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첨단 디자인으로 자연을 먼저 생각하는 싱가포르 새들의 낙원

  • 만다이 야생동물 공원(The Mandai Wildlife Reserve)은 약 17만 제곱미터(42 에이커) 규모의 새들의 낙원(Bird Paradise)을 비롯한 싱가포르 야생 동물 공원들이 자리한 곳이다.
  • 오바야시 싱가포르(Obayashi Singapore Pte Ltd)는 통합 빌딩 정보 모델링(BIM), 디지털 트윈, 드론 및 3D 스캐너를 사용하여 프로세스는 간소화하고 지속가능성은 높이는 방법으로 복합 시설을 건설했다.
  • 보존과 설계 사이의 균형을 맞추려면 그물로 덮인 8층 건물 높이의 조류관을 건설해야 했고, 이를 위해 대규모의 디지털 조정이 요구됐다.

만다이 와일드라이프 그룹(Mandai Wildlife Group)은 싱가포르 동물원(Singapore Zoo), 나이트 사파리(Night Safari), 경이로운 강의 세계(River Wonders), 싱가포르 북부에 최근 개장한 새들의 낙원(Bird Paradise)이 자리한 만다이 야생동물 공원(Mandai Wildlife Reserve)의 관리자다. 약 17만 제곱미터(42 에이커) 규모 새들의 낙원은 세계의 다양한 서식지를 반영한 산책형 대형 조류관들로 대표되며, 진홍저어새, 주홍 따오기, 분홍 홍학, 흰따오기 황새와 같은 종이 이곳에 서식하고 있다.

자연 보호 구역 인근에 새들의 낙원을 개발하려면 복합적인 구조물을 건설하면서 주변 환경도 고려해야 했다. 또한 원래의 자연 지형을 최대한 유지하면서 유기적 디자인 요소를 통합하는 것이 우선순위였다.

새들의 낙원에는 금강앵무를 비롯한 앵무새들의 서식지가 있다. 이미지 제공: 오바야시.

오바야시 싱가포르(Obayashi Singapore Pte Ltd)는 일본 5대 건설 기업 중 하나인 오바야시의 전액 출자 자회사로, 이해관계자의 협업을 향상하고 지속가능성에 대한 높은 요구를 충족하기 위해 첨단 디지털 기술을 사용하여 새들의 낙원을 건설했다. 오바야시의 디지털 변환 부문 총괄 매니저이자 싱가포르 아시아 디지털 랩의 혁신 책임자인 가와모토 슈사쿠(Shusaku Kawamoto)는 "이 대규모 복합 프로젝트에서 수많은 이해관계자 간에 SSOT(single source of truth, 단일 진실 공급원)를 구축했으며, 이 SSOT를 기반으로 디지털 트윈을 운영했다"고 말했다.

통합 BIM은 설계 및 개발을 관리하고, 시공 절차를 조정하며, 현장 검사를 지원했다. 환경적 영향을 최소화하기 위해서는 가상 설계 및 시공 프로세스를 통해 시공 가능성을 검증하고 처리해야 했다.

자연 디지털 모델링에서 디지털 트윈까지

드론 매핑은 굴착을 최적화하고 토양 폐기를 최소화하는 데 도움이 되었으며, 이를 통해 계단식 논을 비롯한 아름다운 경관을 조성할 수 있었다. 이미지 제공: 오바야시.

오바야시 싱가포르의 새들의 낙원 프로젝트 책임자인 패트릭 치아(Patrick Chia)는 가상 설계 및 시공 단계의 어려움을 극복하기 위해 팀이 오토데스크 Revit(레빗)과 오토데스크 Navisworks(나비스웍스)를 사용했다고 설명했다. "실제 세계와 디지털 세계 간의 일관성을 확보하는 것이 진정한 과제였습니다. 프로젝트에 참여한 모든 사람의 협력이 필요한 일이었죠. 이를 통해 디지털 데이터를 이해관계자 간의 SSOT로 만들어 디지털 트윈을 최대한 활용할 수 있었습니다."

광활하고 험준한 지형을 정확하게 재현하는 디지털 파일을 만들기 위해 먼저 드론과 3D 스캐너를 사용하여 리얼리티 캡처를 수행했다. 수집된 데이터는 Revit에서 처리했고, 오토데스크 ReCap Pro(리캡 프로)를 사용하여 포인트 클라우드, 정사 모자이크(orthomosaic) 이미지, 지형 모델, 3D 등고선 등의 출력을 생성하여 후속 작업에서 사용했다. 새들의 낙원 프로젝트의 BIM 관리자인 폴 안다야(Paul Andaya)는 "기존 토지 측량법을 사용하는 대신, 드론을 사용하여 전체 부지를 매핑하는 방법으로 포괄적인 지표면 모델을 생성했다"고 말했다. "이 방식은 Revit과 Dynamo(다이나모)를 사용하여 현재 상태와 계획한 지층 간의 높이 차이를 분석할 수 있도록 해주었습니다. 또한 굴착 구역에서 매립 구역으로 흙을 옮기는 작업을 최적화하여 굴착 및 토양 폐기를 최소화할 수 있었습니다. 그 결과 중 하나가 아름다운 계단식 논 풍경이었습니다."

조류 서식지 보호 효과를 극대화하기 위해 건설 단계에서 자연환경과 지속가능성을 고려하는 것이 가장 중요했다. 안다야는 "드론 매핑에서 생성된 정사 모자이크 이미지 위에 부지 활용 도면을 중첩하여 부지 사용을 면밀히 모니터링하고 자연 상태가 계속 유지되도록 하는 추가 단계를 밟았다"며 "디지털 트윈 없이는 각 건설 단계의 자연에 대한 환경적 영향을 살피기가 어려울 것”이라고 말했다.

안다야는 이어 "포인트 클라우드와 Navisworks의 통합 BIM을 결합하면 프로젝트를 완벽하게 시각화할 수 있고, 건설 전에 중요한 문제를 효율적으로 찾고 해결할 수 있다"고 덧붙였다. 예를 들어 원래 점토 모델로 재현했던 설계는 3D 레이저 스캐너를 사용하여 3D 표면 메시(3D surface mesh)로 변환되었으며 BIM과 원활하게 통합되도록 최적화하여 디지털 트윈의 기반을 형성했다.

"이는 고객, 컨설턴트 및 하청업체가 설계의 정확성, 원활한 조정, 상세하면서도 도식적인 도면 작성 및 정확한 수량 집배를 평가하는 데 귀중한 도구가 됐다"고 안다야는 말했다.

또한 아크릴 탱크에 잠길 복잡한 암벽 내부에 구조적 지지대와 기계, 전기 및 배관(MEP) 시스템을 설치할 때는 레이저 스캐닝, 오토데스크 3ds Max, Navisworks를 사용하여 문제를 해결했다. 디지털 트윈은 모든 영역에서 도면 및 제조를 위한 SSOT 역할을 했으며, 뛰어난 결과물을 도출했다.

디지털 트윈 활용 모범 사례

설계 및 시공 팀은 복잡한 암벽 구조물 내에 지지대와 MEP 시스템을 안전하게 설치하는 데 디지털 트윈을 이용했다. 이미지 제공: 오바야시.

디지털 트윈은 설계 문제를 해결하고 현장에서 건설을 원활히 진행하는 데 사용되었다. 산책형 복합 조류관이라는 비전은 새들이 자유롭게 날 수 있도록 거대한 그물로 덮은 공간으로 실현되었다. 8층 건물 높이의 강철 기둥들이 그 하중을 받친다.

경사 기둥과 하부 구조의 설계 및 설치를 조정하는 작업은 매우 복잡했고 여러 축을 따라 위치와 방향을 지정해야 했다. 문제를 감지한 후 Navisworks를 통해 가상 공간에서 구조물을 조정한 다음, SSOT 데이터를 바탕으로 시공 도면을 제작했다. BIM을 엔지니어링 방법과 통합하면 협업의 정확성을 높이고 프로젝트 조건을 충족할 수 있었다. 수중 해초 숲과 바위 해변을 재현한 몰입형 경험 펭귄 코브(Penguin Cove)에는 각각 최대 10톤 무게의 거대한 패널 23개가 사용되었다. 디지털 트윈으로 구조물의 모든 세부 사항을 반영하면 높은 효율성과 안전성, 최적의 자원 활용을 보장할 수 있다.

디지털 트윈은 현장 검사를 위한 SSOT로도 사용되었으며, 광학 및 레이저 스캐닝 장치로 결과를 디지털 트윈과 정확하게 비교하여 품질 기준이 충족되는지 확인할 수 있도록 했다.

안다야는 "모든 이해관계자가 공동의 목표를 향해 함께 일하고 이뤄내는 것이 우리의 진정한 목표였다"며 "디지털 트윈은 모든 관계자의 노력에 힘입어 우리가 공존이라는 개념으로 되돌아갈 수 있는 신뢰의 기반이 되었으며, 이는 '단일 진실 공급원'의 궁극적인 형태일 것"이라고 말했다.

필자 소개

야스오 마츠나가는 키보드 플레이어, 우주 영화 애호가, 레드시프트 재팬의 에디터이자 오토데스크 재팬의 콘텐츠 마케팅 관리자다.

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