소방 소프링클러 설계용 도면작성 AI 시스템

왜 시작했나

1. 대형 시설 설계시 소방설계는 반복작업이 많은 분야중 하나다. 그중 가장 시간이 많이걸리는 스프링클러 배치에 대한 AI 의 도면해석 반경 및 살수장애분석을 통해 자동화 설계를 구축하고자 하였다.
2. 소방도면을 작성할 때 벽체와 기둥, 보등을 고려하여 도면을 단순한 선의 연속 배치가 아닌 공간의 정보로 바꿔 추론이 가능하지 않을까 하는 생각에 중점을 두고 배치기준을 설계하였음
3. 그러기 위해서 도면의 MCP 기능 및 API기능을 활용하여 도면정보를 데이터 화 한 뒤 AI가 각각의 레이어정보, 공간정보를 추론하도록함.

공간에 헤드배치 기획

데이터센터 주차장 스프링클러 AI 배치사진

구성방안

1. 주차장은 기둥과 기둥을 중심으로 보가 생성되고 보 라인을 따라 우물천정이 형성된다 스프링클러는 이부분에 헤드를 상향식으로 배치하게 된다.
2. 따라서 공간전체에 같은 격자를 반복하기 보다 기둥사이의 방향과 구역별 형상에 맞춰 행과 열을 구성하고자 하였다
3. 반경과 경계를 고려하여 행의 위치와 분할개수를 조정, 과도하게 촘촘한 배치를 줄이고 정돈된 배열을 생성하는데 주력을 하였다.
   스프링클러 설치기준 스프링클러 설치반경

반복배열에서 공간별 계획으로 기획

1. 예시로 사용된 도면의 평면은 직교 구역과 사선구역을 가지고 있습니다 각 구역의 방향을 유지하면서 기둥연결 기준선과 공간경계를 함께 반영
2. 불필요한 구간은 행,열의 위치와 수량을 AI가 한번 더 검토지사하였고 기록으로 남김
3. 모듈화된 공간에선 동일한 배치의 규격을 같고 부족한 부분은 살수 장애를 반경안에 반드시 포함하여 법적인 요건을 해결하도록 하였음

헤드에서 주배관으로 주배관에서 가지배관으로

헤드와 주베관 가지배관 구성

구성방안

1. 자동으로 배열된 스프링클러는 헤드에서 가지관으로 가지관에서 주배관으로 주배관에서 알람밸브까지 관계성을 구성
2. 메인관을 중심으로 양쪽분배와 한쪽연결을 비교하여 가지관의 관경별 길이를 비교, 소방 부자재가 최소화 될수있는 배관망을 완성하도록 제시하고자 하였음

배관의 수정

1. 배치결과를 만든 뒤 도면수정시 메인관이나 가지관의 직선경로를 이동하면 연결부가 함께 따라오고 헤드 위치와 고정경로는 유지되도록 구성
2. 도면변경 및 설계조건에 따라 반복적으로 다시 그리는 작업을 줄이면서 설계자의 조정의도를 연결하여 반영하는걸 목표로 하였음

결론

이번 개발을 통해 도면의 분석 헤드배치 배관의 연결을 따로 수행하던 과정을 하나의 흐름으로 만들고자 하였고 스프링클러를 시작으로 다양한 건축설계에 AI도입을 하여 자동화를 구축할수있는 가능성을 보았음

AI에 설계기준, 소방법적사항을 작성하여 캐드의 좌표점을 기준으로한 공간분석, 소방설계의 조건을 계산하는 알고리즘을 만드는데 대부분의 시간을 투자하였고 이를 에너지부하산출, 환기량산정등 다양한 분야에 활용가능할것으로 보임

지금은 단순 보조도구로 개발되었지만 메인설계도구로 변모할날을 만들수 있도록 향후 연구와 노력이 필요함