에너지 절약 일등공신 ‘스마트빌딩’

[CCTV뉴스=최형주 기자] 스마트폰을 시작으로, ‘스마트’는 도처에 사용되는 접두사가 됐다. 그렇다면 스마트빌딩은 어떤 모습으로 우리 일상에 들어와 있을까?

업계를 선도하는 스마트빌딩 솔루션 제공 기업들의 구축 사례들을 통해 우리 삶 속의 스마트빌딩 솔루션들에 대해 알아본다.

슈나이더 일렉트릭의 에코스트럭쳐 솔루션

슈나이더 일렉트릭은 ‘에코스트럭처(EcoStruxure)’라는 스마트빌딩 솔루션을 제공하고 있다. 스마트빌딩을 대표하는 건물로 알려진 프랑스의 ‘르 하이브(Le Hive)’는 슈나이더 일렉트릭의 본사 사옥으로, 처음에는 평범한 건물로 건설됐지만 지난 2008년 슈나이더 일렉트릭의 모든 기술이 동원돼 최첨단 인텔리전트 빌딩으로 재탄생했다.

슈나이더 일렉트릭에 따르면 해당 솔루션은 IoT를 이용한 상호연결성 강화와 간단한 설치를 통한 신속한 시운전과 빌딩 시스템 변경에 중점을 둔다. 특히 운영 효율을 30%까지 증대시킬 수 있어 빌딩의 가치 상승에도 도움이 될 수 있다고 설명하고 있다.

소덱소 신사옥에 적용된 에코스트럭쳐 솔루션

맞춤형 식품 및 시설관리 기업 ‘Sodexo(소덱소)’는 아시아 태평양지역(APAC)에서의 급격한 성장에 따라 싱가포르 몽바튼에 해당 지역 직원들을 위한 신사옥 ‘APAC House’를 짓고, 여기에 에코스트럭쳐 솔루션을 적용했다.

소덱소는 새로 지어지는 신사옥을 에너지 관리 기능 및 다양한 IT 기술이 결합된 스마트 오피스로 구축하는 것을 목표로 했다. 해당 건물은 200여 명의 싱가포르 지역 직원을 수용해야 한다는 점과, 전력 관리에 대한 가시성에 초점을 맞췄다.

적용된 솔루션은 효율적인 전력 관리와 효율적인 에너지 활용을 돕는 에코스트럭쳐 워크플레이스어드바이저(EcoStruxure Workplace Advisor)와 빌딩관리시스템(BMS)으로, 사무실 내 모든 공간과 좌석이 200개 이상의 센서로 연결된다.

센서를 통해 공간의 사용 상태부터 온도와 습도, 밝기 등 온갖 정보를 실시간으로 수집하고, 언제 어느 곳이 가장 붐비는지, 어느 장소의 전력이 많이 사용되고 있는지에 대한 정보를 제공한다.

특히 해당 건물의 소덱소의 직원들은 좌석을 고정적으로 사용하지 않고, 그 날의 업무 특성이나 기분에 따라 자리를 이동할 수 있다. 또한 활용도가 낮은 책상, 회의 공간을 빠르게 파악하고 분석해 재분배하기도 한다.

공장에 적용된 스마트빌딩 솔루션

사실 스마트빌딩의 에너지 절약 솔루션이 가장 잘 활용되는 곳은 공장이다. 공장에서 사용하는 기기들의 전력량 관리로 많은 비용을 절감할 수 있기 때문이다. 지난 2018년 12월 반도체 솔루션 공급 기업 유니퀘스트의 그룹사인 드림텍(DreamTech) 신공장에 슈나이더 일렉트릭의 에너지 절감 솔루션이 구축됐다.

드림텍 공장에는 슈나이더 일렉트릭의 빌딩 자동화 솔루션인 에코스트럭처 빌딩(EcoStruxure Building)과 공장 내 전력 에너지를 효율적으로 관리하기 위한 전력관리 솔루션 에코스트럭처 파워(EcoStruxure Power)가 통합 적용됐다.

우선 에코스트럭처 파워 내진 성능(Seismic Performance)과 내아크 성능(Internal Arc Withstand Capability)을 갖춘 고/저압 배전반 (SM6/ Blokset)을 적용해 안전성을 확보했다.

또한 최신 IoT 전력 디바이스(Connected products)가 설치되어, 고압반부터 분전반에 이르기까지 모든 부하의 개별 에너지 데이터와 각 디바이스의 진단 데이터를 상위의 에너지 관리 소프트웨어인 에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monitoring Expert, PME)로 전송해 실시간으로 공장에서 사용되는 에너지를 관리한다.

여기에 예지 분석을 기반으로 전력 관리가 효율적이고 안정적인지 관리하고 서비스 받을 수 있는 에코스트럭처 파워 어드바이저(EcoStruxure Power Advisor)가 도입됐으며, 공조기·냉동기·컴프레셔 등 모든 기계 설비에는 각 설비의 상태를 측정하고 제어할 수 있는 각종 IoT 센서(온도, 습도, 압력, 유량 등) 및 밸브들이 설치됐다.

이렇게 모인 데이터들은 자동제어 통합 소프트웨어를 통해 실시간으로 감시하고 제어함으로써, 공장 내 환경(온도, 습도, 공기 질 등)을 항상 최적으로 유지한다. 아울러 조명제어 시스템(KNX)과 전력관리 시스템(PME)을 통합하고 데이터를 실시간으로 공유한다.

존슨콘트롤즈의 스마트빌딩 솔루션

존슨콘트롤즈는 지난 2012년 미국의 상징적 건축물인 ‘엠파이어 스테이트 빌딩(Empire State Building)’에 자사의 스마트빌딩 솔루션을 구축했다. 솔루션 구축 첫 해 엠파이어 스테이트 빌딩은 38%의 에너지를 절약해 240만 달러(약 27억 8천만 원)를 절감했다고 밝혀 화제를 모으기도 했다.

또한 존슨콘트롤즈는 초고층 건물로 유명한 두바이의 ‘부르즈 할리파(Burj Khalifa)’에도 자사의 스마트빌딩 솔루션을 제공했다. 제공된 솔루션은 보안 관리 시스템과 저전압 시스템, E-Home 스마트 홈 기술이다. 이 외에도 존슨콘트롤즈는 세계 각지에 스마트빌딩 솔루션을 공급하고 있다.

명예의 전당 빌리지(Hall of Fame Village)

미국 오하이오 주 캔튼에 위치한 존슨콘트롤즈 명예의 전당 빌리지는 스포츠와 엔터테인먼트 분야에 특화된 스마트시티다. 빌리지는 프로 미식축구 명예의 전당과 IRG(Industrial Realty Group)의 파트너십에서 출발했으며, 도시를 구성하는 모든 기술과 제품·솔루션·서비스는 존슨콘트롤즈가 제공한다.

존슨콘트롤즈는 명예의 전당 빌리지의 도시 인프라를 통합해 데이터를 분석하고 연결성과 효율성을 확보했다. 빌리지 안에 존재하는 빌딩들의 운영을 최적화하고 자원 사용을 절감하며, 도시 전반에서 수집된 데이터를 통해 생산성을 지속적으로 향상시킨다.

이중 주목할 만한 건물은 톰 벤슨 명예의 전당 경기장(Tom Benson Hall of Fame Stadium)이다. 2만 8천 스퀘어피트(sq.ft)에 달하는 규모에 최대 약 2만 3천 명의 인원을 수용할 수 있는 경기장으로, 포브스가 선정한 13대 미국프로풋볼(NFL) 경기장에도 이름을 올렸다.

톰 벤슨 경기장은 관제실에서 155개의 고해상도 IP 감시카메라 데이터를 모니터링해 실시간으로 경기장 이용객들의 안전을 관리하고, 고효율 HVAC 장비 및 VRF 기술을 사용해 뛰어난 에너지 효율성을 갖췄다. 약 194km에 달하는 광케이블과 구리 케이블은 경기장 내 모든 관객이 끊김없이 와이파이 네트워크를 사용할 수 있게 해준다.

비아(Bee’ah) 신규 본사

아랍에미리트에서 지속가능성 솔루션을 제공하는 비아(Bee’ah)는 AI와 스마트빌딩 솔루션이 결합된 신규 사옥을 지었다. 유명 건축사무소인 ‘자하 하디드 건축’이 설계를 맡은 이 건물은, 재생에너지만으로 전력을 공급하는 ‘넷(net) 제로 에너지 소비’를 달성하기 위해 재생 에너지 자원 활용에 최적화될 예정이다.

비아 신사옥에는 마이크로소프트와 존슨콘트롤즈의 솔루션이 각각 활용됐다. 마이크로소프트의 퍼블릭 클라우드 플랫폼인 애저(Azure)를 기반으로 인텔리전트 엣지 시스템, 디바이스, 소프트웨어를 결합했다. 특히 가상 AI 페르소나를 이용해 에너지 효율성을 최적화했고, 가용면적을 최선으로 사용해 건물 공간을 생산적으로 활용한다.

존슨콘트롤즈는 애저 디지털 트윈스, IoT 기술을 모니터링할 수 있는 기술 인프라 구축을 담당했다. 존슨콘트롤즈의 디지털 볼트(Digital Vault)로 애저 디지털 트윈스, 애저 IoT 및 애저 컨테이너 레지스트리의 기능을 활용함으로써, 빌딩에 연결된 디바이스와 시스템으로부터 생성되는 데이터 표현을 가시화한다.

아울러 비아 신사옥에는 스마트 로비 출입 관리 시스템과 스마트 보안이 적용됐고, 비아 임직원은 물론 새로운 본사에 방문하는 방문자들까지 최신 AI 기술을 경험할 수 있다. 인사, 고객 관리, 구매, 전기, 배관, 기계 부문까지 모두 스마트 기술이 적용됐다.

스마트빌딩, 인류의 미래가 된다

인류는 지금 에너지를 절약하기 위해 스마트빌딩, 전기를 자급하는 오프그리드 시스템, 전기차와 수소차 등의 많은 친환경 솔루션으로 새로운 발돋움을 하고 있다.

물론 이 모든 솔루션들은 파리기후협정의 탄소배출 제한 때문에 개발되고 있다. 그러나, 파리기후협정도 결국 우리가 사는 지구의 환경을 보호하기 위함이다.

앞으로 스마트빌딩은 빠르게 발전하는 IoT 기술 시장과 함께 더 크게 성장할 것으로 보인다. 우리에게 궁극의 편의를 가져다 주는 첨단 인공지능 빌딩부터, 우리가 미처 생각하지 못하던 곳의 에너지 사용 관리와 보안 관리, 더 나아가서는 에너지를 완벽하게 자급하는 넷-제로 에너지 빌딩까지, 스마트빌딩 업계의 더 큰 성장을 기대해본다.