[공학저널 김하늬 기자] 산업 분야 다음으로 많은 온실가스를 배출하고 있는 건물 부문의 탄소 배출량을 줄이는 것은 탄소중립 실현의 큰 비중을 차지한다. 이에 따라 최근 건물 내 전력 소모를 줄이는 스마트 빌딩을 위한 기술 개발과 구축을 위한 노력이 이어지고 있다.
IoT(Internet of Things) 기술을 이용한 실시간 모니터링과 편리한 첨단 시스템이 개발·구축되고 있으며, 건물에너지 데이터를 실시간으로 수집·분석해 관리하는 시스템인 BEMS(Building Energy Management System) 기술을 통해 냉·난방, 조명, 전자기기 등 전력 소모량을 최소화하는 노력이 이뤄지고 있다.
한국건설생활환경시험연구원이 주관을 맡은 ‘기존 공공건물 에너지효율 진단 및 리모델링 기술개발 실증’ 과제 또한 에너지 다소비형 기존 건물을 대상으로 에너지효율 혁신, 제로에너지화 구현을 목표로 개발이 한창 진행 중이다.
이 과제는 건물에너지 진단, 분석, 해석, 설계 등 솔루션에 대한 기술 개발과 인증이 포함하는 실증 연구과제로, 최종서비스는 통합플랫폼 형태로 제공될 예정이다.
㈜미래환경플랜건축사사무소는 1세부에 참여해 진단솔루션 파트에서 사진측량 기반의 BIM 자동생성 모듈을 개발하고, 플랫폼에 탑재하는 역할을 수행하고 있다.
사진측량 기반의 BIM 자동생성 모듈은 현장에서 취득된 이미지 정보로부터 기존 공공건물에 설치된 장비·설비 관련 정보를 건설산업에서 활용 가능한 형태(txt, xls, jpg 등)로 출력하는 기술이다.
또한 기존 건물의 에너지 성능 관련 정보를 포함하도록 역설계된 BIM 모델로부터 에너지 성능 분석에 필요한 자료(외피전개도, 형별성능관계내역서 등)를 건설산업에서 활용 가능한 형태로 생성하는 기술을 포함하고 있다.
미래환경플랜건축사사무소 박성현 연구소장(사진)은 “기존 공공건물에 대한 리모델링에 있어 요구되는 AS-IS 와 TO-BE 간의 간극을 극복하는 것은 매우 중요하다. 이는 대상으로 하는 공공건물에 대한 AS-IS, 즉 진단을 정확히 함으로써 처방을 통한 개선 방향을 잡을 수 있다는 개념”이라며 “그러나 노후화된 공공건물은 도면의 부재, 설비의 잦은 교체, 건물관리자의 변경 등의 이유로 에너지 분석에 요구되는 정보를 취득하는 것에 있어 많은 어려움이 있다. 이러한 관점에서 현재 개발 중인 기술은 기존 공공건물의 외피 및 설비 정보를 사용자가 쉽게 디지털화할 수 있도록 지원하는 역할을 한다고 볼 수 있다”고 설명했다.
미래환경플랜건축사사무소는 건축설계 분야와 건축 친환경 설계 종합 솔루션 분야가 협업하는 건축사사무소로, 일반 건축설계 및 친환경에너지 설계 분야의 다양한 프로젝트를 수행하고 있다.
현재 국내·외 친환경 인증제도 컨설팅 및 다양한 성능 기반 시뮬레이션 등을 통해 기술용역과 국책과제, 연구개발 등을 진행 중이며, 이를 통해 친환경 인증제도·계획 컨설팅을 종합적으로 대응할 수 있는 친환경 토탈 솔루션을 제공 중이다.
또한 건축환경 분야의 우수한 연구기관 및 대학, 각 분야 전문가들과의 활발한 교류로 BIM과 연계된 Tool 개발, 친환경 법규검토 앱인 ‘미래로(law)’ 등 친환경 신기술 개발을 위해 끊임없이 노력하고 있다.
특히 미래환경플랜건축사사무소는 다년간의 꾸준한 기술 개발과 연구를 통해 프로그램 33건, 인증 컨설팅 지원 도구 개발 10건 등 다수의 기술을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다.
설계 이전 단계부터 시공, 유지관리 단계까지 친환경 건축을 위한 다양한 가이드라인을 고객의 요구에 맞게 차별화된 통합 솔루션을 제공하며, 연구 분야 컨설팅 서비스는 친환경 건축 기술 개발과 연구를 함께 수행 중이다.
미래환경플랜건축사사무소의 대표 기술 중 하나인 ‘건물에너지 사용량 실태 분석 및 예측모델’은 사용자 행태 정보를 반영해 공공건축물의 에너지를 진단할 수 있는 프로그램으로, 인공지능(AI) 기반의 에너지 소요량 예측·진단 도구다.
사용자가 입력한 고지서의 가스·전기 사용량을 기반으로, 에너지 용도별(난방, 냉방, 기저부하(조명, 사무용기기), 급탕/취사) 사용량을 분석하는 에너지 사용량 분리분석 결과를 제공한다.
또한, 사용행태를 학습모델 기반으로 비교·분석해 에너지 용도별 연간·월간 사용량 비교분석 결과와 CO2 배출량 진단 결과를 제공하며 이는 노후화된 건물 진단과 공공건물의 리모델링 우선순위 선정을 위한 성능 분석에 활용이 가능하다.
박 연구소장은 “건축물에너지 분야의 다양한 프로젝트를 수행한 경험과 기술력을 바탕으로 신축 및 기존 건축물에서의 에너지사용량 예측 및 성능평가, 거주 쾌적성 향상을 위한 실제적 대안을 제시하는 역할을 하고 있다”며 “지난 2009년 ‘건축친환경신기술연구소’라는 부설연구소 설립을 인가받아 현재까지 다양한 시뮬레이션 기술과 성능검증 기법을 토대로 수많은 기술용역과 연구개발에 참여해 왔으며, 타사 대비 R&D 비율이 높은 기업으로 손꼽히고 있다”고 전했다.
그는 이어 “친환경적이고 지속가능한 건축물 구현에 있어 연구개발을 선택이 아닌 필수과제로 두고 있다”며 “향후 연구, 컨설팅, 인증평가, 건축계획, 건축설계 각 분야의 전문가 집단으로 구성된 당사의 강점을 활용해 현장 실정을 반영한 실용적이고, 성능이 뛰어난 친환경건축물 구현에 힘써 국가 온실가스 저감에 이바지하고자 한다”고 덧붙였다.
