[개방형 BIM기반 건축설계 적법성평가 자동화 기술 및 응용 기술 개발] 경희대학교

BIM 통해 자동으로 법규 체크… 건축설계 일대 혁신 기대

각종 인허가 법규 검토 1달이상 소요업무 15일이내 단축 ‘획기적’
싱가포르에 기술 수출 상용화 ‘성과’… 홍콩·중국 등 수출길 ‘눈앞’

AI 활용, 오류 및 잘못된 정보 걸러 사용자에게 올바른 정보 제공까지
설계 품질 향상·최적의 설계 유도… 중복업무 차단 등 시간·비용 절감 일익

[국토일보 하종숙 기자] 4차 산업혁명 시대 전세계적으로 건설산업의 발빠른 대응이 가속화, 대한민국 역시 BIM(Building Information Modeling) 기술을 앞세워 ‘보다 빠르게, 보다 효율적으로, 보다 스마트 한’ 설계·시공을 위한 품질 제고 노력이 한창인 가운데 국내 연구진이 개발 중인 개방형 BIM 기술연구가 해외 수출되며 성과를 보이고 있어 주목받고 있다.

국토교통부가 건축설계 생산성 향상을 위해 진행 중인 개방형 BIM기술 R&D 중 경희대학교 김인한 교수 연구팀이 수행 중인 ‘개방형BIM기반 건축설계 적법성평가 자동화 기술 및 응용 기술 개발’ 프로젝트가 그 주인공으로, 인공지능(AI:Artificial Intelligence) 기술을 기반으로 한 BIM 모델을 통해 자동으로 법규를 체크하는 시스템이다.

과거 도면은 건축설계에 따르는 각종 인허가 대상 법규 검토시 한달 이상 걸려야 가능했다. 그러나 이 BIM 기술 활용으로 법률 오류가 자동으로 체크, 인허가 소요 시간을 15일 이내로 단축할 수 있어 업무 혁신을 유도할 전망이다.

또한 AI 활용으로, 자동으로 사람의 오류 및 잘못된 정보를 걸러 사용자에게 올바른 정보 제공까지 하고 있어 설계 품질을 높이고 최적의 설계를 유도하는 등 건축설계 일대 혁신이 기대되고 있다.

이는 발주처, 설계자, 시공사 등 모두의 의견을 만족할 수 있을 뿐만아니라 빠른 의사소통으로 업무처리의 빠름과 정확함을 동시에 이끌어 낼 수 있다.

이 연구에 앞서 2013년부터 2016년까지 약 3년 동안 진행된 1단계 R&D를 통해 건축설계 분야에 BIM기술의 기반조성을 위한 연구가 선행됐다. 1단계 연구에서는 기술 인프라와 법규 분야 측면에서 진행됐고 BIM 정보 표준, 기본 콘텐츠, 시범 기술 등과 법규 자동 해석 요소 기술 및 검증 기술이 개발됐다. 이 연구를 통해 생산성 혁신의 가능성을 검증하며, 건축설계 분야의 BIM기술 기반을 마련했다.

‘개방형BIM기반의 건축설계 자동화 지원기술 및 첨단 유지관리 기반기술 개발’ 연구단 규모의 R&D 연구과제는 후속 연구로 지난 2017년 3월부터 2021년 12월까지 5년간 연구가 진행, 현재 3차년도 연구가 진행되고 있다. 3개의 세부 과제 중 김인한 교수 연구팀이 ‘개방형BIM기반 건축설계 적법성평가 자동화 기술 및 응용 기술 개발’을 수행하고 있다.

이 프로젝트는 법규 제기준 자동검증, 설계협업 기술을 확장 개발하고 건축물의 성능 향상을 위한 의사결정 지원과 협업, 검증에 관한 기술 개발을 목표로 하고 있다.

■ 법규 검토 기술 ‘획기적’

국내에서 건축물을 짓는 과정과 절차는 매우 복잡하고 까다롭다. 특히 건축 설계단계에서 필수적으로 이루어지는 인허가 과정은 그 행정적인 절차에 상당한 시간과 인력이 소모된다.

건축설계 적법성 평가 자동화 기술은 인허가 절차 시작 전 설계사에서 언제든 법규 사전 검토가 가능하다.

작성된 모델을 BIM 데이터 표준인 IFC로 변환돼 KBim Assess-Lite 프로그램에서 로드한 뒤, 실행을 시키면 인허가에 필요한 건축 관련 법규들이 자동검토 된다. 이 결과들은 다른 BIM 응용 소프트웨어와 견줄 수 있는 3D 모델 뷰어, 불러온 IFC 모델로부터 추출된 2D 도면과 함께 제공된다. 또한 EXCEL, PDF, BCF의 형태로 추출되는 보고서 기능을 활용해 전체적인 오류사항들을 검토할 수 있다.

이와함께 현행 인허가 시스템인 세움터와 동일한 환경인 가상세움터를 구축, BIM기반 환경에서의 인허가 프로세스 테스트를 진행할 예정이다. 이 가상세움터에서 KBim Assess를 통해 인허가권자는 건축물의 법규 검토를 진행할 수 있다.

대면업무 및 이동이 많은 현장 근무자에 유리한 모바일 시스템도 구현한다. 기본 커뮤니케이션(Chat)과 파일 전송, 개방형BIM 지원 뷰어 등의 기능이 기본적으로 구성돼 있으며, 사용자 편의에 맞는 기능들을 연구해 추가적으로 개발 중이다.

향후 건축제법규 자동검토 등 KBim Application 검증도구 탑재를 위한 플랫폼을 완성하는 것이 목표로, KBim Mobile 스마트워크 플랫폼은 현재 PC 버전과 Android 버전으로 개발하고 있다.

김인한 교수 연구팀과 함께 개발에 나서고 있는 (주)코스펙이노랩 김구택 대표이사는 “이 기술은 설계단계에서 개별적으로 법규를 분석하고 각 조항들에 맞춰 도면을 적용하는 과정을 획기적으로 단축시킬 수 있다”며 “이는 중복되는 업무와 이같은 작업에 소모되는 인력을 감소시켜 생산성을 향상시키는 것 뿐만아니라 시각 정보 제공 기능은 설계사만이 아닌 관련 지식이 부족하거나 도면에 익숙하지 않은 허가권자들에게도 접근이 용이해 업무 효율 극대화를 유도할 수 있다”고 기술의 우수성을 강조했다.

또한 김 대표는 “일례로 건축물에서 사람이 다니는 공간의 층고는 2m인데, 쾌적한 공간 및 설계 의도에 따라 2.5m 기준 등 원하는 조건에 따른 모델을 만들어 기준을 제시하면 자동으로 확인이 가능하다”며 인공지능의 위력이라고 설명했다.

이와함께 김 대표이사는 “이 기술 적용으로 관련 법규들을 숙지하지 않으면 규정 검토가 불가능하던 문제 해결, 행정소송이 제기될 수 있는 요소들을 사전에 파악할 수 있어 행정 신뢰도를 높이는데 기여할 수 있다”고 덧붙였다.

■ 연구 기술 해외수출 ‘성과’

특히 김인한 교수 연구팀은 이 기술을 싱가포르에 수출, 싱가포르에서 활용을 앞두며 그 성과를 인정받았을 뿐만아니라 현재 홍콩 정부와 수출 논의가 진행중인 것과 함께 중국·대만에서도 큰 관심을 보이고 있어 해외시장 개척에도 일익을 담당할 전망이다.

싱가포르 수출은 세계시장에서 국내 BIM 기반 법규검토 기술의 가능성을 엿볼 수 있는 기회로 작용, 의미가 강조되고 있다.

싱가포르 수출 성과에 따르면 싱가포르 정부기관 BCA(Building and Construction Authority)가 주관하고 경희대학교 건설정보연구실 연구팀(AEC3 KOREA, COSPEC INNOLAB)이 참여한 자동 법규체킹 시스템 ‘SBim Assess’의 개발이 완료, 상용화를 앞두고 있다. 이 시스템은 싱가포르의 장애인 관련 법인 Code on Accessibility와 Approved Document – Acceptable Solution을 적용했다. 이 기술은 싱가포르 외에도 중국, 홍콩, 대만 등 많은 나라의 관심이 집중되고 있으며, 협력 제안들도 이어지고 있다는 게 경희대 측 설명이다.

현재까지 개발된 법규 검토 기술은 곧 공개될 예정이다. Assess-Lite라는 소프트웨어 하나로 한국 법규와 싱가포르 법규의 테스트가 가능하며, 한국 법규도 한국어와 영어로 제공된다. 이는 곧 아시아 시장에서 우리의 기술력을 널리 알리고, 나아가 세계 시장을 선도할 수 있는 기회가 될 것으로 기대를 모으고 있다.

빠르게 변화하는 글로벌 건설시장에서 이 기술은 중소규모 설계사의 취약한 설계환경 속에 소모되는 불필요한 인력 감소와 반복되는 업무에 따른 불필요한 시간을 단축해 창의적인 설계에 투자할 수 있어 건축설계프로세스 개선에 혁신적인 역할을 할 것으로 기대되고 있다.

무엇보다도 이 기술의 구현은 BIM 기술의 적극적인 도입을 도모하는 계기가 될 것으로 전망, 건축설계의 국가경쟁력 향상은 물론 초창기인 인공지능의 도입으로 해외 설계시장을 선도하는 기회가 될 것으로 기대를 모으고 있어 빠른 상용화에 거는 기대가 크다.