[공학저널 전찬민 기자] 스마트건설의 핵심 기술로 손꼽히고 있는 BIM은 높은 품질의 설계 성과품 생산을 통해 건설 생산체계의 생산성과 효율성을 높이는 것이 목적으로, 설계-시공-유지관리 단계까지 단절없이 BIM 정보를 축적하고 관리하는 것이 무엇보다 중요하다. 이에 따라 스마트 건설기술을 총집합할 수 있는 BIM에 대한 심도 깊은 연구가 그 어느 때보다 활발히 진행되고 있다.
스마트건설 로드맵과 활성화 방안을 살펴보면 스마트건설의 중심에는 BIM이 있고 이를 통해 OSC, MC, MG, 디지털 트윈과 가상건설 등에 확대 사용이 가능하다. 이러한 환경 마련을 위해 한국건설기술연구원은 건설산업 전반으로의 활성화 확대를 위해 다양한 제도와 정책 마련을 지원하고 있으며, 현재 BIM클러스터가 그 역할을 수행하고 있다.
특히, BIM 활성화를 위해 공공과 산업에서 필요한 BIM 시행지침을 마련하고, 발주자의 BIM 역량을 높이기 위해 BIM 발주 사업을 위한 발주자 BIM 컨설팅 사업도 지속적으로 수행 중에 있다. 이와 더불어 공공, 민간의 BIM 기술과 활용 역량을 고취시키기 위해 국내의 전방위적인 BIM 표준 교육과정을 지속적으로 마련 중에 있으며, 이를 공인된 교육기관에 정규과정으로 채택해 다양한 교육효과를 도출하고 있다.
최근에는 설계사의 BIM 전문역량 강화를 위해 BIM 교육 강사비 지원사업을 수행한 바 있으며, 고등학교와 대학교에 이르는 교육 체계마련을 위한 지원도 이어나가고 있다. 뿐만 아니라 BIM 사업의 효과를 도출할 수 있도록 한국형 BIM 성과평가를 개발하고, 민간의 BIM 역량을 발굴하기 위해 스마트건설챌린지의 BIM Live 경연 개최 등 BIM 활성화 지원체계 구축을 위해 제도, 교육, 활성화 전반의 체계 구축을 지원하고 있다.
무엇보다 건설기술연구원이 BIM 표준인 IFC 표준 개발을 주도해 전 세계적으로 활용가능한 수준의 표준 개발에 앞장서고 있다. 최근에는 ISO19650이 전 세계적으로 도입이 확대됨에 따라 국내에서도 이의 도입을 위한 관련 플랫폼을 개발하고 있으며, 제도마련을 통해 기업들이 ISO19650에 대한 인증 표준 취득을 위한 지원사업도 확대할 계획이다.
그럼에도 우리나라의 BIM 시장은 거의 설계 단계에 집중돼 있는 상황으로, BIM의 원론적 정의나 중요성은 설계 단계에 국한된 것이 아니라, 시공-유지관리 단계로 이어졌을 때 비로소 완성된다고 볼 수 있다. 따라서 설계 단계에서는 기존의 지형 측량 수준에서 활용이 가능하지만, BIM으로 설계된 시설물을 현장에 시공하는 단계에서는 정밀 측량이 동반돼야만 하기 때문에 정밀측량과 고정밀 공간정보 기술은 BIM의 핵심 기술로 불리고 있다.
시공단계에서 빈번하게 발생하는 설계 변경 요소의 반영은 물론, 설계된 계획에 따라 정확하게 시공했는지의 여부를 확인하기 위해서는 정밀 GPS 장비, Lidar 장비 등을 이용한 정밀측량기술이 함께 적용돼야 할 필요도 있다. 이에 최근에는 소형화, 경량화, 저비용 장비들이 도입되고 있어 활용 분야가 넓어지고 있고, 특히, 드론을 이용한 정밀측량 기술 등은 건설현장에 다수 도입되고 있다.
한국건설기술연구원 미래스마트건설연구본부 최현상 본부장(사진)은 “정밀측량과 고정밀 공간정보가 결합된 BIM 정보는 시공단계와 유지관리 단계에서 매우 강력한 디지털 도구가 될 것”이라며 “또한, 최근 확산되고 있는 디지털트윈 관련 기술의 가장 기본이 되는 정보가 현실을 정확하게 묘사하는 3차원 정밀 공간정보이며, 시공-유지관리단계에서 축적한 정보들이 계속 축적된다면, 건설분야 디지털 트윈 구현도 매우 빠른 속도로 성장할 것으로 전망된다”고 말했다.
그는 이어 “앞으로는 BIM 설계 도면을 현장의 로봇이 이해하고, 현장에서 실시간으로 취득되는 정밀공간정보를 분석해 모듈화된 자재들을 활용해 구조물을 건설할 수 있을 것”이라며 “예전 애니메이션이나 영화에서 볼 수 있었던 모습들을 현실로 바꿀 수 있는 가능성을 열어주고 있는 것이 바로 디지털기술이고, 그 시작이 BIM과 정밀공간정보 기술이다”고 덧붙였다.
이렇듯 스마트건설이라는 건설산업의 숙명을 실현하기 위한 중심에는 한국건설기술연구원의 미래스마트건설연구본부가 주도적인 역할을 하고 있다.
현재의 미래스마트건설연구본부의 시작은 1994년부터 시작된 건설CALS 사업이라 볼 수 있으며, 이후 1999년 신설된 공간정보연구그룹이 출범하게 되면서, 거의 25년 동안 우리나라 건설산업 정보화와 건설분야 공간정보 활용기술을 선도하고 있다. 또한, 2010년 초반부터 본격적인 BIM 관련 연구를 시작해 전통적인 공학분야인 건설분야에 시대적으로 필요한 정보화기술과 디지털기술을 융합하기 위해 부단히 노력하고 있다.
나아가 건설산업 전반의 디지털 기반 마련과 앞으로 펼쳐질 스마트건설 시대를 앞당기고자 인공지능, 빅데이터 등 다양한 연구를 수행하고 있다. 특히, 국토교통부의 BIM 정책지원을 위해 조직으로 BIM 클러스터를 운영하는 등 다양한 정책적 기반 마련에도 노력을 기울이고 있다.
또 하나 주목할 점은 미래스마트건설연구본부가 2010년 중반부터 우주극한건설분야까지 연구 영역을 확장하고 있다는 것이다. 그동안의 우주관련 기술은 발사체와 무인탐사장비 중심이었지만, 최근에는 우주기술 선진국들 중심으로 우주와 주변 행성에 장기간 거주하면서 인류에 도움이 될 수 있는 자원개발 등을 목적으로 하는 연구로 영역을 확대해 나아가고 있고, 이를 가능하게 하기 위한 기반 기술로 우주 건설 기술이 급부상하고 있다.
이와 함께 진공이나 초저온 환경에서 외계 환경에서 구할 수 있는 재료를 활용한 우주 건설 기술이 새로운 연구 테마로 떠오르고 있다. 지구의 대기환경, 토양, 지질환경, 건설재료 등과는 상이한 환경에서의 건설은 인류에게 매우 생소한 영역으로 평가받고 있으며, 3D 프린팅기술, 마이크로신터링기술(전자기파를 이용한 토양과 광물 고형화 기술) 등이 대표적인 기술이다.
최 본부장은 “하지만, 아직까지는 지구상에서 주로 연구가 이뤄지고 있어 실제 우주환경에서 직면하게 되는 고진공 문제, 우주방사능이나 자기장 문제, 대기의 보호를 받지 못하는 우주 비산체(유성 파편 등)로 부터의 보호 문제 등 매우 다양한 문제들을 해결해 나아가야 한다”며 “우주건설기술은 아직까지 초보적인 수준이지만, 앞으로 연구자들이 해결해야 하는 아직도 밝혀지지 않은 매우 다양한 문제들이 기다리고 있다”고 말했다.
