2D 아닌 BIM기반으로, 건설현장 안전관제한다

[공학저널 전수진 기자] 스마트건설의 핵심기술 중 하나인 BIM 모델을 통해 해당 공사 전에 건축 마감재나 기계, 전기 등의 배관, 덕트, 장비 등을 검토해 오시공을 방지할 수 있으며, 이를 통한 물량과 도면은 정산 자료로 활용되고 있다. 최근에는 공사 단계별로 발생하는 위험 구역에 대한 안전 시설물 설치 유무나, CCTV, 드론, 센서 등을 통해 근로자와 장비, 차량, 시설물에 대한 안전관제에도 활용이 확대되고 있다.

BIM 특징은 3D 모델링 소프트웨어와 데이터베이스 기술의 조합을 사용해 건축물의 가상 모델을 생성하는 것으로, 이 모델은 설계, 시공, 운영 등 건축물의 전 단계에 걸쳐서 다양한 정보를 활용해 필요한 요소로 활용된다. 또한, 모든 설계 상황을 입체적으로 통합해 표현된 모델이기 때문에 전문가의 작은 도움만 받으면, 비전문가라도 한 눈에 건물의 특성을 이해하는데 용이한 특징을 가지고 있다.

설계 단계에서는 설계의 오류, 누락, 간섭 사항 검토를 쉽게 해 설계 기간과 비용을 줄이며, 발주자, 설계자, 시공자, 컨설턴트를 포함한 이해 관계자 간의 의사소통과 협업을 개선하는 데 도움을 줄 수도 있다. 또한, 시공 단계에서는 공사 전에 모델을 통해 공사계획대로 실현 가능한지를 분석할 수 있고, 가설공사처럼 설계도면이 없는 공사는 경험이 많은 현장소장이나 공사 책임자가 계획 수립 시 빠른 의사 결정과 시공 중에 발생할 문제점을 파악하는 역할을 한다.

뿐만 아니라, 조닝별로 구분해 물량을 검증하기 쉽고, 이 물량을 토대로 인력, 장비 투입을 산정할 수 있으며, 변화무쌍한 현장 여건을 반영해 신속하게 공사 계획을 변경하는데도 효과적이다. 물론, 변수가 많은 현장에서의 공정관리는 매우 어려운 현실이지만 입체적으로 구현되는 공사 단계별 시뮬레이션을 통해 관련 발주자, 감리, CM 기술자들이 문제점을 파악하기 쉽고, 대안을 신속하게 제시할 수 있기 때문에 공정계획을 효과적으로 수행할 수 있다.

이처럼 건설공사의 전주기적 관리가 가능한 BIM은 시공 중의 안전사고를 방지하기 위한 안전관제 시스템으로 구현되고 있으며, 최근에는 디지털 트윈 기반 스마트 안전 통합 관제 시스템이 개발돼 종합적인 안전관리를 지원하고 있다.

이 스마트 안전 통합 관제 시스템은 건설현장공정에서 발생되는 안전, 이슈관리 등 문제점들을 해결하고자 IoT기술을 활용해 현장의 실시간 공정상태를 파악함으로써 효율적 건설공정 관리를 가능하게 하는 시스템을 구축해 건설 생산성을 극대화하고자 하는 시스템이다.

이는 스마트한 기술들을 활용함으로써 건설공정에서 사용자가 직접 접촉해 관리해야 하는 기존 시스템의 문제점을 개선하고, 작업자 관리, 생산 공정을 정보화(BIM)하고 건설분야의 제품 수명 주기 관리기술(PLM)을 적용해 4차 산업 혁명으로 진입할 수 있는 스마트건설의 기틀을 마련한 셈이다.

BIM 모델에서 분할된 부재는 건설공정의 디지털트윈화와 가시화를 실현하는데 사용되고, 이를 통해 건설현장에 전반에 걸쳐서 공정상태를 확인 할 수 있다. 이는 국내외 건설산업의 트렌드로 자리 잡은 3D공정과 가시화를 통한 전체공정관리와 업무 효율성을 극대화하는 데 있다.

또한, 이 시스템은 본사와 현장은 클라우드로 연동돼 웹서비스로 데이터가 제공되고 있으며 세부적으로는 근로자 관리시스템, 작업관리 시스템, 위험구간 관리 시스템, 장비관리시스템, 원격점검시스템, 위험예측 및 알림 시스템으로 구성돼 있다. 기능으로는 BIM모델정보파악, 3D/현장 비교, 안전관리 가시화, 근로자위치 가시화, 업무절차 간소화, 충돌 등의 위치 파악 보조가 있다.

이와 더불어 공사프로젝트 관리에서는 협력사와 권한과 환경설정에 대한 사항을 확인할 수 있으며, 작업일보관리에서는 GPS 태그 또는 RFID 등을 통한 인력관리를 할 수 있다. 검측관리에서는 검측요청, 조회, 작성, 인쇄의 기능, 안전/공사관리에서는 이슈입력 및 공유와 위험성평가에 대한 디지털화로 최초위험성평가, 정기위험성평가를 진행할 수 있다.

특히, 현장별 Dash보드화를 통해 전체 현황을 관제하고 각종 IoT센서를 통해 위험상황과 실시간 움직임 정보를 전달받을 수 있으며, 모바일을 통한 자료조회와 이슈관리를 제공한다는 것이 특징이다.

이러한 디지털 트윈 기반 스마트 안전 통합 관제 시스템을 개발한 ㈜더부엔지니어링은 지난 2006년 설립돼 20여 년의 실적을 지닌 철근상세설계 분야에 차별화된 기술 역량을 보유하고 있다. 또한, BIM과 디지털트윈, AR을 활용한 스마트건설·안전관제 시스템, 설계 자동화 프로그램 개발, 유지관리시스템 기술을 보유하고 개발해 이를 기반으로 설계 단계인 프리콘(Pre-con)부터 시공, 유지관리에 이르기까지 전 단계에 걸쳐 엔지니어링 서비스를 제공하고 있다.

특히, BIM을 활용한 스마트건설 분야를 선도하기 위해 최근 BIM 국제 프로세스 인증(ISO19650)을 받았고, 국가 및 대기업이 주관하는 연구과제를 수행하고 있으며, 특허 출원과 기술 개발, 학회 활동 등을 지속적으로 수행하고 있다.

더부엔지너이링 김용희 대표이사(사진)는 “BIM은 프리콘 단계에서 국내 유수 개발사의 프로젝트에 활용하고 있으며, 발주처에서 가장 관심이 높은 사업비 절감, 설계도서 품질 향상을 구현하고 있다”며 “착공 전 단계에서는 발주자 또는 시공사로부터 Cost BIM을 활용해 정밀한 물량 검증과 예산 절감을 기여하고 있으며, 시공 단계에서는 드론을 활용한 지반 측량과 굴착 진행 단계의 실 시공 물량을 산출하고, 건설 기술자들의 공사계획에 대해 적정성과 효율성 검토, 시공성 향상 방안 등을 제시하고 있다”고 말했다.

그는 이어 “더부엔지니어링은 그간의 기술력과 노하우를 바탕으로 디지털 트윈과 스마트 기기들을 통합해 건설현장의 안전관제로 무재해 건설을 실현하고, 준공 후 건물 유지관리관제에 적용해 건물 관리과 에너지 절감을 실현하기 위한 노력을 기울이고 있다”며 “이를 통해 건설 전 단계에 걸쳐서 BIM을 활용한 스마트 건설과 스마트 건물을 구축하는데에 기여하겠다”고 덧붙였다.