[Special Report]"설계도와 현장은 왜 다를까?" 비정형 건축, 3D 스캐닝으로 오차 '0'에 도전하다

안녕하세요. 위드웍스(WITHWORKS)입니다.

 롯데월드타워 포디움, 서울로봇인공지능 과학관(RAIM)등 곡선이 유려한 건물을 볼 때, 여러분은 어떤 생각이 드시나요? "아름답다"는 감탄 뒤에, 혹시 이런 궁금증을 가져본 적 없으신가요?

서울로봇인공지능과학관(RAIM)

"저 복잡한 곡면 패널들을 어떻게 현장에서 딱 맞게 끼워 맞췄을까?"

사실 컴퓨터 화면 속의 완벽한 3D 모델링과, 비바람이 부는 거친 현장 사이에는 '오차'라는 거대한 간극이 존재합니다. 도면대로 지어지지 않는 현실, 이 문제를 해결하지 못하면 비정형 건축은 그저 '그림의 떡'이거나 '하자의 온상'이 될 뿐입니다.

오늘은 위드웍스가 3D Laser Scanning(3차원 레이저 스캐닝) 기술을 통해 어떻게 현장의 불확실성을 '예측 가능한 확신'으로 바꾸는지, MBC 상암 신사옥과 세종시 정부종합청사 사례를 통해 이야기해 보려 합니다.

Challenge: 도면은 완벽하지만, 현장은 완벽하지 않다

비정형 건축물이 늘어나면서 형태는 점점 더 복잡해지고 있습니다. 하지만 현장에서는 여전히 사람이 직접 '점'을 찍어 측정하는 전통적인 측량 방식(토탈 스테이션 등)을 사용하는 경우가 많습니다.

문제는 여기서 발생합니다.

• 데이터의 부족: 3차원으로 휘어진 곡면을 몇 개의 점만으로 측정하면, 점과 점 사이의 굴곡을 놓치게 됩니다.
• 조립 불가능: 골조(뼈대)가 도면보다 10mm만 튀어나와도, 공장에서 정밀하게 제작해 온 외장 패널은 조립할 수 없습니다.

토탈 스테이션과 3D 스캐닝과의 차이점 비교

특히 외장 패널을 현장이 아닌 공장에서 미리 만들어와서 조립하는 DfMA(Design for Manufacture and Assembly) 방식을 적용하려면, 현장 골조의 상태를 1mm 단위까지 정확하게 파악해야 합니다. 레고 블록이 딱 맞물려야 하는 것과 같은 이치죠.

Solution: 건물의 지문을 읽다, 3D Laser Scanning & 역설계

위드웍스는 이 난제를 해결하기 위해 3D Laser Scanning과 역설계(Reverse Engineering) 기법을 도입했습니다. 건물을 엑스레이나 MRI 찍듯 스캔하여, 수백만 개의 점 데이터(Point Cloud)로 건물의 실제 형상을 컴퓨터 안으로 가져오는 것입니다.

Case 1. MBC 상암동 신사옥 판매시설: 뒤틀린 철골을 잡아라

이 프로젝트의 철골 구조체는 3차원으로 비틀린(Twisting) 형상이었습니다. 기존 측량으로는 도저히 시공 오차를 잡아낼 수 없는 상황이었죠.

 

위드웍스의 해법:

1. 3D 스캐닝: 시공된 철골과 슬라브를 스캔하여 Point Cloud 데이터를 확보했습니다.
2. 가상 조립 (Simulation): 스캔 데이터(실제)와 BIM 모델(설계)을 겹쳐보며, 외장 패널을 지지할 하지철물(Sub Structure)이 철골과 부딪히는지(간섭) 확인했습니다.
3. 정밀 조정: 간섭이 예상되는 부분을 미리 수정하여, 현장 재시공 없이 한 번에 설치를 완료했습니다.

MBC 상암 신사옥 판매시설, 3D 스케닝과 BIM DATA 비교

Case 2. 세종시 정부종합청사 (3단계 1구역): 옷을 몸에 맞추다

이곳은 비정형 외장 패널을 유닛(Unit) 단위로 공장에서 미리 만들어와야 했습니다. 현장 가공이 불가능했기에, 골조의 오차가 곧 시공 실패로 이어질 수 있었습니다.

위드웍스의 해법:

• 역설계(Reverse Engineering): 3D 스캐닝으로 얻은 골조의 실제 형상 위에, 외피(Skin)를 다시 설계했습니다. 즉, 설계도에 현장을 맞추는 것이 아니라, 현장에 맞춰 설계도를 수정한 것입니다.
• Pre-Fabrication: 수정된 데이터를 바탕으로 공장에서 패널을 제작, 현장에서는 오차 없이 '조립'만 수행했습니다.

세종종합청사 3단계1구역 3D 스캐닝 및 역설계

세종정부종합청사 3-1구역 비정형구간

Result & Insight: 복잡함을 기술로 압도하다

3D Laser Scanning은 단순한 '측량'을 넘어선 '디지털 시공 기술'입니다. 비록 비용과 전문성이 요구되지만, 위드웍스는 이 기술을 통해 다음과 같은 가치를 만들어냈습니다.

• 공기 단축 및 비용 절감: 현장에서 맞지 않아 뜯어내고 다시 짓는(Rework) 낭비를 제거했습니다.
• 완벽한 비정형 구현: 위드웍스의 스마트 노드(Smart Node), CNC T-BAR, UHPC 기술과 결합하여, 아무리 복잡한 곡면도 오차 없이 매끄럽게 구현합니다.
• Pre-Fabrication의 실현: 현장 작업을 최소화하고 공장 제작을 극대화하여 시공 품질을 획기적으로 높였습니다.

결국, 가장 난해한 건축물을 가장 아름답게 만드는 힘은 '감각'이 아닌, 데이터를 다루는 정교한 '기술'에서 나옵니다.

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"복잡한 비정형 건축, 위드웍스의 기술로 해답을 찾으세요."

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