건설 분야도 IT․빅데이터․IoT ‘필수’
건설 분야도 IT․빅데이터․IoT ‘필수’
  • 김예지 기자
  • 승인 2020.03.04 12:08
  • 댓글 1
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전국 건축물 내진강도 한 눈에…‘스마트 환기’로 미세먼지 제압
건설 분야에서도 빅데이터 내진성능, 스마트 환기 등 IT기술은 필수가 되고 있다. 사진은 건물 안전점검을 하고 있는 모습으로 본문 기사와 직접 관련은 없음.
건설 분야에서도 빅데이터 내진성능, 스마트 환기 등 IT기술은 필수가 되고 있다. 사진은 건물 안전점검을 하고 있는 모습으로 본문 기사와 직접 관련은 없음.

일일이 건물의 내진성능 여부를 조사할 필요없이, 이젠 빅데이터 마이닝으로 전국의 건축물의 내진성능을 한 눈에 파악할 수 있게 되었다. 또 사물인터넷(IoT)에 의한 스마트 환기시스템도 개발되어 실용화될 전망이다. 이는 건설과 건축 분야도 IT기술에 의한 ‘스마트’화가 본격화되고 있는 최근 경향을 보여주는 기술혁신으로 주목된다.
한국건설기술연구원(이하 건설연)은 BIM/GIS 기반의 첨단 IT기술을 적용한 ‘건축물 지진 안전 통합관리시스템’을 최근 개발했다. BIM/GIS는 지리정보시스템(Geographic Information System; GIS)에 건물정보시스템(Building Information Model; BIM)을 결합한 첨단 IT기술 기반 신개념 플랫폼이다. 

BIM/GIS에 의한 ‘건축물 지진 안전 통합관리시스템’
BIM/GIS에 의한 ‘건축물 지진 안전 통합관리시스템’은 건축물 내진성능평가를 자동화하고,  개별 건축물이 아닌, 지역․국가 단위로 건축물의 내진성능을 통합관리할 수 있게 한다. 이를 적용하면 정부 혹은 지자체가 일일이 건물을 실사하고, 지진에 대비한 내진설계나 성능을 점검할 필요가 없게 된다. 특히 각 지자체에서 기존 건축물의 내진 진단이나 보강대책을 수립할 때 유용하다. 내진진단 및 보강 사업이 필요 없는 튼튼한 건축물은 사전에 제외시키고, 실제 많은 피해가 우려되는 건축물에만 내진설계를 집중 보강하는 식의 예산절감 효과도 기대되고 있다.

시스템 구성 각종 요소에도 첨단 IT기술
‘건축물 지진안전 통합관리시스템’ 구축 과정에서 연구진은 우선 BIM을 통해 건축물 구조안전과 관련된 데이터를 효율적으로 확보․처리하고, 이를 활용한 내진성능평가를 자동화했다. 그 다음 GIS와 결합해 개별 건축물의 내진성능평가 결과를 지역․국가 단위로 시각화하여 통합적으로 관리할 수 있게 했다. 이 시스템을 구성하는 각종 요소에도 첨단 IT기술이 적용되었다. ‘정보추출 자동화 모듈’은 방대한 양의 건축물 정보 중 ‘내진성능평가’에 필요한 정보만을 효율적으로 추출했다. 기존 도면이 없는 대다수의 노후 건축물은 3D 스캔 기술로 데이터베이스화 할 수 있도록 했다.
‘내진성능평가 자동화 모듈’은 높이, 층수, 시스템, 부재 치수, 철근 배근량 등 간단한 구조정보를 바탕으로 내진성능평가가 가능한 기법을 자동화한 기술이다. ‘신속 내진성능평가 엔진 기술’은 건축물의 간단한 고유특성정보를 기반으로 사전에 구축된 방대한 양의 데이터베이스를 활용, 건축물의 내진 성능을 예측할 수 있도록 했다.
이 같이 구축된 내진성능 정보를 다시 손쉽게 알아볼 수 있도록 시각화한 데이터베이스를 BIM/GIS 플랫폼에 연동했다. 정부나 지자체 등은 플랫폼을 통해 개별․지역 단위 건축물의 내진성능평가 결과를 한눈에 쉽게 확인할 수 있다. 이는 “지진을 사전에 대비하고, 피해를 최소화하기 위해 건축물의 내진성능을 보다 고도화하기 위한 연구의 일환”이라는게 연구원

IoT가 융합된 ‘에너지절약형 열 회수 환기시스템’
한편  2025년부터 모든 신축 공동주택은 의무적으로 ‘제로에너지’ 건물로 건설되어야 한다. 제로에너지 건물은 에너지소비를 최소화하는 건축물로서, 에너지절약형 환기시스템을 적용해야 한다. 
이에 건설연은 또 사물인터넷(IoT)이 융합된 에너지절약형 열 회수 환기시스템도 개발하였다. 이는 에너지 절감, 미세먼지 저감, 제습의 세가지 기능을 탑재하고 있는 2025년형 스마트 환기시스템이다. 예를 들어 겨울철 실내온도가 22℃, 외기온도가 0℃일 때 환기를 할 경우 외기온도가 약 18℃로 가열이 되어 실내로 들어오게 된다. 이를 통해 약 80%의 난방에너지가 절감되며, 여름철에도 같은 원리로 냉방에너지가 절감된다. 또 1차 불순물을 제거해주는 프리필터, 냄새를 잡아주는 탈취필터, 미세분진을 잡아주는 헤파필터(high efficiency particulate air filter)의 3단 조합으로 미세먼지를 걸러낸다. 

고도의 미세먼지 정화능력, 유해가스 제거 효율 
습도가 높은 공간에 대해선 하루 10리터 정도를 제습할 수 있다. 환기가 필요한 공간만 선택 환기가 가능하게 함으로써 거주자의 생활패턴에 따라 최소의 에너지로 최적의 거주환경을 유지할 수 있게 한다. 시험 결과, 이 시스템으로 환기를 할 경우 미세먼지 청정화능력이나 포름알데히드 등 유해가스 제거(탈취) 효율이 평균 81%에 달하는 것으로 나타났다. 이는 30㎡ 정도의 공간에 대하여 공기청정기 수준으로 공기정화를 할 수 있다는 의미다. 또 약 30분이면 초미세먼지 레벨을 90㎍/㎥에서 35㎍/㎥까지 낮출 수 있었다.
스마트 환기 시스템은 또 실외기가 설치되는 발코니 공간에서 공기청정 및 제습이 이루어지기 때문에 실내에서는 소음이 거의 발생하지 않는다. 또한 계절, 공기질, 내·외부 온도 별로 자동 환기 모듈을 탑재하여 센서가 감지한 데이터에 따라 자동 운전된다. “이와 같은 에너지절약형 스마트 환기시스템이 보급될 경우 국내에서 연간 10만톤 이상의 온실가스 감축효과가 예상된다.”는게 연구진의 설명이다.

 


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노만종 2020-04-04 05:14:21
'건설인의 BIM연구회' 밴드로 초대합니다.
https://band.us/n/a8ab3cldE9dbb
밴드명을 검색해 가입할 수 있습니다.
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