[공학저널 전찬민 기자] 노후화된 건축물이 증가함에 따라 건축물 해체시장 규모가 2025년에는 10조원 규모로 성장할 것으로 예상되고 있다. 하지만, 해체공사 시 크고 작은 붕괴사고가 발생해 사회적 이슈가 되고 있으며, 해체대상 건축물에 대한 조사 미흡, 수립된 해체계획 미준수 등이 주요 원인으로 발생하고 있어 이에 대한 대책마련이 시급한 상황이다.
건축물을 해체하기 위해서는 주변현황, 해체대상 건축물 재료강도, 구조취약요소 등 해체대상 건축물 조사와 해체공사 시 붕괴발생 요인에 대한 분석과 대책수립, 그리고 해체계획에 따른 공사가 반드시 이뤄져야한다. 그럼에도 불구하고, 이에 대한 이행이 미흡해 붕괴사고가 발생하는 사례가 있다.
또한, 현장에서 수집되고 조사된 자료와 현황이 설계자, 해체 계획, 시공자에게 완전하게 전달되지 못하고 있을 뿐만 아니라 그 양식 또한 표준화되지 않아 해체 업무의 수행이 원활하게 진행되지 못하는 경우가 많다. 이러한 데이터의 유실을 막고 데이터의 디지털화를 통해 데이터의 연속적인 유지와 관리를 위한 기술 개발이 필요한 상황이다.
특히, 해체 계획 시 건축물의 위험요인 등 건축물의 정보에 대한 조사가 필요하지만, 기존 조사방법은 인력에 의한 육안조사, 측량, 도면작성으로 이뤄지고 있어 이에 따른 오차발생과 조사효율 저하의 문제를 해결해야한다는 목소리가 높아지고 있다. 이에 따라 기존 조사방법의 한계를 해결하기 위해 최근 3D 스캐닝 기술이 활용되고 있다.
기존 육안조사와 측량을 통한 도면작성의 경우, 모든 작업이 인력에 의해 작업이 수행되고 있으며, 작업결과에 오류가 포함될 가능성이 있다. 현장 조사결과를 수기로 기록하는 비효율적인 작업으로 인해 별도로 사무실에서 정리하고 도면작성 작업을 수행해야 한다는 단점을 가지고 있다.
반면, 3D 스캐닝을 활용할 경우 대상건축물의 결함과 치수를 한 번에 수집할 수 있으며, 후처리 프로그램을 이용해 3D BIM 모델과 도면 작성의 정확성과 효율성을 향상할 수 있다는 것이 장점이다. 또한, 조사자가 스캐너를 이용해 실내·외를 스캐닝하고, 후처리 프로그램을 이용해 수집한 3차원 측정자료를 BIM과 도면으로 변환할 수 있다는 것 또한 장점이다.
이를 통해 소형 건축물 군에 대한 일괄 조사, 중대형 건축물의 조사 효율을 크게 향상할 수 있으며, 조사원의 휴먼에러를 최소화해 정확한 현장조사 결과를 확보할 수 있다. 또한, 3D 스캐닝을 활용해 ‘건축물 안전해체 계획 및 시공 기술 개발’ 연구과제에서 개발 중인 3D 모델 기반 해체정보 구축 표준모델(D-BIM)의 해체정보를 제공할 수 있게 된다.
이번 연구과제에서는 중·대형 건축물, 소규모 건축물 단지 등에 대한 현장조사 지원을 위해 3D 스캐닝을 활용한 D-BIM 작성도구가 개발될 예정이다. 이와 더불어 작성되는 D-BIM은 구조객체 중심의 BIM으로써 현장 3D 스캐닝 후 구조부재 객체를 생성하고, 현장조사 자료를 저장하는 기능을 가진 지원 S/W도 개발되고 있다.
이 S/W는 현장 조사 Point Clould 처리, 객체 자동생성, 구조 중심 추출 등 작업을 지원하는 기능을 포함하고 있다. 특히, 구조해석, 구조붕괴 시뮬레이션, 공사 시뮬레이션을 위한 3D 전산 모델링 작성용 데이터 추출이 가능하도록 할 계획이다.
한편, 중소형 건축물의 경우 3D 스캔과 후처리 과정을 요구하지 않을 수 있기 때문에 모바일 기기를 이용한 현장 조사 지원 S/W를 개발해 대상건물의 형상에 대한 정보를 취득하고, 현장에서 2D 도면 또는 3D 모델을 생성해 조사정보를 연계·저장할 수 있는 기능도 추가된다. 이를 통해 현장에서 생성한 도면과 3D 모델과 조사결과를 바탕으로 3D 스캐닝의 데이터 처리와 동일하게 구조부재객체 생성과 정보저장 기능도 개발될 예정이다.
현재 3D 스캐닝을 활용해 가상해체 역설계 지원기술을 개발하고 있는 ㈜스캔비는 CNP동양 그룹의 BIM 설계팀에서 시작된 구조 엔지니어링 노하우를 바탕으로 BIM기술과 3D스캐닝 기술을 융합해 공간을 분석하고, 창조, 가공을 목표로 하는 엔지니어링 기업이다. 스캔비는 이러한 기술을 바탕으로 이번 과제에서 해체를 위한 공간을 디지털 전환하고 자동화, 데이터화해 타 기관에 필요로 하는 정보를 제공하고 D-BIM으로 전환 배포하는 것을 목표로 하고 있다.
스캔비 이병도 대표이사(사진)는 “D-BIM을 이용한 건축물 해체 기술의 혁신을 위해서는 현장조사자가 D-BIM을 손쉽게 작성할 수 있도록 지원기술을 개발하는 것이 매우 중요하다”며 “해체계획을 위한 현장조사 효율향상을 통해 조사업무의 내실이 향상되고, 측량오차, 휴먼 에러의 최소화를 통해 해체계획의 정확성도 향상될 것으로 예상된다”고 말했다.
그는 이어 “뿐만 아니라, 조사정보의 전산화/데이터베이스화가 가능해 향후 관련 기술개발과 정책·제도 개발에 활용 가능할 것으로 기대된다”며 “이번 과제를 통해 해체 관련 기술개발을 충실히 수행해 개발된 성과물을 바탕으로 3D 스캔, BIM 기반 설계협업 기술사업화와 더불어 관련 기술을 고도화하기 위해 최선을 다할 계획”이라고 덧붙였다.
이처럼 스캔비는 단순히 건축 분야를 위한 3D데이터 취합과 분석이 아닌 3D 공간의 디지털 전환을 통한 다양한 데이터의 활용을 목표로 하고 있다. 또한, 'Digital Data Resources Mining'이라는 목표를 가지고 기존에 한번 쓰고 버려지는 데이터가 아닌 가치 있는 3D 디지털 데이터의 취득과 생산을 통해 XR, 메타버스 등의 데이터 활용을 목표로 기술개발에 매진할 계획이다.
