BIM을 이용한 ASHRAE PRM 에너지 모델링 프로세스에 관한 연구- BIM 모델링 검증단계를 중심으로 -

류한수,고정림,조병성,박경순 대한건축학회지회연합회 2014 대한건축학회연합논문집 Vol.16 No.6

기후 변화와 에너지 위기로 인하여 건축물의 에너지 소비를 줄이기 위한 많은 연구와 노력들이 이루어지고 있다. 건축물 설계단계에서 비용대비 효율적 외피 선정과 최적의 냉난방공조시스템의 선정은 건축물에서 소비되는 에너지 절감을 위한 필수적인 과정이다. 최적의 설계안 도출을 위한 대안 평가 과정이 필요하며, 에너지 모델링이 이러한 역할을 한다. 하지만 기존의 에너지 모델링은 건물 형상 치수 입력을 위해 많은 시간이 소모되어 설계 단계에서 대안 평가를 위한 도구로 적극적으로 활용되지 못했다. 본 논문은 보다 빠르게 신뢰할 만한 에너지 분석 결과를 도출하기 위해 BIM을 활용한 에너지 모델링 프로세스를 제안한다. BIM을 이용해서 건축 형상에 대한 정보와 조닝 정보를 생성하고, 생성한 정보를 에너지 시뮬레이션 툴로 내보내는데 그 중간 과정으로 형상 정보에 대한 오류검토가 필요하다. 오류검토의 과정은 ‘간섭체크, gbXML Viewer, FZKViewer’의 3가지 단계를 거친다. 오류 검토 과정을 통해 발견한 오류들을 BIM 툴에서 다시 수정하는 과정을 거쳐 오류가 없는 gbXML파일을 추출한다. 추출한 BIM 정보를 기반으로 ‘ASHRAE Standard 90.1’에서 제시하는 ‘PRM(Performance Rating Method)’에 따라 실제 프로젝트에서 에너지 모델링을 수행하는 것이다. 제안된 프로세스를 통해 결과를 건물 형상 모델링에 소요되는 시간과 입력 과정에서 발생할 수 있는 오류를 줄이고, 신뢰할 수 있는 에너지 소비 결과를 얻을 수 있다. With climate change and energy crisis, many researches and efforts have been made to reduce energy consumption in buildings. Selection of effective envelopes compared to cost in the designing stage of architectures and selection of optimal air-conditioning system are an essential process to reduce energy that's consumed in buildings. It requires an alternative assessment process to draw optimal design plans and energy modeling plays this role. However, the existing energy models have not been utilized actively as an alterative assessment tool in the stage of designing as it consumes a lot of time to input building shape dimensions. This study proposes an energy modelling process utilizing BIM to draw reliable energy analysis results more rapidly. Using BIM, it generates information on architectural shapes and zoning information and sends generated information to energy simulation tool. In the intermediate process, it requires a review of errors on shape information. The process of reviewing errors goes through three stages such as interference check, gbXML Viewer, and FZKViewer. The errors discovered through the process of reviewing errors are modified again in BIM tool and then errorless gbXML files are extracted. Energy modeling is performed in an actual project according to the PRM (Performance Rating Method) presented in ASHRAE Standard 90.1 based on the extracted BIM information. Through the proposed process, the time that is consumed to apply results to building shape modelling and the errors that may occur in the input process can be reduced and then reliable energy consumption results can be obtained.

비정형' 공간에 따른 BIM(Building Information Modeling) 개념 적용의 필요성에 관한 연구

박상준(Park Sangjun),홍관선(Hong Kwanseon) 한국디지털디자인학회 2010 디지털디자인학연구 Vol.10 No.3

디지털 패러다임에서 출발하는 실내공간의 비정형 형태로의 변화는 사람들이 행위 하는 공간의 형태라는 점에서 중요하다고 할 수 있다. 디지털 매체의 발전 인터넷 등 각종 정보기술의 활용 건축 및 실내 공간 디자인에 있어서의 비정형 형태로의 흐름은 현 시대의 패러다임과 관념들의 표출이라고 할 수 있다. 현대의 실내 공간 디자인에 있어서 비정형적 공간으로의 변화는 디지털 패러다임의 한가운데 위치하고 현대건축 디자인의 변화 디지털매체의 급속한 발전과 함께 하고 있다. 비정형 건축으로의 변화와 함께 실내 공간은 디지털 매체를 기반으로 더욱더 비정형화라는 다자이너의 상상력을 현실화 하게 한다. 본 연구는 실내공간 변화에 따른 비정형 공간개념을 인지하고 BIM의 개념과 그 효율성을 통해 실내공간의 변화에 따른 BIM 적용의 필요성을 제안 하고자 하는데 그 목적이 있으며 이를 위하여 비정형에 대한 선행연구의 고찰을 통하여 연구의 기본 틀을 마련하고 디지털패러다임과 디지털생성도구 파라메트릭 모델링 BIM의 분석을 바탕으로 실내건축에 BIM의 효율적 적용 가능성을 규명 하려는 것이다. 본 연구의 결과는 건축의 비정형화에 의해 기하학적 공간에서 비정형 실내공간으로 변화하고 있음을 알 수 있었다. 비정형 형태 도출에서도 기존의 2D 시스템으로는 역부족이며 3D 모델링 시스템을 통하여 형태 도출이 필요 할 것이다. 3D 모델링 시스템과 파라메트릭 모델링 BIM은 디자이너의 상상력을 더욱 현실화 할 수 있으며 BIM의 효율성으로 자유로운 공간과 더욱 다양한 비정형적 공간 생성을 가능하게 할 수 있지만 아직은 BIM의 활용이 건설 건축에 국한되어 활용되고 실내건축에선 그 활용이 미비하였다. 따라서 실내공간에 있어서 BIM의 적용은 필수적인 것이며 실내공간의 변화에 따른 BIM 적용은 그 필요성과 더불어 효율성 측면에서 더욱 기여 할 것으로 기대된다. The purposes of this study are to cognize the atypical space concept by the change of interior space and suggest the necessity of BIM application by the change of interior space through the concept of BIM and its effectiveness. For them this study intends to prepare the fundamental frame of studying by considering precedent studies for atypicality and investigate the effective applying possibility of BIM for interior architecture based on the analysis of digital paradigm digital creating tool parametric modeling and BIM. As the result of this study geometric space is changed to atypical interior space by architectural atypicality. For the deduction of atypical forms the existed 2D system is not sufficient and it has to be deducted by 3D modeling system. 3D modeling system parametric modeling and BIM can actualize the imagination of designer more and facilitate to create free spaces and more various atypical spaces with the effectiveness of BIM. But as the application of BIM is limited by construction and architecture and in the interior architecture its application is incomplete. Therefore the application of BIM is necessary for interior space. And the application of BIM by the change of interior space will contribute more to not only its necessity but also its effectiveness.

웹기반 에너지 성능평가도구 개선을 위한 BIM기반 시뮬레이션 적용에 관한 비교 연구

윤명철,고성룡 대한건축학회지회연합회 2011 대한건축학회연합논문집 Vol.13 No.2

에너지관리공단에서는 건물의 합리적인 에너지 절약과 경제적 효과를 가시화하기 위해 건물의 에너지효율등급을 부여하고 올바른 활용과 자가평가를 위하여 웹을 통한 에너지성능평가프로그램을 보급하고 있다. 하지만 웹을 통한 정보입력은 기존 2D도면 정보 활용으로 웹 정보 재입력과 도면 수정 및 정보변경에 따른 어려움이 있으며 건물 시각화에 별도의 작업이 필요하다. 따라서 본 연구는 BIM기반 3D 모델링 설계를 통해 건물정보 적용 및 수정을 용이하게 하고 건물 형태에 따른 에너지 효율적 모델링을 설계에 반영하여 건물에너지효율등급 평가를 실시간 확인 할 수 있게 한다. 추후 효율적인 에너지성능평가 도구개발에 웹기반을 대신하는 BIM기반 도구들의 개발이 계속되어야 한다.

슬릿 케이슨의 BIM 모델링 자동화 시스템 개발

김현승,이헌민,이일수 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.11

With the promotion of digitalization in the construction industry, BIM has become an indispensable technology. On the other hand, it has not been actively utilized in practice because of the difficulty of BIM modeling. The reason is that 3D modeling is less productive not only because of the difficulty of learning BIM software but also the modeling work is done manually. Therefore, this study proposes a method and system that can improve the productivity of BIM-based modeling. For this reason, in the study, a slit caisson, which is a typical structure of a port, was selected as a development target, and various parameters were derived through interviews with experts so that it could be used in practice. This study presents a UI construction plan that considers user convenience for efficient management and operation of diverse and complex parameters. Based on this, this study used visual programming and Excel VBA to develop a BIM-based design automation system for slit caissons. The developed system can use many parameters to quickly develop slit caisson models suitable for various design conditions that can contribute to BIM-based modeling and productivity improvement. 최근 건설산업의 디지털화가 추진되면서 BIM(Building Information Modeling, 이하 BIM)은 필수기술로 자리매김하고 있으나, BIM 모델링에 대한 어려움으로 실무에 적극적으로 활용하지 못하고 있는 실정이다. 이는 고도의 전문성이 필요한 BIM 소프트웨어를 습득하기도 어려울 뿐만 아니라 대부분의 모델링 작업도 수작업으로 진행되므로 업무 생산성 확보가 어렵기 때문이다. 따라서 연구에서는 BIM기반 모델링의 생산성을 향상 시킬 수 있는 방안 및 시스템을 제시한다. 이를 위해 연구에서는 항만의 대표적인 구조물인 슬릿케이슨을 개발 대상으로 선정하고, 실무에서 사용할 수 있게 전문가 인터뷰를 통해 다양한 매개변수들을 도출하였다. 또한 다양하고, 복잡한 매개변수들의 효율적인 관리 및 운영을 위해 사용자 편의성을 고려한 UI구축 방안을 제시한다. 그리고 이를 기반으로 비주얼프로그래밍(Dynamo)과 Excel VBA(Visual Basic for Applications, 이하 VBA)를 활용하여 슬릿케이슨을 위한 BIM기반 설계 자동화 시스템을 개발하였다. 연구에서 개발한 시스템은 다수의 매개변수가 적용되어 다양한 설계조건에 적합한 슬릿 케이슨 모델을 신속히 생성할 수 있으므로 BIM기반 업무 생산성 향상에 기여할 수 있다.

Revit 기반 구조 모델링의 철근 배근을 위한 Dynamo 활용 방안 연구

강진욱(Jin-Ook Kang),김재흥(Jae-Heung Kim),박준수(Jun-Soo Park),윤희택(Hee-Taek Yoon) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.11

첨단기술의 도입을 통한 생산성 향상을 위한 노력은 건설산업 전반에 걸쳐 지속적으로 추진되어져 왔다. 이러한 노력의 일환으로 Building Infomation Modeling(이하 BIM) 기술은 다양한 건설분야 실무에 적용되고 있다. 하지만 대부분 골조 모델링에 국한되어 있으며 BIM을 활용한 철근 모델링은 반복적인 수작업으로 인한 시간소요, BIM Tool에서 자체적으로 제공하는 철근 모델링 기능의 한계 등의 이유로 실무 적용이 제한되고 있다. 이에 본 연구는 파라메트릭 모델링에 비주얼 프로그래밍(Dynamo)을 결합·활용해 철근 배근 업무를 자동화하여 설계 실무자들의 BIM에 대한 접근성과 업무 효율성을 높이는 방법을 고안하였다. 이를 위해 토목 철근 콘크리트 구조물 중 비교적 형상이 복잡한 L형 옹벽을 Dynamo 알고리즘의 개발 대상으로 선정하고, 다양한 매개변수를 선정한 후 BIM 파라메트릭 모델링을 진행하였다. 또한, Dynamo와 Excel을 활용하여 BIM 객체에 철근 배근을 자동화하는 알고리즘을 구축하였다. 이를 통해 기존의 상용 BIM Tool에서 제공하는 기능을 이용하였을 때보다 작업시간을 현저히 절감하였고, 알고리즘의 일부만 수정하면 기둥, 보, 기초 등 다양한 부재나 유사 프로젝트에서 해당 알고리즘을 재사용하여 BIM 기반 철근 배근 모델링 업무의 생산성에 크게 기여할 수 있다. Efforts to improve construction productivity by adapting advanced technologies have been made continuously throughout the construction industry. Building information modeling (BIM) is being applied in various construction fields. However, BIM application is limited mostly to structural frame modeling. In addition, the BIM tool has not been widely used in practice owing to its time-consuming and repetitive work and its limited rebar modeling functions. Therefore, this study proposes a method to increase engineers accessibility and work efficiency in utilizing BIM by automating the rebar placement tasks via parametric modeling and visual programming (Dynamo). An L-shaped retaining wall, which has a relatively complex shape among the civil reinforced structures, was selected as the target of algorithm development and conducted the parametric modeling after selecting various parameters. In addition, an algorithm for the rebar arrangement automation on the BIM object was constructed using Dynamo and Excel. The results showed that working hours were lower than those taken using the rebar modeling function of the existing commercial BIM tools. Moreover, after modifying only a part of the algorithm, reusing these algorithms in various components or similar projects can contribute to the productivity of BIM-based rebar arrangement modeling tasks.

Green BIM 가이드라인 개발을 위한 모델링 수준(Level of Development) 설정에 관한 연구

추승연(Choo, Seung-Yeon),이권형(Lee, Kweon-Hyoung),박선경(Park, Sun-Kyoung) 대한건축학회 2012 대한건축학회논문집 Vol.28 No.6

Each of domestic and foreign organizations and academic circles is trying to develop BIM guidelines to establish and manage an efficient construction environment. According to this tendency, Korean government is also making much effort into development of BIM guidelines, however has difficulties in establishing efficient guidelines due to discordance between the existing design process and BIM-based integrated design process. Besides, there is still a lack of definite roles of guidelines, since modeling, phased levels of performance and levels of modeling details are at the initial stage of development, although several organizations have developed BIM guidelines. Especially, there is a discordance between the performance evaluation such as energy simulation and the design process. Also there arise problems in interoperability or setting an modeling level. A BIM modeling-based guideline should be established in order to solve these problems. Therefore, this study aims to improve the weak points in BIM guidelines and suggest requirements needed in development of ‘Green BIM Guidelines’ for energy performance evaluation. Finally, it also proposed how to apply and use LOD for analysis of energy performance, and directions for ‘development of modeling guidelines for analysis of energy performance’. This study will help prevent confusion, decrease unnecessary works and settle the discordance between the existing guideline and the design process, by defining the range of duties and the level of modeling at each stage through LOD. Moreover, it will make a contribution to application of BIM-based integrated design process and establishment of BIM-based construction environment.

Visual Language 기반 파라메트릭 모델링을 활용한 BIM 실내건축 객체 속성정보 활용 사례 연구

김하얀(Kim, Hayan),이진국(Lee, Jin-Kook) 한국실내디자인학회 2016 한국실내디자인학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.10

Building Information Modeling (BIM) which is a new paradigm of AEC-FM (Architecture, engineering, construction, facility management)is extending its field of application to the interior design. Compared with architecture, the level of the building, interior design is deal with much elaborate and high level of detail. By the application of BIM, which is strong to the management of information about properties and parameters to visualize in real-time, in the interior design field, the process can be based on the rational and objective decision making. However, BIM in the interior design field is a lack of studies, researches and the use in practical. For increasing the feasibility of adoption of BIM in the interior design field, this paper aims to describe the way to apply the properties in BIM-enable interior objects using parametric modeling based on visual language. In this paper, Dynamo, which is the strong graphical algorithm generator and manager, is used as the application of BIM in the modeling to control the parameter. The node based graphic algorithm of the parametric properties of the BIM-enable object is visualized as the combination of node to see how the process proceed and data is change. The result of the process is visualized in real-time exported as another format to detect any errors and another way to advance the project.

통합설계를 위한 건설정보화모델링의 에너지해석 활용방안에 대한 연구

김동석,박세빈,이정재 대한건축학회지회연합회 2016 대한건축학회연합논문집 Vol.18 No.3

BIM은 통합설계를 위한 의사소통도구로써 녹색건축물의 보급 및 시장의 확대를 가속화 할 수 있으며, 정부는 제도적으로도 BIM적용을 의무화하며 BIM 활용기술에 대한 필요성을 강조하고 있다. 따라서 본 연구는 BIM 프로그램인 Revit과 정밀에너지 해석도구인 Design Builder의 비교를 통해 BIM의 활용방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 시뮬레이션 모델링은 10층 규모의 사무용건물을 대상으로 하였으며, ISO7730과 2006년 한국에너지기술연구원에서 제시하는 물성값을 사용하였다. 본 연구의 결과는 부하해석에서 37%, 에너지해석에서 50%정도의 오차율을 나타냈다. 이 결과는 본 연구에서 다룬 요소뿐만 아니라 시뮬레이션에 영향을 미치는 다른 요소들이 존재한다는 것을 나타낸다. 또한 건설정보화 모델링 환경 내에서 에너지 해석도구 사용 시 감안하여 시뮬레이션을 수행하도록 하는 척도로써 활용 할 수 있을 것으로 사료된다. 추후 연구로 다른 요소들의 영향을 분석하고, 실측데이터와 비교를 통해 신뢰성 분석을 할 수 있도록 할 것이다. BIM as communication tools for Intergrated Project Delivery can revitalize supply of green building and can accelerate market extension. The government has instituted a BIM application and emphasized the need for utilizing technology. Therefor, the purpose of this study is to present the utilization of BIM through comparison of the Revit, BIM program and Design Builder, analysis tool to precise energy. Simulation modeling was subject to a standard 10-stories office building which uses the properties of the data provided by the Korea Institute of Energy Research in 2006 and ISO7730. The results of this study were as follows ; Error rate of load analysis is about 37%, error rate of energy analysis is about 50%. This results indicate that there are other factors that affect the simulation besides the elements considered in this study. It is also believed that could be utilized as a measure to perform the simulation in considering for using of energy analysis tools within BIM environment. Further studies will analyze effect of other elements and will compare simulation data with actual measure data for reliability analysis of Revit.

논문 : BIM 모델을 위한 LOD(level of Detail)사례분석에 관한 연구

배경진 ( Kyung Jin Bae ),전한종 ( Han Jong Jun ) 디자인융복합학회 2011 디자인융복합연구 Vol.10 No.5

건축설계분야에서BIM(Building Information Modeling, 이하 BIM)개념의 도입은 많은 혼란과 저항에 직면하였으며, 이는 설계분야에서 BIM을 위한 새로운 작업개념이 제대로 갖추어지지 않았기 때문이라고 할 수 있다. 특히, 2차원모델에 기반을 둔 설계방식에서 사용되던, 도면상의 축척에 기반을 둔 추상적인 도면표현형식은 3차원모델을 기반으로 하는 BIM기반 설계방식으로의 전환을 위해 도면에서의 축척 이상의 새로운 개념에 기반을 둔 도면표현양식을 요구한다. 기존의 설계방식은 추상적인 방법으로 건물의 객체를 표현하고 있으나, 3차원 기반 설계방식은 구체적으로 건물을 표현하며, 이는 기존의 설계방식에 비해 상대적으로 많은 양의 데이터를 필요로 한다. 또한 이는 BIM의 장점이라고 하는 시각화 기능을 구현하는데 중요한 요소로 작용하고 있다. 그러나 표현수준의 한계는 무한하므로, 이중에는 상대적으로 필요성이 떨어지는 요소까지 표현하게 되는 경우도 발생한다. 이러한 한계를 극복하고 혼선이 생기는 것을 방지하기 위해서는 조건에 맞는 표현기준을 설정해준 다음 단계별 또는 용도별 모델의 표현수준을 정해주어야 하며, 기존의 설계방식에서 사용하는 도면의 축척개념은 2차원기반 작업을 위해 개발된 것이기 때문에 3차원기반 작업에 직접적으로 적용하기에는 문제가 있다. 본 연구는 2차원 기반의 설계방식에서 표현수준에 관한 기준이 되는 도면축척에 상응하는 개념으로 BIM기반 설계에 적용될 수 있는 LOD(Level of Detail, 이하 LOD)에 대한 국내외 적용사례를 조사 및 분석하여 BIM 모델의 LOD 적용을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. BIM(Building Information Modeling) has faced a lot of resistance in meeting the requirements of the architectural design industry, this is partially due to the new processes and implementation techniques required to perform it correctly. BIM is ill-equipped to date to accurately give applicable guidelines for designers that are accustomed to 2D design methods switching to 3D based design methods. The 2D model design method, expresses only the most basic information of the structure, while 3D modeling requires a lot more information to accurately model the building correctly. This added information is where the true advantages of BIM based design can be seen. The LOD(Level of Detail) that is reproducible in 3D BIM based modeling is seemingly limitless, and thus unneeded elements are constantly being incorporated into BIM models. The purpose of this study is to analyze studies regarding the LOD required for design techniques and apply them to a BIM based design methodology.

BIM을 활용한 현장적용 안전관리 프로세스 제안

김태훈,이동학,배성인,홍윤기,박주석 대한건축학회지회연합회 2013 대한건축학회연합논문집 Vol.15 No.5

오늘날 건설 프로젝트가 갈수록 대형화, 복잡화, 다양화됨에 따라 프로젝트와 관련한 정보의 양은 기하급수적으로 증가하게 되며, 이러한 정보의 효율적인 관리 및 사용이 요구된다. 건축의 작업환경은 도면을 디지털로 구현하는 CAD의 환경에서 건축에서 사용되는 정보를 구축하고 공유 및 활용하는 ‘건축정보모델링’ 즉, BIM(Building Information Modeling)의 환경으로 급격하게 바뀌고 있다. 그러나 기존연구에서는 BIM을 활용한 시공분야 적용에 관한 연구는 많이 진행되었지만 BIM을 통한 안전관리 측면에서의 연구는 많이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 사례분석을 통하여 현장 BIM의 활용 분야에 대해 고찰하고, 현장안전관리 프로세스를 제안하였다. 제안된 프로세스를 현장적용을 실시한 결과, 다양한 각도의 시공부위 체크 가능, 위험요소에 대한 원활한 의사소통 제공, BIM을 통한 최적의 가설계획으로 시공 효율성 증대 및 안전관리가 용이하였다. 따라서 제안된 BIM 현장적용 프로세스는 안전관리 분야에 효율적으로 활용될 것으로 사료된다.