BIM Quantity takeoff

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계획설계에서 실시설계 까지 BIM을 이용한
물량산출 및 공사비추정 시스템 구축
윤종덕
㈜토문건축사사무소 기술연구소 이사

2. 발단

3. 서울 ** 프로젝트
이번 프로젝트는 BIM을 도입하여
다양한 시도를 해봅시다
구조검토
물량산출
환경시뮬레이션
도면화

5. 하지만, 실제 프로젝트를 수행하다 보니
• 각종 자문(3회) 및 심의(5건), 인허가(2건), VE(2회), 심사(2회) 실시
• 각종 절차 이행에 따른 변경, 요구사항 반영에 계획 보다 많은 자원 투입
계획
실행

6. 예상외의 큰 문제 발생
앗! 공사비가 예산을 넘어 갔네….

7. 공사비를 맞추기 위한 재 작업 돌입..
실시설계 도면 수정과 내역 재산출
6명 X 1개월 = ￦ ￦ ￦
그래도 수행계획은 맞춰야해..

8. 무엇이 문제 였을까?
1. RFP에는 계획설계시 추정공사비, 기본설계시 추정공사비를
산출하도록 함
2. 그러나 각종 심의, 인허가, 자문, 발주처의 요구사항 변경
등으로 인해 수많은 변경 발생
3. 실시설계 이전의 추정공사비를 주로 면적을 근거로 산출
4. BIM저작도구의 수량산출 기능만으로는 공사비를 알수 없음

9. 생각해 보면..
* 둘의 면적은 같지만 둘레길이는 차이가 많이 발생한다

10. 생각해 보면..
* 둘의 면적은 같지만 높이는 차이가 많이 발생한다

11. 제안

12. 이런 문제를 해결 하려면?
BIM 모델 + 일위대가(DB) =
즉각적인 공사비의 변동 검토!
* 형상과 정보를 결합해보자!

13. 그럼 이런 기능의 도구가 있을까?
빠른 판단을 위해 설계 단계별로 다른 기능이 필요
1. 기획/계획설계 : 매스모델에서 정보를 추출
2. 기본/실시설계 : 상세 모델에서 정보를 추출

14. 이런 도구들이 있었네

15. 일단 한번 직접 봅시다
그런데, 설계사무소에
판매실적이 있나요?
없는데요..
(헉…)
어서와 내역은 처음이지~

16. 그럼 왜 아무도 도입하지 않았을까?
1. 국내에는 수량산출 및 내역작성에 대한 기준, 표준이 없다.
2. 따라서 각 발주기관, 건설사 별로 작성 기준이 모두 다르다.
3. 물론, 적용 단가도 모두 다르다.

17. 그럼에도 불구하고,
1. 기존의 2D 방식으로는 설계자가 적산업체의 수량산출물을
검증할 방법이 거의 없다.
2. BIM의 수량산출 기능만으로도 적산업체의 산출수량 검증에
효과를 일부 볼 수 있었다.
3. 변경이 발생할 때, 즉각 정확한 공사비는 아니더라도 공사비
변화 비율은 제시 할 수 있다.

18. 그럼 같이 한번 만들어 봅시다.

19. 수량산출, 추정공사비 시스템의 활용 목표
1. 관계자들과 의사결정에 필요한 정보를 제공
2. 설계자가 진행중인 프로젝트의 공사비를 항상 추정 가능
3. 실시설계 완료 후 공사비를 맞추기 위한 재작업 축소

20. 시스템 구축 방법
1. 기존 프로젝트 중 DB작성용 기준 내역서 선정
2. 각 프로그램 특성에 맞도록 내역서의 항목들을 정리
3. 각 프로그램의 DB에 맞추어 항목들을 입력
4. DB가 잘 작성되었는지 검증할 프로젝트를 선정
5. BIM 모델을 작성하여 DB를 적용
6. 오차가 큰 부분은 DB나 산식들을 재 검토, 다른 모델에 적용
7. 결과가 잘 나올 때 까지 반복

21. 시스템 구축 일정
구분
2016년 2017년
상반기 하반기 상반기 하반기
기획/계획
(D-profiler)
일반건축물
DB 작성
테스트
프로젝트 수행
공동주택
DB작성
테스트
프로젝트 수행
기본/실시
(PMxPM)
DB 작성
테스트 프로젝트 수행,
철근콘크리트구조의 파라메트
릭 철근, 거푸집 산출 테스트

22. 기획/계획설계 추정공사비 산출

23. D-profiler DB 구조

24. D-profiler DB 구조

25. DB 작업 결과물
건물유형 컬렉션 어셈블리 라인항목 수식 변수
1 158 240 276 17 67
컬렉션 외장 형상 매스 프로젝트 실 슬라브
48 35 10 2 5 96 10
표준기초 특별기초 SOG 지하벽체 바닥골조
2 3 1 3 31
외부벽 외부창 외부문 칸막이 내부문 전문품
27 5 4 7 30 16
계단 내부벽 내부바닥 내부천정 기기설치 특수시공
16 28 37 21 1 8
컬렉션
어셈블리(일위대가)

26. 매스+외장 모델링 작업

27. 구조 DB 적용 결과
* 분석한 대로 결과가 나오는 지에 대한 확인 절차로 동일한 공사비가 산출되어야 함
A동 B동 C동 D동

28. 실 모델링 작업(일반실 + 특수실)

29. DB 작성 최종 결과
구분 DProfiler 기준공사비 증감 비율 보할
01_A동 13,695,634,048 13,767,518,146 71,884,098 0.5% 0.3%
02_B동 3,359,080,641 3,267,841,010 - 91,239,631 -2.8% -0.4%
03_C동 2,969,649,337 2,954,608,161 - 15,041,176 -0.5% -0.1%
04_D동 1,537,807,947 1,548,439,181 10,631,234 0.7% 0.0%
합계 21,562,171,973 21,538,406,498 - 23,765,475 -0.1% -0.1%
<공종별 비교>
공통가설공사 338,002,587 338,002,587 - 0.0% 0.0%
가설공사 1,029,402,823 1,039,335,297 9,932,474 1.0% 0.0%
토 및 지정공사 - 3,372,614 3,372,614 100.0% 0.0%
파일공사 465,514,318 465,017,727 - 496,591 -0.1% 0.0%
철근콘크리트공사 6,614,994,105 6,525,599,961 - 89,394,144 -1.4% -0.4%
철골공사 957,451,614 978,598,774 21,147,160 2.2% 0.1%
조적공사 1,870,364,472 1,866,080,912 - 4,283,560 -0.2% 0.0%
석공사 344,776,744 379,378,125 34,601,381 9.1% 0.2%
타일공사 606,540,390 517,948,898 - 88,591,492 -17.1% -0.4%
목공사 115,659,390 140,987,927 25,328,537 18.0% 0.1%
방수공사 680,313,632 700,401,205 20,087,573 2.9% 0.1%
지붕 및 홈통공사 15,685,493 37,160,283 21,474,790 57.8% 0.1%
금속공사 938,588,231 766,965,121 - 171,623,110 -22.4% -0.8%
미장공사 474,888,311 369,999,933 - 104,888,378 -28.3% -0.5%
창호공사 3,036,772,282 3,058,149,686 21,377,404 0.7% 0.1%
유리공사 705,924,573 687,815,750 - 18,108,823 -2.6% -0.1%
도장공사 410,966,699 428,041,082 17,074,383 4.0% 0.1%
수장공사 2,247,595,544 2,352,141,491 104,545,947 4.4% 0.5%
기타공사 687,593,065 727,193,444 39,600,379 5.4% 0.2%
골재비 - 116,309,940 116,309,940 100.0% 0.5%
운반비 21,137,701 39,905,741 18,768,040 47.0% 0.1%
합계 21,562,171,973 21,538,406,498 - 23,765,475 -0.1% -0.1%

30. DB 정확성 검증 1 – 제주 ** 프로젝트

31. 1차 테스트 결과
건축공사 DProfiler 기준공사비 증감 비율 보할
공통가설공사 206,160,880 123,818,244 (82,342,636) -66.5% -1.5%
가설공사 221,014,298 300,737,983 79,723,685 26.5% 1.5%
토공사 121,169,642 121,169,642 100.0% 2.2%
철근콘크리트공사 1,724,504,850 1,723,298,035 (1,206,815) -0.1% 0.0%
철골공사 79,568,759 90,834,277 11,265,518 12.4% 0.2%
조적공사 192,831,627 172,063,777 (20,767,850) -12.1% -0.4%
석공사 323,550,289 354,226,070 30,675,781 8.7% 0.6%
타일공사 101,413,196 90,186,459 (11,226,737) -12.4% -0.2%
목공사 9,284,548 10,684,787 1,400,239 13.1% 0.0%
방수공사 216,263,141 185,245,061 (31,018,080) -16.7% -0.6%
지붕 및 홈통공사 3,729,516 9,357,803 5,628,287 60.1% 0.1%
금속공사 499,884,419 520,850,631 20,966,212 4.0% 0.4%
미장공사 139,086,642 173,477,440 34,390,798 19.8% 0.6%
창호공사 598,146,697 623,059,339 24,912,642 4.0% 0.5%
유리공사 128,440,674 124,751,128 (3,689,546) -3.0% -0.1%
도장공사 111,761,865 132,591,709 20,829,844 15.7% 0.4%
수장공사 717,507,888 573,720,907 (143,786,981) -25.1% -2.7%
기타공사 10,252,610 10,270,196 17,586 0.2% 0.0%
골재비 48,998,260 46,972,000 (2,026,260) -4.3% 0.0%
운반비 12,677,538 12,951,223 273,685 2.1% 0.0%
합계 5,345,077,698 5,400,266,711 55,189,013 1.0% 1.0%
* 5% 이내의 차이 발생으로 DB가 적절하게 작성되었음을 확인

32. 적용 사례 1: 서울 ** 현상설계
현상설계 기획단계 부터 아키캐드를 이용하고, D-profiler로 추정공사비 산출

33. 추정공사비 산출
Summary 단가 단위면적당 금액
A 건축공사 ₩ 7,175,587,761 ₩ 476,052
C 토목공사 ₩ 1,890,100,182 ₩ 125,395
E 전기공사 ₩ 2,625,580,000 ₩ 174,190
M 설비공사 ₩ 2,234,796,000 ₩ 148,264
T 통신공사 ₩ 842,628,000 ₩ 55,903
직접공사비 소계 ₩ 14,768,691,943 ₩ 979,803
일반 조건 및 수수료
91_현장관리비 ₩ 547,918,471 ₩ 36,351
92_산업안전보건관리비 ₩ 267,313,324 ₩ 17,734
93_각종보험료 ₩ 443,060,758 ₩ 29,394
94_하자보수충당금 ₩ 220,053,510 ₩ 14,599
96_일반관리비 ₩ 1,403,025,735 ₩ 93,081
97_이윤 ₩ 738,434,597 ₩ 48,990
98_부가가치세 ₩ 1,838,849,834 ₩ 121,995
수수료 소계 ₩ 5,458,656,229 ₩ 362,145
총 추정공사비 ₩ 20,227,348,172 ₩ 1,341,949
예정공사비 이내로 적절하게 계획 되었음

34. 추정공사비 리포트(일부)

35. 적용사례 2 : 대안 추정공사비 비교
기존안 제안

36. 비교 결과
구분 기존안 제안 증감
용도 면적(㎡)
단위면적당
공사비
소계 면적(㎡)
단위면적당
공사비
소계
지하
주차장
10,455 764,640 7,994,311,200 18,285 705,115 12,893,027,775
판매시설 4,014 1,506,658 6,047,725,212 4,139 1,153,202 4,773,103,078
오피스텔 31,944 1,011,929 32,325,059,976 37,143 832,781 30,931,984,683
대지 3,895 174,905 681,254,975 3,895 526,414 2,050,382,530
소계 50,308 935,206 47,048,351,363 63,462 798,092 50,648,498,066 -14.7%
결론 : 기존안 대비 제안이 전체 연면적은 증가되었지만 단위면적당 공사비가
약 15% 적게 나오므로 보다 효율적인 계획안임을 확인.

37. 2단계 공동주택 DB 작성
건물유형 컬렉션 어셈블리 라인항목 수식 변수
5 16 204 (골조+마감) 623 (골조+마감) 9 108

38. DB 작업용 모델 작성

39. 구조 DB 적용 결과
구 분 기 준 D-profiler 증 감 차 이
아파트 레미콘 115,856 115,738 118 0.1%
아파트 형 틀 802,627 806,559 -3,932 -0.5%
아파트 철 근 7,119 6,877 242 3.4%
주차장 레미콘 44,710 43,969 741 1.7%
주차장 형 틀 85,297 87,432 -2,135 -2.5%
주차장 철 근 3,595 3,664 -69 -1.9%
전체적으로 레미콘 0.3%, 형틀 -0.8%, 철근 1.1% 차이 발생 -> DB 작업 ok!

40. 마감, 단위세대 DB 및 모델 작성

41. DB 적용 결과 확인

42. 적용사례 3 : 영종 ** 프로젝트

43. 적용결과
구분
건설사 산출량 D-Profiler 차이 비율
계 아파트 주차장 계 아파트 주차장 계 아파트 주차장 계 아파트 주차장
레미콘 176,856 95,836 79,211 178,233 99,240 74,624 -1,378 -3,404 4,587 -0.8% -3.6% 5.8%
형틀 906,246 739,253 153,729 936,485 779,533 139,675 -30,239 -40,281 14,054 -3.3% -5.4% 9.1%
철근 12,996 6,194 6,564 12,414 6,404 5,557 582 -209 1,006 4.5% -3.4% 15.3%
1. 구조
2. 주요마감
구분 건설사 산출량 D-Profiler 차이 비율
유리 139,227 114,628 24,599 17.7%
천정 147,940 160,801 -12,861 -8.7%
타일 98,191 105,344 -7,153 -7.3%
벽돌 9,068,921 8,462,065 606,856 6.7%
주차장 구조가 DB와 달라 철근량 차이가 많이 발생, 대부분 10% 이내의 차이 발생
추후 DB 업데이트 필요

44. 기본/실시설계 수량 및 추정공사비 산출

45. PMxPM 실행화면

46. 패밀리 유형에 일위대가를 연결

47. 철근 콘크리트 패밀리를 이용한 철근, 거푸집 산출
철근콘크리트 공사는 철근공사, 거푸집공사, 콘크리트공사로 구분하고 각각의 소요물량은
아래와 같이 산출
1.철근공사 - 소요되는 철근의 정보를 객체의 매개변수로 입력하고 모델의 단면크기와
길이에 적용하여 철근의 종류별로 길이를 산출하여 단위중량으로 산정
2.거푸집공사 - 소요되는 부재의 거푸집면적을 아래와 같은 산식으로 산정
1) 기초 - 기초의 외곽면적 = 둘레 x 높이
2) 기둥 – 기둥의 옆면적 = 둘레 x 높이
3) 벽 - 벽의 양측면적 = 길이 x 2 x 높이
4) 보 - 보의 높이에서 슬래브 두께를 제외한 높이 x 2 x 길이 (밑면은 바닥에 포함)
5) 바닥 - 바닥전체면적
3.콘크리트 공사 - 소요되는 부재의 체적이 자동산출

48. 철근 수량 산출식(예시 : 기초)
Input Parameter 산출 Parameter 산 출 식 비고
Lx If (BAR TYPE = 2, sqrt(Area), 0) 매트기초에만 적용
Lx 상부근 종류
Lx 상부근 길이
If (BAR TYPE = 2, (Lx * (Lx / Lx 상부근 간격 + 1)), IF (BAR TYPE = 3, (Width *
(Length / Lx 상부근 간격 +1)), 0))
독립기초는
하부근만 존재Lx 상부근 간격
Lx 하부근 종류
Lx 하부근 길이
If (BAR TYPE = 2, (Lx * (Lx / Lx 하부근 간격 + 1)), (Width * (Length / Lx 하부근 간격 +
1)))
Lx 하부근 간격
Ly 상부근 종류
Ly 상부근 길이
If (BAR TYPE = 2, (Lx * (Lx / Ly 상부근 간격 + 1)), IF (BAR TYPE = 3, (Length *
(Width / Ly 상부근 간격 +1)), 0))
독립기초는
하부근만 존재Ly 상부근 간격
Ly 하부근 종류
Ly 하부근 길이
If (BAR TYPE = 2, (Lx * (Lx / Ly 하부근 간격 + 1)), (Length * (Width / Ly 하부근 간격 +
1)))Ly 하부근 간격
보강근 종류
보강근 길이산출
if(보강근 구간 = 0 , (보강근 길이 * (Length / 보강근 간격 + 1)), (보강근 길이 * (보강근
구간 / 보강근 간격 + 1)))
보강근 구간=Length이
면
0으로 입력
보강근 간격
보강근 길이
보강근 길이합계 If(not (Top & Bottom), (보강근 길이산출), (보강근 길이산출 * 2))
Top & Bottom(상,하부)
=YES이면 2배 적용
보강근 구간
Top & Bottom
부재별(벽, 슬라브, 보, 기둥, 계단)로 산출식을 만들어 적용

49. 부재별 패밀리 유형정보
기초
상부근 없음
기둥 벽 슬라브 보

50. 적용사례 : 영종 ** 프로젝트

51. 구조 물량 산출결과(6동)
철근 수량 차이가 24% 이상으로 재 검토 필요 – 건설사 수량 산출표, 산출시 사용한 구조
일람표와 비교 필요
구분 건설사 산출량 PMxPM 건설사-PMxPM 비율
콘크리트 5,296 5,102 194 3.7%
거푸집 39,597 37,258 2,339 5.9%
철근
D10 223 202 21 9.4%
D13 90 58 32 35.1%
D16 36 5 31 86.4%
D19 1 1 0 0.0%
D22 6 3 3 52.0%
소계 356 269 87 24.4%

52. 결론 및 향후 추진계획

53. 1. 형상정보와 일위대가가 연결되어 보다 정확한 수량을 검증할
수 있게 되었다
2. 즉각적인 추정공사비를 검토하여 예정 공사비 초과로 인한 재
작업을 줄일 수 있게 되었다
3. 대안별 수량 및 추정공사비를 제공하여 관계자들간의
의사결정에 도움이 되는 정보를 제공할 수 있게 되었다
4. 추후 기존 항목의 단가 및 추가 항목을 각 프로그램의 DB에
자동 업데이트 할 수 있도록 추가 개발이 필요

54. Thanks to
라인테크 박재호 이사님, 신재용 팀장님
글로텍 이재홍 팀장님
그리고 지난 1년 반 동안 수고와 격려를 보내준
기술연구소 본부장님과 팀원들께
감사 드립니다.

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