시사위크=박설민 기자  최근 인공지능(AI), 5G통신과 같은 정보통신기술(ICT)이 빠르게 발전하면서 우리 사회의 다양한 분야들이 점점 ‘스마트’해지고 있다. 

삼성전자의 ‘빅스비’, 애플의 ‘시리’와 같은 스마트폰에 탑재된 생활형 인공지능(AI)과 자율주행 자동차, 로봇이 운영하는 가게, 스마트 팩토리가 대표적인 예다. 이 중 우리 생활 전반을 바꿔놓을 ‘스마트 빌딩’ 기술 역시 괄목상대할 기술 발전을 보여주고 있다. 

◇ 첨단 ICT기술로 무장한 ‘스마트 빌딩’… 거주자 편의성↑

스마트 빌딩이란 AI, 5G 등 ICT기술을 도입해 건축, 통신, 빌딩자동화, 사무자동화 등 유기적으로 통합하고, 이를 토대로 첨단서비스를 제공해 경제성, 효율성, 기능성, 신뢰성, 안전성을 추구하는 첨단 빌딩을 의미한다. 중앙관제장치, 영상분석시스템, CCTV, 통신망 등이 빌딩과 하나의 네트워크로 연결돼 있는 건설·ICT융합 기술이라고 볼 수 있다.

이미 상용화 시작 단계에 들어서고 있는 ‘스마트홈(가전제품을 비롯한 집 안의 모든 장치를 연결해 제어하는 시스템)’과 스마트 빌딩의 가장 큰 차이는 시스템 적용 대상이 ‘개인 주택’과 ‘대형 빌딩’이라는 점이다. 두 기술 모두 목표는 건물 내 거주자의 편의성을 높이는 것이나, 스마트 빌딩의 보안 요구사항, 관리 시스템은 더욱 복잡할 수밖에 없다. 

스마트 빌딩 시스템을 적용한 빌딩은 냉난방 시스템, 조명, 전력 장치 등을 자동화해 건물 시설을 실시간 관리·유지할 수 있고, 에너지 비용 절감에도 큰 효과가 있을 것으로 기대된다. 또한 자동 화재 감지, AI 기반 실시간 경비시스템이 적용돼 높은 수준의 보안 및 안전 유지가 가능하며, 사무 자동화를 통해 빌딩 내 근무자 및 방문자들의 생산성을 강화할 수 있다. 

최근 4차 산업혁명 시대가 도래 하면서 스마트 빌딩에 대한 관심도가 높아지고 있는 것은 사실이지만, 이와 관련된 개념은 예전부터 존재했다. 이전에는 스마트 빌딩이라는 용어 대신 IBS(Intelligent Building System: 지능형 빌딩 시스템)이라는 용어를 사용했다. 1983년 건설된 미국 코네티컷주 하트포드의 시티플레이스빌딩은 최초의 IBS빌딩이다.

하지만 최근 사물인터넷(IoT)기술 확산에 따라 빌딩 주요 설비에 IoT센서들이 적용되면서 이를 기반으로 빌딩 스스로 상태를 판단해 최적으로 운영하는 것이 가능해졌다. 이에 ‘똑똑하다’는 의미를 지닌 스마트 빌딩이라는 용어를 사용하게 됐다.

◇ 스마트 빌딩, 에너지·자원 절약에 효과적

스마트 빌딩과 기존의 IBS빌딩은 보안 강화, 시설 관리 및 유지의 편의성 등에서 유사하다. 하지만 가장 큰 차이점이 드러나는 부문은 ‘에너지 절약’ 부문이다. 스마트 빌딩 시스템이 도입된 건물에는 ‘BEMS(빌딩 에너지 관리 시스템)이 적용되기 때문이다. 

BEMS는 건물의 실내·외 환경과 에너지 사용현황을 측정하고, 수집된 데이터를 통해 에너지 사용 효율을 개선하는 시스템이다. 에너지 사용량, 설비운전 현황, 실내 환경 및 탄소배출량을 관리해 쾌적환 환경 제공과 에너지 절감을 극대화할 수 있다. 실제로 이탈리아의 밀라노 국제공항은 BEMS 시스템 설치 이전 대비 20% 이상의 에너지를 절감한 것으로 알려졌다.

특히 BEMS를 적용한 스마트 빌딩은 건물 내에서 사용되지 않는 공간에서 발생하는 에너지 낭비를 크게 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. BEMS와 BAS(빌딩 자동 관리 시스템)을 연계해 사무실 공간의 사용을 파악하고 냉난방 장치를 제어해 낭비되는 에너지 비용을 절감할 수 있다.

영국의 다국적 컨설팅 그룹 딜로이트가 2019년 발간한 ‘스마트 빌딩: 인간 중심의 스마트한 디지털 일터 창조를 위한 고려사항’ 보고서에 따르면 직장 내 자리 중 평균적으로 사용되는 공간은 56%에 불과했으며, 나머지 44%는 공석으로 남아있는 것으로 나타났다. 딜로이트는 업무가 몰려 바쁜 기간 동안에도 최대 30%의 자리가 대부분 공석으로 남는다고 분석했다.

영국의 다국적 컨설팅 그룹 딜로이트의 폴 웰레너 LLP 부의장은 2019년 발간한 보고서를 통해 “스마트 빌딩은 기업의 지속가능성과 사업장의 EHS(환경, 안전, 건강) 프로그램의 중심 구성요소가 될 수 있다”며 “오늘날 대부분의 사업 환경에서 낮은 공간 활용률은 에너지 낭비의 최대 원인 중 하나”라고 지적했다.

스마트 빌딩은 에너지 낭비뿐만 아니라 자원 낭비와 환경 오염문제 해결에도 큰 도움이 될 것으로 전망된다. 실제로 딜로이트 네덜란드 지사는 자사의 빌딩 ‘Edge’에서 실외 날씨를 예측하는 스마트 빌딩 시스템을 활용해 빗물을 모아 화장실에서 재사용하고 있다. 

또한 무선인식(RFID) 추적 기능과 채움 수준 감지 센서를 장착한 쓰레기통은 쓰레기의 채움 수준을 감지하고, 재활용 및 재사용에 가능한 소재를 추적한다. 이를 통해 쓰레기통에서 사용되는 봉투를 절약하고, 생성되는 쓰레기 양을 줄일 수 있다.

딜로이트의 폴 웰레너 LLP 부의장은 “IoT센서와 스마트 기기를 구현해 빌딩에 설치한 기업들은 3년간 최대 70%의 에너지 절감을 달성했다”며 “공간 활용과 에너지 절약, 자원 낭비도 스마트빌딩 기술을 통해 최적화가 가능한 중요한 요소”라고 전했다.

◇ 세계적 ICT 트렌드 ‘스마트 빌딩’… 글로벌 기술경쟁 치열

이처럼 다양한 장점이 있는 스마트 빌딩은 이제 전 세계적인 ICT융합기술 트렌드로 자리잡으며, 관련 산업의 성장 역시 가속화되고 있다. 글로벌 시장조시기관 ‘마켓앤마켓’의 발표에 따르면 지난 2017년 세계 스마트빌딩 시장규모는 약 72억달러 (한화 8조5,896억원) 규모였으나, 오는 2022년에는 320억달러 규모까지 4배 이상 성장할 것으로 예측했다. 

글로벌 선진국들도 이미 스마트 빌딩 관련 기술 개발 및 사업 확장에 분주한 상황이다. BEMS분야를 선도하고 있는 미국의 기업들은 현재 정부의 지원을 받아 에너지 관리 비용 효율화 및 시스템 운영 성능 최적화를 위한 연구를 진행 중이다. 

또한 ‘미국 토목공학연구재단(CERF)’ 등 기관들과 함께 ICT기술과 건설의 융합 사업을 진행하고 있다. 이를 통해 유지 관리·에너지 비용감소, 생산성 향상, 공해감소 등의 국가 건설 목표를 추진한다는 계획이다.

유럽(EU)도 미래의 세계 ICT융합 건설시장에서 경쟁우위를 확보하기 위해 지난 2016년부터 ‘사회기반시설 혁신전략’을 마련했다. 이를 통해 ICT, 나노기술과 같은 첨단기술과 융합한 새로운 건설기술을 확보한다는 목표다. EU는 오는 2030년까지 2,400억유로(한화 336조3,984억원)을 투자할 예정이다. 

우리나라의 경우 스마트 빌딩 기술개발과 사업은 국내 IT기업들을 중심으로 이뤄지고 있다. 먼저 이동통신사 KT는 이달 28일  △스마트빌딩 센싱 △스마트빌딩 BEMS △스마트빌딩 AI스마트 빌딩 서비스를 출시했다. 특히 BEMS의 경우, KT 클라우드에 설치되기 때문에 기존 스마트 빌딩들에 자체적으로 구축되던 시스템보다 설치 비용이 절감될 것으로 기대 받고 있다. 

삼성전자 역시 지난 2018년 AI 학습 프로그램을 적용해 최대 25%의 에너지 소비량을 절감할 수 있는 스마트 빌딩 솔루션 ‘b.IoT’를 공개한 바 있다. b.IoT는 3,300~1만6,500m² 규모의 중형건물에 적합한 ‘Enterprise’와 330m² 이하의 중소형 건축물에 적합한 ‘Lite’ 등 2가지 라인업을 갖췄다.

전북대학교 컴퓨터공학과 이말례 교수는 저서 ‘글로벌 ICT융합기술의 트렌드’를 통해 “건설기술은 점점 지능화 및 친환경화, 초고층화되는 기술로 진화하고 있다”며 “빌딩 분야와 ICT기술의 융합을 통해 에너지 인지, 스마트 빌딩 및 리모델링 분야의 고도화와 첨단화를 진행할 것으로 보이며, 사회기반시설 분야에서도 지속적인 ICT 융합이 이뤄질 것”이라고 전망했다.

이어 “ICT와 건설의 융합은 부가가치가 매우 높은 분야로서 우리나라 경제 발전에 크게 이바지할 수 있는 사업”이라며 “하지만 이를 활성화하기 위해선 이에 대한 법률 마련 및 제도적인 개선이 시급하게 이뤄져야할 것”이라고 덧붙였다.