[ Thinking in Bim / William Mitchell ] BIM 이 머시여?


시대의 선구자 W. Mitchell 오빠의 글을 읽다가 BIM에 대해 생각해 본다. 어거 과연 BIM이 뭐시여?

먼저 생각 해 볼 것은 우리가 쓰는 tool, 특히 digital tool에는 특정한 편중(biases)이 있다는 것이다. 이건 항상 느끼는 거지만 tool이 design을 가이드 하고 design은 다시 새로운 툴의 등장을 요구한다. 가령 우리가 흔히 쓰는 autocad를 생각해 본다면, 이 tool을 기반으로 디자인 행위를 할 때 우리가 만들어 내는 디자인은 상당부분 autocad가 제공하는 기능들에 제한당한다. 툴바에 있는 수많은 -그럼에도 제한적인- 기능들을 생각해 보자. 원, 직선, 폴리라인, 사각형 등등, 이 기능들은 우리의 디자인 사고를 제한함과 동시에 그 제한된 틀 안에서의 향상된 속도와 편의성을 제공한다. 일반적으로 말하자면 디자이너의 toolkit은 design의 자유도, 한계, 요구사항 사이의 미묘한 균형상태를 들여다 볼 수 있는 상자란 이야기. 뭐, 사실 이건 꼭 디지털 tool에서만 볼 수 있는건 아니고, 좀 더 확장해 본다면 손을 사용하는 프리핸드 스케치에서도 드러나긴 한다. 가령, 역사적으로 따져본다면 손으로 deisgn을 재현하던 시절에는 타원이 잘 없었다고 하네. 타원이 손으로 정확한 재현을 하기가 힘들었거든. 뭐, 이는 비교적 최근의 예인 요코시마 터미널 디자인에서도 볼 수 있다. 비록 타원이 수학적인 정확도로 디지털 툴 안에서 재현이 가능한 시대가 왔지만 on-site에서의 재현이 힘든 관계로 요코시마 터미널 디자인과정을 보면 곡선을 어떻게 원으로 재현할 것인가에 상당부분을 할애하고 있었다.

여튼, 이러한 관계로 닭-달걀 같은, 디자인과 tool의 관계로 인해 도구의 발명은 디자인의 혁신을 가져왔었다. 예를들어 팔라디오가 묘사했던 곡선의 재현이라든가 가우디가 고안했던, 천장에 매달아 안정적인 catenary 선을 얻는 방법의 예들은 다들 디자인과 technical methodology 사이의 상호보완적 관계를 보여준다고 할 수 있겠다.

여기서 눈여겨 볼 것은 1960년대에 시작된 초창기의 디지털 툴들은 일반적으로 전통적 디자인 관습을 강화하는 방향으로 발전되었다는 것이다. 일반적으로 건축가들이 사용하던 유클리디안 좌표 내에서의 선, 원, 아치, 평행, 분할 등등의 기하학적 재현에 촛점을 맞추었다는 것이지. 결국 이는 디지털 툴을 사용하여 전통적인 디자인 관습에서 많은 부분을 차지하는 것들을 부각시키고 강화하는, 보존적 강화를 가져왔다. 그런데 이와는 다르게 일반적인 디자인 분야에서는 건축과는 다른 디자인 특성으로 인해 곡면의 재현, 교차 연산, 솔리드 모델링, 패러매트릭 지오매트리 등을 위주로 한 디지털 툴들이 개발되기 시작한다. 이러한 것들이 첫 결실은 맺은게 왼쪽의 바르셀로나 waterfront에 설치된, 게리 할아버지의 fish. 이 작품은 순수하게 physical 모델로 부터 시작해 건축 외적인 디지털 툴들로 시공까지 마친 첫 작품이었다. 그 후 여차 저차하여, 결국 게리 할아버지는 세계 각국에 찌그러진 건물들을 지으면서 건축 디자인과 새로운 디지털 툴들을 결합하는 프로세스를 남발하는 지경에 이르렀기에, 위대하다고 말하지 아니 할 수 없는 것이다.

이러한 시기는 툴 발전의 황금기였는데, 누구나 새로운 디지털 툴들을 그전에 비해 쉽게 만들 수 있었고, 적어도 형태적으로는 이것들을 건축에 빠르게 적용하려는 시도가 활활 타올랐다. 새로운 툴, 새로운 디자인 방법론이 넘쳐난 덕분에 각종 꼼뻬에서는 미친듯이 구부러지는 형태들이 1등을 가져갔고, 실제로 실행되기에 이르렀다.

(결과물의 퀄리티를 떠나서..) 2000년대 중반 자하하디드 아줌마가 잘 나갈때를 생각해 보면 될 듯. 물처럼 물러가고 솟구치고 뚫림을 반복하는 형태들을 보고 있자면, 면년 후엔 건물이 하늘로 날아갈 것 같은 착각이 들었다. 난 자하하디드 아줌마의 건물을 보다가 잠이 들때면 공상과학 에로꿈을 꾸곤 했다.

이런 시기를 지나 2008년 미국이 경제를 말아먹기 시작하면서 형태적 집착에서 벗어나는 상황이 닥친다. 어떻게 멋진 형태를 만들것인가가 주류를 차지하던 시절을 지나, 어떻게 건물의 assembly 들을 생산하고, 운반하고, 조립할 것인가에 대한 고민이 시작되면서 digital tool의 방향이 결정적으로 틀어지기 시작하는거지. 그리하야 툴 자체의 컨셉 차체가 on-site construction에서 어떻게 prefab으로 전향할 것인가, 일종의 crafting인 건축을 어떻게 product로 만들 것인가에 대한 연구가 가속화 된다. 구체적으로 이야기 하자면, 현재의 ‘지구 곳곳에서 끌어오는’ 자재 및 건축요소들을어떻게 표준화 또는 customize 할 것인가, 쉽게 조립할 것인가, 조직화 하고 manage하여 제때, 제 장소에 가져와서 딱! 조립할 것인가 하는 구체적 사항들에 관심을 가지게 되는거지. 그래서 21세기 초반 BIM 연구들은 이러한 모든 것들을 관장 할 수 있는, 빌 미첼의 표현에 따르면, supply-chain-oriented-view 의 입장을 취했다고 한다.


다소 일반적인 관점에서 바라보자면, 건축의 컴퓨터 툴은 일반적인 컴퓨터 기술과 얼추 비슷하게 발전 한다. (좀 심하게 늦긴 하다만..) BIM 의 같은 경우 CS의 그 저명한 object-oriented-language 의 건축 버전으로 봐도 무망하다는 거다. 한동안 우주에서 떨어 진 것 처럼 유행하던 parametric 디자인이라던가 하는 것들은 결국 CS에서 object를 만들어 자료를 관리하고 프로그램을 디자인 하는 거랑 원론적인 면에서는 같다는 이야기다.


2차원의 재현에서 에서 3차원으로의 변환과 information의 삽입, 정적인 기하학적 도형에서 object-based parametric 모델, 비하학적 정보 (가격, 노동단가)의 모델로의 삽입 등등은 결국 디자인 결과물을 object화 시켜 information을 거기에 쑤셔 넣는 것이랑 거랑 비슷하다는 것.

뭐 여튼, 그래서 지금 BIM 때문에 어떻게 되었나? 일반적으로 이야기 하자면, 디자인 프로세스 전반에서의 큰 변화를 가져왔는데, 이는 오묘하게 디자인을 더 자유롭게 하기도 하고 제한하기도 한다. 구체적으로 살펴보자. 일단 그 전의 디자인 툴에 비해 abstraction의 정도가 확 낮아졌다. 하다못해 오토캐드에서도 평면상에 건축가들이 선 하나, 사각형 하나 그어 놓고 이것이 벽이여 마루여 천장이여를 고민 할 수 있던, 혹은 해야만 했던 추상화를 지나, 현재는 그 기하학적 재현 자체가 가격이며, 재료며, 구조 까지 포함할 수 있는 지경에 이르른 것이다. 이른바 design intelligence! 그래서 혹자는 design creativity나 imagination을 저해한다고도 하지. 또한 층층의 supply chain을 포함하고 있기 때문에 BIM 시스템은 무겁다. 손으로 휙휙 그리던 ‘가벼운’ 디자인 작업을 할 수 없는 것이다. 뭐 또한 BIM의 디자인 내의 class며 family며 하는 것들을 디자이너가 일일이 만드는 것도 힘든 일이고, 일반적 사용자들에게 그 클래스들의 내용이 직관적인(동시에 무척 고된) 그 전의 설계 툴에 비해 상대적으로 덜 직관적이지. 하여, 현재의 연구자들은 어떻게 BIM의 인터페이를 개선하고, 요소들을 좀 더 abstraction 시켜서 디자이너로 하여금 머리아프게 일일이 하나씩 지정하는 복잡한 기작을 숨길 것인가-에 매진하고 있다고 한다. 그리고 사실, BIM의 개념은 이미 1980년대에 나왔고, 거기에 필요한 기술들은 1990년대 후반에 이미 완성되어 있었다는걸 생각하면 여러 문제점들을 개선하는데 걸리는 시간은 그리 길지 않을 거라고 예상 할 수 있다.

앞으로는 어떻게 될건가? 빌 미첼 아저씨는 여태 BIM이 새로운 건축 디자인의 지평을 여는데 보다는, 일반적인 건축 환경 하에서 시간적, 금전적으로 비교적 빡신 필드에서 운용되어 왔다고 본다. 하지만 앞으로는 BIM툴이 organizing, managing 에서 부터 건축 vocabularies와 construction processes 까지 변혁을 가져다  줄 것으로 보고 있다 – 특히 건축요소의 제작 측면에서. 더 나아가면 이러한 것들이 MB의 소리없는 아우성이 되어버린 친환경성이나 지역적 건축디자인 까지도 영향을 미칠 수 있겠지.

하여튼 윌리암 미첼의 위대한 점은 거의 예언자 적인 통찰력에 있는 것 같다. 이런저런 개념들을 이미 70년대 부터 주장 했으니.. 하여튼, 미첼 아저씨의 BIM이야기는 여기까지고, 일반적인 사항들을 잠시 생각 해 보자.

현재 단계에서 설득력 있는 BIM의 장점들을 굉장희 띄엄띄엄한 관점으로 보자면,

  • design intelligence – 컴퓨터가 똑똑하게 알아 먹을 수 있는 디자인 요소와 인간이 그리는 디자인 요소의 통합. 그러므로 쉽게 얻어지는 디자인 요소들에 관한 정보의 변형, 통합, 관리의 용이성.
  • design methodology – 하늘이 주’셨’던 fashion인 parametric or generative design의 개발을 촉진하고 실현가능을 높일 수 있음. 또 design automation에도 할발짝 더 갈 수 있다.
  • embedded information and intelligent design feedback – 정보가 다 요소들에 들어 있으니까, 디자인에서 가장 소모적이고 지겨우면서 보람찬(?)  feedbak loop 에서 좀 더 편해 질 수 있음. 또한 단가도 바로바로 볼 수 있고 등등.
  • virtual reality – 시뮬레이션, 가상현실 등의 구현이 디자인 작업과 동시에 일어날 수 있기 때문에 보다 이것저것 많이 탐구 할 수 있다. (인턴들, 말단 디자이너는 피똥을 싸더라도.)
  • design representation – 이건 뭐 당연히 도면을 대체하고.. 3D바로바로 나오고.. 그런 것.

자, 그럼 앞으로 BIM에 있어 어떤 걸 생각해 봐야 할까.

  • BIM을 개발함에 있어 영향을 받는 사람이 누구인가. – 사실 BIM 툴 자체가 접근성에서 보자면 이미 캐드조차 꺼려하는 관리자급들에게는 외계인의 지구침공과 비슷한 임팩트를 가져오지 않을까. 그렇게 때문에 이 새로운 시스템을 개발 함에 있어  사용자층들이 툴을 어떻게 이해 및 운용 만들 것인가에 대한 연구가 필요하다. 가령, 상급자가 툴에 대해서 모르면 자꾸 펜과 잉크로 로보트를 만들라고 시키기 때문에 죽어나는건 직원 들 뿐.
  • 당연하게도 현재의 조건에서 BIM을 어느 정도까지 적용하여 기존의 시스템과 뭉쳐 돌아가게 할건가에 대한 고려. 이건 좀 현실적인 문젠데 보험이나 계약상 약관이 어떻게 변해야 하는지도 잘 살펴 봐야 함.
  • 디자인 측면에서 BIM이 가져올 문제를 잘 분석해야 한다. 앞에도 언급했지만 tool이라는 것 자체가 biases를 가지고 있고, BIM 툴도 역시 그런 측면에서 장,단점을 가지고 있기 때문에 기업의 측면에서는 신중해야 함.

이런 것들을 생각 할 때 도움이 되는, Dennis sheldon이 제시하는 framework

  • upstream : 건물 프로그램 분석, 성능 최적화, 컨셉 디자인, 도시계획이나 마스터 플랜에서의 parametric 디자인의 적용
  • downstream : d.fab 이나 시공에서의 적용처. 실시도면, 공정관리 등에서의 적용 가능성. construction parties 사이에서의 정검다리 역할. ]

이 두가지 프레임에서 생각 할 때, 기존의 upstream > downstream 의 디자인 프로세스에서 BIM은 뒤죽박죽 프로세스를 가능하게 해야 한다는게 중요하다. 가령, 디자인 실컷 해놓고 다시 처음으로 돌아가 프로그램을 바꾸고 매스를 뒤튼다던가, 아니면 아예 초기 단계부터 시공이나 가격전략을 고정 시켜 버린다던가. 하튼, 이런 것들이 원할하게 되면 design과 engineering 을 좀 더 통합 할 수 있고, 클라이언트들을 좀 더 효과적으로 구워 삶을 수 있게 되겠지. 건축가들이나 꼬마 wannabe 건축가들이 더 편해질지는… 잘 모르겠다.

그럼 디자인의 creativity, flexibility 와 BIM을 생각 할 때는 어떤게 중요할까. 일반적으로 ‘효율성’과 ‘유연성’은 비례하지 않는다. 그림을 생각해 보자. 그림은 2D, 3D, 사람, 하느님, 용, 발가락 등등 아무거다 다 표현할 수 있으나 하부구조를 다 표현하진 못한다. 반면, geometrically embedded information은 하나 그리면 그걸로 땡. 굉장히 디테일하고 specific하기 때문에 그 유연성에서 떨어진다. 앞에서 이야기한 abstraction을 생각해 보라. 이런 측면에서 디자인과 BIM을 생각 할 때는 다음과 같은 것들을 생각해야 한다.

  • 주어진 디지털적 재현(BIM)이 디자인의 숨은 의도와, 나아가 잠재적 디자인 가능성을 얼마나 잘 표현하고 제시 할 수 있을까.
  • 내가 그린 디자인 요소를 컴퓨터가 얼마나 지능적으로 ‘이해’ 하고 그 후의 연계되는 디자인 가능성들을 현명하게 suggest, 혹은 automate 시킬 수 있는가.
  • 사람-컴퓨터 사이의 언어와 모델들 사이를, 디자인 의도를 보존하면서, 어떻게 빠르게 옮겨다닐 수 있는가

개인적으로 현재 관심이 있는 분야는 다음과 같다.

  • upstream 측면에서, 특히 디자인 발전 단계에서 BIM을 유연하게 쓸 수 있는 방법 : 현제 rhino나 grass hopper, design scripting 등이 좀 더 현실가능성을 가질 수 있는 방법은 BIM툴과의 원할한 연계라고 생각한다. 서페이스 모델링으로 백날 면 구부리고 tessellation 해 봐야 뭐하나. 만드는건 생 노가다인걸. 하여, 특정한 컨셉을 가지고 있을 때, 가령 일사량, 용적률, 매스구획 같이, 건물의 디자인을 drive할 수 있는 특정 조건들이 있을 때 사용 가능한 design process의 개발은 앞에서 말한 parametric, generative design 측면에서 유용할 듯 하다.
  • embedded information 의 확장 : 가령 우리가 가지고 다니는 핸드폰은 그 자체로 거대한 embedded information이다. 소프트웨어적 측면까지 고려한다면 위치, 기분, 성향 및 행동에 대한 information의 집합체. 이러한 측면에서 기존의, 혹은 새로운 information들을 어떻게 BIM과 결합 할 수 있을까. Responsive Environment기술이라던가, Augmented Reality 등과 결합하여 새로운 가능성을 탐구하면 재미있을 듯.

하여튼, 말도 많고 탈도 많은 BIM은 이런 식으로도 생각 할 수 있다는 것을 스스로에게 납득 시키기 위해 한번 써 보았다. BIM이 단순한 production 툴에 머물지 않기 위해, revit monkey 가 되지 않기 위해서는 이런 것들을 생각해 봐야 할 필요가 있겠다. 하지만 나의 꿈은 revit monky여도 상관 없으니 생각 해 볼 필요가 없을 것 같기도...

reviewed by WK

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