스마트 빌딩에는 어떤 AI 응용 프로그램이 있나요?

2023-07-24

과학기술이 나날이 발전함에 따라 건물 자체는 더 이상 외관 디자인에만 치중하지 않고, 건축 자재 등급, 스마트 기술 또는 심지어 일반적 설계, 에너지 및 환경보호에 대한 요구사항도 높아지고 있습니다. 최근 경제부가 스마트 빌딩을 위한 혁신적 기술 보급 연구에 역점을 두면서, 국가 정책의 지원을 받는 스마트 빌딩의 발전 추세가 더욱 뚜렷해졌습니다. 스마트 빌딩은 더 이상 개념적 슬로건이 아니라 우리의 일상생활 속에서 더 많이 구현되고 있는데, 스마트 빌딩의 발전 추세를 종합해 보면 스마트 커넥션, 에너지 절약 및 환경보호, 스마트 센싱 등이 포함됩니다. 다음은 스마트 빌딩과 그 응용 기술에 대한 자세한 설명입니다.

스마트 빌딩이란 무엇인가요?

스마트 빌딩은 정보, 과학기술을 활용하여 건물의 환경과 설비를 통합하고, 사물 인터넷, 빌딩 관리시스템, AI, 자동화, 지능화 기술을 통해 거주자, 사용자에게 보다 쾌적하고 보다 효율적인 주거 품질을 제공합니다. 또한, 에너지, 자원을 보다 경제 효율적으로 이용하여 빌딩이 단순한 빌딩이 아니라 자동으로 에어컨 온도 조절, 조명 밝기 조절이 가능하며, 심지어 마치 건물 전체에 여러 명의 집사를 두는 것처럼 수자원 낭비, 화재 등의 재난에 대한 경보 기능까지 다양한 첨단 기술 서비스를 빌딩에 제공할 수 있습니다. 이 모든 것은 인터넷, 정보 시스템, 그리고 필요한 전자장비를 통해 쉽게 이루어질 수 있습니다.

스마트 빌딩에는 어떤 기술이 있나요?

스마트 빌딩이란 개념은 대략 1984년 즈음 당시 미국 하트퍼드시에 최초의 스마트 빌딩 City Place가 세워지면서 사용되기 시작했습니다. 그 이후로 전 세계 각지에서 「스마트 빌딩」의 개념이 생기기 시작했는데, 각 시대와 기술의 발전을 따라 스마트 빌딩은 크게 3단계로 나눌 수 있습니다.

자동화 – 스마트 빌딩 발전 초기 단계에는 통신 자동화-CA, 빌딩 자동화-BA, 사무 자동화-OA, 홈 오토메이션-HA, 보안 방재 자동화-SA를 포함하는 5A의 약전류 시스템을 사용했지만, 각 시스템이 독립적이므로 스마트 빌딩 통합 시스템이 아닙니다.
정보화 – 인터넷 기술이 보편화된 이후, 빌딩 역시 정보화 시대에 들어서면서 전반적 사양 및 시스템 통합 기술이 성숙한 단계에 접어들었으며, 2010년 이후 구체화되어 스마트 빌딩의 정보 연결, 시스템 통합에 큰 영향력을 미치기 시작했습니다.
지능화 – 자동화, 정보화 기술로 인해, 스마트 빌딩은 인간화 및 지능화를 향해 나아가기 시작했습니다. 간단하게 말하면 5A 약전류 시스템, 네트워크 및 자산 관리(Property Management, PM)가 통합되어 빌딩 관리 시스템(Building Management System, BMS)으로 형성되는 것인데, 그중 스마트 빌딩을 추진할 수 있게 된 관건은 바로 다름 아닌 AI, IoT, 5G, 에지 컴퓨팅 등을 포함한 몇 가지 핵심 기술의 부상입니다.

그중에서도 가장 핵심적인 기술은 바로 AI, IoT, 5G, 빅테이터 등입니다. 사물 인터넷의 시대에는 사물과 사물, 사물과 사람이 모두 정보를 통해 소통할 수 있고, 빅데이터 데이터베이스 구축이 완료된 후 AI 기술을 통해 설비의 센싱 기능이 강화되면 자동으로 의사 결정 분석이 이루어짐에 따라, 빌딩의 환경 제어, 설비 가동을 최적화하는 효과를 얻을 수 있는데, 그 핵심이 바로 인터넷 통신 기술의 발전입니다. 사용자가 3G, 4G, 5G, 심지어 WiF 신호를 통해 손에 들고 있는 휴대폰, 태블릿에 사물 인터넷을 연결하여 빌딩 시스템과 사용자 간의 상호 연결을 달성함에 따라, 인간과 컴퓨터의 협업, 스마트 빌딩의 이념이 실천될 수 있습니다.

스마트 빌딩의 3단계

1단계

자동화

2단계

정보화

3단계

지능화

독립형 서브 시스템

통신 자동화-CA

빌딩 자동화-BA

사무 자동화-OA

홈 자동화-HA

보안 방재 자동화-SA

정보 통합

관리 통합

사물 인터넷-IoT

에지 컴퓨팅

빅데이터 분석

빌딩 정보 모델링-BIM

스마트 빌딩의 이점

스마트 빌딩으로 인한 이점은 에너지 효율 향상, 생산성 증대, 운영 비용 절감 등이 포함됩니다. 2050년에는 전 세계 인구의 약 65%가 도시 환경에서 거주할 것으로 추정되고, 2060년에는 전 세계 건축 면적이 두 배로 증가하여 뉴욕시 480개가 증가되는 규모에 해당될 것으로 예상됩니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 전 세계 CO2 배출량의 40%가 건물에서 발생하고, 그중 약 50%의 에너지 소비가 낭비되는 것으로 추정하고 있습니다. 타이완 내정부의 추산에 따르면 스마트 빌딩은 같은 규모의 건물에 비해 평균 최소 20%의 전기와 30% 물을 절약할 수 있는데, 오성급 호텔과 같은 특정 상업용 빌딩의 경우 전기요금은 전체 운영비의 약 30%를 차지합니다. 즉, 스마트 빌딩이 가져다주는 이점은 녹색 에너지, 환경 지속가능에 부합될 뿐 아니라, 기업과 사용자의 에너지 효율성, 운영 비용에 보다 효과적입니다.

스마트 빌딩의 예

스마트 빌딩의 개념이 외국에서 시작되었지만, 녹색 에너지, 에너지 효율, 비용 관리 등은 각 기업, 정부, 개인이 모두 매우 중요시하는 문제입니다. 우리 주변의 가장 좋은 예로 신베이 시정부 행정빌딩을 보면 시정부 행정빌딩은 2018년 타이완 최초로 세워진 공공기관 「스마트 에너지 관리센터」입니다. 2019년 타이완 최초로 「신베이 전기 네트워크」에 접속하여 클라우드 아키텍처를 구축하고, 빅데이터 데이터베이스를 구축한 후, BIM 기술을 도입하여 전체 건물의 평균 온도, 급수, 배수 및 기타 설비의 상태를 실시간으로 확인할 수 있을 뿐 아니라(아래 그림 참조), 실시간 자동 조정도 가능합니다. 신베이 시정부도 이로 인해 「2019 TIBA AWARDS 제3회 타이완 우수 스마트 그린 빌딩 및 시스템 제품상-기존 리모델링 부문 금상」, 「2019 경제부 에너지 절약 벤치마크상-금상」, 「제3회 2022 아태 지역 우수 스마트 그린 빌딩 및 시스템 제품상 APIGBA Awards」 등의 3대 상을 수상했습니다.

그림 : 신베이 전기 네트워크 (자료 출처 : 신베이 시정부)

그림 : 신베이 시정부 행정빌딩 (자료 출처 : 신베이 시정부)

스마트 빌딩에 대한 전력 공급의 중요성

전력 공급은 빌딩의 모든 전자, 가계설비의 기초입니다. 스마트 빌딩 제품과 기존 제품의 가장 큰 차이점은 지능화 도입 이후 일반적 기능이 반드시 상호 통합되어야 한다는 점입니다. 아키텍처가 이미 사물 인터넷으로 발전했기 때문에 반드시 먼저 환경 또는 설비 정보를 획득한 후, 네트워크 통신 장비를 통해 백엔드 플랫폼으로 업로드되어야 합니다. 하지만 기능이 점점 다양해지고 가혹한 환경까지 더해짐에 따라 다양한 기능에 해당되는 전원공급장치가 필요하고, 제품 사양에 대한 요구사항도 이전보다 높다는 점입니다. 주자창 관리 시나리오의 경우, 전원 수요에는 통합, 확장 온도, 통신, 고출력, 소형, 모듈형 등의 기능이 포함됩니다.

그림 : 주차장 관리 시나리오 해당 제품 및 기능 요구사항 (자료 출처 : FSP 기업)

FSP 스마트 빌딩 솔루션

사물 인터넷, 스마트 빌딩 시대가 도래함에 따라, FSP의 녹색 제품도 지속가능 경영에 심혈을 기울이고 있습니다. 스마트 빌딩 분야에서는 주로 전자제품, 기술력의 결합을 통해 사용자가 각 층의 온도 제어, 절수, 절전 상태를 포함하는 건물의 각종 상태와 정보를 보다 편리하고 빠르게 얻을 수 있게 하거나, 자동화된 조정을 통해 사용자가 쾌적하고 편리한 생활 공간을 경험할 수 있게 하여 삶의 질을 향상시킵니다. 그 중에서 FSP 기업의 역할은 사용자뿐 아니라 지구 환경보호에도 일조할 수 있도록 에너지 저장 시스템, UPS, 스마트 조명 시스템 등을 제공하는 것입니다. FSP의 SmartCity 마이크로사이트를 방문하여 FSP와 함께 스마트 빌딩의 새로운 모습을 한 단계씩 구축해 보십시오.