데이터 중에서 설계자가

작성한 데이터와 BIM 저작도구가 기본적으로 제공하는 데

이터를 구분하기 위함이다.

4) 시공단계에서는 공종과 자재에 대한 정보가 매우 중요하

므로 객체를 정의할 때, 객체별 작성 수준 및 속성정보 정

의(즉, 시공단계 LOD 시방서 제정)가 필요하다.

5) BIM 산출물에 대한 정보교환(IFC 등) 및 간섭/법규 체크

이외에 모델의 완성도 검토 및 피드백 체계에 대한 기준이

필요하다(현행 국내 턴키 등에서 활용되고 있는 산출물 중

심의 BIM 활용계획서를 해외의 BIM PxP와 같이 계획과

검증 체계 제시의 방향으로 전환할 필요 있음).

6) BIM 저작도구에서 객체를 생성할 때, 객체의 결합 방식에

대한 가이드 또는 완성된 모델에 대한 설명서에 객체의

결합방식에 대한 명시가 필요하다. 객체의 결합 방식의 경

우, 견적 단계에서 가설 등의 물량 산출에 많은 영향을 받

는다. 그러므로 모델 작성 과정에서 일관적인 객체의 결합

과 이에 관한 설명이 필요한 것이다.

발주자 또는 발주자 대리인은 설계와 시공간의 원활한 BIM

인계(Transition)를 위해 위에서 제시한 6가지 사항을 만족시킬

수 있도록 BIM 업무를 관리해야 한다. 턴키 프로젝트와 같이

발주자가 프로젝트 전반에 적용되는 BIM을 통제할 수 있는 경

한국BIM학회논문집 5권 4호 (2015) 9

Table 4 Proposed configuration item of BIM model manual

Item Contents

Goals of BIM uses- Goal description

- Considered BIM uses

Object Description

- Object Breakdown Structure

(Considered WBS etc.)

- Object naming rule

- Scope of objects

- Work-items applied to composite

object

- Method to obtain information

when non-existing object

LOD Description

- LOD's Define

(Level of Detail or Level of

Development)

- applied LOD Level by work-items

or Object types

Modeling

Methodology

- Interfaces with other building systems

- Partitioning scheme of object

(e.g. level, floor, zone etc.)

Description of

non-geometric

Information

- Input information list by object types

- Decision making

(completed or not)

우, BIM 가이드라인, BIM 수행 계획서, LOD 시방서 및 모델링

방법 등을 의논하고 합리적으로 설정할 수 있는 가능성이 있다.

그러므로 턴키 사업에서는 설계와 시공간의 BIM 인계 측면에

서 앞서 언급된 많은 문제가 해결될 수 있을 것이다. 또한

IPD(Integrated Project Delivery)와 같은 통합된 환경에서는 시

공단계에서의 활용을 고려한 설계단계 BIM 모델 작성이 가능하

다. 그러나 설계 시공 분리 계약 방식과 같이 계약서 상에는 BIM

을 설계도서에 포함하여 전달할 것을 명시하고 있다고 하더라도

시공단계를 고려한 설계 BIM 모델 작성을 요구하는데 한계가

있다.

따라서 본 연구에서는 설계단계에 완성된 모델의 형상 정보

확인 및 부분적인 속성 정보를 시공단계에서 활용하는 수준

(Table 3에서 제시한 2번 방식)으로 BIM을 활용하기 위해 BIM

모델 제공 시, BIM 모델 설명서(설명 정보)의 추가 제안하고자

한다. 이는 단순한 BIM 모델의 전달이 아닌 BIM 모델의 상태를

후속 단계의 전달자가 이해 할 수 있도록 하기 위함이다. 단,

본 연구에서 제안하는 BIM 모델 설명서는 설계 단계에서 작성된

BIM 모델이 통제되지 않은 환경에서 이루어진다는 것으로 가정

하였다. 시공사가 Table 3에 제시한 설계 BIM 모델의 활용 방안

을 신속하게 판단할 수 있는 수준이 적절할 것으로 판단하며,

모델의 BIM 모델용도, 객체의 표현 방식, 공종별 LOD 적용 수준,

모델링 방식, 입력 속성 등이 필요할 것으로 판단된다(Table 4).

또한 모델의 작성 중 필요 속성에 대한 규칙적 누락 보다는 잘못

된 정보 또는 비규칙적인 정보 입력 또는 표현이 후속 단계에서

BIM 모델을 재활용하는데 많은 제약이 되므로 이에 대한 일관성

유지가 필요하다.

5. 결론

본 연구는 국내 건설 환경에서 설계 BIM 모델을 시공단계에

서 보다 적극적으로 활용하기 위한 방안을 모색하기 위한 2개

프로젝트의 사례 고찰과 국내외 문헌을 통해 시공 단계에서 설

계 BIM 모델의 재활용 저하 원인과 이를 개선하기 위한 방안을

제안하였다.

이를 통하여 본 연구에서는 기존 문헌에서 제시된 설계 BIM

모델의 시공단계 재활용 시 발생되는 문제점들(생성 목적의 차

이, 필요한 정보 반영 부족, 상세정도의 차이, 정보 오류, 복합객

체의 사용, 객체간의 결합 순서 등)을 포함하여, 저하원인으로

1)모델의 완성도, 2)모델의 일관성, 3)비형상적 정보의 표현, 그

리고 4) 업무 프로세스 및 계약 방식 상 문제점으로 구분하여

모델의 재활용 저하 원인을 분석하였다. 그리고 기존 연구에서

제시된 문제점의 대다수가 시공단계 필요 모델과 설계 모델과의

차이점이 위주였다면, 사례 고찰 및 실무자 인터뷰를 통해 전달

받은 모델의 상태 파악 및 입력된 정보의 신뢰성 판단이 어렵다

는 문제점과 모델 정보 입력과 표현의 일관성이 부족 문제 등이

실제 모델의 재활용을 저하시키는 주요 원인임을 도출하였다.

본 연구에서는 시공단계에서의 재활용 저하 원인을 토대로

시공단계 이전에 작성된 BIM 모델의 활용을 보다 쉽게 판단할

수 있도록, 계약 방식 또는 업무 프로세스별 개선 방향을 제시하

였다. BIM 모델의 시공단계 재활용 향상 방안으로 제시된 BIM

모델 설명서 등을 토대로 시공전 단계에서 작성된 모델을 신속

하게 파악하고 검토할 수 있다. BIM 업무 프로세스, 조직도, 성

과물 등과 같은 업무수행 내용을 위주로 작성되어 있는 기존

BIM 수행결과보고서도 BIM 모델 작성 현황을 보다 쉽게 파악할

수 있도록 작성하는 것이 필요하다. 현재는 BIM 파일 목록 등이

정리되어 있어, BIM 데이터를 확인하기 위해서는 반드시 BIM

프로그램이 실행되어야 하기 때문이다. BIM 프로그램을 실행하

지 않고도 BIM 데이터 작성이 어떤 방식으로 이루어졌는지 확인

하기 위해 BIM 모델 설명서가 필요한 것이다.

그리고 Table 3에서 제시된 3단계 BIM 모델의 활용 수준을

통해 시공단계에서의 활용수준을 결정하는데 기준으로 활용할

수 있다. 특히 본 연구는 이전 단계에서 작성된 BIM 모델의 분석

이 어려워 별도의 검토 없이 시공단계에 적합한 BIM 모델로 재

생성하는 것을 방지하는데 도움이 될 것으로 기대한다. 또한 본

연구는 시공단계에서 필요한 정보를 정의하고, 시공전 단계에서

작성된 BIM을 최대한 활용함으로써 BIM 업무의 재작업도 축소

시키고, 프로젝트 생애주기 동안 BIM 데이터 활용에 기여할 것

이다.

본 연구에서는 시공단계 BIM 모델을 견적에 활용하는 것으로

국한하여 BIM 모델을 검토하였으나, 공정관리나 시공관리에 활

Journal of KIBIM Vol.5, No.4 (2015)10

용을 위한 BIM 모델 검토도 추가적으로 진행하는데 가이드로

활용할 수 있을 것이다. 지속적인 BIM 경험 및 사례 확보를 통해

시공단계에 요구되는 BIM 데이터 체계를 확립함으로써 설계와

시공단계 간의 BIM 전달이 원활해지고, 프로젝트 생애주기 동안

효율적인 BIM 업무 수행이 가능해질 것으로 기대한다. 끝으로,

본 연구는 국내 설계 단계의 표준 프레임워크 개발을 목적으로

하는 국가 R&D의 일환으로 진행되었으며, 본 연구에서 제시한

개선 방향은 향후 BIM 표준 제안에 반영될 예정이다.

감사의 글

본 연구는 국토교통부 도시건축 연구개발사업의 연구비 지원

(과제번호#14AUDP-C067817-02)에 의해 수행 되었습니다.

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