건축/환경에너지

Nikkei Architecture_2024.4.11 (p10-13)

건축 설계를 데이터 드리븐으로
다케나카공무점의 새로운 시스템 ‘설계 BIM 툴’ 시동

다케나카공무점이 건축 설계 업무의 DX(디지털 트랜스포메이션)를 크게 전진시킨다. 2024년 3월 7일에 발표한 '설계 BIM 툴'은 데이터를 기반으로 기본 설계를 진행하기 위한 혁신적인 시스템이다.

설계 정보의 일괄 관리나 설계 작업의 일부 자동화, 작성한 BIM(빌딩 인포메이션 모델링) 모델의 자동 품질 체크 기능 등을 패키지화한, 다케나카공무점의 ‘설계 BIM 툴’이다. 다케나카공무점은 2023년 10월 이후에 기본 설계에 착수한 모든 안건에 원칙 적용해, 설계 업무의 추진 방식을 진화시킨다.

목표는 데이터 드리븐(데이터를 바탕으로 의사결정 등을 내리는 것) 건축 설계이다. 개발을 이끈 다케나카공무점 설계본부 DX추진총괄부의 이케다(池田) 부장은 “설계자의 작업 시간을 단축하면서 부가가치가 높은 제안을 빠르게 제시해 건축주의 의사 결정을 지원하고 싶다”라고 말한다.

설계 BIM 툴은 ‘설계 포털’과 ‘설계 앱’, ‘모델 체커’의 3개로 구성된다. 여기서 핵심은 설계 정보를 관리/공유하기 위한 설계 포털이다. 업무를 통해 만들어낸 데이터를 클라우드에서 일괄 관리하여, 고객을 포함한 프로젝트 관계자들이 쉽게 공유할 수 있도록 했다.

지금까지 구조나 설비의 담당자는 디자인 설계자가 작성한 데이터의 카피를 필요에 따라서 받고, 부족한 정보는 직접 청취하는 등의 방식으로 각자의 작업을 진행시키고 있었다.

그러나 프로젝트 진행에 따른 변경은 다반사다. 계산 결과 등을 디자인 설계자에게 돌려줄 무렵에는 원래의 데이터가 업데이트되는 경우도 많다. 어떤 데이터가 최신판인지, 누가 어떤 데이터를 사용해 작업하고 있는지 파악하는 데만 엄청난 수고를 들여야 했다.

다케나카공무점 BIM추진실은 “BIM을 사용하게 되면서 정보 공유가 더 힘들어졌다”라고 말한다. BIM 모델에 기록된 데이터는 전용 소프트웨어가 없으면 열람할 수 없기 때문에 관계자가 정보를 효율적으로 활용하기 어려워졌다.

그래서 다케나카공무점이 생각한 것이 정보와 모양을 분리해 관리하는 것이다. 부지나 건물에 관한 정보는 브라우저 상에서 설계 포털에 입력하고, 건물의 모양은 BIM 소프트웨어로 작성해 IFC(BIM의 표준 포맷) 형식으로 업로드. 클라우드에서 일괄 관리해, 관계자가 최신 정보를 유연하게 활용할 수 있는 기반을 마련했다.

-- 간단한 조사는 포털에서 완결 --
설계 포털에서는 설계자가 건축주의 요청이나 조건 등을 입력해 나감으로써 프로젝트 개요나 부지 정보, 인프라 조건, 기준 풍속 등의 정보, 마무리나 각 실의 사양 등을 층으로 나누어 관리할 수 있다.

설계자가 스트레스 없이 작업할 수 있도록 데이터 입력 지원을 충실화했다. 부지에 관한 정보는 외부의 지리정보시스템(GIS) 데이터 등을 활용. 주소만 입력하면 지도를 표시하고 용도지역이나 건폐율, 용적률 같은 정보가 자동 입력된다. 해저드 맵도 입력하기 때문에 공간 배치의 검토에 필요한 침수 깊이 등의 정보도 쉽게 확인할 수 있다.

건물에 대한 정보도 처음부터 입력할 필요는 없다. 방 단위로 추천 마감 정보나 설비 정보가 자동 입력된다. 입력한 외벽 사양 등을 ‘즐겨찾기’에 등록해 두었다가 다른 안건에서 이용하는 것도 가능하다. IFC 형식으로 업로드한 BIM 모델을 표시하는 뷰어 기능도 갖추고 있다.

설비 설계자로서 툴의 개발에 종사한 다케나카공무점 BIM추진실의 혼마(本間) BIM툴개발설비리더는 “설계 포털 상에서 디자인 설계자가 입력한 데이터를 참조하기만 하면, 용도지역이나 각 층의 바닥 면적, 방 리스트 등의 정보를 공유할 수 있다. 직능 간에 최신정보를 공유할 수 있는 점이 특징이다”라고 강조한다.

데이터를 업데이트할 때의 대응도 쉬워진다. 예를 들면, 건축주의 요청으로 마감을 변경하게 된 경우는 디자인 설계자가 설계 포털에서 정보를 업데이트한 순간에 구조나 설비 담당자에게 공유된다. 구조 설계자는 최신 데이터를 기반으로 확인을 해서 “천장 높이를 약간 낮추지 않으면 들보가 들어가지 않는다” 등 즉석에서 반응할 수 있다.

“작업을 동시병행으로 진행시킬 수 있다면, 설비나 구조 관련 아이디어가 계획에 반영되어 보다 좋은 안이 될 것이다”라고 이케다 부장은 기대한다.

건축주에 대한 설명자료 등으로 작성하는 '컬러맵'도 쉽게 출력 가능하다. 지금까지는 어린 직원이 다음날의 협의를 위해서 저녁에 파워포인트를 사용해 평면도에 색을 붙여서 작성했었다.

-- 설계 어플리케이션으로 작업을 자동화 --
설계 포털에 입력한 정보나 모양을 조합해 계산하거나 BIM 모델 내에 오브젝트를 자동 생성하기 위한 툴이 설계 앱이다. 설계 업무의 일부를 자동화하여 담당자의 부담을 줄인다. 준비한 앱의 수는 건축이 21개, 설비가 11개다. 구조는 21년에 대폭 쇄신한 다케나카공무점의 구조 계산 시스템 ‘BRAINNX’에 여러가지 기능을 패키지화했다.

건축 앱의 한 예가, 설계 포털의 정보와 BIM의 공간 모양을 조합하여 초기의 모델을 자동 생성하는 것이다. 천장 높이에 관한 정보를 바탕으로 자동으로 천장을 배치하거나 방의 용도를 근거로 칸막이벽의 속성을 자동으로 부여한다.

설비 앱도 마찬가지다. 설계 포털 정보 등을 바탕으로 설비 계산이나 소음 시뮬레이션이 가능하다. 벽이나 천장, 조명 등을 자동으로 플로팅하거나 설비 배관 루트를 자동 생성할 수 있다.

구조에 대해서는 설계 포털과 BRAINNX를 연계하여 업무의 효율화를 도모했다. 디자인 설계자가 입력한 마무리 등의 정보를 토대로 하중을 설정하여 구조 계산에 사용하는 식이다. “구조축조도에 천장 레벨을 표시해, 들보와 서로 방해하고 있지 않는지 체크할 수 있는 기능도 있다”(다케나카공무점 BIM추진실).

BRAINNX에 탑재한 AI(인공지능)도 작업 효율화에 위력을 발휘한다. 진행중인 프로젝트의 유사 안건을 데이터베이스에서 검색할 수 있는 ‘AI 건물 리서치’나, 디자인 설계에 필요한 기둥, 들보의 가정 단면을 추정하는 ‘AI 단면 추정’ 등이다.

-- 모델 체커에서 경보 --
설계 포털이나 설계 앱, BIM 소프트를 사용해 작성한 모델의 품질을 체크하기 위한 툴이 모델 체커다. 건축, 구조, 설비의 BIM 모델을 통합하여 수납이나 정합성 등을 자동으로 확인한다.

데이터를 설계 포털에서 다운로드해 모델 체커를 작동시키면 문제가 있을 것 같은 곳을 빨간색이나 노란색으로 보여줘 주의를 환기해준다. 예를 들면, 실내에 비상용 발전기를 설치할 경우에 문은 출입이 가능하도록 되어 있어도 그 앞의 통로폭이 충분히 확보되어 있지 않은 경우가 있다. 그러한 케이스에서 설계자에게 경보를 보내준다. 체크 항목은 60개 정도다. 기본설계를 할 때 필요한 항목은 거의 망라했다.

다케나카공무점은 설계나 시공, 영업이나 견적, 인사 등, 사업에 관한 모든 데이터를 조합해 자사나 고객의 과제 해결에 도움이 되는 ‘D3B(데이터 구동형 설계 시공)’ 구상을 추진하고 있으며, 설계 BIM 툴은 그 선구적인 대응이다.

“설계 포털을 통해서 만든 데이터를, 견적부나 생산(시공) 부대에 공유하는 시스템이 정비되고 있다. 설계, 생산 연계의 스타트 지점이라고 평가하고 있다”(이케다 부장).

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