건축물 자율운전을 위한 AI를 적용한 자동제어시스템이 개발된다.

iBEEMS(inteligent Building Energy & Environment Management System)연구단은 한국에너지기술평가원 최대 연구과제로 2021년 5월부터 R&D를 시작해 1단계 기간인 4차연도까지 연구를 마쳤다.

이미 기숙사, 대형마트, 대형업무시설 등을 대상으로 실증도 진행해 건물용도별‧설비시스템별로 약 10~50% 에너지절감 성과를 도출했다.

2단계 기간인 올해부터 연구가 종료되는 2026년 4월까지 AI알고리즘, 플랫폼을 고도화하고 대형백화점에 추가실증을 진행함으로써 사업화까지 마칠 계획이다.

iBEEMS연구단(단장 문현준)은 건물에너지 효율향상과 건강한 실내환경 구현을 위한 AI 자율운전기반 통합관리시스템 개발이 목표다. 2021년 5월부터 2026년 4월까지 총 60개월간 총사업비 271억8,400만원이 투입되는 에기평 최대 연구과제다.

단국대학교를 주관기관으로 산‧학‧연 총 25개 기관이 참여한다. AI‧자율운전 알고리즘을 개발하는 1-1세부에는 △단국대 △중앙대 △가천대 △버클리랩 등이 참여하며 실내공기질(IAQ) 및 헬스케어를 담당하는 1-2세부에는 △세종대 △오텍캐리어 △아이캡틴 △케이웨더 등이 참여한다. 건물모니터링시스템을 개발하는 2세부에는 △한국전자기술연구원(KETI) △세종대 △시그봇(Cygbot) △유타렉스 등이, 플랫폼 개발을 담당한 3세부에는 △나라컨트롤 △코이웨어(Koiware) △이에스티시큐리티(EST security) △한국녹색기후기술원 △KETI △HDC랩스 등이 참여한다. 시범운영 및 검증을 담당한 4-1세부는 △HDC랩스 △단국대 △나라컨트롤 △KETI △에코시안 △우원엠앤이 등이 참여하며 정책 및 표준화 영역에서 연구를 수행하는 4-2세부는 △한국건설기술연구원 △서울연구원 △한국EMS협회 △FITI시험연구원 △한국공기청정협회 등이 참여한다.

기존 BEMS 문제점 대부분 해소
그간 BEMS를 포함한 EMS는 실질적인 에너지절감 성과를 보기 어렵다는 비판이 제기돼왔다. 단순모니터링을 수행하는 경우가 대부분이며 모니터링을 기반으로 개선방안을 제시하는 시스템의 경우에도 건물관리자의 의지나 역량에 따라 효과가 천차만별이라는 한계점도 있었다.

건설‧공학‧엔지니어링업계에 인력부족 문제가 갈수록 심각해지는 상황에서 늘어나는 건축물에 비해 지식‧경험‧노하우를 갖추고 효율적으로 건물을 운전할 수 있는 전문가가 제한적인 현실은 건물탄소중립을 더 어렵게 하는 요소로 지적되고 있다.

또한 BEMS 도입비용도 만만치 않아 에너지비용절감 효과가 없는 시스템에 막대한 비용을 들이기를 꺼려하는 분위기도 읽힌다. 이는 경제성문제와도 직결돼 수요처, 발주자는 제한적으로나마 규제하고 있는 법적 의무사항을 충족하는 선에서 적용하고 실제로는 사용하지 않는 일도 비일비재하다.

특히 기존 BEMS가 에너지측면에서만 접근해 사용자 쾌적성은 온도제어에만 국한된다는 한계도 건물환경제어의 본질을 잃은 것 아니냐는 비판도 제기된다. 내‧외기를 고려한 최적의 온‧습도는 물론 CO₂, TVOCs를 비롯해 공기감염 바이러스 등도 종합적으로 제어한다면 더욱 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있으며 실내 재실인원에 따라 위험도가 달라지는 특성도 고려해야 한다는 필요성이 꾸준히 제기돼왔다.

3.5단계 자율운전기술(부분적 완전자율운영), 실증, 연구논문, 사업화가능성 등에 이미 상당한 성과를 보이고 있는 이번 iBEEMS연구단 R&D를 통해 지금까지 제기돼온 BEMS 문제점들이 대부분 해소될 것으로 기대돼 연구결과에 기대감이 몰리고 있다.