특집기사 : 해양수산개발원 GIS BIM 기술을 활용한 건설사업 관리
보다 안전 정확한 설계 모델링
기존 건설공사에서는, 2차원 형태의 도면, 즉 설계도를 공사 단계별로 작성하여, 이를 기반으로 공사를 진행하였다. 하지만 건설공사의 거대화, 복잡화에 따라 최근에는 2차원 도면 중심에서 벗어나, 3D 형태의 도면을 통해 공사 단계별로 연속적인 정보를 제공할 수 있는 BIM 도입이 확대되고 있다. BIM은 Building Information Modeling을 의미하며, 공사단계별 시공정보 뿐만 아니라, 각 시공요소들간의 간섭, 충돌 등을 사전에 확인할 수 있는 시스템이다. BIM을 활용하면 기존 대비 많은 장점이 있는데, 먼저, 3차원 모델링을 통하여 도면 제작과 동시에, 재료, 수량, 일정표 등을 손쉽게 확인할 수 있으며, 원하는 위치, 단면의 정보도 손쉽게 활용할 수 있다. 또한 시공 중 발생하는 요소 간 간섭, 장비간 이동동선 등을 예측하고, 필요시 즉각 설계 및 시공일정 수정이 빠르게 가능하여, 기존 도면을 활용한 시공 대비 시간 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
이러한 장점은 복잡한 구조물에 대하여 그 효과가 극대화되므로, 도입 초기에는 비정형화된 디자인이 적용된 건축물이나, 복잡한 시공요소가 많은 고층 빌딩 등 주로 건축분야에 적용되었다. 하지만 최근에는 토목분야에서도 복잡한 요소가 많은 지하철, 터널 등을 중심으로 BIM 도입이 확산되고 있다, 해외의 경우, 미국, 영국, 도길 등 유럽국가와 함께 일본, 싱가포르 등에서도 의무화 추세이며, 국내의 경우에도, 동대문 디자인 플라자(DDP)와 같은 복잡한 건축물, 호남고속철도 등의 인프라 건설사업 등에 도입되고 있다. 특히 최근에는 설계, 시공의 용이성과 함께, 4차 산업혁명 기술의 도입과 맞물려, 디지털 기반의 기반시설 관리체계를 구축하기 위한 플랫폼의 기능으로 다시한번 주목받고 있다. 국토교통부에서 ｢건설산업 BIM 기본지침｣(국토교통부, 2020.12)을 살펴보면, BIM을 통한 4차원 설계 및 관련 정보의 데이터화를 기반으로, 디지털 기반의 시설물의 생애주기 관라체계를 도입하기 위해, 공공건설분야의 BIM 의무화를 추진하는 등 BIM의 도입을 전격 확대할 예정이다.
항만의 경우, 구조물의 비정형성이나 복잡성은 타 구조물 대비 낮을 수 있으나, 호안, 매립, 지반개량, 상부구조물, 하역장비 등으로 이어지는 장기간의 연속적인 공사와 함께 30년 이상의 긴 내구연한 동안의 운영을 고려하면, 설계-공사-운영-유지관리로 이어지는 각 단계별 생성되는 정보의 연계 및 이를 위한 관리방안의 필요성이 대두되고 있다. 특히 최대 10년 이상이 소요되고, 각 단계별 추진 주체가 상이한 항만개발사업의 특징을 고려하면, 설계, 시공, 유지관리 정보를 일원화시켜 관리하고 이를 기반으로 일관된 한 시설물 유지관리 체계 구축이 필요하다. 그리고 나아가 자동화 하역장비가 도입되고 각 요소간 초연결, 최적화가 이루어지는 스마트항만 구축을 고려하였을 때, 시설물에 대한 디지털 관리체계 구축을 위한 BIM 도입은 필수적이라 할 수 있다.
이에 따라 최근 해양수산부(장관 문성혁)를 주축으로 항만건설분야의 BIM 적용과 관련된 엔지니어링 사업과 R&D가 진행되고 있다. 특히, 한국해양수산개발원(이하, KMI)과 ㈜세광종합기술단에서 수행한 ｢GISㆍBIM 기술을 활용한 건설사업 관리방안 도입 연구｣를 통하여 국내 항만분야에 BIM 도입을 위한 기술, 제도, 인력양성 등에 대한 부분을 검토하였다. 특히, 항만건설사업 통합관리시스템 구축방안 마련, 항만건설 관리분야 첨단화 로드맵 수립, GISㆍBIM 통합플랫폼 개발 등을 통하여 항만분야의 BIM 도입 기틀을 마련하였다.
엔지니어링사업을 주도한 한국해양수산개발원에 따르면, 부산항 신항 2-6단계를 대상으로 한 시범사업을 통하여 향후 본격 도입에 따른 효과는 충분할 것이라는 입장이다. 특히 시범사업에서는 단순 모델링을 넘어, 드론사진측량, GIS데이터, 각종 설계데이터를 접목하였으며, 이를 활용한 가상현실 통합플랫폼을 시범적으로 구축하고 현장 기술자, 관리감독자 등의 비대면 설계검토, 시공관리, 안전관리 등 다양한 활용성을 점검하였다. 이를 통해 내구연한이 매우 긴 항만시설물의 생애주기 등을 고려하기 위해서 계획, 설계, 시공 단계 등을 포괄하는 전 주기 관리체계 마련 가능성을 확인하였다.
또한, KMI 연구진은 기존에 해양수산부를 주축으로 기존에 수행된 연구의 성과를 활용하여 체계적인 기술개발과 정책 마련의 중요성을 강조하였다. 특히, 해양수산부 R&D인 ‘생애주기별 항만시설 통합 운영관리를 위한 BIM 기반 기술 개발 연구’를 통하여 다양한 기술과 플랫폼을 마련하였으며, KMI에서 수행한 ｢GISㆍBIM 기술을 활용한 건설사업 관리방안 도입 연구｣를 통하여 정책적 방향성을 설정한 만큼 후속 연구를 통하여 항만건설사업에 BIM 기술을 신속하게 도입할 필요가 있다고 강조하였다.
이렇듯, 항만건설사업 분야에서 BIM 도입 필요성이 증가하고 있으며, 해양수산부에서 발주 예정인 건설공사를 검토한 결과, 새만금신항 접안시설(1단계) 축조공사, 광양항 광역준설토투기장 조성공사, 낙포부두 개축공사 등 대형 일괄입찰사업(턴키)에서 우선적으로 BIM을 우선 도입 계획임을 확인하였다.
또한, 항만분야에 특화된 특화된 BIM 설계지침, 전 생애주기 관리방안 등을 마련하는 ‘항만분야 BIM 적용지침 작성 및 건설사업 관리방안 마련연구‘를 동시에 추진하여, 항만분야에서도 안정적인 BIM 도입기반 마련과 함께, BIM 적용사업을 지속 확대하여, 이를 기반으로 한 디지털 항만시설관리체계도 구축해나갈 예정인 것으로 확인되었다.
