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Revit, AutoCAD, Civil 3D를 포함하는 통합된 BIM 도구
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Inventor와 AutoCAD에 포함된 전문가용 CAD/CAM 도구
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3ds Max 및 Maya를 포함하는 엔터테인먼트 컨텐츠 제작 도구
중국의 대운하는 길이가 1700킬로미터가 넘고, 2개 도시와 4개 성에 걸쳐 있으며, 천 년이 넘게 사용되어 왔다. 이 고대의 수로는 한 때 중국의 경제, 문화, 예술 유산의 중요한 경로였다. 오늘날에는 과거의 영광이 희미해졌지만 재기의 조짐을 보이고 있다.
이 조짐의 한 예로 건축 전문 언론 매체 디진(Dezeen)과 아크데일리(ArchDaily)가 선정한 주목해야 할 건물로 뽑힌 베이징의 서브 센터 극장이 있다. 총 용적률이 12만5300 제곱미터에 달하는 약 5500석 규모의 이 단지(‘그린 하트 그랜드 극장(Green Heart Grand Theater)’으로도 불린다)에는 오페라 하우스, 연극 극장, 콘서트 홀, 이렇게 세 개의 개별 공연장이 있다. 중국 퉁저우의 오래된 운하를 따라 늘어선 곡물창고와 범선을 본 따 만든 이 극장들은 ‘문화 컨테이너(Containers of Culture)’로 알려져 있다.
복잡한 건축 구조와 마감 및 설비 소음에 대한 엄격한 요건 때문에 극장 시공 프로젝트에는 보통 조명과 음향뿐 아니라 자재, 전기 장치, 무대, 기계 등을 담당하는 다양한 전문 분야가 관련되어 있다. 여러 분야 간의 협업은 큰 도전이 될 수 있다. 서브 센터 극장 프로젝트는 세 개의 개별 유닛으로 구성된 복잡하고 이질적인 구조물이자 마감과 음향에 대한 요건이 지나치게 높은 세계적인 수준의 극장이어서 더 많은 분야에 걸친 협력이 필요했다.
베이징 건설 엔지니어링 그룹(BCEG)의 푸야디(Fu Yadi) 수석 엔지니어는 국가대극원(National Centre for the Performing Arts, NCPA)에서 설립한 전문 관리팀이 프로젝트 시작, 설계, 시공부터 완공까지 건설 및 운영 관리 과정 동안 지속적으로 후속조치를 취해왔다고 밝혔다. NCPA는 용도와 해석 요구에 따라 설계 단계를 구성했다. 프로젝트의 디자인이 모든 단계에서 일관성을 유지하도록 설계 계획을 최적화하고 개선해서 모든 것이 원활하게 진행되게 만들었다.
“이 프로젝트와 관련된 전문 협업자와 관련 당사자 수가 많고 프로젝트가 복잡해서 평면 도면만으로는 협력 요건을 충족할 수 없기 때문에 프로젝트 모델 기반 설계와 협력을 진정으로 달성했다”고 푸는 말했다. 예를 들어 무대와 조명 시스템이 매우 얇은 강철 케이블과 기둥으로 구성된 무대 구역에서 이 얇은 구조물을 순수하게 2차원 모델만 사용해서 제작했다면 충돌을 피하기가 사실상 불가능했을 것이다.
최근 몇 년 간 지능형 건설, 디지털 기술, BIM( 빌딩 정보 모델링 )의 급속한 발전 덕분에 복잡한 건설 기술이 뛰어난 예술적 기준을 달성하는 데 도움이 됐다. 서브 센터 극장 프로젝트에서 BIM 기술은 디지털 건설을 강력하게 지원하여 프로젝트의 납품, 운영, 유지보수를 위한 토대를 마련했다.
푸에 따르면 해당 프로젝트의 엔지니어링은 BIM에 상당히 의존했다고 한다. 무대 기구와 좌석 등 특수한 요구를 맞추기 위한 물리적 모델이 부족했던 이전의 일부 극장 시공 프로젝트와 달리, BCEG는 이제 전체 건설 기간 동안 BIM을 이용하여 보다 포괄적인 물리 모델 구축을 모색할 뿐만 아니라 다른 분야를 통합하는 데 전념하고 있다. BCEG는 진행중인 모델링으로부터 데이터의 가치를 추출하고, 가치 있는 데이터는 향후 프로젝트에서 사용 가능하게 만드는 방법도 연구하고 있다.
국제적인 관심을 받고 있는 공공 건물이면서 건물 안에 건물이 있고 방 안에 방이 있는 복잡한 구조의 건물이기에, 이 프로젝트에는 준비 단계부터 납품, 운영, 유지보수까지 스마트 건설을 적용해야 했다. 여기에는 BIM 모델(주로 오토데스크의 Revit( 레빗 )과 Navisworks( 나비스웍스 ) 사용)을 기반으로 한 심층 설계, 포괄적인 시공 조직, 관리, 전체 프로세스가 통합된 현장 관리가 포함된다.
해당 프로젝트는 다양한 단계에서 하드웨어, 소프트웨어, 3D 레이저 스캐닝, 가상 현실(VR)기술을 대거 사용하여 필요한 비용과 자재를 모두 절감할 수 있었다. 오토데스크의 Environment( 인바이런먼트 **)**애플리케이션의 설계 조정을 통해 2000개 이상의 중요한 충돌을 해결하여 100만 달러(약 13억3600만100원)의 추가 비용이 발생하는 설계 변경을 피할 수 있었다. 설계 및 시공 계획의 모델 기반 분석 및 최적화를 통해 강철 1650톤을 절약하여 300만 달러(약40억 원) 이상의 비용을 절감하고 지속가능성을 개선할 수 있었다.
해당 팀은 복잡한 공간 구조 안에서 완벽한 음향 성능을 구현하기 위해 고정밀 측정 로봇을 사용하여 현장의 주요 구역을 여러 차례 3D 스캔했다. 토목 구조물에 대한 정기적인 3D 레이저 스캐닝과 포인트 클라우드 모델링을 사용한 BIM모델 검토를 통해 모델, 도면, 현장 시공에서 발생하는 일관성 문제를 즉시 파악했다. 푸는 해당 팀이 여러 업계 및 학계 파트너와 협업하여 프로젝트 전반에 디지털화와 정보 기술을 적용했다고 말했다. 연구 기관 두 곳과 세 개의 대학이 서브 센터 극장 프로젝트에 참여하여 기술 지원을 제공하면서 해당 프로젝트를 협업과 혁신의 시범 사례로 만들었다.
서브 센터 극장은 베이징의 그린 하트 지구에서 넓은 구역을 차지할 것이다. 지역사회, 건축, 생태, 지속가능한 건설 개념을 통합하는 것이 프로젝트 전반에 걸쳐 우선시됐다. 푸에 따르면 그린 하트 지구 전체가 공간 계획에서 상당한 선견지명을 입증했다고 한다. “전반적인 공간 계획, 도로 계획, 색채 계획, 친환경 에너지 계획 등 어떤 면에서든, 전반적인 요건과 개념이 매우 앞서 있다”고 푸는 말했다.
서브 센터 극장의 경우, 열린 공유와 친환경 효율성을 지침으로 삼았고, 극장을 구성하는 세 개의 개별 유닛은 넓은 면적에 걸친 지열 에너지를 사용하여 전력 소비를 공유한다. 해당 프로젝트의 지열 냉난방 시스템은 프로젝트의 지속가능성에 지대한 영향을 미쳤다. 푸는 해당 시스템이 가동되면 물을 소비하거나 오염시키지 않고 보일러, 냉각탑, 연료 폐기물 저장 장소가 필요하지 않아 환경적, 경제적으로 이익이 된다고 말했다. 고도의 자동화와 원격 관리 또한 유지보수비를 크게 절감한다. 열 펌프는 겨울과 여름에 열 교환을 통해 배출량을 줄이고 생태계 균형을 유지하는 데 도움을 준다.
건축 설계의 경우, 문화 컨테이너 프로젝트는 서브 센터 극장 그 자체를 예술작품으로 만들었다. 오페라 하우스의 인상적인 외관은 햇빛에 아름답게 빛날 것이다. 그 뒤로는 4134개의 독특한 접이식 알루미늄 커튼 벽 패널로 구성된 복잡하고 이질적인 구조가 있다.
푸는 프로젝트 당시 경험을 돌이키며 이렇게 규모가 크고 복잡한 프로젝트는 엔지니어링 분야에서 디지털화와 정보 기술을 촉진하는 데 주요한 역할을 할 것이라고 말했다. 또한 해당 기술이 효율적인 커뮤니케이션 표준을 만들어 다양한 응용 시나리오에 도움이 될 것이라고 덧붙였다.
향후 6개월가량 해당 팀은 계속해서 전문 실외기실을 설치하고 무대 설비를 마무리할 것이다. 전체 서브 센터 극장 프로젝트를 위한 BIM 데이터 수집은 2023년에 완료되어 이 대규모 프로젝트의 디지털 납품이 가능해질 것이다.
문화 컨테이너가 완공되면 베이징의 그린 하트의 친환경 건축 기준이자 중요한 새 랜드마크가 될 것이다. 서브 센터 극장의 건설은 시범 프로젝트로서 향후 건설의 모델이 될 것이다. 서브 센터 극장은 문화와 예술을 향한 중국인들의 끊임없는 추구를 나타낸다. 참여한 소유주, 설계자, 시공업자에게 이 프로젝트는 어렵지만 가치 있는 여정이었다.
베티 왕(Betty Wang)은 기술 트렌드에 초점을 맞춘 프리랜서 작가다. 그는 풍부한 문화적 중요성을 가진 기술 혁신에 대한 이야기를 쓰는 것을 전문으로 한다. 수년간 기술 컨설팅 분야에서 쌓은 폭넓은 전문 경험은 건축, 소프트웨어, 하드웨어 및 데이터 센터에 대한 깊은 지식과 이해를 제공했다. 베티 왕은 영국 셰필드 대학에서 국제 저널리즘 학위를 취득했으며, 미래지향적인 저널리즘 비전과 독특한 문화적 관점을 개발했다.
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제공: 스웨코(Sweco).