대형 산업시설 리모델링은 신축과 다른 조건 하나에서 출발한다. 공장은 세우는 동안에도 계속 돌아간다.
생산라인은 멈추지 않는다. 크레인은 오늘도 움직인다. 작업자는 현장에 있다. 리모델링은 이 생산 공간 안에서, 그 활동을 건드리지 않은 채로 진행되어야 한다.
이 조건이 모든 공종에 전제를 부여한다. 전면 철거 후 일괄 측량 후 설계는 처음부터 선택지에 없다. 구간 단위로 진행되고, 설계와 조달은 착공 전에 확정되어야 하며, 현장에서의 수정은 생산을 위협한다.
스캔 데이터가 없다는 것이 이 공종들 각각에서 무엇을 의미하는지를 따라간다.
지붕 전면 교체를 공장 가동 중에 수행하는 방법이 있다. 레일 이동식 가설지붕이다. 기존 구조물 상단에 레일을 설치하고 수십 톤 규모의 모듈을 그 위에 올려 구간 단위로 이동하면서 기존 지붕을 철거하고 신규 지붕을 시공한다. 생산공간을 이 모듈이 순차적으로 덮어가며 이동하는 방식이다.
이 시스템의 레일 브라켓 규격, 레일 설치 높이, 모듈 이동 경로는 착공 전에 설계되고 제작된다. 현장 반입 이후에 설계를 바꿀 수 있는 구조가 아니다. 그 설계의 전제는 하나다. 레일 이동 경로상에 레일보다 높은 것이 없어야 한다.
공장 바닥에는 설계 BIM에 없는 것들이 있다. 연식이 다른 생산설비, 공정 변경으로 추가된 호이스트, 운영 중 이동된 기계장치. 이 장치들의 최고점은 현장에 나가야 알 수 있다. 도면에는 없기 때문이다.
브라켓이 제작되어 현장에 반입된 이후에 특정 설비의 최고점이 브라켓 설치 높이를 초과한다는 사실이 확인되면, 선택지는 둘이다. 해당 설비를 이동하거나, 브라켓을 재설계하고 재제작한다. 설비 이동은 생산 중단을 수반하고, 브라켓 재제작은 공기를 뒤흔든다.
착공 전 3D 스캔은 이 문제를 다르게 접근한다. 스캐너는 골조와 생산설비를 구분하지 않는다. 공간 안에 있는 모든 것을 함께 좌표로 취득한다. 그 데이터 위에서 레일 경로와 설비 위치의 간섭을 시공 전에 확인하고, 브라켓 높이를 확정한다.
내진 구조보강에서 단면증가 공법이 선택될 경우, 기존 기둥이나 보에 보강 철판을 덧대어 단면을 키우는 방식이다. 덧판의 두께와 치수는 기존 부재의 실제 단면 규격에서 시작하는 구조 계산의 결과물이다.
이 계산이 전제하는 것: 기존 부재의 단면 규격을 정확히 알고 있다.
준공한 지 수십 년이 지난 산업시설에서 이 전제는 확인 없이 받아들이기 어렵다. 운영 기간 중 기록에 남지 않은 보수 이력이 있을 수 있다. 초기 시공 당시 동등 규격 대체재가 사용되었을 수도 있다. 부재 표면에 수십 년의 도장과 이물질이 누적되어 있으면 육안 확인도 어렵다.
단면증가 공법 적용 시 보강 철판은 공장 제작 후 현장 반입된다. 구조 계산서와 제작 도면이 확정된 후 제작이 시작된다. 현장 반입 후 설치 과정에서 기존 부재 단면이 계산 전제와 다르다는 것이 확인되면, 이미 제작된 철판은 재제작 대상이 된다. 재설계, 재검토, 재제작, 재반입 사이클이 열린다. 이 사이클이 한 구간에서 발생하면 해당 층 전체 보강 공정이 연동된다.
착공 전 스캔은 기둥과 보의 단면 프로파일을 실측 데이터로 제공한다. 구조 엔지니어는 도면 규격이 아닌 실측 단면을 계산 입력값으로 사용하게 된다. 보강량 계산이 추정에서 실측으로 바뀐다.
외장재 교체 공사에서 자재를 어느 시점에 발주하는지는 공기를 결정하는 문제다.
공장 가동이 중단될 수 없으므로 외벽 공사는 구간 단위로 진행된다. 기존 패널을 한 구간씩 걷어내고 신규 패널을 설치하는 방식이다. 이 방식에서 원칙은 명확하다. 해당 구간 기존 패널을 철거한 뒤 실측하고, 그 결과를 기반으로 신규 패널을 발주한다.
그런데 산업용 패널에는 납기가 있다. 현장 치수에 맞춰 제조되는 미네랄울 복합패널, TPO 방수 시트 등은 발주 후 납기까지 수주가 소요된다. 수백 미터 규모 공사에서 수십 개 구간에 걸쳐 철거, 실측, 발주, 납기 대기, 시공 순서를 반복하면, 전체 공기는 이 납기의 합산이 된다. 공장 운영 일정상 그만큼의 공사 기간을 확보하기 어려운 경우가 많다.
그래서 대형 공장 외벽 공사에서는 착공 전 실측 데이터를 기반으로 선발주가 이루어진다. 이때 사용되는 데이터가 준공 도면이라면, 실제 베이 치수와의 차이는 자재가 현장에 도착한 이후에야 확인된다.
500m에 가까운 외벽에서 수십 년간 누적된 기둥 변형, 부등침하, 증개축 연결부의 기하 오차는 끝단에서 수십 밀리미터 드리프트로 나타날 수 있다. 패널 모듈이 정형 규격이어도 실제 베이 치수가 다르면 맞지 않는다. 현장 가공이 필요해지고, 발주량이 부족해지고, 납기는 다시 기다려야 한다.
착공 전 스캔은 기존 외벽 전체의 선형, 수직도, 베이별 개구부 치수를 취득한다. 선발주의 기반이 되는 데이터가 도면에서 실측으로 바뀐다.
대형 공장 HVAC 시스템을 신설하는 공사에서 덕트 경로 설계는 BIM 기반 간섭 체크 위에서 이루어진다. 엔지니어는 구조 BIM을 참조해 덕트 경로를 계획하고, 트러스·기둥·기존 배관과의 간섭 여부를 모델 안에서 확인한다. 이 프로세스는 지금 업계 표준이다.
간섭 체크가 발견하지 못하는 것이 있다. 모델에 없는 것들이다.
대형 공장 내부에는 수십 년 운영 과정에서 추가된 것들이 있다. 전기 케이블 트레이, 스프링클러 배관, 공정 배관, 작업 조명 행거. 이것들은 운영 중 추가된 것이므로 착공 전 설계 BIM에 포함되지 않는다. 구조 BIM과 실제 공간 사이의 이 차이는 현장에 가야 보인다.
산업용 대형 덕트의 주요 구간은 공장 사전 제작 후 현장에 반입된다. 설계 기반 간섭 체크가 통과되면 제작이 시작된다. 현장 반입 후 설치 단계에서 모델에 없던 케이블 트레이가 경로를 막고 있다면, 이미 제작된 덕트 섹션의 처리를 결정해야 한다. 경로를 수정하면 해당 구간의 덕트 섹션 형상이 바뀌고, 지지 행거 위치와 규격도 연동된다.
착공 전 스캔은 구조 골조와 함께 기존 설비, 배관, 케이블 트레이를 모두 취득한다. 이 데이터가 설계 BIM에 통합되면 덕트 간섭 체크의 대상이 골조에서 실제 공간 전체로 확장된다.
소방설비의 스프링클러 배관 경로도 같은 구조다. 주배관이 기존 철골과 간섭하는지는 설계 단계에서 해소되어야 한다. 고천장 구간에서 헤드 설치 높이 기준 충족 여부를 확인하려면 트러스 하현재의 실제 레벨이 구간별로 있어야 한다.
전기설비 증설은 기존 공동구와 케이블 트레이 현황 파악이 선행되어야 신규 트레이 추가 공간 확보 여부를 확인할 수 있다. 운영 중 무허가로 추가된 중층 데크나 구조물이 있다면, 현황 실측 없이 양성화 서류를 작성할 수 없다.
사이포닉 배수 시스템으로 전환할 경우, 유입구 배치는 실제 지붕 면적과 경사 데이터를 기반으로 산출된다. 준공 도면의 집수구역 면적이 실측과 다르면 설계 용량 오류로 이어진다.
건축물대장과 현황이 불일치하는 경우, 노후 산업시설에서 드문 일이 아니다. 허가 도서 기반의 현황 실측도는 인허가 서류의 기반이 된다. 이때 사용되는 현황도는 측정된 것이어야 한다.
공종마다 이유는 다르지만 모두 같은 지점에서 같은 질문을 만난다. 착공 전에 현재 상태를 얼마나 정확히 알고 있는가.
여기서 반복된 패턴을 하나로 정리하면 이렇다. 설계와 조달이 확정되는 시점, 그리고 현장이 열리는 시점 사이에 항상 간격이 있다. 이 간격이 문제다.
현장이 열린 후에 발견하는 것은 이미 만들어진 것들 위에 얹힌다. 재설계, 재제작, 재시공. 그 비용은 설계 단계에서 같은 사실을 발견했을 때와 같지 않다.
공장 가동 중 리모델링이라는 조건은 이 간격을 더 좁히기 어렵게 만든다. 전면 철거 후 일괄 실측이 처음부터 없기 때문에, 현장 개방 후 실측을 기반으로 설계를 수정하는 여지가 좁다. 공기 연장은 생산 중단과 연동되기 때문에 비용 구조가 다르다.
착공 전 역설계가 하는 일은 이 조건에서 현재 상태의 기준선을 만드는 것이다. 설계 단계에서 실제 공간을 알고 있다는 것. 그 기반 위에서 가설 시스템이 설계되고, 보강 계산이 이루어지고, 자재가 발주되고, 덕트 경로가 확정된다.
발견이 현장이 아닌 설계 단계에서 일어나면 선택지가 남아있다. 현장의 발견은 손실을 확정한다.
이 공사에서 역설계는 부가 서비스가 아니다. 설계와 조달이 시작되기 전에 현재 상태를 알아야 하는데, 현재 상태를 아는 다른 방법이 없기 때문이다.
