건축물 해체공사의 BIM-3D Scanning 적용 사례 분석을 통한 BIMfD 제안 연구 = BIMfD Proposal Study with Case Analysis of BIM-3D Scanning Applications in Building Deconstruction

국문 초록 (Abstract)

국토교통부에 따르면 국내 전체 주거용도 건축물 중 30년 이상 경과된 노후 건축물 비율은 2023년 기준 전체 건축물의 52%로 집계되었다. 이렇듯 증가하는 노후건축물에 따라 해체 공사의 수요도 자연스럽게 증가하고 있다. 허나, 현행 해체 공사는 2D 도서를 기반하고 있어 정확한 해체 계획에 한계가 존재한다. 이에 본 연구에서는 기존 2D 기반 해체 공사의 한계점을 극복하기 위해 3D Scanning 및 BIM 기반의 해체 공사 BIMfD 적용 프레임워크를 제안하였다. 또한, 실제 해체 공사 프로젝트를 사례로 하여 본 연구에서 제안하는 프레임워크를 적용하여 기술 적용에 따른 이점을 도출하였다. 프레임워크 적용에 따른 사례 분석 결과, 기존 2D 기반 건축물 해체 공사의 가장 주된 공사 기간 지연의 원인이었던 부정확한 해체 물량을 기반한 해체 계획 수립의 문제는 3D Scanning을 통한 정확한 현황 데이터 취득 및 BIM기반 물량 산출 프로세스를 통해 효과적으로 해소할 수 있었다. 또한, 해체 공사의 장비 선정에 있어 BIM 시각화를 기반한 장비의 작업 반경 시뮬레이션은 기존 2D 도서를 기반하여 검토되었던 것에 비해 매우 효과적인 의사결정 지원 도구로 작용함을 확인하였다. 이는 단순 장비의 작업 가능성 여부 뿐 아니라 장비의 이동 동선 및 해체 시점에 따른 장비의 회전 반경을 함께 검토할 수 있어 안전 사고가 발생할 수 있는 모니터링 부위를 식별할 수 있었다. 나아가, 환경부에서 고시하고 있는 해체 공사 폐기물 종류별 분별 해체를 위해 총 14종의 분별 해체 재료 종류 ID 데이터를 생성하였고, 이를 BIM모델 내 객체의 재료 정보와 키 노트 형식으로 연계하여 모델을 구성하고 있는 모든 재료를 별도의 수작업 없이 해당 기준에 따라 분류할 수 있었다. 이는 단순 분별 해체 폐기물의 종류 정보가 추가된 것뿐 아니라 분별 해체 물량 산출을 기반한 분별 해체 계획 수립에도 이점이 존재하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The proportion of residential buildings in Korea that are more than 30 years old is 52% of all buildings. As the number of old buildings increases, the demand for demolition work naturally increases. However, the current dismantling process is based on 2D books,. In this study, a framework for applying BIMfD to 3D scanning and BIM-based demolition work is proposed to overcome the limitations of existing demolition work. As a result of the case analysis based on the application of the framework, the problem of establishing a dismantling plan based on inaccurate dismantling quantities, which was the main cause of delay in the construction period of the existing 2D-based building dismantling work, could be effectively solved by acquiring accurate current status data through 3D scanning and calculating quantities based on BIM. In addition, it was confirmed that the simulation of the working radius of the equipment based on BIM visualization is a effective decision support tool for equipment selection in dismantling. It was possible to identify monitoring areas where safety accidents could occur by reviewing not only the workability of the equipment, but also the turning radius of the equipment. Furthermore, ID data were generated for segmented dismantling materials for each type of waste notified by the Ministry of Environment. By linking them to the material information of objects in the BIM model in the form of key notes, all materials in the model could be classified according to the criteria without any manual work. This was beneficial not only for the addition of information on the types of dismantled waste but also for the planning of dismantling based on the calculation of dismantling quantities.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법3
• 제2장 이론적 고찰 6
• 2.1 노후 건축물 현황6
• 2.2 건축물의 해체 설계9
• 2.2.1 해체 공사의 종류 9
• 2.2.2 해체 설계 프로세스 14
• 2.3 현행 해체 공사 프로세스·17
• 2.4 국내 폐기물 분별해체 제도19
• 2.5 건설 정보 모델링(Building Information Modeling, 이하 BIM) 25
• 2.6 BIM 기반 C&DWM 29
• 2.7 BIM for Deconstruction (BIMfD) 33
• 2.7.1 해체 계획 및 프로세스 충돌 감지35
• 2.7.2 폐기물 식별 및 폐기물량 산출37
• 2.7.3 기존 건축물의 데이터 미비38
• 제3장 국내 해체 공사 사례 분석 및 한계점 도출 42
• 3.1 국내 해체 공사 설계 도서 분석·42
• 3.2 현행 해체 공사 공기 지연 요인 도출45
• 제4장 해체 공사 BIM-3D Scanning 적용 프레임워크 47
• 제5장 프레임워크 적용 및 사례 분석50
• 5.1 3D Scanning 데이터 수집 및 처리51
• 5.2 BIMfD 모델 구축53
• 5.3 BIM 기반 해체 장비 시뮬레이션·55
• 5.4 분별 해체 재료별 ID Data 입력57
• 5.5 재료 물성 매개변수 기반 폐기물 체적 및 중량 산출 59
• 제6장 결 론 61
• 참 고 문 헌 63
• Abstract70