02. 우리 삶을 바꿀 스마트 빌딩
<2018~2028 핫이슈 빅트렌드>
사물인터넷과 ‘건설 혁명’의 융합이 사람들에게 편의와 보호 시스템을 제공하는 새로운 건물의 출현을 예고하고 있다. 저렴한 임베디드 컴퓨팅, 네트워크, 인공지능, 센서, 로봇과 결합한 ‘스마트 빌딩’ 기술이 환경적 요건, 자원 소비, 안정성이라는 최적화 시스템을 만들어줄 것이다. 앞으로 어떤 세상이 펼쳐질 것인지 스마트 빌딩의 기회와 위협, 삶의 질, 비즈니스 수익성 등을 살펴보자.
주택, 사무실, 소매점, 학교, 병원, 공장은 거주자의 니즈와 건축 자재, 건축 방법에 따라 형태가 잡힌다. 동시에 이러한 건물들은 우리가 살고 일하는 방식의 틀을 형성하기도 한다 중. 동에서 목동들이 거주하는 각종 텐트, 남아시아 농민들이 거주하는 진흙 벽돌 오두막, OECD 국가 직장인들이 일하는 오피스 타워 등 그것이 무엇이든 모든 건물은 사람들이 어떻게 생활하고 일하는지를 규정짓는다 기. 술과 경제 혁명마다 이러한 건물들은 재구성되었고, 그렇게 지어진 건물은 혁명적 변화의 확산과 영향력에 파급을 미쳐왔다 그. 리고 이제 디지털 기술을 기반으로 한 제5차 기술-경제 혁명이 또다시 건물을 변화시키고 있다. 보다 더 중요한 것은 이러한 건물이 혁명의 확산을 돕거나 혹은 방해하고 있다는 것이다.
이전까지는 건물이 지어지는 방식에 대한 제5차 기술-경제 혁명의 의미를 파악하는 데 있었지만 이제는 새로운 자재와 프로세스 비즈니스 모델을 통해 거주 및 업무 공간을 보다 저렴하고 자원 효율적으로 만들 수 있다. 앞으로 10년 동안, 이것은 산업 혁명 이전 시대에 갇힌 수많은 사람들을 21세기로 도약할 수 있게 해줄 것이다.
그러나 혁명적인 것은 건설뿐만 아니라 건물 그 자체도 해당된다. 이것을 이해하려면 70년대에 안정 상태에 있었던 대량생산 시대에 어떤 일이 있었는지 생각해보면 된다. 에어컨이 설치된 건물이 널리 보급됨에 따라 선벨트(Sun Belt: 캘리포니아 남부에서 플로리다까지 따뜻한 기후 지역을 지칭)가 경제적으로 새로이 부상했었다. 자동차가 널리 보급되면서 주차 시설이 건물의 주요 고려 사항으로 인식되어 설계되었다. 제3차 기술-경제 혁명에서 등장했던 전기 조명 엘리베이터, 전화는 유비쿼터스화되었으며 20세기 건물을 형성하는 데 도움이 되었다.
이제 디지털 기술이 그 뒤를 이어 건물을 우리 삶의 적극적인 참여자로 변화시키고 있다. 우선, 사무실, 소매점, 학교, 병원, 공장과 같은 상업용 건물에 초점을 맞춰보자. 지난 수년 동안, 상업용 건물은 아주 조용히 SDB(Software Defined Buildings: 소프트웨어 내장 빌딩)로 전환되었다. 이로 인해 건물의 운영비용은 낮아졌고, 똑똑한 도시가 되고 있으며, 안전성은 높아지고, 거주자의 안락감은 훨씬 더 높아졌다 이.처럼 건물은 이미 사물인터넷의 가장 빠르게 성장하는 시장 세그먼트 중 하나가 되었다.
스마트 빌딩의 세부 사항을 살펴보기 전에 다음과 같은 사실을 고려해보자.
▶ 미 에너지부에 따르면 미국에는 약 480만 개의 상업용 건물과 35만개의 산업 시설이 있다. 동시에 이들이 국가 전체 에너지 사용의 약 절반을 차지하고 있다.
▶ 유엔 환경 계획은 건물들이 다음과 같이 소비한다고 추정했다.
1. 전 세계 에너지의 40%
2. 전 세계 물의 25%
3. 전 세계 자원의 40%
4. 전 세계 전기의 60%
분리된 각종 기능을 조화시키는 스마트 기술
출처: TDindustries▶ UN의 〈물과 에너지〉 보고서에 따르면, 전 세계가 ‘에너지 효율’에 연간 1,700억 달러를 투자하면 연간 9천억 달러의 절감 효과를 거둘 수 있으며 전기 장비, 가전제품, 건물의 에너지 효율에 각각 추가 1달러를 투입하면, 에너지 공급 투자 측면에서 평균 2달러 이상을 절약할 수 있다고 추정한다.
▶ 〈그린 에너지 앙상블〉은 ‘먹통 건물’에서 ‘스마트 건물’로 전환하면 물 30%, 에너지 40%를 절약하고, 건물 운영비용을 최대 30%까지 절감할 수 있다고 예측했다.
▶ 세계 그린빌딩 협회는 전형적인 건물 비용의 09%가 직원들의 급여, 복지와 관련 있다고 추정한다. 즉, 스마트 건물은 자동화를 통해 이러한 비용을 줄일 수 있다.
스마트 건물은 전통적인 건물과 어떻게 다를까? 시간이 지나고 세련미가 성숙해지면서, 스마트 건물은 고도의 지각력 있는 존재처럼 행동하기 시작할 것이다. 건물 지각력이 차별화를 이룰 수 있는 5가지 영역을 살펴보자.
1. 유지 관리: 화재, 연기, HVAC(Heating, Centilation, Air Conditioning: 난방, 통풍, 공기조절), 엘리베이터, 기타 등등을 포함하는 건물의 다양한 시스템들은 정기 점검과 유지 관리를 필요로 한다 이. 때, 스마트 건물의 사물인터넷 기능이 수동 검사를 최소화하고 유지 관리 비용을 줄이는 데 도움이 될 것이다.
2. 환경 제어: 정밀한 온도 조절, 최적의 채광을 위한 자동 유리창 색 조정 등의 기능이 학생과 직원들의 집중력과 생산성 향상에 도움을 줄 수 있다.
3. 위치기반 서비스: 가장 가까운 주차 공간, 빈 부스 및 빈 회의실의 가용여부를 확인하는 일이 건물 내 위치기반 서비스를 통해 가능해진다.
4. 돌발상황 관리: 보안에서 건물 시스템에 이르기까지 스마트 건물은 다양한 유형의 상황을 더 잘 조사 관리할 수 있다. 다양한 상황들을 유형별로 분류한 정보는 거시적 분석과 공공자원과의 효과적인 조화를 위한 스마트 도시 관리 시스템으로 확대될 수 있다.
5. 유연한 통합과 재구성: 건물의 목적과 구조에 기반하여 건물 거주자를 지원하기 위한—‘즉석에서’ 만들 수 있는—수천 가지의 조합이 가능하다. 그중 일부는 ‘스마트 시티’ 인프라, 관리 시스템과 딱 들어맞을 것이다.
대부분의 기술 혁명과 마찬가지로 적절한 시기에 적절한 수준으로 성숙되는 기술들의 특정한 조합은 하나의 전환점을 이룬다. 사상 최초로 스마트 건물을 실현화하고 있는 주요 4가지 기술 요소를 보자.
1. PoE(Power over Ethernet: 인터넷 케이블 하나에 데이터와 전원을 동시에 보내는 기술로 PoE를 이용하면 전원코드를 따로 꽂을 필요가 없어 설치가 편리하고 설치비용을 크게 줄일 수 있다.)와 고체 스위치: PoE는 한동안 사용되었지만, 최근까지 전력 등급이 낮았다. 따라서 VoIP 전화기와 같이 전력 요구 사항이 낮은 장치들만 PoE 하에서 작동되었다. 시스코와 같은 네트워킹 벤더사들은 현재 60와트 정격의 PoE 스위치를 제공하여, 훨씬 더 광범위한 장치들이 장착될 수 있게 하고 있다 6.0와트 정격은 광범위한 장치가 PI로 연결될 수 있는 수문을 열고 있다.
2. 무선 연결: LoRa, 4G LTE, 5G와 같은 무선 기술이 항시 연결에 대한 다양한 옵션 방식을 열고 있다. 사실 5G는 주로 사물인터넷 활용 사례에 중점을 두게 될 것이다.
3. IP 지원 장치 및 센서: 모션, 온도, 빛, 온도 맵핑, 연기에 대한 장치 및 센서들이 현재 디지털 혁명의 주류가 되었고, 합리적인 가격에서 이용할 수 있다. PoE를 사용하면 네트워크에 이들을 모두 연결하여, 복잡한 감지 및 작동들을 한눈에 관리할 수 있다.
4. 클라우드 컴퓨팅 및 기계 학습: 클라우드 컴퓨팅의 경제성으로 인해 대형 데이터 세트 하에서 기계 학습을 대규모로 수행할 수 있다. 기계 학습 및 인공지능의 보급이 계속 증대하면서 건물 운영, 안전 및 자원 관리에 대한 더 세밀한 감지 관리가 가능해질 것이다.
스마트 빌딩의 미래
첫째, 향후 10년 동안 새로운 건물 혹은 개조된 건물은 IoT, 네트워킹, 클라우드 기반 AI를 활용하여 커넥티드 에너지와 수자원을 더욱더 효과적으로 관리할 것이다.
둘째, 새로운 엘리베이터 기술이 건물을 더 매력적이고 사용자 친화적으로 만들 것이다.
셋째, 조작 가능한 조명과 창문의 다양한 색조 변화는 작업자의 작업 환경에 최적화된 밝기와 색조를 제공해줄 것이다.
넷째, 모든 유형의 상업용 공간은 소리와 냄새를 최적화하여, 매출을 증대시키고 작업자들의 생산성을 극대화해줄 것이다.
다섯째, 비디오, 오디오 및 생체 인식을 통합한 보안 시스템은 건물을 더 안전하게 만들지만, 개인 프라이버시 문제는 더 커질 것이다.
