BIM 연계형 통합 수배관 계산 프로그램 ‘Hyd-One’ 개발 설명회가 열렸다. 한국설비공학회와 칸kharn이 공동 주관한 이번 설명회는 5월12일부터 14일까지 세텍에서 열린 HVAC KOREA 부대행사로 진행됐다. 

첫 발표에 나선 민준기 경희대 교수는 ‘BIM 연계 에너지절약을 통합 수배관시스템에 계산프로그램 Hyd-One 개발의 필요성’에 대해 발표했다. 이번 프로그램 개발은 기후변화에 따른 지구 생태계 변화와 에너지 자원고갈 등에 대한 전 지구적 대응 노력이 절실하고 건물에는 전체 에너지소비량의 24% 이상, 냉난방부문 에너지소비량은 50% 차지하고 있는 만큼 국가적인 에너지절감 중요성이 부각되면서 진행됐다.

또한 냉난방수배관시스템 계산 프로그램을 통한 에너지(반송동력) 절감 설계 Tool이 필요하고 소방설계 시 소방수리계산서 외산 고가의 프로그램 사용으로 쉽고 저렴한 국산 소프 트웨어의 필요한 상황이다. 특히 제로에너지빌딩 등 고효율 건축물 보급 확대, 노후 건축물 에너지성능 개선, 건물에너지관리시스템 보급이 확대되고 있어 Hyd-One 개 발에 관심이 집중돼 있다.  

이번 프로그램 개발에 참여한 하나지엔씨는 BIM 연계 에너지절약 통합형 개발을, 경희대는 밀폐, 개방형 수배관 알고리즘 개발을 담당했으며 융도엔지니어링은 기계설비 및 소방설비 설계 도서 개발을, 삼양발브는 3D CV D/B 구축 및 Mock-up 검증을 수행했다. 지엔원에너지는 히트펌프 수배관시스템 실증을, BEL은 매뉴얼 및 교육 프로그램 개발을, 대한설비공학회는 알고리즘 & 유동해석 검증, 인증 & MOU를, 대한설비설계협회와 한국소방기술사회는 Hyd-One Tool 교육 및 보급 플랫폼 사업에 나선다.

 

민준기 교수는 “BIM 연계형 통합 수배관시스템 Tool 개발로 에너지와 공사비 절감 및 설비비와 설계 최적화를 구현할 수 있으며 건물에너지절감에 기여하고 설비기술을 선 도할 수 있다”라며 “저렴한 수배관시스템 계산 Tool 첨병역할을 할 Hyd-One 개발이 완료되면 냉난방 순환펌프 선정은 물론 냉난방 수배관시스템 배관공 선정, 공조배관의 복합밸브 선정, 소방수리계산서 계산 프로그램을 최적화할 수 있을 것”이라고 강조했다.

하나지엔씨는 냉난방, 소방 수배관시스템에서 수백만의 정확한 계산을 통한 최적화를 위한 3D 기반의 BIM과 연계해 보다 편리하고 저렴한 에너지절약을 통합 수배관 시스템 계산프로그램을 개발했다. 

발표에 나선 강민규 선임은 “최근 냉난방 수배관시스템뿐만 아니라 소방수배관시스템에 대한 중요성을 인식하게 됐으며 설계-시공-시운전-운영단계에서 에너지절감과 정확 한 수배관 계산 결과를 위해 각 수배관시스템 계산프로그램을 활용 하고 있다”라며 “사용자 입장에서는 보다 쉽고 간편하고 저렴한 수배관 계산 프로그램을 요구하는 실정이며 건축설계 Tool시장은 2D기반의 CAD에서 3D 기반인 BIM으로 전환되고 있다”고 밝혔다. 강 선임은 이어 “이러한 요구조건을 건축설계시장 상황을 고려해 BIM과 연계해 보다 편리하고 저렴한 에너지절약을 통합 수배관시스템 계산 프로그램을 국산화하게 됐다”고 강조했다. 

Revit 연동 수배관 추출 Add-in 시스템으로 개발된 Hyd-One은 추출된 BIM 수배관 요소로 밀폐형 배관계 구축 알고리 즘 개발 및 구현했으며 배관 내 주손실 계산, 배관 내 부손실 계산, 배관공 선정(35종류) 등으로 프로그램이 구성돼 있다. BIM 모델로부터 부속구성을 추출해 배관계를 구성할 수 있으며 컨트롤+밸런싱밸브 선정으로 컨트롤해라 선정을 구현할 수 있다.

강민규 선임은 “BIM 연계 통합 수배관시스템 계산 프로그램 개발로 쉬운 모델링 구축, 밀폐형(냉난방) 수배관시스템의 최적화된 유량분배, 배관시키지 및 유량에서 밸브 선정, 개방형(소화설비)시스템의 소화설비 성능 달성과 설계-시공-감리 를 연계한 플랫폼을 구축할 수 있다”라며 “저렴한 국산 수배관시스템 계산 프로그램 활성화와 에너지절감을 실현하며 부가적으로 공조용 복합밸브시장 활성화를 기대할 수 있다”고 밝혔다.

냉난방 수배관시스템 Mock-up 구축 및 유동해석을 담당한 삼양시스템그룹은 수배관시스템 밀폐형 Mock-up 모듈 제작과 테스트 및 검증, 복합밸브 제품 DB 구축, 복합 밸브 제품 3D 모델링 등을 수행했다. 송명규 이사는 “BIM 프로그램에 의해 설계 적용된 수배관시스템 내의 복합밸브 설계 유량의 데이터, 설계와 동일하고 실제 Mock-up 제작된 수배관시스템에서 수행된 실 유량값과 유동해석을 통해 계산된 차압변을 유량값의 차이를 비교 검증했다”고 밝혔다.

이번 실증을 위해 적용된 복합밸브는 SMART-IS, SMART-CROSS, YFC-DO 등을 적용해 유동해석과 Mock-up 신유랑 테스트를 진행한 결과 밸브가 실유량테스트 대비 유량의 오차가 ±5% 이내 임을 증명했다. 이는 밸브의 특성을 유동해석에 적절하게 적용했을 검증한 것이며 밀폐형 구조의 배관에서 밸브의 성능이 구현된 것을 검증했다. BIM 프로그램을 개발해 여러 밸브를 복합적으로 작동시켜 유량 및 차압에 대한 비교 및 검증을 위한 실유량테스트를 대체해 유동해석 시뮬레이션을 통해 쉽게 검증하고 신뢰 성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

송명규 이사는 “각 복합밸브의 설정유량대비 실제유량테스트를 거쳐 도출된 차압변을 실유량값의 오차율과 유동해석을 활용한 차압변을 유량값의 오차율이 ±5% 이내임을 검증했다”라며 “이는 BIM프로그램에서 설계된 설계유량 데이터검증이 유동해석을 통해 보다 쉽고 빠르게 수행할 수 있음이 증명됨은 물론 BIM 프로그램의 신뢰도를 향상시켜 이번 프로그램 사용자들에 많은 편의를 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

김중헌 BEL테크놀러지 사장은 ‘BIM 연계 에너지절약형 통합 수배관시스템 계산프로그램 교육 프레임워크 개발’을 발표했다. 교육기관이 될 대한설비공학회는 회원으로 설계, 제조, 시공, 유지관리 등 다양한 분야에 종사하는 8,700여명의 기술 전문가가 가입돼 있으며 업무영역별로 건축환경, 공조냉동, 설비건설, 소방방재, 에너지, 위생, 자동제어, 콜드체인, 플랜트 및 환기부문 등 11개 부문위원회가 활동 중이다. 수배관시스템 교육을 지난 2019년 3회, 2020년 1회 진행했다. 

서울과학기술대학교 에너지기술인력양성센터(ETEC)는 에너지기술분야 교육 및 기업체 재직자 실무 인력양성 교육을 진행하고 있으며 2020년 2회에 걸쳐 비대면교육을 진행했다. 추가적으로 대한설비설계협회(KARME), 한국엔지니어링협회(KENCA), 한국소방기술사회 등과 추가교육기관 선정 기술교육 MOU를 체결할 예정이다.

김중헌 사장은 “기술교육 프래임워크 개발을 위해 수배관시스템 계산프로그램 자료조사, 기술교육 컨텐트 개발(밀폐형, 개방형), 교육 네트워크 개발(학회, 협회, 대학교 등) 등을 진행했다”라며 “특히 칸kharn을 통해 신기술 홍보 기고를 지난해 10월부터 올해 4월까지 총7회에 걸쳐 게재했다”고 강조했다.

정진우 하나지엔씨 팀장은 수배관시스템 계산프로그램 Hyd-One 시연을 진행했다.