BIM, 데이터센터, 콜드체인 등 설비설계업계의 이슈를 통해 설비설계기술 최신 트렌드를 공유하는 장이 마련됐다.
5월12일 서울 세텍(SETEC)에서 개최된 ‘2021년 최신 설비설계기술 세미나’는 ‘2021 대한민국 기계설비전시회(2021 HVAC KOREA)’의 부대행사로 개최됐다.
이번 세미나는 설비설계업계에 임하고 있는 전문가들이 참석해 이슈별 최신 정보를 공유하는 계기가 됐다.
변운섭 대한설비설계협회 회장의 개회사를 시작으로 △BIM연계 에너지절약형 통합 수배관시스템 계산프로그램 개발(박동일 하나지엔씨 대표) △기계비구조요소 내진설계 기준 고찰(우창호 엔에스브이 상무) △데이터센터 기계설비의 최신 동향 및 사례(엄태윤 한일엠이씨 연구소장) △콜드체인 물류센터의 최근 기계설비 동향 및 사례(김원호 기성이앤씨 부사장) △일반건물 단위냉방부하 기준개정에 관한 연구(황동곤 우원엠앤이 연구소장) 등의 발표가 진행됐다.
변운섭 회장은 개회사에서 “코로나19로 어려운 여건 속에서도 많은 관심을 가져준 설비인에게 감사하다”라며 “세미나가 원활하게 이뤄질 수 있도록 지원한 관계자들에게 감사를 전한다”고 밝혔다.
한국형 수배관시스템 계산프로그램 개발박동일 하나지엔씨 대표는 ‘BIM연계 에너지절약형 통합 수배관시스템 계산프로그램’ 발표를 통해 한국형 BIM 연계 수배관시스템 계산프로그램 ‘Hyd-ONE’의 특장점 및 개발 추진계획에 대해 발표했다.
국내 분야별 전체 에너지소비에서 건물은 24%를 차지하고 있으며 건물부문에서 수배관을 이용하는 공조부문의 에너지소비량은 50% 가량을 차지하고 있다. 이에 따라 공조설비의 효율향상은 제로에너지빌딩의 패러다임을 실현할 수 있는 가장 가능성있는 분야로 주목받고 있다.
현재 우리나라는 2D도면을 이용해 수배관을 해석하고 있으며 도면상 수치를 전용프로그램에 수동으로 입력해 작업시간이 길고 수치 입력과정에서 휴먼에러로 인해 누락되는 정보 등으로 인해 정밀성이 떨어질 가능성이 있다.
이에 따라 BIM과 연계한 에너지절약형 통합수배관시스템 계산프로그램이 Hyd-ONE이 개발됐으며 이를 통해 수배관시스템 장비간 상호작용과 영향을 정확히 계산해 설계오류를 사전에 개선하고 설계변경 및 재시공을 줄이는 등 경제적 효과를 거둘 것으로 기대된다.
박동일 대표는 “BIM 연계 통합수배관시스템 계산프로그램 Hyd-ONE 개발로 △손쉬운 모델링 구축 △밀폐형(냉난방) 수배관시스템의 최적 유량분배 △배관사이즈 및 유량제어 밸브 선정 △개방형(소방설비)시스템의 소화설비 성능달성 등의 효과가 기대된다”라며 “설계-시공-감리를 연계한 플랫폼 구축을 통해 국산 수배관시스템 계산프로그램의 활성화와 에너지절감을 실현하고 부가적으로 공조용 복합밸브시장 활성화가 전망된다”고 밝혔다.
비구조요소 내진설계 기준마련 시급우창호 엔에스브이 전무는 ‘기계비구조요소 내진설계 기준 고찰’ 발표를 진행했다. 2018년 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 시행에 따라 건축물의 구조에 관한 설계 및 구조안전을 확인할 시 지진이 발생할 경우 안정를 위협할 수 있는 비구조요소를 고려해야 한다. 건축물에 설치되는 기계 비구조요소는 △냉난방 열원설비 △공조 및 환기설비 △위생설비 △기타설비 등으로 나뉜다.
우창호 전무는 “현재 비구조요소 설계기준이 명확히 제시돼있지 않아 혼선이 발생하고 있다”라며 “또한 법규에는 중요도계수 1.5인 비구조요소를 내진설계를 수행해야 한다고 명시하고 있지만 규정에 속하지 않는 비구조요소의 내진설계 여부는 건축주와 협의를 통해 진행토록해 혼선을 더하고 있다”고 밝혔다.
이어 “설계단계에서 공사비 견적 시 비구조요소에 대한 내진설계 및 시공비가 포함돼야 향후 시공변경 시 대응이 가능하다”고 밝혔다.
이러한 내진설계에 대한 혼선을 방지하기 위해 설비설계협회와 건축구조기술사회는 MOU를 체결하고 △기계설비 내진구조설계 기술기준 수립 △기계설비 내진구조설계 정책수립 등을 추진하고 있다.
냉방설비 최적화, IDC PUE 감소방안엄태윤 한일엠이씨 연구소장은 ‘데이터센터 기계설비의 최신동향 및 사례’를 발표했다. 인터넷기술 발달과 사용량 증가로 인해 데이터 생산량이 큰 폭으로 증가했으며 이를 활용하기 위한 데이터센터는 에너지다소비 건물로 인식되고 있다.
데이터센터에서 사용되는 IT장비는 데이터를 처리하기 위한 필수요소로 데이터센터 전체 에너지사용량의 52%를 차지하고 있으며 감축하기 어려운 부분이다.
이에 따라 IT장비를 제외한 데이터센터를 구성하는 냉방, 조명, 전력, 통신 등의 분야에서 에너지 절감이 강조되고 있다. 특히 냉방설비는 IT장비가 원활하게 운영될 수 있도록 온도를 조절하는 기능을 수행하고 있으며 데이터센터 전체 에너지사용량의 38%를 차지하고 있다.
이에 따라 냉방설비가 사용하는 에너지를 절감한느 방안을 마련하는 것이 데이터센터 에너지절감의 필수조건으로 각광받고 있다.
엄태윤 연구소장은 “데이터센터의 냉방설비는 공기분배 최적 설계를 통해 데이터센터의 PUE를 최대 0.6 절감할 수 있다”라며 “데이터센터의 구조 및 여건에 따라 △급기댐퍼 개구율 △예비장치 가동효과 △CRAC 설치위치 △다공판 개구율 △부분부하 대응제어 △서버 이격거리 △컨테인먼트 △급기제어 대응성 △급배기 온도제어 △Busduct 설치위치 △급기 가이드 배인 등을 통해 PUE를 개선할 수 있다”고 밝혔다.
자연냉매·LNG냉열, 차세대 냉각시스템 각광김원호 기성이앤씨 부사장은 ‘콜드체인 물류센터의 최근 기계설비 동향 및 사례’에서 냉매규제에 대응한 암모니아·CO₂ 냉동시스템과 LNG냉열 활용 냉동시스템에 대해 발표했다.
물류센터 냉동시스템에 활용되던 R22 냉매는 환경규제로 인해 사용이 금지되고 있다. 또한 R22 냉매의 대안으로 R134a와 R404a가 주목받고 있지만 향후 규제대상에 포함돼 사용할 수 없을 전망이다. 이와 함께 에너지사용량이 많으나 운전관리가 용이한 개별식 시스템이 선호되고 있다.
이에 따라 환경친화적이고 에너지효율 중심의 냉동시스템 도입이 시급한 상황이다.
김원호 부사장은 “환경규제 및 에너지절감 추세에 따라 암모니아, CO₂ 등 친환경 자연냉매가 적용된 중앙집중식 냉동시스템 적용이 증가하고 있다”라며 “암모니아와 CO₂는 오존층 파괴가 없으며 암모니아의 경우 GWP가 0인 특징을 가지고 있다”고 밝혔다.
이어 “암모니아는 환경성, 경제성이 가장 우수하나 독성 및 인화성 등으로 인해 국내에서는 사용이 기피되고 있다”라며 “이를 안전하게 사용하기 위한 방안으로 암모니아·CO₂ 냉동시스템이 주목받고 있다”고 밝혔다.
암모니아·CO₂ 냉동시스템은 캐스케이드시스템과 브라인시스템으로 나뉘는데 작업장의 피해를 최소화하기 위해 작업장 내부로 전달되는 열은 CO₂를 통해 공급하는 공통점을 가지고 있다.
LNG냉열 활용 냉동시스템의 경우 –162℃의 LNG기화열을 활용하는 방식이다. 현재까지 LNG기화열은 바다로 버려져왔다.
김원호 부사장은 “LNG기화열을 활용하는 한국초저온은 기화열을 활용해 –80~-60℃의 SF급 냉동창고, -25℃의 F급 냉동창고, 0℃의 C급 냉장창고 등에 순차적으로 냉열을 공급하고 있다”라며 “이 과정을 거쳐 승온된 기화열은 다시 LNG를 기화하기 위한 용도로 사용돼 높은 효율을 가지고 있다”고 밝혔다.
건축·설비 변화 대응 단위냉방부하 산정황동곤 우원엠앤이 연구소장은 ‘일반건물 단위냉방부하 기준개정에 관한 연구’ 발표를 통해 △단열기준 강화 △기밀 및 환경기준 변경 △재실밀도 감소 △조명밀도 감소 등 건축과 설비트렌드 변화에 따라 개선이 필요한 일반건물 단위냉방부하에 대해 설명했다.
황동곤 연구소장은 “적정부하율 제시는 건축물 설계 시 장비오버사이징을 방지하고 이에 따라 초기투자비 및 운영비 절감이 가능하다”라며 “시대변화에 따른 단위부하 및 적정부하율을 제시하기 위해 이번 연구가 진행됐다”고 밝혔다.
연구는 △일반건물 용도별 표준모델 구축 △단위냉방부하 재산정 △적정성 검증 및 기준(안)제시 등 순으로 진행됐다.
표준모델을 구축하기 위해 지역별 268건을 수집했으며 데이터정리·활용이 불가한 자료의 경우 설계자료를 수집해 연구에 활용했다. 마련된 표준모델을 바탕으로 △지역별 부하계산 △EnergyPlus 시뮬레이션 △실사용 데이터비교 △전문가 자문 등을 통해 단위부하를 재산정했다.
황동곤 연구소장은 “기존기준대비 재산정된 단위부하는 평균 27.5% 감소했으며 향후 △초기투자비 경감을 통한 지역냉방 경쟁력 강화 △에너지 및 CO₂ 배출량 감축 △지역냉방 적용 건물의 유지관리성 향상 △지역냉방 보급 확산 등의 효과가 기대된다”고 밝혔다.
모든 발표가 종료된 후 설비설계업계 발전에 기여한 공로에 보답하기 위한 감사패 수여식이 진행됐으며 △이주환 모스트비티 대표 △안정헌 시스템벤트 대표 △유승협 부-스타 대표 △김성현 성지공조기술 대표 △김철영 유천써모텍 대표 △김학근 삼화에이스 대표 △문기선 한국HR산업 대표 등이 감사패 수상자로 선정됐다.
한국형 수배관시스템 계산프로그램 개발
비구조요소 내진설계 기준마련 시급
냉방설비 최적화, IDC PUE 감소방안
자연냉매·LNG냉열, 차세대 냉각시스템 각광
건축·설비 변화 대응 단위냉방부하 산정
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