DfMA 모듈러 공법으로 미래건설의 방향 제시

경희대 김인한 교수팀 실증사업

DfMA 개념과 서산 실증단지 투시도.

경희대 건설정보연구실 연구팀(연구책임자 김인한 교수·사진)은 4차 산업혁명 시대에 대비해 건설산업의 효율성을 극대화시킬 수 있는 새로운 기술을 구축하는 측면에서 올해 1월부터 선진화된 DfMA(Design for Manufacturing and Assembly) 방법론을 적용한 모듈러 공법을 연구해 실증 사업을 진행하고 있다. 이 사업은 국토교통부 도시건축 연구개발사업의 개방형 BIM 기반의 건축설계 적법성 자동화 기술 개발의 일환으로 자동법규체크 및 설계자동화, 시공까지 연계되는 사업으로 추가 예산을 확보하여 진행하고 있다.

DfMA란 생산성과 품질 향상을 위한 제조 방법론으로, 건축 분야에서는 이를 건축에 접목하는 융복합의 의미로 사용하고 있다. DfMA 방법론을 적용한 모듈러 공법은 자동화된 시스템을 갖춘 공장 제작을 기본으로 하여 부품과 조립방식에 대한 충분한 검토를 거쳐 현장에서는 조립만 해 완성되는 공법이다. 미래에 그 비중이 높아질 전망이다. 대형 모듈러 건축물이 주로 연구됐으나 개인건축주를 대상으로 한 사례 연구는 미흡한 실정이다. 이번 연구는 개인건축주를 대상으로 한 중소 규모의 근린생활시설 및 단독주택을 위한 모듈러 건축물에 초점을 맞추고 있다. 연구팀은 BIM기반 DfMA를 이용한 소규모 건축물의 설계부터 제작 및 시공뿐 아니라 사용자들의 편의를 위한 통합 플랫폼 개발까지 목표로 두고 있으며, 국내 최초로 DfMA 기반 모듈러 공법을 활용해 설계부터 시공까지 원스톱서비스를 제공할 예정이다. 현재 연구팀은 충남 서산에 연면적 84m², 90m² 규모의 단독주택 2동과 제주도에 연면적 413m²의 근린생활시설 1동의 실증단지 모듈 설계의 최종 단계에 있다. 서산의 실증 모델은 착공을 시작하는 단계다. 연구의 성공적인 추진을 위해 설계부터 시공까지 건축사, 구조설계팀, 소프트웨어 개발팀, BIM 전문가, 공장제작팀 등이 한 팀을 이뤄 참여하고 있으며 점차 시공 분야로 확대해 나갈 예정이다.

이번 연구는 실증주택 검증과 더불어 더 나아가 건축을 하고 싶어하는 사람들에게 자신의 집을 직접 설계할 수 있도록 다양한 서비스를 제공하고자 한다. 독립적인 다양한 유닛모듈의 조합만으로 창의적이고 사용자 중심적인 주택설계가 가능해진다. 또 개발된 설계안을 바탕으로 모듈화의 기초가 되는 BIM 라이브러리를 제작하고 있다. 이는 추후 사용자의 요구에 따라 BIM 라이브러리를 조합해 자동으로 설계안을 생성하는 기반기술이 될 것이다. 연구팀의 최종 목표는 중소형 단독주택, 근린생활시설, 기타 용도의 건축물을 사용자가 직접 설계단계에서 참여할 수 있는 건축플랫폼을 개발하는 것이다. 이를 위해 BIM 기반 건축 설계 자동화와 AI를 비롯한 첨단기술의 융합으로 세계 선도 수준의 설계 역량을 확보하기 위해 DfMA기술을 개발하고 DfMA 통합 플랫폼을 구축하고 있다. 연구팀은 이번 실증연구를 통하여 현재 건설업의 큰 문제인 건설현장의 고령화와 환경오염 문제를 해결하고 미래 건설업의 방향을 제시해 줄 것으로 기대하고 있다.