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.

선형기반 터널 인프라 구조물의 BIM 모델링 자동화 알고리즘 개선 및 BIM 모델링 자동화 시스템 개발

김윤옥,김지영,김태민,문소영 한국BIM학회 2023 KIBIM Magazine Vol.13 No.3

In order to use BIM as a tool for improving the productivity and quality of products in the construction industry, a BIM model must be created from the design stage first. Infrastructure structures such as bridges and tunnels are mainly created based on three-dimensional alignment in the generation of BIM models. Especially, generation of BIM models based on three-dimensional linearity has high task difficulty and algorithms for automating BIM modeling for railway infra structures have been suggested in previous studies. This study improved the BIM modeling automation algorithm of railway infrastructures and developed a system based on the algorithm so that it can be easily used by ordinary users. The system was built as an add-in system of Autodesk's Revit. As an improvement first, it is possible to arrange different libraries for each pattern, enabling various uses. In addition, it can be created models of several members with a single process and the system can automatically places structures that are added periodically, such as Rock Bolt and Fore Polling. Finally, 3D length information and volume for each pattern are automatically calculated for more accurate 3D-based volume calculation. This study contributes to increasing user accessibility by building a BIM modeling automation algorithm into a system. The system is expected to improve the efficiency of BIM modeling creation of linear-based infra structures, including railway infrastructure.

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.

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.

논문 : 국내 BIM지침의 품질검토 항목을 활용한 Rule 기반 BIMModel Checker의 Rule 패턴 개발에 관한 연구

송종관 ( Jong Kwan Song ),원지선 ( Ji Sun Won ),주기범 ( Ki Beom Ju ) 디자인융복합학회 2012 디자인융복합연구 Vol.11 No.5

BIM(Building Information Modeling) 도입 초기단계인 국내 BIM소프트웨어 활용 현황은 설계단계뿐만 아니라 시공단계까지 대부분 국외 BIM 소프트웨어를 활용하고 있으며, 국산 BIM소프트웨어는 전무한 실정이다. BIM 소프트웨어는 객체들을 조합하여 모델링 하는 모델러와 만들어진 모델의 품질검증을 위한 체커 그리고 BIM활용하는 응용 어플리케이션으로 구분할 수 있다. 본 연구는 국내 공공기관에서 제공한 BIM지침을 대상으로 BIM모델의 품질검토를 위해 WBS(World Best Software) 컨소시엄에서 개발하고 있는 Rule 기반 BIM 모델 체커의 Rule 패턴을 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해 국내 BIM 지침을 조사 분석하여 BIM모델의 품질검토 항목을 도출한다. 도출된 품질검토항목을 대상으로 자연어를 구조화하고, 구조화된 Rule에서 패턴을 도출하여 Rule Set을 제작할 수 있는 패턴을 제시한다. 본 연구는 BIM모델의 품질검토를 위해 BIM지침을 검토할 수 있는 Rule 패턴을 제시함으로써, 국산 소프트웨어를 활용하여 설계단계BIM모델의 품질을 높일 수 있을 것으로 사료된다. The present condition of domestic BIM(Building Information Modeling) software utilization has been using oversea BIM software in the design phase as well as construction phase in the early BIM introduction stage. It has been the absence of domestic BIM software. BIM software is divided into Modeler that is modeling by combining object, Checker that is checking BIM model for quality check, and Application that using BIM model. This study aimed at rule patterns development of rule-based BIM model checker for quality check of BIM model targeting BIM guidelines by domestic public organizations. For this study, we investigated domestic BIM guidelines and identified quality check items for BIM model. And we structured natural language targeting those items and derived patterns in the structured rule. So patterns were suggested making rule object. This study expects to be improved quality of BIM model by using domestic BIM software in design phase.

건축공사 현장의 공사관리를 위한 BIM (Building Information Modeling) 적용과 효과 분석

최재현,류한국 한국건축시공학회 2015 한국건축시공학회지 Vol.15 No.1

최근 건축물이 대형화되고 비정형화됨에 따라 기존의 2차원 도면으로 3차원을 표현하는 데 한계가 있고 설계오류파악, 공사 물량과 공사비 오차의 발생, 시공오류의 예측부재, 기둥, 보, 기계설비 배관 등의 부재간의 충돌 등의문제점을 개선하고자 건설 현장에서 BIM(BuildingInformation Modeling; 이하 BIM)이 사용되고 있다. 그러나 실질적으로 건설 공사 현장의 직원들을 대상으로 BIM의 사용법을 교육하고 평가하여 실질적인 구현 방법을 충분히 숙지하게 한 이후에 BIM을 공사 현장의 공사 관리 업무에서 사용하게 하여 BIM 사용에 따른 효과를 분석한 연구는 전무하다. 이에 본 연구는 BIM의 교육, 평가, 실시에따른 공사현장에서 BIM의 효과를 설문조사를 통하여 실증적으로 분석하고 개선방향을 제시하고자 한다. As recent buildings have been enlarged and free-formed, it is hard to represent three-dimensional buildings with two-dimensional drawings and identify design errors, construction errors, difference of construction quantity andconstruction cost, clash with columns, beams, pipe machinery, and so on. In order to overcome the limitations,BIM(Building Information Modeling) has been used in construction industry. However, BIM in the construction site isnot fully facilitated after practical implementation in process control including training, evaluation and analysis of theprocess. Therefore, in this study, the effect of BIM applied in the construction site is analyzed empirically throughoutthe survey at the construction site in accordance with the training, evaluation, and implementation of BIM.

철근 콘크리트 공사에서의 BIM 적용 연구

안재홍,임남기 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.1

The application of the BIM for architectural and structural work accompanied many trials-and-errors on project based on BIM by this time Ten years have passed since BIM issued, but it is not activated. This study suggests ways to activate BIM for architectural and structural work. The reason for choosing the structure construction is as follows. Construction cost is a high proportion of structural construction cost. On the other hand, the number of related materials is small, and the first in the 3D modeling process is structure modeling. And build BIM-based Structural Database by quantity take-off. This study shows the applicability of BIM through practical cases. This study is expected to provide suggestion for the successful implementation of BIM-based projects. BIM은 지금까지 건설업무에 적용하는데 많은 시행착오를 겪어 왔다. BIM인 이슈화된지 10여년이 지났지만 활성화가 안 되고 있는게 현실이다. 본 연구는 철근콘크리트공사에 BIM적용을 제안하고자 한다. 철근콘크리트 공사는 건축공사비 중 가장 큰 비중을 차지하는 반면에 재료의 수가 적고 한정적이다. 또한 구조물 공사에 대한 모델링을 하여야 다른 모델링을 할 수 있으므로 철근콘크리트공사의 3D모델은 모든 3D모델링의 바탕이 되기 때문에 3D 모델링을 가장 처음 하여야 한다. 철근 콘크리트공사에 대한 수량산출 프로그램개발 및 사례를 통하여 BIM기반의 철근콘크리트 공사에 지식기반의 수식DB를 적용하여 시공단계까지 활용할 수 있는 BIM기반의 산출정보를 구축하였고, 적용성을 검증하였다. 이로써 BIM기반의 타 공종도 구현 가능성을 제시함으로써 정보화, 지능화 시대에 건설산업도 BIM기반의 활성화가 가능하다는 것을 확인하였다.

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.

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.

사례 분석을 통한 국내 BIM 적용 문제점 및 대안 도출에 관한 연구

박정욱,김상철,이상수,송하영 한국건축시공학회 2009 한국건축시공학회지 Vol.9 No.4

건축물의 초고층화, 복합화, 비정형 및 생산성 증대, 지속가능성 등의 해소방안으로 BIM(Building Information Modeling)에 대한 관심도가 증가되었고, 국내에서도 BIM에 대한 관심이 높아져 건설관련업계에는 하루가 다르게 BIM 확산이 진행되고 있다. 따라서, BIM의 정의와 특징을 파악하고 국내와 해외의 사례를 검토하여 BIM의 성공적인 도입 방안에 대한 내용을 본 논문에서 분석하고자 하며, 아울러, 국내 BIM적용 사례를 비교분석 함으로써 국내 BIM적용의 문제점과 해결 방안을 모색하고자 한다. When faced with new projects, such as high-rise, complex, free-formed, and sustainable buildings, numerous participants in the building industry use Building Information Modeling (BIM) technology. In 2009, the use of BIM spread to more contractors than ever before. This paper aims to study the definition and characteristics of BIM, and to analyze Korean BIM application problems. Solutions for the application of BIM to the Korean Construction Industry suggested, by studying cases from developed counties and from Korea.