거주인구의 도심지 집중화 현상에 의해 도심지의 건축물은 고층화되고 있는 추세이다. 이러한 고층건축물 공사의 양중계획은 자재의 양중 뿐만 아니라 시공효율성, 공사기간에 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 특히, 타워크레인(이하 T/C) 계획은 프로젝트 초기에 수립되어야 하며, 장비 선정, 기초 시공, 현장 반입, 설치 및 해체 등의 과정이 단계적으로 이루어져야 하므로, 착공 이후에 계획을 변경하기가 쉽지 않다. 현장에서 발생한 문제로 인해 T/C 계획을 수정함에 따라 발생하는 공기지연, 비용 상승, 안전리스크 증가는 프로젝트 관리에 많은 어려움을 야기시킨다.
그럼에도 불구하고, 현장의 T/C 계획은 일반적으로 체계적인 프로세스 없이 시공관리자 및 양중장비 전문업체의 경험적 지식과 직관적인 판단에 의해 수립되고 있으며, 이는 시공 중 많은 문제점을 일으키고 있다.
또한, 공사현장의 제한된 작업공간, 다양한 공종의 동시작업, 유동적으로 변경되는 골조형상과 가시설물 및 가설도로 등의 조건을 고려하였을 때 T/C을 계획대로 현장에 설치, 운영, 해체하기 위해서는 체계적인 프로세스 확립이 절실히 요구된다.
따라서, 본 연구에서는 T/C 계획의 정확도 향상과 오류 최소화를 위하여, 3D BIM에 공정정보를 결합한 4D BIM을 활용하여 T/C 계획 프로세스를 개발하였다.
본 연구의 주요 내용은 다음과 같다.
첫째, T/C 계획 프로세스와 관련된 선행연구 및 문헌을 통하여, T/C 계획 프로세스 및 4D BIM에 대한 개념을 고찰하고, 구성요소를 분석하였다.
둘째, 현장의 T/C 계획 사례를 분석하고, 전문가 설문조사를 통하여 기존 T/C 계획의 문제점을 도출하고, 개선방향을 설정하였다.
셋째, 3D Model에 공정정보를 결합한 4D BIM을 기반으로 하여, 현장의 T/C 계획부터 설치, 운영, 해체단계까지 현장 실효성에 초점을 맞춘 T/C 계획 프로세스를 제안하였다.
넷째, 실제 프로젝트에 4D BIM 기반 T/C 프로세스를 적용하여 타당성을 검증하고, 전문가 면담을 통하여 효과를 확인하였다.
본 연구에서 제안한 T/C 계획 프로세스는 기존 연구와 달리, T/C 계획단계뿐만 아니라 설치, 인상, 해체단계를 포함하였고, 4D BIM을 적용하여 현장의 유동적인 여건 및 최신 공정정보를 반영할 수 있도록 하였다. 이처럼 현장에서 T/C 계획 및 운영을 체계적으로 수행할 수 있도록, 현장 활용도에 초점을 맞춘 T/C 계획 프로세스를 개발하였다.
향후 연구에서는 4D BIM을 현장에 적극 도입하기 위한 계약형식, 이해관계자의 인식개선 방법 등이 연구되어야 할 것이며, 체계화된 T/C 계획 프로세스를 단계별로 수행하기 위한 체크리스트에 관한 추가 연구 또한 이루어져야 할 것이다.