공공주택 건축공사의 공사비 예측에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

건설 프로젝트는 전체 공사비용의 80%가 결정되는 초기·기획단계에서 소요예산이 정확히 측정될 경우, 유효범위 내에서 실용적인 공법 및 대안의 결정과 효율적인 사업운영이 가능해진다. 최근의 건축공사는 건축물의 고층화, 전문화, 복합화 양상에 따라 건설공사 예정가격의 불확실성을 증대시키는 요인이 되고, 프로젝트 초기 공사비 산정단계의 어려움이 증가하여 총 건설 공사비의 리스크를 높이는 요인으로 작용하고 있다. 또한, 건축공사는 시공단계에서 물가변동에 의한 계약금액의 조정만으로는 예정가격과 실행가격의 격차를 해소할 수 없는 문제점이 있으며, 신기술, 신공법 등을 반영하기에도 한계가 있다. 따라서 성공적인 건축공사의 완성을 위해서는 사업의 초기·기획단계에서부터 공사비 정보 및 리스크를 정확히 예측하고 관리하는 것이 매우 중요하지만, 국내 건설회사 및 관련 기관의 대부분이 코스트 정보를 사전에 파악하기보다 단순히 사후처리 정보로만 취급하고 있는 실정이다. 그러므로 공공주택 건축사업의 정확한 공사비 산정 및 효율적인 운용을 위해 사업 초기 및 기획단계에서의 공사비 산정방식과 적정 공사비 예측에 관한 연구와 노력이 필요하다고 생각된다.
상기와 같은 배경에서 본 연구는 기 준공된 국내 공공주택 프로젝트의 실적공사비를 분석하여 공사비 추정 식을 정립하였고, 리스크 분석 및 영향요인 분석에 따른 공사비 예측모델을 구축하였다.
본 연구를 통해 도출된 결론은 다음과 같다.
1) 표준품셈과 실적데이터에 의한 물량산출방식으로 투입공사비가 결정되는 현재의 공사비 예측방법을 개선하기 위해 시스템 다이내믹스의 적용성을 검증하고 방법론을 제안하였다. 시스템 다이내믹스에 의한 공사비 예측방법은 인공지능적인 기법으로써 여러 공사비 영향요인들이 상황과 특성에 부합되도록 적합한 고유값이 연동된다는 점에서 기존의 예측방법과 차별성을 확보할 수 있을 것이다.
2) 대부분 일률적인 형태로 진행되는 공공주택 건설사업의 특성을 고려하여 사실적인 단위면적당 투입공사비를 도출하기 위해 40개의 사례데이터를 대상으로 준공연도별, 지역별, 연면적별, 분양방식별 실적공사비를 분석하였고 이에 따른 추정식을 정립하였다. 물가상승률을 반영한 주요 공종별 평균 실적공사비 통계분석 결과, 공통가설공사 48,457원/3.3m2, 건축공사 1,256,750원/3.3m2, 토목공사 146,016원/3.3m2, 기계/설비공사 197,131원/3.3m2으로 분석되었으며, 또한, 공종별 3.3m2당 실적공사비 비중은 공통가설공사 2.9%, 건축공사 76.2%, 토목공사 8.9%, 기계/설비공사 12.0%를 차지하는 것으로 분석되었고, 이에 따른 회귀 식은 공통가설공사 [y=2E-06x2-0.5879x+73681], 건축공사 [y=2E-05x2-4.1157x +1E+06], 토목공사 [y=2E-05x2-3.4414x+260159], 기계/설비공사 [y=-5E-06x2 +1.0865x+149194]로 분석되었다. 분석된 단위면적당 공사비와 회귀 식은 구체적인 공사계획이 수립되기 전 사업 타당성 분석단계에서 개략적인 공사비를 예측해 보는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
3) 연도별 3.3㎡당 각 현장의 실적공사비를 살펴보면 전체 40개 현장 중 16개 현장이 100%를 상회하는 것으로 나타나고, 공사 금액대별 리스크 분석결과, 추정가격 300억이상 현장에서 도급초과비율이 많이 보이는바, 국내 입·낙찰 제도의 문제점으로 지적되고 있는 추정가격 300억 이상의 최저가낙찰제 대상 공공주택의 경우, 저가 수주 및 실행예산 편성, 집행 과정에서 필연적으로 순환되는 저가 하도급 등으로 건설업 존립 자체를 위협하고 있는 것으로 분석되었다. 이는 현실적으로 공공주택의 예정가격 산정시 적정공사비가 반영되지 않고 있는 것으로 판단되며, 공사비 리스크 관점에서 최저가낙찰제도 대상 공공주택에 대한 입·낙찰제도의 개선 및 대책이 필요하다.
4) 연도별 실행예산 대비 공사비 초과 리스크를 분석한 결과, 공사기간 연장에 따른 직영공사와 간접노무비의 실행예산 초과비율이 높았으며, 공사비 초과가 발생하였을 시 리스크 비중은 외주비와 자재비 항목에서 가장 크게 발생하는 것으로 파악되었다. 따라서 사업기획 단계부터 공기연장을 초래하는 지연요인들에 대한 원천적인 해소가 필요하며, 공사비 예측과정에서는 외주비 및 자재비의 비용투입범위에 대한 면밀하고도 철저한 검토가 이루어져야 할 것이다.
5) 실적데이터와 관련 선행연구 분석을 토대로 직접적인 공사비를 구성하는 49개의 공사비 결정요인과 공사비 결정범위에 유효한 영향을 미치는 15개의 공사비 영향요인을 도출하였다. 도출된 공사비 영향요인은 실적데이터를 기준으로 도출되었다는 점과 상관관계 분석과정에 의해 유의성이 검증되었다는 점에서 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다.
6) 도출된 공공주택 공사비 영향요인이 실제적인 공사비 결정에 어느 정도의 조정범위로 연계되는지를 파악하기 위해 표준화 및 보정에 의한 정량화 결과를 제시하였다. 표준화를 실시한 영향요인은 공사비를 포함한 모든 예측프로그램에 즉시 적용이 가능하도록 수치화가 이루어졌다는 측면에서 의미가 있으며, 자재비 영향요인의 경우 연도별 물가상승률이 반영된 결과로 보정시켰다는 측면에서 대표성을 전제할 수 있을 것이다.
7) 시스템 다이내믹스를 활용한 공공주택 공사비의 예측모델을 구축하였다. 구축된 모델은 전체 영향요인이 인과관계로 형성되어 세부 영향요인 단위로 상시 수정될 수 있고, 출력 값이 모델 내부에서 일괄적으로 연산되기 때문에 공사비 예측에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 전체 공사비 예측모델을 포함한 구성비별 단위모델이 구축되어 예측목적 및 범위에 따라 유용성의 다양화가 가능할 것이다.
8) 시스템 다이내믹스 전문프로그램인 Vensim Software를 활용하여 구축된 공공주택 공사비 예측모델의 타당성을 검증하였다. 검증된 인과모형은 수식 및 함수설정에 오류가 없음이 확인되었고, 시뮬레이션을 실시한 결과 준공정산 금액 대비 예측공사비의 오차율이 2.83% 수준까지 감소하였음을 확인하였다. 따라서 구축된 모델은 현재 수준에서 실무에 적용이 가능하며, 향후 부정확한 일부 영향요인들에 대한 수정 및 보완이 반영된다면 오차율에 대한 신뢰성이 더욱 향상될 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 표 차 례 ⅴ
• 그림차례 ⅷ
• 국문초록 ⅺ
• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 방법 및 범위 2
• 제 2 장 공공주택 공사비에 관한 이론적 고찰 5
• 2.1 공사비 산정 프로세스 및 분류체계 5
• 2.1.1 공사비 산정 절차 5
• 2.1.2 공사비 분류체계 6
• 2.1.3 공사비 산정방식 10
• 2.1.4 공사비 리스크 12
• 2.2 실적공사비 적산제도 14
• 2.2.1 실적공사비의 개요 14
• 2.2.2 실적공사비 축적절차 17
• 2.2.3 실적공사비에 의한 적산방식 18
• 2.2.4 실적공사비 제도의 기대효과 22
• 2.3 System Dynamics 23
• 2.3.1 시스템 다이내믹스의 정의 및 특성 23
• 2.3.2 시스템 사고 25
• 제 3 장 실적공사비 분석을 통한 적정공사비 분석 28
• 3.1 공공주택 사례 및 개요 28
• 3.2 지역별 실적공사비 31
• 3.2.1 수도권 지역 31
• 3.2.2 지방/광역시 지역 33
• 3.3 공종별 실적공사비 35
• 3.3.1 준공연도별 도급대비 실적공사비 분석 35
• 3.3.2 공종별 실적공사비 비중 및 산출식 47
• 3.4 연면적별 실적공사비 50
• 3.4.1 소규모 공공주택 실적공사비 분석 50
• 3.4.2 중규모 공공주택 실적공사비 분석 52
• 3.4.3 대규모 공공주택 실적공사비 분석 55
• 3.5 분양방식별 실적공사비 56
• 3.5.1 임대형 공공주택 57
• 3.5.2 영구임대형 공공주택 58
• 3.5.3 분양형 공공주택 60
• 3.6 소결 62
• 제 4 장 공공주택 공사비 리스크 분석 66
• 4.1 공공주택 공사비 리스크 분석개요 66
• 4.1.1 조사대상 공공주택 사례정보 66
• 4.1.2 설계변경비율 및 준공정산율 분석 70
• 4.2 실적공사비 기준 공사비 리스크 분석 76
• 4.2.1 연도별 공사비 리스크 76
• 4.2.2 연면적별 공사비 리스크 79
• 4.2.3 지역별 공사비 리스크 81
• 4.2.4 공사금액별 공사비 리스크 84
• 4.2.5 임대/영구임대/분양별 공사비 리스크 86
• 4.3 직접공사비 리스크 분석 88
• 4.3.1 외주비 리스크 89
• 4.3.2 자재비 리스크 92
• 4.3.3 공통가설비 리스크 94
• 4.3.4 공사비 리스크 관리방안 96
• 4.4 소결 98
• 제 5 장 공공주택 공사비 예측모델 개발 101
• 5.1 공공주택 공사비 예측방법 101
• 5.1.1 System Dynamics 방법론 101
• 5.1.2 공공주택 공사비 예측 프로세스 103
• 5.1.3 공공주택 공사비 예측 프로그램 설계 105
• 5.2 공공주택 공사비 영향요인 분석 108
• 5.2.1 공공주택 공사비 영향요인 도출 108
• 5.2.2 공공주택 공사비 영향요인 선정 113
• 5.2.3 공공주택 공사비 영향요인 상관관계 분석 116
• 5.3 공공주택 공사비 예측모델 변수 설정 및 표준화 120
• 5.3.1 공공주택 공사비 예측변수 설정 120
• 5.3.2 공공주택 공사비 예측변수 표준화 123
• 5.4 공공주택 공사비 예측 모델링 128
• 5.4.1 공공주택 공사비 예측 모델링 개요 128
• 5.4.2 외주비 예측 모델링 130
• 5.4.3 자재비 예측 모델링 139
• 5.4.4 기타비 예측 모델링 143
• 5.4.5 공공주택 공사비 예측 모델링 144
• 5.5 공공주택 공사비 예측모델 시뮬레이션 및 검증 146
• 5.5.1 공공주택 공사비 예측모델 시뮬레이션 146
• 5.5.2 공공주택 공사비 예측모델 검증 150
• 제 6 장 결 론153
• 참고문헌156
• Abstract160