스마트빌딩 주요 기술, 서비스 및 솔루션 적용사례

스마트빌딩이란 빌딩의 주요 설비에 IoT 센서를 설치하여 건물의 상황을 모니터링하여 최적의 상황을 유지하는 기술입니다. BEMS 에너지 관리 시스템, IoT 기술, 통신네트워크, 주차장 무인관리 등의 스마트빌딩에 사용되는 주요기술과 서비스에 대해 알아보겠습니다.

스마트빌딩 주요 기술

스마트 빌딩을 운영하기 위해 BEMS(빌딩에너지 관리시스템)을 이용하여 에너지를 절감하고 최적의 상태로 관리하기 위한 기술이 중요합니다. 여기 추가로 최신 IoT (사물인터넷)과 통신, 데이터분석 기술이 결합하여 스마트 빌딩을 구성합니다.

위의 그림은 스마트 빌딩 기술의 개념을 나타낸 것으로 각종 센서를 통해 조명, 온도, 에너지를 수집하여 실시간으로 모니터링하고, 이를 분석해 최적화를 진행하는 절차를 나타냅니다.

초기 BEMS 기술은 주로 건물 전체의 에너지를 관리하는 수준입니다만, 스마트 빌딩은 여기에 각종 센서와 통신장비를 추가해 실시간으로 건물의 각종 정보를 취합하여 최적화 할 수 있습니다.

BEMS 시스템의 레벨은 관리 수준에 따라 다음의 4단계로 나눌 수 있습니다. (일본 공기조화 위생공학회 기준)

단 계	설명
0 단계	건물 전체의 에너지 소비를 기간단위(일, 월)로 파악하여 전체 에너지를 관리하는 수준
1 단계	건물의 용도별로 에너지 소비를 파악하여 절약 대책을 수립한다.
2 단계	계통별 에너지 소비를 파악하여 취약 및 이상 구역을 파악하여 관리할 수 있다.
3 단계	특정 기기나 층(Floor)에 따라 에너지 소비상태를 관리하고 최적의 관리방식을 선택한다.

에너지 관리 기술은 최근 탄소배출 억제정책에 따라 공공기관의 경우 BEMS 시스템의 설치를 의무화하고 있으며, 국내 빌딩의 경우 범위를 점차 확대해 나가고 있습니다.

사물인터넷 장치를 활용해 온도, 습도, 미세먼지, 소음, 조명 등의 다양한 정보를 취합하여 통신망을 통해 중앙으로 수집하여 분석할 수 있습니다.

위의 그림은 LoRA 통신기술을 적용한 무선모듈로서 저속이지만 1Km~10Km 거리의 통신이 가능한 모듈로서 IoT 장치에 많이 적용합니다. 이런 통신기술을 이용해 건물의 각종 데이터를 실시간으로 수집 분석할 수 있습니다.

참고로 IoT 기술은 스마트 빌딩 외에도 다음과 같이 다양한 분야에 활용되는 핵심기술입니다.

스마트빌딩이 가능하게 된 주요 기술의 하나는 통신 기술의 발달입니다. 앞서 설명드린 LPWAN 저전력 통신기술을 활용해 WAN 네트워크 구성이 가능해졌으며, 무엇보다 가격이 종전의 1/5 수준으로 떨어져 스마트 빌딩에 적용할 수 있게 되었습니다.

위의 주요 기술들을 활용해 스마트 빌딩이 제공하는 주요 서비스는 다음과 같습니다.

스마트 빌딩 솔루션의 경우 선진국에서는 많은 기업이 있지만, 국내 기업들도 점차 확대되는 시장을 위해 여러 솔루션을 내놓고 있습니다. 대표적인 스마트빌딩 솔루션 업체는 다음과 같습니다.

다음은 삼성전자의 b.iot 스마트빌딩 솔루션을 적용한 사례입니다.

그동안 상대적으로 저렴한 에너지 가격으로 스마트 빌딩의 도입에 소극적인 측면이 있지만 저탄소 정책 및 에너지 가격 상승으로 점차 주목받는 기술이 될 것입니다.