BIM 모델상세수준

왜 배우는가: 모델상세수준은 BIM 모델의 정보를 어느 단계에서 얼마나 믿고 쓸 수 있는지를 정하는 기준이다. 실무에서는 설계 완료 시점과 시공 정보 확정 범위를 정하는 데 쓰여 분쟁을 줄인다. 시험에서는 LOD의 두 가지 뜻을 구분하는 용어 문제와 단계별 적용을 묻는 논술 문제로 반복해서 나온다.

출제 이력: 제129회 3교시 2번, 제126회 2교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

모델상세수준은 BIM 요소의 형상과 정보가 믿을 만하고 완전한 정도를 단계별로 정한 기준이다.

핵심 키워드

• 개발 수준: BIM 모델 정보의 신뢰성과 완전성을 명시하는 등급이다.
• 세부 수준: 그래픽 표현과 정보 항목의 상세도를 뜻하며 개발 수준과 구분한다.
• 정보 요구 수준: 발주자가 필요한 정보를 정의하는 개념으로 LOIN으로 줄여 쓴다.
• 기하 정보: 치수, 위치, 형상처럼 측정 가능한 정보다.
• 속성 정보: 재료, 제조사, 성능처럼 객체에 붙는 비기하 정보다.
• 단계별 적용: 설계, 시공, 유지관리마다 요구 수준을 다르게 정하는 방식이다.
• 완료 정의: 수준으로 완료 범위를 정해 프로젝트 분쟁 가능성을 줄이는 기능이다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 모델 속 부재가 어디까지 믿고 써도 되는 상태인지를 단계로 나눈 것이다. 설계 초기의 개략 매스와 준공 후 설비 정보는 같은 수준이 아니다. 이 차이를 말로 맞추지 않고 등급으로 맞추는 것이 모델상세수준이다.

정식 정의는 다음과 같다. 모델상세수준은 프로젝트 마일스톤마다 BIM 요소가 포함해야 할 기하 정보와 속성 정보의 신뢰성 및 완전성을 명시하는 체계다. 이 체계는 LOD 100부터 LOD 500까지 5단계로 나눠 쓰는 것이 일반적이다.

약어 LOD는 두 가지 뜻으로 쓰여 혼동이 많다. 세부 수준(Level of Detail)은 그래픽 복잡도와 정보 항목의 상세도를 뜻한다. 이 개념은 게임 산업에서 시청 거리에 따라 메시 복잡도를 줄이려고 차용됐다. 개발 수준(Level of Development)은 정보의 신뢰도와 완전성을 뜻한다. 교량 답안에서는 '모델상세수준(개발 수준)'으로 쓰고, 그래픽 상세가 필요하면 세부 수준을 따로 언급한다.

신뢰도는 모델 정보를 설계나 시공 판단에 실제로 쓸 수 있는 정도다. 완전성은 해당 단계에 필요한 항목이 빠짐없이 들어 있는 정도다. 마일스톤은 설계 완료, 시공 승인처럼 정보가 확정되는 시점이다. 세 용어를 함께 쓰면 단계별 기준을 설명하기 쉽다.

LOD는 기하가 복잡한 정도가 아니라 정보의 신뢰성과 완전성을 정하는 기준이다.

기하가 더 세밀하다고 더 좋은 모델이 되지는 않는다. 가치는 기하에 구조화된 데이터를 연결할 때 생긴다. 따라서 수준을 정할 때는 먼저 각 요소에서 어떤 정보를 얻어야 하는지를 정하고, 그 정보를 담을 기하의 깊이를 나중에 정한다.

3. 등장 배경과 필요성

건설 정보는 과거에 기호와 2차원 도면으로 표현됐다. 3차원 정보 모델로 바뀌면서 객체마다 어떤 정보를 어느 시점에 믿을 수 있는지 정할 필요가 생겼다. 모델 하나를 설계, 시공, 발주자가 함께 쓰면서 완료의 기준도 필요해졌다.

기준이 없으면 설계 완료 시점에 어떤 정보가 확정됐는지를 두고 다툼이 생긴다. 모델상세수준은 이 다툼의 가능성을 줄이는 장치다. 이해관계자가 같은 말로 완료를 설명할 수 있어 소통 비용도 줄어든다.

프로젝트 단계마다 모델의 활용 범위도 다르다. 조달 단계에서는 수량 산정과 비용 추출에 쓰인다. 시공 단계에서는 일정 관리, 4D와 5D, 설치 도면에 쓰인다. 운영 단계에서는 시설 관리에 쓰인다. 같은 모델을 단계마다 업그레이드하므로 각 단계가 요구하는 신뢰 수준을 등급으로 나눠야 한다.

정보 확정 시점은 이 등급 체계에서 가장 중요한 기준이다. 교량에서 거더 위치나 교대 기초 같은 객체는 시공 허용오차와 직결된다. 이 객체의 정보가 언제 확정되는지를 미리 정하면 시공계획과 유지관리 데이터를 이어 쓸 수 있다.

개념의 출처는 두 갈래다. 세부 수준은 게임 산업에서 시청 거리에 따라 복잡도를 줄이던 방식을 가져온 것이다. 개발 수준은 AEC 업계가 정보 측면에서 다시 정의한 것이다. 국제적으로는 ISO 19650-1이 2018년 정보 요구 수준(LOIN) 개념을 도입했다. 이후 LOIN은 관련 표준 문서에서 다뤄진다.

ISO 19650 체계는 발주자가 요구하는 정보를 먼저 정하는 흐름을 강조한다. 모델상세수준은 이 흐름 안에서 요소별 정보 요구를 구체적으로 표현하는 수단이다. 따라서 답안에서는 모델상세수준을 설계 도구가 아니라 정보 관리 기준으로 설명하는 것이 정확하다.

4. 구성요소·원리·절차

모델상세수준은 BIM 요소 하나가 담는 정보의 양과 신뢰도를 단계별로 정한 기준이다. 요소 정보는 기하 정보, 속성 정보, 신뢰도 정보 세 가지로 나눠 본다. 세 가지를 따로 정해야 발주자와 시공자가 같은 모델을 같은 뜻으로 읽는다.

모델상세수준은 요소의 형상·정보·신뢰도를 단계별로 정한 완료 정의다.

표 1. BIM 요소 정보의 구성

기하 정보는 형상을 얼마나 정확히 표현하는지를 정한다. 속성 정보는 설계와 시공에 필요한 값을 얼마나 담는지를 정한다. 신뢰도 정보는 그 값이 확정됐는지를 알려준다. 교량에서는 거더와 교좌의 위치 정보가 가설 순서와 시공 계획을 좌우한다.

원리는 다음과 같다. 기하가 정밀해지고 속성이 누적될수록 요소의 완료 정의가 명확해진다. LOD는 프로젝트 완료에 대한 분쟁 가능성을 줄이는 공통 기준으로 쓰인다. 다만 상세할수록 좋은 모델이라는 뜻은 아니다. 가치는 기하에 구조화된 데이터가 연결될 때 생긴다. 따라서 목적에 필요한 정보만 담는 것이 효율적이다. 모델 투자도 활용 목적에 기반해 결정해야 한다. 핵심어는 완료 정의, 정보 요구 수준, 신뢰도다.

절차는 다음과 같다.

• 활용 목적을 정한다. 설계 검토, 수량 산정, 시공 계획, 유지관리 중 무엇에 쓸지 정한다.
• 목적별 정보 요구 수준(LOIN)을 정의한다. 이 개념은 ISO 19650-1에서 도입됐다.
• 단계별·요소별 LOD를 지정하고 발주자 정보 요구사항 문서에 적는다.
• 모델 작성 후 지정 LOD를 충족하는지 점검한다.
• 준공 시 현장 검증을 거쳐 As-built 모델로 갱신한다.

절차 1~3은 설계 착수 전에 끝내야 한다. 절차 5의 준공 모델이 유지관리 정보의 근거가 된다. 전기·기계 물량 산정에 필요한 LOD는 BIM 프로세스 단계마다 다를 수 있으므로 단계별로 따로 지정한다. 교량 시공에서는 거더 설치 순서를 4D 공정과 연결할 때 필요한 제작·설치 정보를 정한다.

5. 관련 법령·기준·표준

BIM 모델상세수준의 수치는 적용 기준을 확인해 정한다. 발주기관의 BIM 지침과 정보 요구사항을 우선 적용한다. 정보 요구사항에는 단계별 LOD, 요소별 속성, 제출 형식을 적는다.

주요 표준과 문서는 다음과 같다.

• ISO 19650-1: 2018년 발행. 정보 요구 수준(LOIN) 개념을 도입한 국제 표준이다.
• ISO 문서: LOIN 관련 내용을 다루는 문서다.
• BIMForum LOD Specification: 미국 민간 단체가 만든 LOD 정의 문서다. 단계 명칭은 프로젝트별 기준에 따라 확인한다.
• IFC: 건설 객체 정보를 교환하는 개방형 데이터 형식이다. 모델 속성을 전달하는 수단이다.

표 2. LOD 단계별 기준(관례적 단계)

위 표의 값은 프로젝트별 기준에 따라 확인한다. 프로젝트 지침이 다르면 지침을 따른다. 공종 간 연계 단계는 프로젝트 기준에 따라 정한다. LOD 500은 시공 완료 후 고객이 접근할 정보의 범위를 정한다. LOD 300은 현장 도구의 조립체 인식에도 쓰인다. 예를 들어 로보틱 토탈스테이션은 벽, 덕트, 케이블 트레이 같은 조립체를 LOD 300 수준에서 쓸 수 있다.