634미터 높이의 도쿄스카이트리

 

634미터 높이를 자랑하는 도쿄스카이트리는 디지털 지상파 방송을 위한 세계 최고 높이의 프리스탠딩 타워입니다. 타워의 디자인에는 일본 전통의 미적 감각과 최첨단 공학이 접목되었습니다. 타워는 도쿄의 새로운 랜드마크가 것이며, 스미다강과 인근 지역에서 바라볼 장관을 이룰 것입니다. 이런 뷰는 "시공을 초월한 전망"으로 불릴 것으로 기대됩니다.

BIM의 다양한 기능을 잘 보여주는 사례

634미터라는 초고층 구조물을 세우려는 시도는 일본에서 지금껏 한 번도 없었던 일입니다. 이렇게 높은 구조물을 실제로 건설한 경험이 있는 회사가 전혀 없었으므로, 이 타워를 건설한다는 것 자체가 Obayashi로서는 상당한 기술적 도전이었습니다. 타워의 구조용 철강 기둥은 다양한 각도로 비스듬하게 접합되며, 그 형상도 서로 다릅니다. 이런 어렵고 가혹한 조건에서, 엔지니어들은 과거에 수행한 프로젝트에서는 한 번도 경험해보지 못한 종류의 문제를 해결해야 했습니다.

3D 설계 시스템 선택

정확한 건설과 사전 충돌 방지라는 요구 사항을 고려하여, Obayashi에서는 이 프로젝트를 시작하기 전에 3D 설계 시스템을 사용하기로 결정했습니다. 구조용 철골 설계를 위한 여러 가지 프로그램을 검토한 끝에, 마침내 Tekla BIM 소프트웨어를 채택하기로 결정했습니다. 게다가, 이 프로젝트에 참여한 주요 제작업체들이 Tekla 솔루션을 사용하고 있었고 전 세계 곳곳에 있는 이런 종류의 특별한 구조물에 이미 Tekla 솔루션이 적용된 실적이 다수 있기도 했습니다. Obayashi의 선임 연구 엔지니어인
 


Tomoya Kaneko는 BIM에 대한 높은 기대 수준을 이렇게 표명합니다. “제작업체들이 만든 3D 모델 일반 도급업체가 활용하는 것은 건설산업의 새로운 데이터 흐름입니다. Tekla Structures (볼트에서 대형 어셈블리 장치까지) 모든 필수 장치를 정의할 아니라, 모든 무게와 무게중심의 위치를 자동으로 계산합니다. Tekla BIM 소프트웨어를 사용하면 고도로 상세한 모델을 만들 있으므로, 바로 때문에 건설 현장에 적합한 도구입니다. 우리는 확실히 이런 식으로 BIM 활용 방안을 계속 연구할 것입니다.

생산 설계, 건축 계획 및 관리

3D 건설 정보 모델은 실제 건물의 표현에 있어 높은 신뢰성을 제공했고, 따라서 소유자와 설계 감독자가 이 모델을 사용하여 설계 의도의 실현 가능성과 타당성을 확인하고 건축 설계를 명확히 했습니다. 모델에는 복잡한 주 구조물의 건축 형상뿐 아니라, 유지보수용 비계 및 사다리와 같은 고소 작업에 사용되는 소형 비품도 포함되었습니다. 모델 시뮬레이션으로 공사 중의 안전성을 보장했으며, 이 시뮬레이션을 사용하여 모든 요소의 정확한 위치와 형상을 최종 결정했습니다.


부수적인 작업에 활용되는 조명 및 방송 시스템과 같은 장비를 고정하는 임시 가설물과 철강 부재도 이 모델에 포함되었습니다. Obayashi는 상세 모델을 바탕으로 모든 조인트 부분을 기술함으로써 프로젝트 초기 단계에 최종 설계에 대한 승인을 원활하게 받을 수 있었습니다. 모델 시뮬레이션으로 타워의 기하학적 형상과 각 시공 단계에서 구조용 철강을 세우기 위한 작업 절차를 이해하기도 더 쉬워졌습니다. 게다가, 이 모델은 프로젝트 참가자 간의 정보 공유뿐 아니라, 타워 근처의 지역사회와 주민에게 프로젝트를 설명하는 데도 유용했습니다.                   

"눈에 보이지 않는" 위험 발견 및 예방

일반적으로 도면은 제작업체, 설계 감독자 및 공사 관리자 사이의 주된 커뮤니케이션 도구였습니다. 하지만 도쿄스카이트리 프로젝트에서는 건설 정보 모델을 정보 공유 플랫폼으로 선택했습니다. 이 모델은 협업을 효율적으로 증진하고, 도면, 엔지니어링 검사 및 공사 계획을 시각화하는 데 중추적인 역할을 했습니다.
 
프로젝트 초기 단계부터 설계 감독자(Nikken Sekkei), 공사 관리자(Obayashi), 제작업체가 모이는 회의가 매주 정기적으로 열렸고, 이 자리에서는 모델을 바탕으로 진행상황을 검토했습니다. 걱정할 만한 사안이 있을 경우에는 모든 참가자가 같은 수준에서 해당 문제를 파악한 다음 함께 협력하여 모델을 기반으로 하는 절차에 따라 문제를 해결할 수 있습니다. 
한 모델에 결합된 다양한 정보로 잠재적 문제를 더 쉽게 파악할 수 있는 이점이 있습니다. 설계 도면에서 확인할 수 없는 문제는 모델에서 찾을 수 있습니다. 모델은 도쿄스카이트리와 같이 매우 복잡하고 대규모로 진행되는 프로젝트를 고품질로 공사하기 위해 모든 단계에서 정보를 공유하고 통합하기 위한 필수불가결한 도구일 수 있습니다. 이 경우에는 BIM 덕분에 원활한 프로젝트 흐름이 촉진되고, Obayashi가 공사 계획을 시각화하고 시뮬레이션을 통해 문제를 제거할 뿐 아니라, 추가 작업과 작업 지연을 일으킬 수 있는 상황을 예방할 수 있었습니다. 

주간 회의 후 제작업체에서 수정 작업을 수행하면 모델 데이터가 파일로 변환되어 인터넷을 통해 볼 수 있었습니다. 그런 다음, 데이터는 Nikken Sekkei와 Obayashi의 계획 감독자에게 이메일로 전송되었습니다. 그러면 양쪽에서 수정 사항을 확인했습니다. 모델링된 정보를 공유하여 가능한 변경 사항을 시뮬레이션함으로써, 현장의 건설업체와 제작업체는 이런 변경 사항에 신속히 대응할 수 있었습니다. 관리 및 조달 부서에서도 모델을 사용하여 파트너 및 Obayashi의 현장 사무소와 협업하여 프로세스를 설명했습니다. 날짜 정보가 추가된 Tekla 모델을 사용하여 현장에서 타워를 세우는 작업을 점검했습니다. 

Tekla Structures 타워에 부착된 모든 부품을 3D 모델에 배열합니다. 모델은 반복적으로 사용되기도 했는데, 예를 들어 충돌 감지 시뮬레이션을 통해 현장에서 수정 작업을 필요성을 없애고 결함이나 문제 없이 타워를 건설할 있도록 목적으로 반복 사용했습니다.” BIM을 프로젝트에 도입할 때의 이점에 관해 Obayashi의 공사 관리자인 Yoshikuni Nagano의 설명입니다.