10층 이하의 중·소규모 노후 건축물을 대상으로 정확한 건축물 정보에 기반한 안전하고 효율적인 해체설계 및 해체공사 관리기술 개발을 목표로 한국건설기술연구원을 중심으로 ‘건축물 안전해체 계획 및 시공기술 개발’ 연구가 진행되고 있어 귀추가 주목되고 있다.
특히, 특화된 기술을 앞세워 국내 3D 공간정보 엔지니어링 기술을 선도하고 있는 ㈜스캔비가 이번 연구에 참여해 해체 공정 전반을 디지털 기반으로 전환할 수 있는 기반 마련에 나서고 있어 주목받고 있다.
구조 정보 해체 순서 위험도 분석 등 포함 ‘해체 전 과정’ 시각화 ‘특징’
디지털 기술 활용 객관적 데이터로 ‘위험요소’ 판단·공유 체계 구축 집중
D-BIM 해체정보 표준·참조모델 ‘고도화’ 3D 모델 작성기술 ‘실용화’ 추진
㈜스캔비는 이번 연구에서 연구단 내 공동기관인 ㈜CNP동양과 함께 해체 대상 건축물의 정보를 3차원 모델로 구축하고, 현장조사부터 해체계획, 해체공사에 이르기까지 전 과정에 걸쳐 정보를 연계·활용할 수 있는 ‘D-BIM(Deconstruction Building Information Model)’을 제시하고, 이를 구현할 기술 개발에 나서고 있다.
D-BIM은 기존의 BIM 기술을 기반으로, 건축물 해체설계 및 시공 단계에서 발생하는 다양한 정보를 통합·관리할 수 있도록 개발된 해체 특화 BIM 시스템이다.
특히, 기존 BIM이 주로 신축 위주의 계획 및 시공 정보를 다루고 있는 것과 달리, D-BIM은 해체공정에 필요한 구조정보, 해체순서, 위험도 분석 등 다양한 정보를 포함해 해체 전 과정을 시각화하고 시뮬레이션할 수 있도록 설계된 특징을 갖고 있다.
향후 해체계획 자동화는 물론 안전한 해체공정의 실행, 자재 분리 및 처리 정보화, 자원순환 연계 등 다양한 분야에 활용, 해체공사의 패러다임 전환을 이끌 기술로 평가받고 있다.
현재 ㈜스캔비에서는 3D 스캐닝과 BIM 등 디지털 기술을 활용해 해체 대상 구조물과 현장의 정보를 객관적인 데이터로 구축하고, 이를 바탕으로 위험요소를 정량적으로 판단·공유할 수 있는 체계 구축에 집중하고 있다.
이를 통해 대형 현장은 물론 소규모 해체 현장에서도 디지털 데이터 기반의 안전관리와 의사결정이 가능해질 것으로 기대를 모으고 있다.
연구내용
현재 건축물 유형별 해체설계 모델과 가상 해체 역설계 지원 기술 개발을 통해 해체정보 수집 및 공유를 위한 D-BIM 해체정보 표준모델, 해체계획 참조모델, 모바일 기반 3D 모델 작성기술 기반 기술 구축에 역량을 집중시키고 있다.
연구진은 그동안의 연구를 통해 해체공사에 특화된 D-BIM의 객체정보 체계와 대표 패밀리 구축했다.
D-BIM이 구조부재의 특성, 해체 순서, 공법, 장비, 폐기물 및 위험요소 등 해체계획에 필요한 정보를 포함하고 있는 점에 맞춰 해체계획서 작성 자동화와 표준화는 물론, 관계자 간 정확한 정보 공유와 체계적인 해체설계가 가능하도록 개발했다.
또한, 고정밀 3D 레이저 스캐너를 활용, 기존 건축물의 형상과 주요 구조부재 정보를 취득하고, 이를 D-BIM 데이터와 연계하는 기술을 선보였다. 이 기술은 설계도서와 실제 현장의 차이를 확인하고, 현황을 반영한 해체계획과 구조안전성 검토가 가능하다.
소형 건축물과 소규모 해체 현장을 대상으로 태블릿 라이다를 활용한 3D 데이터 수집 및 D-BIM 연계 기술도 선보였다. 고가의 전문장비 없이도 현장 작업자가 쉽고 신속하게 공간정보를 취득할 수 있어, 소규모 현장에서도 경제적인 디지털 해체관리가 가능하다.
이외에도 해체 단계별 구조안전성을 검토할 수 있는 해체설계용 구조해석 솔버의 전·후처리 소프트웨어을 개발했다. D-BIM의 구조정보를 해석모델로 변환하고, 해체 순서에 따른 하중 변화와 구조부재의 응력·변형 및 붕괴 위험을 분석한 후 그 결과를 시각적으로 확인할 수 있다.
이 같은 성과들은 개별 기술 개발에 그치지 않고, 현장 데이터의 취득부터 D-BIM 구축, 구조안전성 검토, 해체계획 수립 및 정보 축적까지 이어지는 디지털 기반의 통합 해체관리 프로세스를 구현했다는 점에서 높은 평가를 받고 있다.
한편, 연구진은 이어지는 2단계 기술개발에서는 D-BIM 해체정보 표준모델 및 참조모델 고도화와 함께 3D 모델 작성기술의 실용화 연구를 추진할 계획이다.
㈜스캔비는...
㈜스캔비는 건축구조설계 전문기업인 ㈜CNP동양의 BIM팀에서 출발해 지난 2020년 독립 법인으로 분사한 3D 디지털 공간정보 전문기업이다.
현재 구조설계와 BIM 기술을 기반으로 3D 레이저 스캐닝, 소프트웨어 개발, AR·VR·MR 등 다양한 3차원 공간정보 기술을 개발, 적용하며 현실 공간에 존재하는 정보를 발굴해 가치 있는 디지털 자산으로 전환하는 차별화된 기술 중심형 강소기업으로 이름을 알리고 있다.
실제로 ‘Digital Resource Mining’이라는 핵심 비전 아래 단순히 3D 데이터를 취득하고 모델을 제작하는 데 그치지 않고, 구축된 정보를 설계·시공·해체·안전관리 및 유지관리 전반에서 활용할 수 있는 실질적인 데이터로 만들어 나가고 있어 더욱 주목받고 있다.
이처럼 특화된 기술력을 기반으로 현재 구조설계와 구조 BIM을 비롯해 3D 레이저 스캐닝, 디지털 트윈, 건축물 안전성 평가, 공간정보 분석 및 관련 소프트웨어 개발 등의 업무를 수행하고 있다.
또한, 건축구조설계 전문기업인 ㈜CNP동양과의 협업을 통해 현장조사부터 3D 스캐닝, BIM 구축, 구조해석, 안전성 평가 및 보강, 해결 방안 제시에 이르기까지 구조 분야의 통합 엔지니어링 서비스를 제공하고 있다.
이 같은 기술력은 화재, 붕괴, 해체 등 접근이 어렵거나 신속한 판단이 필요한 사고 현장에서 강점으로 작용하고 있다. 실제로 현장 상태를 비접촉 방식으로 빠르게 기록하고, 3D 데이터와 구조공학적 분석을 연계, 손상 범위와 위험요소를 객관적으로 파악함으로써 합리적인 대응 방안을 제시하며 기술력을 대내외적으로 인정받고 있다.
㈜스캔비만의 기술력은 궁극적으로 현장 작업자의 경험과 직관에 의존해 왔던 건설산업의 기존 의사결정을 객관적인 데이터에 기반한 방식으로 전환하는 데 크게 기여하고 있다는 평가다.
한편, ㈜CNP동양은 국내를 대표하는 구조설계 엔지니어링 회사로, 건축구조설계, 구조안전진단, 현장기술지원, 구조감리, 리모델링, BIM분야의 축적된 기술과 경험을 확보하고 있는 전문가 그룹으로 명성을 쌓아가고 있다.
현재 단순한 구조설계 업무를 넘어 건축주가 구상하는 공사비, 공기, 구조성능, 유지관리 등을 실현할 수 있는 합리적인 공법을 제시하고, 구조설계를 수행하며 고객들의 든든한 동반자로 자리매김하고 있다.
또한, 국토교통부 지정 안전진단전문기관으로 건축물 및 구조물의 구조안전성을 확인하고 평가하는 업무를 수행하며, 3D 스캐닝과 열화상감지기 및 드론을 이용한 비접촉식 안전진단기법 개발에도 노력을 기울이고 있다.
특히, 기하학적 비정형 구조체의 외장재의 최적화된 결합방법을 제시, 설계와 시공에서의 시행착오를 최소화할 수 있도록 지원하고 있다.
인 / 터 / 뷰
해체산업 안전·생산성 향상 목표
데이터 중심 ‘의사결정’ 큰 의미
(주)스캔비 이병도 대표는 “(주)스캔비에서 담당하고 있는 연구는 기존의 경험 중심, 정성적 업무 방식을 데이터 중심의 정량적 의사결정 방식으로 전환하기 위한 마중물 연구로 남다른 의미를 갖는다”고 밝혔다.
이어 “현재 해체산업의 안전성과 생산성 향상을 목표로 해체계획 수립과 구조 안전성 검토, 위험 예측 및 현장 의사결정에 활용할 수 있도록 현장에서 축적되는 데이터를 체계적으로 DB화하는 연구에도 집중하고 있다”고 소개했다.
연구진은 높은 정밀도는 물론 데이터를 보다 저렴하고 신속하게 취득, 분석할 수 있는 실용적인 플랫폼 개발에 대한 시장 요구에 발맞춰 대상 건축물을 중·대형 건축물과 소형 건축물로 구분하고, 현장 규모와 사업 여건에 적합한 기술 적용을 위한 연구를 추진하고 있다.
이는 아무리 우수한 기술이라도 실제 현장의 여건과 시장의 요구에서 동떨어져 있다면 지속적으로 활용되기 어렵다는 이 대표의 경영 철학에 기반하고 있다.
현장 축적 데이터 체계적 DB화 연구에 집중
이 대표는 “중·대형 건축물의 경우 고정밀 3D 레이저 스캐너를 활용해 구조물의 형상과 변형 상태를 정밀하게 취득하고 분석하는 기술을 개발하고 있다”며, “고가의 장비와 전문인력 투입이 어려운 소형 건축물 해체 현장에는 태블릿에 내장된 라이다 센서를 활용하는 방식을 적용하는 기술 개발을 추진하고 있다”고 말했다.
즉, 현장 작업자가 쉽고 빠르게 데이터를 취득하고, 이를 3D 모델과 연계해 확인, 공유할 수 있는 경제적이고 간소화된 플랫폼 개발 연구라는 설명이다.
이어 “태블릿 라이다로 취득한 데이터는 고정밀 3D 레이저 스캐너 대비 정밀도 측면에서 한계가 있지만, 현장 형상 파악과 주요 부재 확인, 해체계획 검토 및 작업 관계자 간 정보 공유 등을 위한 용도로는 충분히 활용할 수 있는 것으로 확인했다”고 강조했다.
향후 선보일 연구 성과물은 건축물 규모와 현장 여건에 적합한 디지털 해체관리 체계 구축에 적극 활용될 것으로 기대를 모으고 있다.
이 대표는 “연구 성과물들은 궁극적으로 축적된 데이터를 AI 기반의 위험 예측 및 의사결정 지원 기술과 연계해 해체 과정에서 발생할 수 있는 다양한 사고를 사전에 예측하고, 예방하는 디지털 안전관리 기반 마련에 크게 기여할 것”이라고 전망했다.
한편, 회사와 관련해 이 대표는 “㈜스캔비는 3D 공간정보 기술과 BIM, 구조공학을 하나의 업무체계로 연결할 수 있는 차별화된 경쟁력을 보유한 회사”라며, “단순히 3D 데이터를 취득 기업에서 벗어나 공간정보를 구조공학적으로 해석하고, 실제 문제 해결에 활용하는 국내에서도 차별화된 3D 공간정보 엔지니어링 기업”이라고 강조했다.
실제로 새로운 기술 자체를 만드는 데 기술 개발의 목적을 두지 않고 실제 현장의 문제 해결은 물론 작업의 안전성과 효율성을 높이며, 사용자가 필요로 하는 결과 제공에 중심을 두고 있다.
끝으로 이 대표는 “향후 건설산업에 머무르지 않고, 3D 공간정보와 디지털 데이터가 필요한 다양한 분야로 기술과 사업 영역을 확대해 나가겠다”며, “또한, 건축물의 구조적 문제나 사고 현장처럼 기존 방식으로 원인을 파악하고, 해결하기 어려운 상황에 대해 3D 공간정보 기술과 BIM, 구조공학을 바탕으로 현장의 문제를 객관적으로 분석하고 실질적인 해결 방안을 제시하는 기술 파트너로 성장해 나가겠다”고 덧붙였다.
