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곡면 최적화 알고리즘을 활용한 비정형 건축물 외장공사비 개산견적에 관한 연구
임장식,옥종호,Lim, Jang Sik,Ock, Jong Ho 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.4
The outer surfaces of free form buildings contain panels with two-directional curvatures. To construct these panels, complex geometric surfaces should be divided into forms and sizes that can be manufactured and constructed efficiently. Because the bigger the curvatures of these panel, the more expensive the construction costs, these complex curvatures should go through optimal process of reinterpretation to minimize the curved surfaces with complex two-directional curvatures, which is called panel optimization. Small construction and design companies have trouble in calculating even rough estimate and cannot adjust expected construction cost of the panels based on comparison of design alternatives in conjunction with panel optimization process due to lack of knowledge and experience. This study conducts the research that can support designers' cost decision-making in the design stage of the free form buildings with respect to the panel optimization process. A 3D commercial application specialized to modeling free form shapes is used for the purpose. 비정형 건축물의 건설에서 가장 어려운 공정은 복잡한 디자인으로 이루어진 외장패널을 제작 및 시공하는 것이다. 설계자는 비정형 건물의 부드러운 곡면형태를 훼손하지 않는 범위 안에서 복잡한 곡면을 갖는 패널의 양을 축소하여 패널제작 및 시공비용을 최적화함이 필요하다. 특히 설계초기단계에서 다양한 건축외관을 디자인하고 각 설계대안의 예상공사비를 추정하면서 설계의도를 충족하는 적절한 대안을 찾는 것은 대단히 중요하다. 하지만 대부분의 설계사무소들은 비정형 건축물의 패널최적화에 대한 이해, 기술 및 데이터가 부족하여 초기설계 단계에서 예상공사비 산정, 설계 대안 비교를 통한 예상공사비 조정등의 업무를 효과적으로 수행하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 비정형 건축물 설계자가 쉽게 접할 수 있는 범용 어플리케이션을 이용하여 비정형 건축물의 외장패널을 최적화하는 방법을 제시하며 최적화 결과와 국내 비정형 건설프로젝트의 외장공사에 대한 실적공사비를 접목하여 최적화 진행에 따른 공사비 변화정도를 산출하는 방법을 제시한다. 연구결과의 적용성을 검증하기 위해 국내에서 최근 완공된 비정형 건축프로젝트의 사례연구를 수행한다.
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임장식(Jang-Sik Lim),옥종호(Jong-Ho Ock) (사)한국CDE학회 2014 한국CDE학회 논문집 Vol.19 No.2
The outer surface of an irregular structure contains panels with two-directional curvature called NURBS. To construct these forms of exterior materials, complex geometric surface should be divided into forms and sizes that can be manufactured and constructed. Because the bigger the curvatures of these divided exterior panel, the more expensive the construction costs, these complex two-directional curvatures should go through optimal process of reinterpretation to minimize the curved surfaces with complex two-directional curvatures. Yet, to gain higher ground in technological competition in the field of irregular structure construction, companies do not share know-how that they obtained. Accordingly, small construction and design companies have trouble calculating even rough estimate and cannot adjust expected construction cost based on comparison of design alternatives. Given this situation, this study conducted the research that can support decision-making in the design stage of the construction and provide basic material for optimal range to reduce manufacturing cost by the minimizing the distorted plane of the irregular structure.
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증강현실 기반의 비정형 건축물 건설관리 의사결정지원시스템 개발에 관한 기초적 연구
임장식(Jang-Sik Lim),옥종호(Jong-Ho Ock) (사)한국CDE학회 2012 한국CDE학회 논문집 Vol.17 No.3
The BIM simulation systems involve inefficient aspects in delivering real world circumstances because they are operated in the virtual reality (VR) environment without representing the jobsite operations. Differently from VR, augmented reality (AR) enhances the reflection of job-site reality to virtual environment. AR influences architecture, design and construction. This reality replaces or merges with the normal physical world and it can be tailored to enhance comprehension for specific design and construction activities. The main objective of this research is to develop an AR-based decision support system for free-form buildings design/construction/maintenance processes. Haewoojae, a free-form housing building built in Seoul area is identified as a model building to generate the system. Seventeen engineers, who are masters or doctorate graduate students at the S university in Seoul and have been working in the Korean construction industry for more than 10 years are invited to validate the system’s appropriateness and usability in comparison with its development objectives.
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비정형 건축물 외장패널의 시공품질 개선을 위한 데이터 중첩비교기법 적용에 관한 연구
옥종호,임장식 디자인융복합학회(구.한국인포디자인학회) 2012 디자인융복합연구 Vol.11 No.2
The most critical issue in free-form buildings is how to construct the free-formed exterior facade panels. Their geometric complexity delivers many difficulties in fabricating and constructing their shapes. The overall construction quality of the panels depends on a various techniques including a panelization design technique, deliberate fabrication and construction techniques in conjunction with materials inherent tolerance, and considerate inspection techniques to measure as-built construction quality. Laser scanning technique is recently in the limelight as a new inspection alternative. The main objective of this study is to identify the policies which can enhance as-built construction quality of the free-form panels. A small domestic free-form building was identified as a case study to meet the research objective. The laser scanning technique was applied to capture as-built data of the building whereas as-planned data was modeled with Digital Project based on reverse engineering concept. An overlapping comparison method was applied to test the two data in view of how well the as-planned was embodied to as-built. Eight mock-up panels which represent the shapes of the case study building facades were made to confirm the problems that would take place in free-form façades construction and deliver the recommendations which would enhance as-built quality of the panels. 비정형 건축물의 건설에서 가장 어려운 공정은 복잡한 곡률로 이루어진 외장패널을 제작 및 시공하는 것이다. 이러한 곡면부재들의 시공 후 품질은 패널을 구획하는 설계기술, 설계서대로 정확하게 제작하는 기술, 패널 재료의 물성을 고려하여 시공하는 기술, 첨단 장비를 활용하여 제작과 시공결과를 검측하는 기술에 달려있다. 선진국의 경우는 많은 비정형 건설프로젝트 경험과 선행연구를 통해 이러한 기술들에 대한 다양한 Know-How를 축적하여 시공 후 품질 확보에 주력하고 있지만 국내 기술력은 지극히 초보적 수준이다. 본 연구는 국내에 건축된 비정형 주택건축물을 대상으로 3D 레이저 스캐닝 기술을 이용하여 비정형 외장패널의 설계 대비 시공결과를 비교하고 패널부재의 곡면 형태에 따라 어떤 문제점이 발생하는 지 파악하며 곡면 형태별로 Mock-Up 패널부재를 제작하여 파악된 문제점의 원인을 실증적으로 분석함으로써 향후 비정형 패널부재의 제작/시공 시 품질확보를 위해 프로젝트관리자가 고려하여야 할 사항을 제시하고자 한다.
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