동대문역사문화공원 공사에 차세대 최신 건설 기법인 3D 입체설계 기법이 도입돼 화제다.

서울시는 23일“동대문역사문화공원은 3차원 비정형 건축물로 디자인됐기 때문에 일반적인 건물과 같이 2D 평면설계가 어려운 만큼 3D 입체설계 기법인 BIM기법을 통해 국내 최대 규모 비정형 건축물의 특성을 효과적으로 구현하고 있다”고 설명했다.

시가 도입한 BIM(Building Information Modeling)은 설계∙시공∙유지관리의 효율성을 극대화하기 위해 건축, 토목, 구조, 설비 등의 설계를 2D(평면설계)에서 3D(입체설계)로 전환해 건설하는 건축기법을 말한다.

일반적으로 널리 사용되는 3D 입체설계와 달리, BIM은 3D 입체설계 모델링에 각 부재의 규격, 곡률 등의 자재사양, 수량 및 시공순서 등 각종 정보가 포함되어 있다.

각계 전문가들은 “자하 하디드가 설계한 동대문역사문화공원이 3차원 비정형 건물이기 때문에 2D 형태의 도면만으로는 설계와 시공이 불가능하다”며 효율적인 프로젝트의 정보관리, 정확한 시공, 협업을 위해 BIM기법 도입을 권고하였다, 시는 이를 받아들여 설계자 및 시공자 등 각계 전문가들의 조언을 구하고 해외 유사 건물 시공사례를 검토했다.

시는 동대문디자인플라자(DDP)와 공원부분으로 구성된 동대문역사문화공원 전체(8만5,320㎡)의 구조를 포함한 건축, 설비, 전기, 조경 전반에 이번 기법을 도입했다고 밝혔다.

그동안 국내 건축물에 3D기법이 부분적으로 활용된 적은 있지만 건물 전반에 도입된 것은 처음이다. 외국의 경우 미국 LA의 월트 디즈니 콘서트홀, 중국 베이징 스테디엄 프로젝트 등에 사용됐다.

공종 간의 공사 보다 수월…비정형건축 디자인 효과적 구현

3차원 BIM기법이 도입되면 경계가 모호한 건축물의 슬래브, 벽체, 지붕, 형태가 복잡한 내•외부 공간, 공종 간 겹치는 부분들을 검토하고 이 중 평면적 검증이 곤란한 부위를 효과적으로 구현해 낼 수 있다.

또, BIM기법을 활용하면 노출콘크리트, 패널 등에 대한 다양한 자료 분석을 모두 BIM을 통해 수행하기 때문에 공사 중에 발생할 수 있는 공종 간의 간섭과 실수를 사전에 예방하고 디자인 의도를 구현할 수 있고 예산 절감 효과까지 거둘 수 있다.

2D(평면설계)만으로는 간섭여부 확인 곤란

구조물과 설비배관 간섭 해결

BIM 모델링(3D)에서 Shop drawing 정보가 포함된 평면도, 단면도, 거푸집 제작도 등 다양한 종류의 2D 도면을 생성해 비정형 형태의 건물 시공이 가능하게 하고 있다.   

지하공간개발, 토공사, MEP분야 등에서 설비배관, 노출콘크리트 벽, 유리창 등에 각각의 객체 정보가 포함된 BIM모델링을 통해서 쉽고 빠르게 각 공종간 간섭 현상을 파악할 수 있고, 시각적인 자료를 통해 각 분야별 협의가 원활하게 이루어지게 하는 장점도 가진다. 일부 구간에 대해서는 시뮬레이션을 통해 시공의 효율성도 극대화 할 수 있다.

수 만장의 단면도, 정확한 좌표, 외장패널 정보, 3차원 스페이스 프레임 정보 등과 같이 시공에 필요한 자세한 정보를 공장에서 제작할 수 있는 데이터로 변환해 제공하고, 이로 인해 외장 패널의 경우 수작업으로 패널을 생성하는 것과 비교할 수 없을 만큼 시간을 단축시킨 것이 단적인 예다.

BIM모델링 : 패널 색상 지정(좌), BIM모델링 : 판넬별 타공패턴 지정(우)

스페이스 프레임(와이어 프레임) 대한 BIM 모델링

기울어지고 곡선으로 휜 노출 콘크리트 벽을 시공하기 위해서도 BIM 모델링은 효과적이다. 객체정보가 포함된 3D모델에서 15~30cm 단위로 단면도를 생성해서 거푸집 현치도를 2D로 작성하여, 이 현치도에 맞춰 수백개의 리브(Rib)를 설치하고 곡률을 맞출 수 있다. 그리고 그 위에 합판을 휘고 철근을 배근하여 거푸집을 완성하고, 콘크리트를 타설해 건물을 완성하게 된다. 

비정형 건축물 시공 과정

서울시는 지하3층~지상4층 85,320㎡규모의 동대문디자인플라자(DDP)가 2012년 7월 완공되면 서울을 상징하는 세계적인 랜드마크로 자리매김 할 것으로 시는 기대하고 있다.

송득범 서울시 도시기반시설본부장은 “서울을 대표하는 문화·경제 랜드마크가 3D기법으로 완성되면 그 자체가 세계인의 주목을 끄는 스토리텔링”이라며 “우리나라 건설산업 도약에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

조감도