초고층빌딩 글로벌 R&BD 센터 Super-Tall Building Global R&BD Center, SperTEC

연구분야(1세부)

기업지원형 초고층빌딩 핵심기술 개발

초고층 골조 / 외피 특화 3차원 전산도구

정의
  • 초고층 골조/외피에 특화되어 설계최적화, 상세설계, 정밀물량산출, 공정연계등 초고층 골조/외피 및 시공 업무를 지원하는 3D 설계 엔지니어링 전산도구
목적
  • 100% 해외 기술에 의존하고 있는 3D BIM 설계도구 기술 분야에서 골조/외피 특화 3D BIM도구 자체 개발로 부분적 기술 자립, 수입 대체 및 글로벌 BIM 시장 진출
성능
목표
As-is To-be
3D
BIM
  • 철근 상세정보를 포함한 특화 BIM
  • 골조/외피 특화 BIM 도구로 확장
  • 2D/3D 융합형 모델링 기능 강화
  • 골조/외피 최적설계, 상세설계, 정밀물량산출 기능 통합
  • 기존 상용 3D 설계도구 대비 골조/외피 모델링/설계 효율 2배 이상 향상
공정
연계
  • 공정에 따른 골조공사 사전 시뮬레이션 기능 원형 개발
  • 초고층 골조/외피(전체 공사비의 50% 해당) 3D 설계정보와 공정, 비용을 통합한 5D 모델링 및 관리기능 개발
  • 골조/외피 공사관리 효율 2배 향상
데이터
교환
  • Revit과 골조형상 정보 교환
  • IFC 데이터를 통한 골조형상 정보 교환
  • Revit, TEKLA, ArchiCAD 호환도구 확대
  • 기존 골조에 외피 형상정보 교환
  • 골조/외피 상세설계정보 호환
  • 다양한 상용 도구와의 호환성 확보를 통하여 BIM 기반 설계/시공 협업체계 구축
소요기간
  • 2015.12 ~ 2017.03 (1년 3개월) : 요구조건 분석 및 알고리즘 개발
  • 2017.04 ~ 2019.03 (2년) : 특화 BIM 플랫폼 성능 개선 및 파일럿 프로젝트
  • 2019.04 ~ 2020.12 (1년10개월) : 특화 3D BIM 플랫폼 기술 안정화 및 브랜드화
경제성분석
  • 100% 해외기술에 의존하는 3D 설계도구 시장의 30% 국산화 실현
  • 연간 해외 3D 설계도구 구입비용 30억원 (1,000만원X300copy) 수입 대체
  • 골조/외피 특화 3D BIM 도구 해외시장 진출로 연간 100억원 수출 실현
다축 / 다중 모드 자동제어 기술 (설계/제작)

정의
  • 건축물의 고차 진동모드를 동시에 제어할 수 있는 기술
목적
  • 제어알고리즘의 개발로 제어장치의 설치개수, 공간, 질량을 최소화하면서도 목표제어성능인 다촉/다중 모드제어성능을 구현
  • 다축/다중모드 제어장치 콘트롤러 국내 독자 기술력 확보
성능
목표
As-is To-be
제어
방향
1방향 독립제어
  • 2방향 이상 연계제어
스도
로크
  • 0.5m 미만
  • 0.5~1m 구현
제어
효율
  • TMD대비 50% 향상
  • TMD대비 70% 이상 향상
제이
알고리즘
  • 선형제어알고리즘(LQG)
  • 선형 및 비선형 제어알고리즘(H∞,Sliding,mode 등)
콘트롤러
패널
  • 현장에서 직접 입력
  • 웹기반 원격 입력기능 추가
소요기간
  • 2015.12 ~ 2017.03 (1년 3개월) : 다중제어 알고리즘 개발 및 성능검증
  • 2017.04 ~ 2020.01 (2년 10개월) : 다중제어 알고리즘 고도화 및 PLC프로그램 구축, 다축모드제어장치 공장 성능실험
  • 2020.02 ~ 2020.12 (11개월) : 사업화 프로젝트 수행 및 설계지침
경제성분석
  • 1단계에 개발된 일방향제진장치의 경우 해외기술과 비교하여 동일 용량을 설치하는 경우에도 설계/제작/설치 비용에 최대 10억/건의 비용절감
  • 다축방향 제어장치의 국내기술 자립에 의해 프로젝트당 최대 15억/건의 비용절감 효과
고속 설치 / 해체형 가변형 테이블폼 및 트롤리

정의
  • 가변형 테이블폼의 고속 설치/해체를 위한 설치지원 틸팅 트롤리 및 자동탈형장치
목적
  • 테이블폼의 틸팅 작업(설치)을 용이하게 함으로서 테이블폼의 설치/해체 작업생산성 향상
성능
목표
As-is To-be
작업
속도
  • 인력에 의한 높이조정 및 탈형 작업수행
    (평균 작업시간 : 약 7.5분/unit)
  • 자동화 방식으로 설치/해체작업 20% 향상 (평균 작업시간 : 약 6분/unit)
작업자
  • 다수의 작업자 소요
    (테이블 폼 설치 1조 당 4명이상)
  • 트롤리를 통한 조정으로 작업자 30% 이상 절감 (테이블 폼 설치 1조당 3명 이하)
안정성
  • 작업자가 테이블폼 하부에서 작업을 수행하여 안전사고 위험
  • 트롤리가 테이블폼 하부를 지지하여 작업안전성 향상
소요기간
  • 2015.12 ~ 2017.03 (1년 3개월) : 시스템개념 도출 및 MOCK-UP 테스트
  • 2017.04 ~ 2020.01 (2년 10개월) : 현장적용 및 기술 보완
  • 2020.02 ~ 2020.12 (11개월) : 기술 안정화 및 사용화
경제성분석
  • 788.445, 50개층 사례현장을 대상으로 개발 기술을 적용한 결과 테이블 폼 설치 해체 소요시간 약 70시간 절감(기존 350시간), 노무비 약 1,980만원 절감(기존 7,920)가능 (설치시간 20% 절감, 노무량 25% 절감 가정기준)
상하 연계형 데블데크 리프트 및 군제어 기술

정의
  • 2개의 운반구가 상하연계 운영되는 리프트 및 이를 최적 운영하기 위한 군제어 기술
목적
  • 리프트의 물리적 한계 극복을 통해 양중 효율을 극대화하고 최적 군제어 운영기술을 통해 운행 효율 향상
성능
목표
As-is To-be
인원
이송률
  • 100%
  • 170%
양중량
  • 3.0 ton
  • 5 ton 이상
설치
대수
  • 100%
    (5 MAST & 8 CAGE / 380M 설치높이)
  • 70% 이하
    (3 MAST & 12 CAGE / 380M 설치높이)
운행
효율성
  • 작업자가 리프트 현재 위치 파악 불가로 무작위 리프트 호출
  • 피크 타임시 전 층 정지 빈도 높음
  • 탑승 희망자의 목적층을 집계하여 탑승 리프트 최적 배분
  • 피크 타임시에도 정지 빈도 최소화
소요기간
  • 2015.12 ~ 2017.03 (1년 3개월) : 시스템 개념 도출 및 MOCK-UP 테스트
  • 2017.04 ~ 2020.01 (2년 10개월) : 현장적용 및 기술 보완
  • 2020.02 ~ 2020.12 (11개월) : 기술 안정화 및 상용화
경제성분석
  • 500M 이상 극초고층 건축물의 리프트 투입비용 사례를 기준으로 산정한 결과 리프트 투입비용을 5억원 절감(기존 50억) 가능
    (리프트 비용 10% 절감 기준)
추진 계획 및 일정