식탁에 앉았는데 흔들려서 잔에서 와인이 쏟아지고 방 반대편에 체리토마토가 쏟아진 적이 있다면, 흔들리는 바닥이 얼마나 불편한지 아실 겁니다.
하지만 고층 창고, 공장, 산업 시설에서는 바닥 평탄도(FF/FL)가 건물의 용도에 따라 성능에 영향을 미치는 성공과 실패를 가르는 중요한 요소가 될 수 있습니다. 일반 주거용 및 상업용 건물에서도 바닥이 고르지 않으면 성능에 영향을 미치고, 바닥재에 문제를 일으키며, 잠재적으로 위험한 상황을 초래할 수 있습니다.
바닥이 지정된 경사면에 얼마나 가까운지를 나타내는 평탄도와, 표면이 2차원 평면에서 얼마나 벗어나 있는지를 나타내는 평탄도는 건설 분야에서 중요한 사양으로 자리 잡았습니다. 다행히 현대 측정 방법은 사람의 눈보다 더 정확하게 평탄도와 평탄도 문제를 감지할 수 있습니다. 최신 측정 방법을 사용하면 콘크리트가 아직 사용 가능하고 경화 전에 고정할 수 있는 경우와 같이 거의 즉시 측정할 수 있습니다. 이제 더 평평한 바닥을 그 어느 때보다 쉽고, 빠르고, 쉽게 만들 수 있습니다. 콘크리트와 컴퓨터의 예상치 못한 조합을 통해 이러한 작업이 가능해졌습니다.
식탁 다리에 성냥갑을 끼워 쿠션을 덧대어 바닥의 낮은 부분을 메꿔서 "고쳤을" 수도 있는데, 이는 평면 문제입니다. 브레드스틱이 테이블에서 저절로 떨어진다면 바닥 수평 문제일 수도 있습니다.
하지만 평탄함과 수평의 영향은 편의성을 훨씬 넘어섭니다. 고가 창고의 경우, 고르지 않은 바닥은 6미터 높이의 랙 유닛에 수많은 물건이 올려져 있는 경우 제대로 지탱할 수 없습니다. 랙 유닛을 사용하거나 지나가는 사람들에게 치명적인 위험을 초래할 수 있습니다. 창고의 최신 기술인 공압 팔레트 트럭은 평평하고 수평인 바닥에 더욱 의존합니다. 이 수동식 장비는 최대 300kg(750파운드)의 팔레트를 들어 올릴 수 있으며, 압축 공기 쿠션을 사용하여 모든 무게를 지탱하여 한 사람이 손으로 밀 수 있습니다. 제대로 작동하려면 매우 평평하고 평평한 바닥이 필요합니다.
석재나 세라믹 타일과 같은 단단한 바닥재로 덮일 모든 보드의 평탄도는 필수적입니다. 비닐 복합 타일(VCT)과 같은 유연한 바닥재조차도 바닥이 고르지 않아 완전히 들뜨거나 분리되는 문제가 있습니다. 이로 인해 발이 걸려 넘어질 위험이 있고, 삐걱거리는 소리나 아래에 빈 공간이 생길 수 있으며, 바닥 세척으로 인해 발생하는 습기가 모여 곰팡이와 박테리아의 번식을 촉진할 수 있습니다. 오래되었거나 새것과 관계없이 평평한 바닥이 더 좋습니다.
콘크리트 슬래브의 물결은 높은 부분을 갈아내면 평평하게 만들 수 있지만, 물결의 잔상은 바닥에 계속 남아 있을 수 있습니다. 창고에서 가끔 볼 수 있는 현상인데, 바닥은 매우 평평하지만 고압 나트륨 램프 아래에서는 물결처럼 보입니다.
콘크리트 바닥이 노출되도록 설계된 경우, 예를 들어 염색 및 광택 작업을 위해 설계된 경우, 동일한 콘크리트 재질의 연속적인 표면이 필수적입니다. 낮은 부분을 토핑으로 채우는 것은 서로 어울리지 않으므로 선택 사항이 아닙니다. 다른 유일한 방법은 높은 부분을 닳게 하는 것입니다.
하지만 판재를 갈아서 판재로 만들면 빛을 흡수하고 반사하는 방식이 달라질 수 있습니다. 콘크리트 표면은 모래(잔골재), 암석(굵은 골재), 그리고 시멘트 슬러리로 구성되어 있습니다. 습식 판재를 놓으면 흙손으로 굵은 골재를 표면의 더 깊은 곳으로 밀어 넣고, 잔골재, 시멘트 슬러리, 그리고 레이턴스는 표면에 집중됩니다. 이는 표면이 완전히 평평하든 상당히 굴곡져 있든 관계없이 발생합니다.
위에서 1/8인치(약 1/8인치) 정도까지 연삭하면 미세한 가루와 레이턴스(분말 상태의 물질)가 제거되고 모래가 시멘트 페이스트 매트릭스에 노출되기 시작합니다. 더 연삭하면 암석의 단면과 더 큰 골재가 노출됩니다. 높은 지점까지만 연삭하면 해당 부위에 모래와 암석이 나타나고, 노출된 골재 줄무늬가 이 높은 지점을 영구적으로 만들어 낮은 지점이 있는 곳에는 매끄럽게 갈린 그라우트 줄무늬와 번갈아 나타납니다.
원래 표면의 색상은 1/8인치(약 1/8인치) 이하의 층과 다르며, 빛을 다르게 반사할 수 있습니다. 밝은 색 줄무늬는 높은 지점처럼 보이고, 그 사이의 어두운 줄무늬는 골처럼 보이는데, 이는 그라인더로 제거한 물결 무늬의 시각적 "유령"입니다. 연삭된 콘크리트는 일반적으로 원래 흙손 표면보다 다공성이 더 높기 때문에 줄무늬가 염료와 얼룩에 다르게 반응할 수 있으므로, 색상을 입혀 문제를 해결하기가 어렵습니다. 콘크리트 마감 과정에서 물결 무늬를 평평하게 하지 않으면 다시 문제가 발생할 수 있습니다.
수십 년 동안 FF/FL을 확인하는 표준 방법은 10피트 직선자 측정법이었습니다. 자를 바닥에 놓고 그 아래에 틈이 있으면 그 높이를 측정합니다. 일반적인 허용 오차는 1/8인치입니다.
이 완전 수동 측정 시스템은 속도가 느리고 매우 부정확할 수 있습니다. 두 사람이 같은 키를 측정하는 데 보통 다른 방법이 사용되기 때문입니다. 하지만 이는 정립된 방법이며, 그 결과는 "충분히 좋다"는 것으로 받아들여야 합니다. 1970년대에 이르러서는 이 방법이 더 이상 충분하지 않게 되었습니다.
예를 들어, 하이베이 창고의 등장으로 FF/FL 정확도가 더욱 중요해졌습니다. 1979년, Allen Face는 이러한 바닥의 특성을 평가하는 수치적 방법을 개발했습니다. 이 시스템은 일반적으로 바닥 평탄도 번호 또는 더 공식적으로는 "표면 바닥 프로파일 번호 시스템"이라고 합니다.
페이스는 또한 바닥 특성을 측정하는 도구인 "바닥 프로파일러"를 개발했는데, 이 도구의 상품명은 딥스틱입니다.
ASTM E1155는 미국 콘크리트 협회(ACI)와 협력하여 FF 바닥 평탄도 및 FL 바닥 평탄도 수치에 대한 표준 시험 방법을 결정하기 위해 개발되었으며, 디지털 시스템과 측정 방법은 그 기초가 됩니다.
프로파일러는 작업자가 바닥을 걸으며 12인치(약 30cm)마다 데이터 포인트를 수집할 수 있는 수동 도구입니다. 이론적으로는 무한한 바닥을 표현할 수 있습니다(FF/FL 수치를 기다리는 데 무한한 시간이 있다면). 자를 사용하는 방법보다 정확하며, 현대 평탄도 측정의 시초를 이룹니다.
하지만 프로파일러에는 분명한 한계가 있습니다. 첫째, 경화된 콘크리트에만 사용할 수 있다는 점입니다. 즉, 사양에서 벗어나는 모든 편차는 콜백으로 수정해야 합니다. 높은 곳은 갈아내고 낮은 곳은 토핑으로 채울 수 있지만, 이는 모두 보수 작업이며 콘크리트 시공업체의 비용과 프로젝트 시간을 낭비하게 됩니다. 둘째, 측정 자체가 느리고 시간이 더 오래 걸리며, 일반적으로 외부 전문가가 수행하므로 비용이 더 많이 듭니다.
레이저 스캐닝은 바닥의 평탄도와 수평도에 대한 추구 방식을 변화시켰습니다. 레이저 자체는 1960년대로 거슬러 올라가지만, 건설 현장 스캐닝에 적용된 것은 비교적 최근의 일입니다.
레이저 스캐너는 고밀도 초점 빔을 사용하여 바닥뿐만 아니라 장비 주변과 아래에 있는 거의 360도에 가까운 데이터 포인트 돔까지 주변의 모든 반사 표면의 위치를 측정합니다. 각 포인트의 위치를 3차원 공간으로 표시합니다. 스캐너의 위치가 절대 위치(예: GPS 데이터)와 관련된 경우, 이러한 포인트는 지구상의 특정 위치로 측정될 수 있습니다.
스캐너 데이터는 건물 정보 모델(BIM)에 통합될 수 있습니다. 방의 치수 측정이나 실제 시공 모델 생성 등 다양한 용도로 활용할 수 있습니다. FF/FL 준수 측면에서 레이저 스캐닝은 기계식 측정 방식에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 가장 큰 장점 중 하나는 콘크리트가 아직 건조되어 사용 가능한 상태일 때 측정할 수 있다는 것입니다.
스캐너는 초당 30만에서 200만 개의 데이터 포인트를 기록하며, 정보 밀도에 따라 일반적으로 1분에서 10분 동안 작동합니다. 작업 속도가 매우 빠르며, 평탄도 및 수평 문제를 레벨링 직후에 발견하여 슬래브가 굳기 전에 수정할 수 있습니다. 일반적으로 레벨링, 스캐닝, 필요한 경우 재레벨링, 재스캐닝, 필요한 경우 재레벨링이 몇 분밖에 걸리지 않습니다. 더 이상 연삭 및 충진 작업이 필요 없으며, 콜백 작업도 필요 없습니다. 콘크리트 마감 기계가 첫날부터 평탄한 바닥을 만들 수 있도록 합니다. 시간과 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
자에서 프로파일러, 그리고 레이저 스캐너에 이르기까지, 바닥 평탄도 측정 기술은 이제 3세대로 접어들었습니다. 저희는 이를 평탄도 3.0이라고 부릅니다. 10피트 자에 비해 프로파일러의 발명은 바닥 데이터의 정확도와 세부 정보 측면에서 엄청난 도약을 의미합니다. 레이저 스캐너는 정확도와 세부 정보를 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 또 다른 유형의 도약을 보여줍니다.
프로파일러와 레이저 스캐너 모두 오늘날의 바닥 규격에 필요한 정확도를 달성할 수 있습니다. 그러나 레이저 스캐닝은 프로파일러와 비교했을 때 측정 속도, 정보 세부 정보, 그리고 결과의 적시성과 실용성 측면에서 기준을 높입니다. 프로파일러는 수평면을 기준으로 각도를 측정하는 장치인 경사계를 사용하여 고도를 측정합니다. 프로파일러는 바닥에 정확히 12인치(약 30cm) 간격으로 두 개의 발이 있는 상자 모양이며, 작업자가 서서 잡을 수 있는 긴 손잡이가 있습니다. 프로파일러의 속도는 수공구의 속도에 따라 제한됩니다.
작업자는 보드를 따라 직선으로 이동하며, 한 번에 12인치(약 30cm)씩 기기를 이동합니다. 각 이동 거리는 일반적으로 방의 너비와 거의 같습니다. ASTM 표준의 최소 데이터 요건을 충족하는 통계적으로 유의미한 샘플을 수집하려면 양방향으로 여러 번 이동해야 합니다. 기기는 매 단계마다 수직각을 측정하고 이를 고도각 변화로 변환합니다. 또한, 프로파일러에는 시간 제한이 있습니다. 콘크리트가 경화된 후에만 사용할 수 있습니다.
바닥 분석은 일반적으로 제3자 서비스 업체에서 수행합니다. 업체는 바닥을 직접 살펴보고 다음 날 또는 그 이후에 보고서를 제출합니다. 보고서에 규격에 맞지 않는 높이 문제가 발견되면 수정해야 합니다. 물론, 경화 콘크리트의 경우, 장식용 노출 콘크리트가 아닌 경우, 수정 방법은 연삭이나 상부 충진으로 제한됩니다. 이 두 가지 작업 모두 며칠의 지연을 초래할 수 있습니다. 그런 다음 바닥 프로파일을 다시 작성하여 규정 준수 여부를 확인해야 합니다.
레이저 스캐너는 더 빠르게 작동합니다. 빛의 속도로 측정합니다. 레이저 스캐너는 레이저의 반사광을 이용하여 주변의 모든 가시 표면을 찾습니다. 0.1~0.5인치 범위의 데이터 포인트가 필요합니다(프로파일러의 제한된 12인치 샘플 시리즈보다 훨씬 높은 정보 밀도).
각 스캐너 데이터 포인트는 3D 공간에서의 위치를 나타내며, 3D 모델처럼 컴퓨터에 표시할 수 있습니다. 레이저 스캐닝은 매우 많은 데이터를 수집하여 시각화가 거의 사진처럼 보입니다. 필요한 경우, 이 데이터는 바닥의 고도 지도뿐만 아니라 전체 방의 상세 표현도 생성할 수 있습니다.
사진과 달리, 회전하여 어떤 각도에서든 공간을 보여줄 수 있습니다. 공간을 정밀하게 측정하거나, 실제 시공 상태를 도면이나 건축 모형과 비교하는 데 사용할 수 있습니다. 엄청난 정보 밀도에도 불구하고, 스캐너는 초당 최대 200만 개의 포인트를 기록할 수 있을 만큼 매우 빠릅니다. 전체 스캔은 보통 몇 분밖에 걸리지 않습니다.
시간은 돈보다 중요합니다. 습식 콘크리트를 붓고 마감할 때는 시간이 무엇보다 중요합니다. 시간은 슬래브의 영구적인 품질에 영향을 미칩니다. 바닥이 완성되어 통행 준비가 완료되는 데 걸리는 시간은 현장의 다른 여러 공정의 시간을 좌우할 수 있습니다.
새 바닥을 시공할 때 레이저 스캐닝 정보의 거의 실시간적인 측면은 평탄도 달성 과정에 큰 영향을 미칩니다. FF/FL은 바닥 시공의 최적 지점, 즉 바닥이 굳기 전에 평가하고 수정할 수 있습니다. 이는 여러 가지 이점을 제공합니다. 첫째, 바닥 보수 작업이 완료될 때까지 기다릴 필요가 없으므로 바닥이 시공의 나머지 부분을 차지하지 않습니다.
프로파일러를 사용하여 바닥을 검증하려면 먼저 바닥이 굳을 때까지 기다린 후, 측정을 위해 현장으로 프로파일 서비스를 예약하고 ASTM E1155 보고서를 기다려야 합니다. 평탄도 문제가 해결될 때까지 기다린 후, 다시 분석 일정을 잡고 새로운 보고서를 기다려야 합니다.
레이저 스캐닝은 슬래브 타설 시 수행되며, 콘크리트 마감 공정에서 문제가 해결됩니다. 슬래브는 경화 직후 스캐닝하여 규정 준수 여부를 확인하고, 당일 보고서를 작성할 수 있습니다. 이제 공사는 계속 진행됩니다.
레이저 스캐닝을 사용하면 최대한 빨리 지면에 도달할 수 있습니다. 또한, 더욱 균일하고 견고한 콘크리트 표면을 형성합니다. 평평하고 수평인 판은 사용 가능한 상태에서도 평탄화 또는 매립을 통해 수평을 맞춰야 하는 판보다 표면이 더 균일합니다. 외관이 더욱 일관적입니다. 표면 전체에 걸쳐 더 균일한 다공성을 가지므로 코팅, 접착제 및 기타 표면 처리에 대한 반응에 영향을 미칠 수 있습니다. 표면을 스테인 및 연마를 위해 사포질하면 바닥 전체에 골재가 더 고르게 노출되어 스테인 및 연마 작업에 더욱 일관되고 예측 가능한 반응을 보일 수 있습니다.
레이저 스캐너는 수백만 개의 데이터 포인트를 수집하지만, 그 이상은 아닙니다. 3차원 공간의 포인트만 수집합니다. 이를 사용하려면 데이터를 처리하고 표시할 수 있는 소프트웨어가 필요합니다. 스캐너 소프트웨어는 수집된 데이터를 다양하고 유용한 형태로 결합하여 작업 현장의 노트북 컴퓨터에서 확인할 수 있습니다. 이 소프트웨어를 통해 시공팀은 바닥을 시각화하고, 문제점을 정확히 파악하고, 실제 바닥 위치와 비교하여 높이를 얼마나 낮추거나 높여야 하는지 파악할 수 있습니다. 거의 실시간으로 가능합니다.
ClearEdge3D의 Rithm for Navisworks와 같은 소프트웨어 패키지는 바닥 데이터를 보는 다양한 방법을 제공합니다. Rithm for Navisworks는 바닥의 높이를 다양한 색상으로 표시하는 "히트 맵"을 제공합니다. 측량사가 만든 지형도와 유사한 등고선도를 표시할 수 있으며, 일련의 곡선으로 연속적인 표고를 나타냅니다. 또한 ASTM E1155 규격을 준수하는 문서를 며칠이 아닌 단 몇 분 만에 제공할 수 있습니다.
소프트웨어의 이러한 기능을 통해 스캐너는 바닥 높이 측정뿐만 아니라 다양한 작업에도 효과적으로 활용할 수 있습니다. 준공 상태 측정 모델을 제공하여 다른 애플리케이션으로 내보낼 수 있습니다. 리모델링 프로젝트의 경우, 준공 도면을 기존 설계 문서와 비교하여 변경 사항을 확인할 수 있습니다. 새로운 설계에 추가하여 변경 사항을 시각화할 수도 있습니다. 신축 건물의 경우, 설계 의도와의 일관성을 검증하는 데 사용할 수 있습니다.
약 40년 전, 많은 사람들의 가정에 새로운 도전이 찾아왔습니다. 그 이후로 이 도전은 현대 사회의 상징이 되었습니다. 프로그래밍 가능 비디오 레코더(VCR)는 일반 시민들에게 디지털 논리 시스템과 상호 작용하는 법을 배우도록 강요합니다. 수백만 개의 프로그래밍되지 않은 비디오 레코더가 깜빡이는 "12:00, 12:00, 12:00"은 이러한 인터페이스를 배우는 것이 얼마나 어려운지를 보여줍니다.
모든 새로운 소프트웨어 패키지에는 학습 곡선이 있습니다. 집에서 하면 머리를 쥐어뜯고 욕설을 퍼붓게 될 수 있고, 새로운 소프트웨어 교육은 한가한 오후에 가장 많은 시간을 잡아먹을 것입니다. 직장에서 새로운 인터페이스를 배우면 다른 여러 작업의 속도를 늦추고 값비싼 오류로 이어질 수 있습니다. 새로운 소프트웨어 패키지를 도입하기에 가장 이상적인 상황은 이미 널리 사용되는 인터페이스를 사용하는 것입니다.
새로운 컴퓨터 애플리케이션을 배우는 데 가장 빠른 인터페이스는 무엇일까요? 바로 여러분이 이미 알고 있는 인터페이스입니다. 건축 정보 모델링(BIM)이 건축가와 엔지니어들 사이에 확고하게 자리 잡는 데 10년 이상이 걸렸지만, 이제 그 자리를 차지했습니다. 더욱이, 시공 문서 배포의 표준 형식이 되면서 현장 시공업체들의 최우선 과제가 되었습니다.
건설 현장의 기존 BIM 플랫폼은 스캐너 소프트웨어와 같은 새로운 애플리케이션을 도입할 수 있는 기성 채널을 제공합니다. 주요 참여자들이 이미 플랫폼에 익숙하기 때문에 학습 곡선이 상당히 완만해졌습니다. 플랫폼에서 추출할 수 있는 새로운 기능만 익히면 스캐너 데이터와 같은 애플리케이션에서 제공하는 새로운 정보를 더 빠르게 활용할 수 있습니다. ClearEdge3D는 높은 평가를 받는 스캐너 애플리케이션인 Rith를 Navisworks와 호환되도록 개발하여 더 많은 건설 현장에서 사용할 수 있는 기회를 포착했습니다. 가장 널리 사용되는 프로젝트 조정 패키지 중 하나인 Autodesk Navisworks는 사실상 업계 표준이 되었습니다. 전국의 건설 현장에서 사용되고 있으며, 이제 스캐너 정보를 표시할 수 있고 다양한 용도로 활용되고 있습니다.
스캐너가 수백만 개의 데이터 포인트를 수집하면, 이 데이터 포인트들은 모두 3D 공간의 포인트가 됩니다. Navisworks용 Rithm과 같은 스캐너 소프트웨어는 이 데이터를 사용자가 사용할 수 있는 방식으로 제공합니다. 이 소프트웨어는 방의 위치뿐만 아니라 반사 강도(밝기)와 표면 색상까지 스캔하여 마치 사진처럼 보이게 하는 데이터 포인트로 방을 표시할 수 있습니다.
하지만 뷰를 회전하여 원하는 각도에서 공간을 볼 수 있고, 3D 모델처럼 둘러보고, 측정할 수도 있습니다. FF/FL에서 가장 인기 있고 유용한 시각화 중 하나는 바닥을 평면도로 표시하는 히트맵입니다. 높은 지점과 낮은 지점은 서로 다른 색상(가색 이미지라고도 함)으로 표시됩니다. 예를 들어 빨간색은 높은 지점을, 파란색은 낮은 지점을 나타냅니다.
히트맵에서 정밀한 측정을 수행하여 실제 바닥에서 해당 위치를 정확하게 찾을 수 있습니다. 스캔 결과 평탄도 문제가 발견되면 히트맵을 통해 문제를 빠르게 찾아 해결할 수 있으며, 현장 FF/FL 분석에 선호되는 뷰입니다.
이 소프트웨어는 측량사나 등산객이 사용하는 지형도와 유사하게, 다양한 바닥 높이를 나타내는 일련의 선으로 구성된 등고선 지도를 생성할 수도 있습니다. 등고선 지도는 도면 유형 데이터에 매우 적합한 CAD 프로그램으로 내보내기에 적합합니다. 특히 기존 공간을 리노베이션하거나 변형할 때 유용합니다. Rithm for Navisworks는 데이터를 분석하고 결과를 제공할 수도 있습니다. 예를 들어, '절단 및 채우기' 기능은 기존 고르지 않은 바닥의 하단을 채우고 평평하게 만드는 데 필요한 재료(예: 시멘트 표면층)의 양을 알려줍니다. 적합한 스캐너 소프트웨어를 사용하면 필요한 방식으로 정보를 표시할 수 있습니다.
건설 프로젝트에서 시간을 낭비하는 모든 방법 중에서 가장 고통스러운 것은 아마도 기다리는 것일 것입니다. 바닥 품질 보증을 내부적으로 도입하면 일정 문제, 외부 컨설턴트의 바닥 분석 대기, 바닥 분석 중 대기, 추가 보고서 제출 대기 등의 문제를 해결할 수 있습니다. 물론, 바닥 시공을 기다리는 동안 다른 여러 건설 작업을 지연시킬 수도 있습니다.
품질 보증 프로세스를 구축하면 이러한 번거로움을 없앨 수 있습니다. 필요할 때 몇 분 안에 바닥을 스캔할 수 있습니다. 언제 검사가 진행될지, ASTM E1155 보고서가 언제 나올지(약 1분 후) 알 수 있습니다. 외부 컨설턴트에 의존하는 대신 이 프로세스를 직접 관리한다는 것은 시간을 효율적으로 사용할 수 있다는 것을 의미합니다.
레이저를 사용하여 새로운 콘크리트의 평탄도와 수평도를 스캔하는 것은 간단하고 직관적인 작업 흐름입니다.
2. 새로 배치된 슬라이스 근처에 스캐너를 설치하고 스캔합니다. 이 단계는 일반적으로 한 번만 수행하면 됩니다. 일반적인 슬라이스 크기의 경우 스캔에는 보통 3~5분이 소요됩니다.
4. 바닥 데이터의 "히트맵" 디스플레이를 로드하여 사양을 벗어나거나 수평을 맞춰야 하는 영역을 식별합니다.
게시 시간: 2021년 8월 29일