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대림산업 스마트에코팀, 아파트 E·환경 R&D

ZEB·지열·환기·공기청정·BIM 등 신기술 개발
소비자 원하는 주거환경 구현…체감도 높여

대림산업(대표 박상신) 기술개발원의 스마트에코팀은 단열·기계설비·음환경·신재생에너지 등 건축물의 에너지절감과 품질향상 방안을 연구하고 있다.


건축시장침체에 따라 1군 건설사들은 품질좋은 상품을 합리적인 가격으로 공급해야 하며 이를 위해서는 자체적인 관련기술개발이 필요하다.


스마트에코팀은 친환경분야에 특화된 기술들을 개발하고 있으며 대전 연구센터를 비롯해 목업(Mock-up)테스트 시설을 갖추는 등 타 건설사에 비해서도 연구개발분야가 활성화됐다는 평가를 받고 있다.


특히 일반적인 건설사 연구소의 한계로 지적되는 것은 과학·기술적 진보를 위한 연구에 치중하는 경우가 많다는 점이지만 스마트에코팀은 사업본부와의 커뮤니케이션을 통해 소비자가 원하는 것을 개발하는 방향에 집중하고 있다.


과학기술정책연구원(STEPI)에 따르면 국민들을 대상으로 주거환경에서 원하는 바를 조사한 결과 △입지 △저렴한 냉난방비 △실내공기 △재해안전 △조용한 주거환경 △해충 없는 주거환경 등으로 나타났다.


스마트에코팀은 이를 수용해 △한국형 ZEB 상용화모델 △에너지슬래브 지열시스템 △공기청정환기시스템 H House △고성능 건식바닥시스템 △중량충격음 특급화 기술 △급기가압 제연시스템 △설계용 일조환경 SW △BIM기반 수배관 최적설계 프로그램 등을 개발했다.



공기청정·환기·IoT 기능 ‘H House’
우리나라 아파트에는 환기시스템을 의무설치하게 돼있지만 가동세대는 20%에 불과한 것으로 나타났다. 이에 대한 원인으로는 운전비용, 소음, 낮은 체감도 등이 꼽힌다. 한편으로는 미세먼지 악화에 따라 공기청정기 시장이 급격히 증가하고 있다.


대림산업이 개발한 공기청정 환기시스템은 현재 시스템특허가 출원돼 있다. 필터, 팬이 부착된 환기시스템에 내부순환기능 및 스마트 IoT 기술을 접목했다.


미세먼지가 심하면 외부환기모드에서 내부순환모드로 돌려 공기청정기처럼 사용할 수 있으며 외기필터 및 고성능 헤파필터가 적용돼 2.5μm 이상 먼지의 99.99%, 0.3μm 이상의 99.95%를 제거한다.


또한 외기가 청정하고 냉난방설비 가동보다 유리할 경우 외기를 그대로 받아들일 수 있는 바이패스모드도 가능하며 공기청정(내부순환)모드와 바이패스모드를 결합한 혼합모드로도 운전할 수 있다.


미세먼지 농도를 디스플레이에 표시하는 기능도 갖췄다. 홈네트워크와 연동해 단지 내 센서에서 감지하는 초미세먼지 수치 및 실내센서를 통한 CO₂ 농도를 월패드에 표시한다.


미세먼지 30μm/㎥ 미만일 경우 전열교환 환기모드로 가동해 외기를 도입하고 그 이상이면 실내공기청정모드로 가동한다. 다만 미세먼지가 30μm/㎥ 이상이더라도 실내 CO₂농도가 1,000ppm 이상이라면 전열교환환기모드로 동작한다.


특히 기존 제품들의 단점으로 지적되는 누기량에 강점을 갖고 있으며 현재 e편한세상에 적용되고 있다. 단독주택 건축주에게서도 문의가 많아 제품으로도 판매되고 있다.


공사비↓ 지열시스템 실증
지열은 냉난방비용절감에 효과와 친환경성을 갖고 있으며 도심건축물에 적용성이 좋다는 평가를 받고 있지만 현장에서는 공동주택 세대까지 적용은 리스크가 있어 망설이는 실정이다.


세대에 냉방과 함께 적용하거나 수직밀폐형으로 200~300m 시공 시 공사비용문제가 가장 큰 원인으로 지목된다.


에너지슬래브 지열시스템은 천공하지 않고 바닥슬래브 형태로 설치하기 때문에 경제성이 20% 이상 저렴해지는 것으로 분석된다.


대림산업은 오스트리아 지열전문 기관인 에너크리트와 협력해 현재 e편한세상 송파 파크센트럴에 연구·시험목적으로 일부 적용해 시공을 완료했으며 준공 후 성능을 모니터링할 예정이다.


BIM연동 수배관시스템 SW
공동주택에서는 유체(물)을 이용해 냉난방하는 방식이 주로 사용된다. 이에 따라 최근 수배관시스템의 최적설계가 에너지절감에 중요하다는 인식이 확산되고 있다.


대한설비공학회 수배관위원회의 연구결과에 따르면 수배관시스템의 유량분배 최적화를 통해 전체 건물에너지소비량의 5%를 줄일 수 있다.


이는 설계만 잘 해도 별도의 노력없이 상시적인 절감효과를 볼 수 있다는 것을 의미하기 때문에 비용대비 효과 및 누적효과를 감안하면 무시할 수 없는 수치다.


수배관시스템 설계에 주로 사용되는 프로그램은 IMI에서 개발한 수배관해석프로그램인 ‘하이셀렉트’다.


대림산업은 당초 이를 이용해 아파트 수배관시스템 최적화를 시도해 비용최적화 및 운영비용 25% 절감을 달성해 유용하다고 판단했다.


그러나 건축설계를 주로 BIM기법으로 진행하는 특성상 2D도면을 활용하다보니 일일이 관경·길이를 측정해 재입력해야 하는 번거로움이 있어 BIM 프로그램인 ‘래빗’기반의 플러그인인 ‘에코플로우 디자이너’를 개발했다.


이는 수배관시스템 최적화와 함께 설계내용을 즉각적으로 BIM모델링할 수 있어 유용하다는 평가다.


차기 R&D주자는 ‘스마트홈’
대림산업은 현재 스마트홈 연구개발을 진행하고 있다. 미래신산업, 건설산업의 신성장동력 가운데 하나로 평가되는 한편 ICBM 등 다양한 스마트기술이 발전함에 따라 생활편의성 및 쾌적성향상을 위한 조치로 풀이된다.


아파트 현장에 적용되는 스마트홈 시스템은 조명·보일러·환기시스템 온·오프제어가 주를 이루고 있지만 프리미엄 성격의 고성능이 아닌 이상 거주자 체감도는 크지 않은 실정이다.


배상환 스마트에코팀장은 “시스템이 적용된 아파트 주민들이 처음에는 신기해하지만 효용을 느끼지 못해 지속사용하지 않는 사례가 있다”라며 “스마트홈은 기술보다는 콘텐츠의 문제로 현재 고민 중인 시스템은 습도제어부분”이라고 밝혔다.



프리미엄 단지 ‘서울포레스트’
스마트에코팀에서 개발된 기술은 개발시점과 맞물려 착공되는 단지에 건별로 적용되고 있다.


다만 2021년 입주가 예정된 프리미엄아파트인 서울 성수동 서울숲 인근 아크로 서울포레스트는 다양한 신기술이 적용될 예정이다.


공기청정 환기시스템이 적용되며 커튼월 디테일을 개선해 항결로성능을 확보했다. 또한 소음저감기술을 통해 기계실 소음을 기존 65~67dB에서 29~31dB로 낮췄다. 또한 라인디퓨저를 활용한 욕실결로억제, 레인지후드 성능개선, 연돌제어기술 등이 접목됐다.