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탄소는 줄이고 건강은 좋아지는 생태건축 탄소는 줄이고 건강은 좋아지는 생태건축 ▲ 김현수 국민생활연구본부 선임연구위원 / 이지영 국민생활연구본부 박사후연구원 Net Zero 시대 생태건축의 의미 소득 수준의 향상과 함께 시민들의 환경의식이 높아지면서 건강한 생활환경에 대한 관심도 나날이 증가하고 있다. 미세먼지, 라돈 문제에 이어 바이러스 감염으로 인한 팬데믹까지 발생하면서 환경과 건강에 대한 관심이 더욱 높아졌다. 자연 환경도 보호하고 사람의 건강도 지킬 수 있는 새로운 건축 대안의 모색이 필요한 상황이다. 이런 관점에서 생태건축은 좋은 대안이 될 수 있다. 생태건축은 인간과 건축 환경 그리고 생태계 사이의 연관 관계를 이해하고 균형을 유지하여, 살기 좋고 온전한 환경을 미래세대에 남겨주고자 하는 다양한 건축적 시도가 종합되어 탄생했다. 1980년을 전후로 독일 베를린의 건축가들이 인간과 건축 환경 및 생태계의 상호관계를 고려하는 여러 가지 건축 동향을 한 데 묶어 생태건축(Ökologisches Bauen)으로 정의하였다. 이후 2007년에 독일 지속가능한 건축협회(Deuche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen)가 설립되면서 지속 가능한 건축(Nachhaltiges Bauen)이라는 용어로 보급이 더욱 확산되었다. 우리나라에서 생태건축은 친환경 건축, 녹색건축 등의 용어와 구분없이 혼용되고 있다. 제도권에서 일반적으로 사용하고 있는 녹색건축이 추구하는 바도 생태건축과 다르지 않다고 생각한다. 다만, 경제적, 사회적, 기술적 요인 등으로 인해 오늘날 우리나라 건축 시장에서 녹색건축으로 인정받은 건축물을 생태건축으로 분류하기에는 상당한 차이가 있다고 생각한다. 최근에 정부가 공공건축물의 ZEB(Zero Energy Building) 인증을 의무화하고 2050년까지 온실가스 순배출량을 ‘0’으로 만들겠다는 정책목표를 밝힘에 따라 생태건축 활성화의 필요성이 더욱 높아진 상황이다. 지금까지는 건축물의 환경성을 높이기 위해 운영 단계에서 이산화탄소 배출을 줄이는 데 집중해왔다. 그러나 강화된 Net Zero 정책 목표를 달성하려면 건축 재료의 채취와 생산 과정에서 발생하는 내재에너지를 줄이는 노력이 병행되어야 한다. 독일 DGNB(독일 지속가능한 빌딩 협회)의 분석에 의하면 지속가능한 건축 기술을 적용한 건축물의 경우 내재에너지(Embodied Energy) 절감에 따른 이산화탄소 배출 저감량이 Zero Energy House 수준의 건축물에서 50년간 절감하는 이산화탄소 배출량과 유사하다고 한다. 건물의 에너지 성능이 낮은 과거와 달리 제로에너지 수준으로 높아진 건축물에서는 내재에너지로 인한 이산화탄소 배출 저감이 상대적으로 중요해졌다는 의미다. 따라서 전 생애주기에 걸쳐 이산화탄소 배출과 환경 영향 최소화를 지향하는, 그래서 내재에너지가 낮은 장점을 가지는 생태건축이 Net Zero 시대에 부합하는 건축 대안으로서 중요한 의미를 가진다. 국산 목재를 활용한 생태건축시스템 개발 카지노 게임 사이트은 2018년부터 국토교통연구개발 사업의 일환으로 국산 목재를 100% 활용하는 생태건축시스템을 개발하고 있다. 이 연구에서는 다음과 같이 생태건축의 특성을 규정하고 ‘공업화 생태건축시스템’의 실증을 추진하고 있다. • 자연의 순환체계(생태계)에 순응하여 환경오염과 환경부하를 최소화하면서, 건강한 생활을 가능하게 하는 건축 • 생태계의 공기, 물, 에너지 및 자원 순환을거스르지 않는 자재와 설비로 에너지 자원 순환형 건축시스템을 구축 • 현대 건축의 환경문제와 건강문제(sick building syndrome)를 통합적으로 해결하는 지속 가능한 건축 위와 같은 생태건축 시스템은 재생 가능한 자연 소재 활용으로 LCA평가 기법의 Scope 3에 해당하는 내재에너지를 대폭 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 유해물질 배출이 없고 축열과 습도 조절기능을 가지는 내장재 활용으로 건강한 실내 환경을 조성하는 좋은대안이 될 것으로 기대한다. 콘크리트를 환경 친화적으로 만드는 에코 시멘트 개발 전 생애주기에 걸쳐 이산화탄소 배출과 환경영향 최소화를 지향하는 생태건축도 기초나 골조는 콘크리트를 사용하는 경우가 많다. 심지어 연구진이 개발한 것과 같은 목구조 생태건축시스템을 적용할때에도 건물 기초에는 시멘트를 결합재로 하는 콘크리트를 주로 사용한다. 구조적 안전성이나 경제성을 고려할 때 다른 대안을 찾기가 쉽지 않기 때문이다. 이런 점에 착안하여 연구단은 먼저 이산화탄소 배출과 환경영향을 최소화할 수 있는 에코 시멘트를 개발했다. High Sulfated Calcium Silicate Cement로 이름 붙인 에코 시멘트는 BSEN 15743이 정한 Super Sulfated Cement의 조성비를 따라 제조한 것으로, 고로슬래그 미분말을 80% 정도 사용하고 포틀랜드 시멘트양은 최소화하는 대신에 소석회를 사용하여 개발하였다. 에코 시멘트의 활용 가능성을 검증하기 위해 시중에 유통되는 슬래그 시멘트 및 포틀랜드 시멘트와 비교하여 콘크리트 물성 실험을 수행한 결과, 적어도 일정 영역에서 에코 시멘트의 활용이 가능함을 알 수 있었다. 슬럼프 값은 에코 시멘트를 사용한 콘크리트와 포틀랜드 시멘트를 사용한 콘크리트가 유사하게 나타났으며, 공기량은 세 가지 콘크리트가 매우 유사하였다. 에코 시멘트의 28일 재령압축강도는 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 강도가 유사하였다. 포틀랜드 시멘트의 6.2%에 불과한 에코 시멘트의 환경영향 에코 시멘트의 환경영향(Environmental footprint)을 포틀랜드 시멘트 및 슬래그 시멘트와 비교 분석해보았다. LCA 기법을 활용하는 동시에 EU의 Product Environmental Footprint(PEF) Guide를 따라 영향범주(Impact category)별로 제시된 평가모델을 사용하여 환경영향을 산정하였다. 다만, 에코 시멘트는 바이오소재를 사용하지 않기 때문에 ‘기후변화(바이오소재 포함)’ 범주를 제외한 15개 영향범주에 대한 환경영향을 산출하였다. 산정 결과는 영향범주별로 환경영향의 상대적인 비교가 가능하게 정규화(normalization)하고, 여기에 일반인이 인식하는 영향범주별 환경영향의 중요도를 반영한 가중화 결과이다. 가중화 인자는 EC(European Commission) JRC(Joint Research Center)에서 PEF 평가를 위해 개발한 인자를 적용하였다. 표 2에서 에코 시멘트의 환경지수(Eco-index)는 3.13E-04이다. 이는 에코 시멘트 1kg에 의해 발생된 환경영향이 한 사람이 1년간 발생시킨 환경영향의 3.13E-04배인 것을 의미한다. 이에 비해 슬래그 시멘트의 환경지수는 에코 시멘트의 7.3배이고, 포틀랜트 시멘트는 16.2배이다. 달리 말하면, 에코 시멘트의 환경지수는 슬래그 시멘트의 13.7%, 포틀랜드 시멘트의 6.2%로 다른 시멘트에 비해 현저히 환경영향이 낮다는 것을 보여준다. 주요 영향범주별 환경영향 비교 에코 시멘트의 영향범주별로 환경영향은 기후변화, 인체독성(비발암), 미세먼지 순서로 나타났다. 기후변화 영향의 경우 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 에코 시멘트의 탄소발자국이 각각 1.2kgCO2e, 0.53kgCO2e, 0.07kgCO2e이다. 에코 시멘트의 탄소발자국이 포틀랜드 시멘트의 5.8%, 슬래그 시멘트의 13.2% 수준으로 현저히 낮음을 알 수 있다. 다르게 설명하면 포틀랜드 시멘트 또는 슬래그 시멘트 대신에 에코 시멘트를 사용하면 시멘트 1kg당 무려0.46~1.13kgCO2의 이산화탄소 배출을 줄일 수 있다는 의미이다. 가중화 환경영향이 두 번째로 큰 인체독성(비발암) 경우 그림 4에서 보는 바와 같이 포틀랜드 시멘트와 슬래그 시멘트의 영향이 에코 시멘트보다 7~17배가 크다. 에코 시멘트의 비발암 인체독성 영향이 다른 시멘트의 5.8%, 13.3% 수준이다. 여기서 CTUh(Comparative Toxic Unit for human)는 인체독성 단위로 발암 또는 비발암 영향을 발생시킬 확률을 의미한다. 따라서, 에코 시멘트가 인체에 비발암 영향을 일으킬 확률은 포틀랜드 시멘트의 5.8%, 슬래그 시멘트의 13.3% 정도로 낮은 것으로 이해할 수있다. 또한 에코 시멘트가 인체에 발암 영향을 일으킬 확률도 다른 시멘트의 15.0%, 31.4% 수준으로 낮게 나타났다. 가중화 환경영향이 세 번째로 큰 미세먼지는 최근 국민 관심사로 대두된 환경문제이기도 하다. 세계보건기구(WHO)도 미세먼지인 PM2.5를 1급 발암물질로 분류하고 있다. 그림 5는 에코 시멘트와 다른 시멘트의 PM2.5 발생량을 비교한 것이다. 이 그림에서 에코 시멘트는 포틀랜트 시멘트의 6.2%, 슬래그 시멘트의 12.6% 정도로 PM2.5 배출이 낮은 것을 알 수 있다. 비교 검토한 시멘트를 에코 시멘트로 대체할 경우 1kg당 0.08~0.17g의 PM2.5를 줄일 수있는 결과이다. 맺는말 연구진이 개발한 에코 시멘트를 중심으로 생태건축 시스템의 환경 및 건강 영향을 살펴보았다. 에코 시멘트를 사용하면 시멘트 1kg당 무려 1.13kgCO2 또는 0.46kgCO2의 이산화탄소 배출을 줄일 수 있다는 사실은 매우 고무적이다. 환경지수 분석 결과로 알 수 있듯이 에코 시멘트의 환경영향은 시중에서 유통되고 있는 슬래그 시멘트의 13.7%, 포틀랜드 시멘트의 6.2%로 현저히 낮다. 인체 독성 측면에서도 그 영향이 현저히 낮아 탄소는 줄이고 건강은 좋아지는 생태건축’의 실현 가능성을 확인할 수 있었다. 향후 후속 연구를 통해 보다 종합적이고 구체적으로 생태건축시스템의 환경성과 건강성을 제시 할수 있을 것으로 기대한다 건축연구본부 게시일2021-06-29 조회수 1616
국내외 도시재생지역에서의 노후건축물 그린리모델링 주요 기술 동향 국내외 도시재생지역에서의 노후건축물 그린리모델링 주요 기술 동향 ▲ 이종원 국민생활연구본부 전임연구원 국내 도시재생지역에서 이루어지는 사업은 국가 및 지자체 단위로 진행되며, 도시재생이 주요 목적이라 건물을 포함한 주변 구성요소(골목길, 담벼락 등)의 환경개선 사업이 많다. 이 글에서는 집수리, 리모델링 등 건축물 개선사업이 포함된 터새로이 사업, 동행사업, 서울형뉴딜 골목주택 외관사업, 경기도 도시재생마중물사업과 그린리모델링 관련 개선기술에 대하여 중점적으로 조사하였다. 또한, 노후건축물 성능개선을 위해 사용하는 주요 리모델링 기술요소는 다양하게 존재한다. 그 중에서 건물에너지와 관련이 있는 노후건축물 그린리모델링과 관련한 쿨루프, 옥상방수, 창호교체, 외벽단열, 구조 측면에서 탄소섬유시트, 철골브레이스 보강법 등에 대하여 실제 사례위주 내용을 소개하고자 한다. 국내 도시재생지역에서의 노후건축물 그린리모델링 주요 기술요소 조사 (1) 쿨루프 도시 열섬현상 주요 원인으로 지목되는 건물 옥상 등에 햇빛 열의 반사 및 방사효과가 있는 밝은색 도료 등을 칠해 열기가 지붕에 축적되는 것을 줄이는 공법이다. 여름철 건축물 실내온도가 4~5도 정도 감소하여 30~40%의 냉방에너지를 절감한다. 겨울 난방에도 큰 영향을 끼치지 않으면서 여름철 뜨거운 햇빛을 차단해 주기 때문에 에너지 절감 및 온실가스 감축에 도움이 된다. 옥상녹화와 비교해 비용이 ¼ 정도로 적게 소요되며 옥상녹화는 콘크리트 지붕에만 적용이 가능한데 비해 쿨루프는 어떤 지붕면에도 시공이 가능하다. 환경부에서 시행하는 지자체 기후변화대응 지원사업을 통해서 서울특별시 관악구와 도봉구, 충청남도 청양군, 공주시, 서천군, 광주광역시 북구, 경상북도 김해시 등 지차체에서 에너지 취약계층 거주 건축물 위주로 쿨루프 사업을 시행하고 있다. 2) 옥상방수 건축물의 지붕이 낡아 틈이 벌어지는 등의 이유로 누수가 진행 중인 건물에 지붕방수 등의 지붕 보수작업을 수행한다. (3) 창호교체 로이유리 복층창, 삼중창, 단열프레임 등의 요소로 창호의 단열성능과 차음 및 기밀성능을 향상시킨 창호시스템으로 냉난방비를 절약할 수 있으며, 불활성 기체충전 등으로 단열성능을 강화할 수 있다. 시스템창과 복합하여 사용이 가능하다. (4) 외벽단열 건축구조체를 기준으로 실내 혹은 실외 측에 단열재를 붙이고 마감하는 방법이다. 외단열 시공 시 단열재가 연속하여 건물을 감싸 내단열 시스템보다 외벽/내벽/슬래브 등 접합부위 열손실이 적으며, 내단열 시공 시 단열불연속부위가 발생하여 내부결로 발생이 쉽다. 그러나 내단열시 야간외기도입을 하지 않는 건물에서는 축열부하가 작아 외단열보다 유리하다. (5) 탄소섬유시트 보강 탄소섬유시트 공법은 콘크리트 구조물의 내하력 증진에 뛰어난 성능을 가지고 있으며 시공 편리성으로 인해 토목 및 건축분야 콘크리트 구조물 보강에 다양하게 적용되고 있다. 인장강도가 약 30,000kgf/cm2으로 강재의 약 10개가량의 강도를 보유하고 있다. 두께가 얇고 방향성이 있어 보강 시 구체의 변화가 적고, 적층량에 따라 보강량을 조절할 수 있다. (3) 창호교체 로이유리 복층창, 삼중창, 단열프레임 등의 요소로 창호의 단열성능과 차음 및 기밀성능을 향상시킨 창호시스템으로 냉난방비를 절약할 수 있으며, 불활성 기체충전 등으로 단열성능을 강화할 수 있다. 시스템창과 복합하여 사용이 가능하다. (6) 철골브레이스 보강 수평력에 저항하기 위하여 철골브레이스를 설치하여 골조를 보강하는 방식으로서, 외부착과 내부착이 있다. 높은 강도와 동시에 강성도 충분히 높게 되며 RC벽 증설보다 경량으로 보강되므로 필요 시 건축물 내력저하 없이 적당한 크기의 개구부 설치가 가능하다. 조사한 기술요소 중 그린리모델링에 있어 필수적으로 사용되는 기술로 창호교체 및 외벽단열이 있으며 사업에 따라 냉난방설비 교체, 옥상보수, 내진보강 등의 기술이 추가적으로 사용되고 있다. 쿨루프의 경우에는 실내온도저감 뿐만 아닌 열섬완화를 위해 환경부 및 지자체에서 적극적으로 추진하고 있다. 구조관련 기술요소인 탄소섬유시트 및 철골브레이스 보강 사례를 보면 주로 도시재생지역보다는 노후된 공동주택 및 중소형 이상 건물에서 사용되고 있다. 국외 노후 도시재생 사례 중 노후 건축물 개선을 위해 중점적으로 사용한 요소기술 국내에서 사용하는 노후건축물 주요 기술요소는 대부분 국외에서 유사하게 적용되고 있었으며, 추가적으로 적용되고 있는 기술인 GAP solution이라는 외벽자재와 기존 건축물의 설비 효율개선을 위한 레트로 커미셔닝, 에너지 절감 및 쾌적성 향상을 위한 조명 디밍제어에 관하여 기술하고자 한다. (1) GAP solution GAP solution은 벌집 형태의 미세한 다각형 기둥이 격자무늬로 배열되어 있는 solar comb를 유리판과 공기층 사이에 끼워넣은 외벽자재이다. 겨울철 태양의 고도가 낮을 때는 일사광선이 solar comb격자를 통과하여 공기층까지 침투할 수 있고, 반대로 여름에 태양의 고도가 높을 때는 일사광선이 solar comb에 의해 차단되는 원리로 사용된다. 이로 인해 여름철 냉방부하와 겨울철 난방부하를 동시에 감소시킨다. GAP Skin and solar comb GAP Air GAP Water (2) 레트로 커미셔닝 (Retro-Commissioning) 레트로 커미셔닝은 이 전까지 커미셔닝을 진행하지 않은 기축건물에 대한 커미셔닝으로, 기축건물의 성능이 유지되고 있는지 조사하고 지속적으로 유지하거나 더 향상시키도록 방안을 강구하는 절차이다. 커미셔닝을 진행하지 않은 건물은 설계와 운용상에 결점이 있을 수 있고, 이 경우 건물의 최초 운용 시점에서부터 가지고 있던 문제를 발견하기가 쉽지 않다. 또한, 건물의 리모델링을 수차례 반복하는 경우 기존 설계상에 없던 결점도 발생할 수 있는데, 레트로 커미셔닝은 이러한 문제점을 발견하고 해결책을 제시한다. (3) 조명 디밍제어 (Dimming Control) 조명에 대한 밝기제어는 에너지절감, 실내 재실환경 향상, 그리고 조명장치의 수명 연장과 같은 여러 이점이 있다. 조명 밝기제어는 재실자가 직접 조절하거나, 자연채광으로 인한 실내조도에 따르거나, 또는 미리 설정된 스케줄에 따를 수 있다. 형광등, 백열등, HID(High-Intensity Discharge) 램프 등 조명기구에 따라 전압조절 또는 안정기를 제어하여 조도를 조절하나 색온도, CIR(Color Rendering Index)가 함께 변하기도 한다. 국외 도시재생 사례에서 사용된 그린리모델링 기술요소는 크게 외벽단열, 창호단열, 옥상녹화, 보일러설치 등 국외 도시재생사례 중 주거단지별 리모델링으로는 외벽단열, 보일러설치 및 배관구축이 행해지며 소규모 단지별 리모델링으로는 외벽단열, 환기설비, 신재생(태양광, 태양열, 지열 등)설비가 설치된다. 건물별 리모델링은 창호교체, 외벽단열, BEMS, 환기설비 등 더 세부적인 리모델링이 행해지는 것으로 판단된다. 조사한 국외사례에서의 그린리모델링 기술요소 비율은 벽체단열과 관련된 부분이 20%로 가장 많았으며, 두 번째로 환기설비와 관련된 부분이 13%로 많이 적용되었다. 벽체단열은 모든 사례에서 적용되었고, 환기설비는 절반 이상의 사례에 적용되었다(독일 도시재생 사례 2건, 영국 도시재생 사례 3건, 스위스 그린리모델링 사례 2건, 오스트리아 도시재생 사례 1건, 미국 도시재생 및 그린리모델링 사례 3건으로 총 11건의 사례에서 그린리모델링 기술요소를 조사). 벽체단열, 20% 환기시설(전열교환기/열화수장치/외기도입), 13% 가스/콘덴싱보일러 9% 태양광(PV패널), 7% BEMS/원격제어시스템/DDC제어, 7% 단열창호(복층유리/삼중창) 6% 배관 및 펌프개선 6% 태양열, 6% 지열히트펌프, 6% 절약형조명(재실/동작센서, 조명제어), 6% 열교개선, 2% 기밀성 강화, 2% 고반사지붕마감, 2% 옥상녹화, 2% 열병합발전소, 2% 우수재활용, 2% 외기냉수냉방, 2% 냉동기교체, 2% 향후 연구 방향 우리나라 건축물 전체 720만 동 중 약 75%인 540만 동이 준공 후 15년이 지난 노후건축물이다. 2020년 7월 한국판뉴딜이 선언됨으로써 그린뉴딜사업의 성공적인 수행을 위해 노후건축물 그린리모델링에 대한 사업뿐만 아니라 신기술 연구개발을 통한 장기적인 시각이 필요하다. 또한, 건물자체만의 그린리모델링의 영향효과범위를 마을, 지역단위로 광범위하게 분석하기 위해서는 도시재생사업과 연계하여 연구해 나갈 필요가 있다. 아울러, 기후위기시대를 당면하여 2020년 12월 탄소중립 2050 선언으로 그린리모델링에 대한 체계적이고 과학적인 증거기반의 기술, 정책, 제도 마련이 필요하며 특히 노후건축물에 거주하는 취약계층에 대한 공정한 전환과 보호책 마련이 필요하다. 건축연구본부 게시일2021-05-27 조회수 1663
[사업화 유망기술] 삶의 질을 향상시키는 휴먼 스마트 홈 시대를 열어간다 삶의 질을 향상시키는 휴먼 스마트 홈시대를 열어간다. 온실가스, 미세먼지 등 유해물질이 늘어나면서 날이 갈수록 환경은 열악해지고 있다. 우리나라는 2030년까지 온실가스를 37% 감축할 것을 의무화하며, 특히 건축물 부문에서 32.7% 감축을 목표로 제로에너지빌딩산업을 적극 육성하고 있다. 'IoT 기반 스마트 열 회수 환기시스템' 연구과제는 이 같은 정부 방침에 부합해 제로에너지 1등급 주택을 개발하기 위한 취지로 진행됐다. ▲ 국민생활연구본부 선임연구위원 조동우 환기부분 에너지를 줄이는 것이 급선무 내년부터 연면적 1000m2이상 공공건축물은 자체 생산 한 에너지로 에너지 소비량을 충당할 수 있는 제로에너지 건축이 의무화된다. 이어 2025년에는 500m2이상 공공건 축물과 1000m2이상 민간건축물, 그리고 30세대 이상의 공동주택으로 확대되고, 2030년부터는 500m2 이상 모든 건축물을 제로에너지 건축물로 시행해야 한다. 정부는 2030년까지 신축 건축물의 70%를 제로에너지화하여 550만 톤의 온실가스를 감축, 500MW급 화력발전소 5곳 을 대체할 수 있는 에너지를 절감한다는 방침이다. 제로에너지건축은 단열재, 이중창 등을 적용해 외부로 손실되는 에너지양을 최소화하고, 신재생에너지를 활용해 냉, 난방 등에 사용되는 에너지로 충당해 에너지소비를 최 소화할 수 있는 기술을 적용한 공법이다. 정부가 추진하는 제로에너지주택 로드맵에 따라 지난해부터 공동주택 단열기준이 패시브하우스 수준으로 강화되었으나, 환기 부문 에너지는 상대적으로 늘게 돼 난방에너지 소모량의 40%를 차지하는 것으로 나타났다. 패시브하우스 제로에너지주택은 고기밀, 고단열로 건물을 짓기 때문에 실내공기 오염이 문제점으로 부각될 수밖에 없어요. 따라서 무엇보다 환기가 중요한데, 환기에 필요한 에너지 손실이 제일 큰 만큼 이를 줄이기 위해 열회수 환기시스템이 필요합니다.” 열 회수 환기시스템을 설치하는 이유는 환기에 들어가는 에너지를 절약하기 위함에 있다. 이미 지어진 기존의 제로 에너지주택에도 환기에너지 절약을 위해 열 회수 환기시스템이 보급되어 있으나, 팬 동력에 의한 전력소비량 증가, 소음발생, 소비자 인식 부족 등으로 이에 대한 사용은 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이를 개선하기 위한 방안으로 'IoT기반 스마트 열 회수 환기시스템'에 대한 현 구가 이루어졌다. 공기청정과 제습기능을 장착한 올인원환기시스템 "미세먼지에 대한 국민적 관심이 커지면서 실내공기 질에 대한 중요성이 부각되고 있습니다. 2010년 이후 지어진 많은 민영아파트에 환기시스템이 보급돼 있지만, 입주자들이 잘 모르거나 알아도 사용하지 않는 경우가 많습니다. 소음으로 인해 시끄럽고 또 전기요금에 대한 부담 역시 무시할 수 없는 요인이었습니다. 비싼 예산을 들여 설치한 환기시스템이 소비자로부터 외면을 받는 것이 안타깝다는 생각이 들었습니다.” 조동우 선임연구위원은 궁극적으로 제로에너지 1등급 주택을 개발하는 것을 목표로 삼고, 소음이나 전기료 부담 없이 누구나 편리하게 사용하는 에너지절약적인 시스템을 개발하고 싶었다고 한다. "미세먼지가 사회적 이슈로 부각되면서 요즘 공기청정기가 필수 가전제품으로 자리잡아가고 있습니다. 같은 원리로 건물을 짓는 단계부터 공기가 들어오는 통로에 고성능 필터를 설치하면 공기청정기와 동일한 효과를 가질 수 있습니다. 또한 제습기 사용도 급증함에 따라 제습 기능까지 포함된 시스템을 개발, 일체화된 환기시스템을 신축 공동 주택에 보급하자는 것이 우리가 연구를 시작하게 된 배경 입니다.” 조동우 선임연구위원이 개발한 IoT기반 스마트 열 회수 환기시스템은 스마트디퓨저, 스마트콘트롤러, 스마트환기 유닛의 세 구조로 나뉘는데, 이들은 전천후 시스템이라 해 도 무방하다. 겨울철에는 난방열교환모드, 여름철에는 냉 방열교환모드, 봄, 가을에는 외기냉방모드, 우기에는 제습 모드, 미세먼지가 심한 기간에는 공기청정모드 등 사계절, 365일 대응이 가능한 까닭이다. 수직형 환기유닛과 현열 교환기, 필터함, 결로 드레인등의 설비를 통해 유지관리의 편의성을 높였고, 소음기 설치로 소음을 저감시키는 효과를 주었다. 이밖에도 기존의 환기시스템이 전체 세대에 동일하게 공급하는 반면 스마트환기시스템은 거주자의 생활패턴에 따라 각 실별, 세대별로 선택이 가능하다. 스마트콘트롤러와 스마트디퓨저, 스마트환기유닛, 스마트폰 간에 인터랙티브 제어 기능이 있어 언제, 어디서나 제어가 가능하다는 장점이 있다. '사람'을 위한 스마트 홈, 스마트 기술 스마트 홈 시대를 맞아 가전제품을 비롯한 집 안의 모든 장치들을 하나로 연결해 모니터링하고 제어할 수 있는 기술이 개발되었다. 이런 시대적 분위기에 부합해 조동우 선 임연구위원은 IoT기반 스마트 열 회수 환기시스템으로 공 기청정과 제습기능을 통합한 시스템을 개발했고, 향후 가습 기능까지 첨가해 하나의 시스템 안에서 모든 것을 할 수 있도록 하는 연구를 이어나갈 계획이다. "국민생활연구본부가 수행하는 연구과제들은 국민들의 삶의 질을 향상시키는데에 목적이 있습니다. 환경, 건강, 에너지, 편의성, 그리고 사용자들이 어렵지 않게 시스템을 유지, 관리되도록 하는 제로에너지주택이 바로 스마트홈이 아닐까 생각합니다.” 앞으로도 꾸준한 연구개발을 통해 가전제품을 통합한 일 체형시스템 도입으로 비용 절감은 물론 유지관리의 편의성을 도모하는 것이 조동우 선임연구위원이 지향점으로 삼고 있는 계획이자 목표이다. 지금까지 연구개발한 기술이 초창기에는 개발비용 등으로 고급형 주택에 우선적으로 도입되겠지만 점차 보급형으로 더 많은 공공주택으로 확대될 것으로 예상돼 제로에너지주택 정착에 일조할 것으로 기대된다. 조동우 선임연구위원은 앞으로도 '사람'이 중심이 되는 연구, 일상생활에서 느끼는 가려운 부분들을 긁어주는 연구를 통해 편리하고 안전하며 건강한 삶을 영위할 수 있는 스마트한 기술 개발을 통해 휴먼 스마트 홈을 만들어가고 싶다는 바람을 전한다. 건축연구본부 게시일2020-07-22 조회수 2508
[KICT의 미래를 만나다] 모두가 쉽게 누리는 안전한 삶 모두가 쉽게 누리는 안전한 삶 신지욱 박사의 연구실에는 손으로 그린 그림들이 벽 곳곳에 붙어 있다. 순간순간 떠오르는 아이디어를 먼저 손으로 스케치하고 그것을 토대로 점차 발전시켜나가기 때문이다. 그는 재난이라는 무거운 주제를 연구하지만, 늘 즐겁고 재미있는 환경에서 연구할 수 있도록 마음을 다잡는다. 유쾌하면서도 진지하게 풀어내는 그의 이야기 속에 우리나라 재난 대응 시스템의 미래가 담겨 있다. 국민생활연구본부 수석연구위원 신지욱 현실적인 문제를 극복하는 혁신적인 아이디어 4차 산업시대가 도래하면서 가장 많이 등장하는 것 중 하나가 바로 인공지능(AI)이다. 인공지능은 삶 곳곳에 스며들기 시작했고 많은 부분을 변화시켜나가고 있다. 신지욱 박사는 바로 이 인공 지능을 기반으로 해 재난에 대응할 방법을 연구하고 있다. “재난이 발생하기 전에 건축물의 성능을 평가하여 대응하거나, 재난 발생 후 실시간으로 대응할 수 있는 데이터를 초고속으로 생성할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다. 건축공법에 대해 자세히 알지 못하더라도, 사용자가 건축도면만 보고도 알 수 있는 정보들을 입력하면, 인공지능이 스스로 학습을 통해 건축물의 내진 및 내폭 성능을 평가해줍니다.” 신지욱 박사는 사람과 마찬가지로 건축물도 복잡한 DNA로 구성되어 있다고 생각한다. 이 중 건축물의 내진 성능을 결정할 수 있는 중요한 DNA(핵심 파라미터 : 예) 주기, 강도, 연성, 강성 강도 저감율, 파괴유형 등)들이 있는데, 이러한 DNA 정보는 복잡한 비선형 컴퓨터 시물레이션 또는 실험 등을 수행하지 않으면 그 값을 알 수가 없다. 해당 정보를 추정하기 위하여 과거에 수행된 실험과 컴퓨터 시물레이션 결과를 바탕으로 별도 의 시물레이션 또는 실험과정 없이 도면 상에 기재된 정보(기둥 크기, 재료강도, 철근비 등)만 입력하여도 내진성능 DNA를 추출할 수 있는 첫 번째 A 학습 모델을 구축하였다. 또한, 내진성 등 DNA와 지진시나리오를 활용하여 내진성능평가에 필요한 최대 동적응답(최대 층간변위비, 최대 전단력 등)을 바탕으로 내진성능을 결정할 수 있는 두 번째 A 학습 모델을 개발하였고, 이 두개의 학습 모델을 결합하는 방식으로, 간단한 정보 입력만으로 건축물의 내진성능을 초고속으로 평가할 수 있고 추출 할 수 있는 하이브리드형 초고속 데이터 생성 엔진 프라임워크 개발을 진행했다고 한다. 해당 엔진은 간단한 정보를 바탕으 로 빠른 속도로 건축물 내진성능을 평가할 수 있으므로, 지역 단위로 건축물의 내진성능을 평가하고, 이를 바탕으로 지진에 취약한 건축물을 선별할 수 있고, 성능 향상을 위한 보강 계획 수립에도 활용할 수 있다고 말했다. 그는 현실적인 문제는 혁신적인 아이디어를 통해 극복해야 한다. 고 이야기한다. 현실적인 문제를 과거의 기술로 극복하는 것은 어려운 문제이며, 오래 갈 수 없다고 생각하기 때문이다. "현안이 대두되었을 때 실행해보지 않으면 새로운 기술을 확보 할 기회조차 잃을 수 있다고 생각합니다. 입사 직전에 우리나라 에 지진이 많이 발생했고 많은 인명과 재산의 피해가 발생했습니다. 이런 문제에 대응하기 위해 입사 직후 연구원에서는 건축물 지진 안전 통합관련시스템과 관련된 연구가 계획되었고, 제 역시 실무책임자로 참여하고 있습니다. 그러나, 여기에 사용되는 과거 검증된 기술을 자동화하는데 집중하고 있기 때문에 정보 수집 등에 한계가 있으며, 혁신적인 기술로 과거 기술이 갖고 있는 한계를 극복해야 합니다.” 인공지능을 활용한 재능대응 기술 연구에 돌입하고 나니 현실적인 문제들이 드러나기 시작했다. 무엇보다 플랫폼에 정보를 전달하기 위한 엔진과 모듈의 경우 처음부터 개발을 시작해야 하는 상황이었고, 더 큰 문제는 건 축물 재난 안전과 관련된 데이터베이스를 가진 곳이 전혀 없었다는 점이다. 전국 단위의 데이터베이스를 구축하기 위해서는 많은 인력과 시간이 소모될 것이 확실한 상황이었다. 이때 떠오른 것이 바로 인공지능을 활용하는 방법이었다. 인공지능을 활용할 수만 있다면 시간과 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 신 박사가 제안한 내진 성능평가 시스템의 경우 기존기술과 비교했을 때 정확도에서 크게 차이가 나지 않으면서도 비용과 인력 소모를 최소화하며 데이터 생성 속도를 실시간으로 앞당겼다. 또 다양한 지진시나리오를 이용한 건축물 성능평가 데이터 베이스 생성도 가능하다. "인공지능 기반 기술은 사용자가 건축공학과 관련된 지식이 없어도 활용할 수 있도록 만들 예정입니다. 기존의 도면을 기반으 로 얻을 수 있는 정보도 이미지 학습 등과 같은 영상 처리나 딥러닝 기술을 도입하여 자동 인식할 수 있도록 구성할 예정이고요. 그래서 '거주하고 있는 건물은 안전한가?', '안전하지 않다면 어떻게 안전하게 할 수 있을까?'와 같은 궁금증을 해결해주고 솔루션을 제안하려 합니다.” 신지욱 박사는 건축물의 재난 성능이 부족할 경우 자가보수와 보강을 할 수 있는 기술을 함께 개발해 해당 정보를 함께 제공해 주는 방식으로 연구를 진행해나갈 계획이라고 한다. 그는 기술 개발을 통해 모든 국민이 건축물 재난과 관련된 정보를 공유하고, 지진과 같이 광역피해가 발생할 수 있는 재난에 대해 정보를 바탕으로 대응해 나갈 수 있길 바란다고 이야기한다. 지진 박사의 기발한 상상 인공지능 기반 기술을 활용한 건축물의 재난 안전 평가 시스템과 관련해 혹자는 “너무 공상과학 같은 이야기를 하는 것 아니냐”고 이야기하기도 했다. 하지만 신지욱 박사는 자신의 아이디어를 발전시켜나갔고, 연세대학교에서 학연교수로 활동할 당시 학연 교수 프로그램의 워크숍과 학회에서 기술에 대해 발표했다. 그때 '태풍과 빌딩풍에 대응할 수 있는 인공지능기반 초고속 데이터 생성 엔진을 개발해보자'라는 역제안을 받고 본격적인 연구개발을 수행할 수 있었다고 한다. 자신이 하고 싶은 연구를 바탕으로 연구원 핵심 R& R인 '안전·안심 국토교통기술로 국가·사회문제해결에 조금이라도 기여할 수 있었다는 점이 기억 에 남는다고 한다. 연구를 진행하면서 기억에 남았던 특별한 추억이 하나 더 있다. "개인적으로는 제 딸이 올해 4살이 되었는데, 어린이집에서 지진과 관련된 안전교육을 받았을 때 우리 아빠가 지진 박사라고 선생님께 이야기하며 자랑스러워서 한다는 점이 가장 기뻤습니다." 2018년 카지노 게임 사이트에 입사해 올해 3년 차에 들어서는 신지욱 박사에게 조금은 엉뚱해도 좋으니 꼭 한번 진행해보고 싶은 연구가 무엇이냐고 묻자 예상보다 더 재미있는 대답을 들 려준다. 바로 '재난 관련 또는 건설 건축 게임 개발'이다. "유학 생활을 끝내고 한국에 돌아와서 대중교통을 이용할 때 가장 인상 깊었던 것은 이동 중에 사람들이 게임을 많이 한다는 것 이었습니다. 그리고 건설은 우리가 사는 세상에 매우 밀접한 관 련이 있습니다. 게임에서 건설에 필요한 다양한 직업을 온라인 상의 유저들이 선택하고, 계급 또는 레벨이 올라갈 때마다 우리 연구원에서 개발한 기술들을 보유할 수 있도록 하면 어떨까요? AR과 VR을 기반으로 해 다양한 사람들과 집도 지어보고, 기존의 건축물에 대해서는 재난이 발생했을 때 어떻게 대응해야 하는지 직접 해볼 수 있는 게임이 개발된다면 건축과 건설 분야가 더 많은 사람에게 친숙하게 다가갈 수 있을 것 같습니다." 모두가 안전한 대한민국을 꿈꾸다. 최근 신지욱 박사에게는 여러 가지 변화가 있었다고 한다. 이를 계기로 인공지능 기반 기술을 활용한 단기적인 과제를 추진하고, 수행하여 원천 기술을 보다 실용화할 수 있을 정도로 개발할 예정이다. 이를 위해 현재 다른 기관과 협업하여 개인적으로 연구를 진행하고 있다. 또 연구원에서 진행하고 있는 BMI/GIS기반 건축물의 지진안전통합 시스템 개발 역시 잘 마무리해나갈 계획이다. “장기적으로는 건설과 건축에 대한 전문적인 지식이 없는 사람들도 간단한 방법 또는 간단한 정보만으로 활용할 수 있는 기술 을 개발하는 것이 목표입니다. 그러한 기술개발의 시작이 인공 지능 기반 기술을 활용하거나, 딥러닝 기술을 통한 이미지 학습 방법이 될 것 같습니다. 이러한 기술을 플랫폼에 탑재하거나 모 바일 앱으로 개발해 최대한 많은 사람이 재난과 관련된 평가를 수행할 수 있고 해당 정보를 모두가 공유하여 모두가 안전하고 안심할 수 있는 환경이 조성될 수 있었으면 합니다.” 우리나라에서 일어날 수 있는 재난에 대해 가족을 포함한 많은 사람이 혜택을 받을 수 있는 대응 시스템을 연구하고 싶다며 다부진 각오를 밝히는 신지욱 박사. 그의 연구를 통해 모두가 안전한 대한민국이 새롭게 건설되길 기대해본다. 건축연구본부 게시일2020-06-25 조회수 1693
[사업화유망기술] 도시문제 해결과 주거환경 개선을 위한 ‘그린 리트로핏’ 도시문제 해결과 주거환경 개선을 위한 ‘그린 리트로핏’ 도시 양극화로 인해 에너지 취약계층이 지속적으로 증가하고 있다. 주택 노후화로 악화된 주거환경을 개선해 보다 나은 보금자리를 제공하는 ‘그린 리트로핏’ 기술. 서울시 도시문제 해결형 지원사업의 일환인 이 기술의 중심에 카지노 게임 사이트과 국민생활연구본부의 강재식 선임연구위원이 함께 하고 있다. ▲ 국민생활연구본부 선임연구위원 강재식 스마트 시티 구축, 최적의 소재를 찾는 것부터 시작 신재생 에너지원으로 생산한 전력을 에너지로 사용하고 고성능 창호와 단열재로 에너지 효율을 극대화한 주택. 건물 내에서 생산하고 소비하는 에너지를 매순간 모니터링하고 이를 통해 최적의 에너지 소비를 돕는 에너지 절약형 건물은 어느덧 우리의 일상에 가까이 다가와 있다. “스마트 시티를 구축한다는 것은 소재와 부품과 같은 디테일부터 시스템을 구축하고 건물을 시공하는 것을 포함합니다. 에너지와 안전은 항상 밀접한 관계가 있기에 제로 에너지 건물을 가능하게 하려면 그것을 실현하기 위한 최적의 소재를 찾는 일부터가 시작이라고 할 수 있습니다.” 스마트 시티를 완성하기 위해 다양한 영역에서 끊임없는 시도와 연구를 이어가는 동시에 더욱 세심한 부분의 안전을 중점적으로 보완해가고 있다. 건설, 건축 및 자재업계가 현실적으로 당면한 과제를 해결하고 이를 상용화하는데 초점을 맞추어 꾸준한 연구를 이어온 결과 건축물 에너지 저감 기술 관련 눈에 띄는 성장을 이뤄냈다. 에너지 효율을 극대화하고 제로에너지 하우스의 실현을 이루기 위해 다양한 개발 사업에도 함께 했다. 그중 눈에 띄는 것이 바로 ‘그린 리트로핏’ 기술이다. 서울시는 도시에너지 해결형 기술개발 지원사업으로 ‘도시 에너지 취약계층의 주거환경 개선을 위한 패시브 건축기술개발’을 카지노 게임 사이트과 함께 하고 있다. 2015년부터 개발된 적정 기술들은 에너지 빈곤층이 거주하는 노후주택에 시범 적용하고 있다. 그림 1. 그린 리트로핏 기술의 분류표 그림 2. 노후된 벽체에 시공하는 단열재 적용 부위 해당 기술은 창과 문에 기밀 방풍재를 시공해 소음과 먼지, 벌레 등의 유입을 막아 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 돕는다. 또한 단열 덧유리 시공을 통해 열손실을 줄이기 위해 덧 유리 단열기술을 도입하고, 벽체와 지분 주위에는 분무식 단열재를 시공해 단열성능도 향상시킨다. 그 외에도 그린 리트로핏은 노후주택에 꼭 필요한 기술을 자랑한다. 덧댐형 초단열재를 활용하면 저렴한 비용으로 간편하게 시공하면서도 결로 하자까지 방지할 수 있다. 건축물의 간단한 정보를 이용해 난방 에너지 절감 효과와 쾌적한 생활공간을 제공할 수 있는 그린 리트로핏은 국민이 체감할 수 있는 이로운 기술로 손꼽힌다 노후 주택에서 행복을 되찾다, 그린 리트로핏 기계 장치에 부품을 새로 넣거나 바꾸어 성능을 향상시킨다는 의미의 리트로핏(Retrofit)에 그린을 더한 그린 리트로핏 기술이 주목받고 있다. 노후 건축물의 부분 또는 전체를 바꾸어 에너지 성능과 효율을 향상시키는 기술로 넓은 의미에서는 리모델링이지만 리모델링에 비해 시공이 용이하고 생활공간의 축소나 거주자의 이동을 최소화한다는 점에 차별성이 있다. 노후주택 대부분이 노후화가 심각하게 진행되어 있고 단열재 시공이 아예 누락되었거나 난방효율이 떨어져 있어 비효율적인 열에너지 환경에 노출되어 있는 경우가 많다. 하지만 노후주택 특성상 구조적 안전성 등의 문제로 인해 창, 문, 벽체, 천장을 전면 철거할 수 없는 경우가 많아 리모델링은 엄두도 내지 못한 채 방치되어 있다. 지속가능한 주거복지 실현과 실효적 주거환경을 확보하기 위해서 이러한 곳에 그린 리트로핏 기술을 적용하고 있다. 해당 기술은 창과 문에 기밀 방풍재를 시공해 소음과 먼지, 벌레 등의 유입을 막아 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 돕는다. 또한 단열 덧유리 시공을 통해 열손실을 줄이기 위해 덧 유리 단열기술을 도입하고, 벽체와 지분 주위에는 분무식 단열재를 시공해 단열성능도 향상시킨다. 그 외에도 그린 리트로핏은 노후주택에 꼭 필요한 기술을 자랑한다. 덧댐형 초단열재를 활용하면 저렴한 비용으로 간편하게 시공하면서도 결로 하자까지 방지할 수 있다. 건축물의 간단한 정보를 이용해 난방 에너지 절감 효과와 쾌적한 생활공간을 제공할 수 있는 그린 리트로핏은 국민이 체감할 수 있는 이로운 기술로 손꼽힌다. ▲ 그림 3. 덧댐형 판상 단열재의 다양한 공법 ▲ 그림 4. 그린 리트로핏 기술 가이드북 활용 ▲ 그림 5. 유형별 노후 창 및 문의 기밀 방풍재 사람이 행복한 곳, 제로 에너지 빌딩 건물이 소비하는 에너지와 생성하는 에너지의 합산이 ‘0’이 되는 건축물을 두고 제로 에너지 빌딩이라 부른다. 이는 에너지 사용량을 줄이는 패시브 하우스와 에너지를 생산하는 액티브 하우스의 만남이라고 볼 수 있다. 단열과 창호 성능의 강화를 통해 에너지 낭비를 줄이고 동시에 신재생에너지를 생산하는 시스템으로 보다 효율적인 에너지 관리를 가능하게 해준다. 제로 에너지 빌딩을 완성하려면 무엇보다 단열 기밀성능이 중요하다. “제로 에너지 빌딩이라는 말에 대한 정의를 새롭게 해야 한다고 생각합니다. 에너지 효율에 집중하는 것도 물론 필요하지만, 무엇보다 그곳에 머무를 사람이 건강하고 쾌적한 시간을 보낼 수 있는 시스템이어야한다는 것이죠. 스마트한 에너지 관리를 바탕으로 최적의 온도에서 가장 행복하게 생활할 수 있도록 하는 구조여야 한다고 생각합니다.” 건축연구본부 게시일2020-06-09 조회수 2478
[같이의 가치를 짓다] 실내 환기와 스마트 기술이 만날 때 발생하는 시너지 실내 환기와 스마트 기술이 만날 때 발생하는 시너지 - 패시브하우스 및 제로에너지주택 구현을 위한 IoT 기반 스마트환기 제어시스템 개발 주택 부족 문제로 아파트 등의 공동 주택이 늘어나고 있는 요즘, 여기서 발생하는 한계와 문제점을 기술로 해결하자는 목소리가 제기되고 있다. 그동안 아파트 등의 주택에서 꾸준히 제기된 문제는 바로 '환기' 였다. 효과적인 환기가 이뤄지지 않는 것은 물론, 환기를 하더라도 그 과정에서 상당한 에너지를 소비하기에 에너지 사용량을 절약하고 집안 구석구석 온전히 환기할 수 있는 시스템이 필요하다는 것이다. ㈜옴니벤트와 조동우 박사는 에너지 사용량을 절약하는 스마트환기 제어시스템을 개발함으로써 시장의 새로운 요구에 부응하고 있다. ▲ 조동우국민생활연구본부 선임연구위원 ▲ 김광수(주)옴니벤트 대표 당신의 주택, '환기' 되고 있나요? 현재 주택에서 소비되는 에너지는 외피 부문에서 약60~80%, 환기 부문에서 약 20~40%를 차지한다. 이러한 주택 소비 에너지를 줄이기 위해 새로 지은 주택에 대한 단열 기준이 강화되면서 외피의 열손실은 크게 감소했지만 환기부문은 상대적으로 에너지 소비가 늘어 이에 대한 대책이 시급한 상황이었다. 기존 환기설비의 사용률이 낮은 원인은 주로 팬동력에 의한전력소비량 증가, 소음 발생, 비실용성, 부담되는 유지관리비 등의 이유로 발생한다. 또한 사용자의 인식 부족으로 주택에 갖춰진 환기시스템이 거의 사용되지 않는 경우도 종종 있다. 때문에 전력소비량, 운전소음, 유지비를 대폭 줄일 수 있고 실용성을 향상시킬 수 있는 환기시스템이 되도록 성능과 제어 방법을 개선하는 게 중요한 과제로 언급됐다. "기존 환기시스템의 대표적인 문제점은 사람들이 사용하지 않는다는 것이었습니다. 그렇다면 왜 쓰지 않는 걸까요? 가장 먼저 환기가 되고 있는지 아닌지, 체감이 어려웠기 때문이에요. 사람들은 보통 ‘환기’라고 하면 기대하는 게 있어요.바람이 나온다든지, 혹은 공기가 빨리 쾌적해진다든지 등이요. 하지만 기존 장비에서는 이러한 체감을 느끼지 못한 거죠. 또 한 가지 문제점은 통풍 환기 만큼 효과가 좋지 않다는 것입니다. 사실 가장 좋은 환기 방법은 창문을 열어 통풍함으로써 직접적으로 공기를 바꾸는 것이죠. 하지만 이렇게 하지 못하는 주택 환경이 종종 있습니다. 심한 소음·분진·악취 등과 같이 열악한 외부환경 때문에 창문을 열 수없는 도심, 고속도로·공장·공사장 주변의 주택들, 자연통풍이 어려운 주상복합 아파트와 초고층 아파트 등이 그 경우죠. 고층 아파트일수록 외부바람압력이 높아 창문을열기 힘들거든요."(김광수 대표) 도시환경이 바뀌면서 주택환경도 변하는 만큼 이에 맞는 새로운 환기시스템이 필요하다는 의미였다. 김광수 대표와 조동우 박사는 “이를 위해 스마트 환기시스템을 개발했다. 이 제품의 개발이 필요했던 가장 큰 이유는 환기 시 소비되는 에너지 사용량을 줄이고 실용성을 높이기 위한 것”이라며 “환기와 에너지 절감이라는 두 마리 토끼를 모두 잡기 위한 기술 개발을 이어갔다”고 이야기했다. 김광수 대표는 기술의 가장 큰 경쟁력으로 요소 기술에 그치지 않고 시스템 자체를 만들었다는 것을 꼽았다. 이 기술은 실내 공기질을 감지하는 것은 물론 제어기능도 갖추고 있어 실내 복사온도, 습도, 미세먼지(PM2.5), 휘발성유기화합물(VOCs), 이산화탄소(CO2), 포름알데히드(HCHO) 등의 실내에 있는 다양한 오염 물질도 감지한다. "이 기술의 가장 기본은 스마트 환기유닛입니다. 이는 80%이상의 열교환 효율을 가지면서 사계절 모두 사용할 수 있도록 청정환기, 외기(통풍)냉방, 순환환기 등의 운전기능을 갖추고 있어요. 스마트 환기유닛은 들어오는 공기와 나가는 공기 사이의 열교환을 매우 효과적으로 해줍니다. 환기 시 에너지 소비가 큰 이유는 내부의 따뜻한 공기가 결국 외부로 모두 빠져나가기 때문이에요. 기존에도 열교환기가 사용되긴 했어요. 하지만 스마트 환기유닛만큼 효과적인 열교환을 해주지는 못했죠. 열교환 방식에 따라 효율 격차가 매우 큰데 저희가 개발한 스마트 환기유닛은 양방향 바이패스(By Pass)가 가능토록 해 팬의 방향전환 및 충분한 기류이동 경로를 확보, 기존 시스템보다 팬소비 전력을 절감하고 시간당 6회의 충분한 외기냉방풍량을 확보했습니다." (김광수 대표) 스마트 디퓨저 역시 에너지 절감에 큰 역할을 수행한다. 환기가 이뤄지는 출입구라고도 할 수 있는 디퓨저는 기존에는 선택적 개폐를 할 수 없어 원하지 않는 공간까지 환기할수밖에 없었다. 하지만 이번에 개발된 스마트 디퓨저는 선택적 개폐운전이 가능해 에너지 절감을 약 30~50%까지 달성, 이를 통해 실내를 효과적으로 쾌적하게 한다. "스마트 디퓨저는 최적의 풍량제어가 가능하며 거주자의 생활패턴에 따라 필요한 공간에 선택적 환기를 가능케 하기 때문에 의미가 있습니다. 해당 스마트환기시스템을 공동주택 단위세대에서 설치해 측정한 결과, 시간당 0.5회 환기하는 경우 열교환 청정환기모드에서 36W 수준으로 기존 공동주택과 비교해 소비전력을 약 29% 정도 절감할 수 있는 것을 알 수 있었어요. 여름철 외기냉방을 위해 터보환기를 적용하는 경우, 시간당 5.1회에서 6.6회까지 환기가 이뤄졌죠." (조동우 박사) 조동우 박사는 (주)옴니벤트가 강력한 기술력으로 무장해 글로벌 기업으로 성장하기를 바란다고 이야기했다. 새로운 환기덕트도 효율을 높이는 데 일조했다. 기존의 엘보가 90° 직각구조를 갖고 있었기에 공기 순환이 원활하지 않았다는 점에서 착안, 둥근 엘보를 만듦으로써 순환되는 공기 저항을 줄이고 직관덕트 칸막이를 제거함으로써 압력 손실을 최소화했다. 또한 기존의 90°의 직각분기방식을 공기가 나눠지는 180° 분기방식으로 만듦으로써 정압손실 없이 공기가 나눠질 수 있도록 했다. 에너지 절약하는 환기 기술로 글로벌 기업을 꿈꾸다 “스마트 콘트롤러를 개발한 것 역시 이 기술의 가장 큰 핵심 사항입니다. 기존의 콘트롤러는 벽에 부착된 고정식으로 실내 공기를 감지하면서 양방향으로 소통을 이루지 못했습니다. 때문에 현재 실내 환경이 어떤 상태인지를 알지못한 채 환기하는 데만 급했죠. 이러한 한계를 극복하기 위해 저희는 스마트 콘트롤러를 개발했습니다. IoT 기반의 이 기술은 이동형이기 때문에 실내 어느 공간이든 이동하면서 사용할 수 있어요. 또한 벽에 부착된 형태가 아니라서 실내 공기질을 아주 실질적으로 측정할 수 있다는 장점이 있습니다.” (조동우 박사) 소형 스피커 크기의 스마트 콘트롤러는 네 가지 실내 공기질을 센서로 감지해 상태를 파악한 후 적절한 환기를 조치한다. 풍량 조절 기능을 갖추고 있어 사용자의 요구를 보다간편하고 효과적으로 반영할 수 있다. 세계 최초로 개발된 기술인만큼 충분한 경쟁력을 확보하고 있어 해외 기업으로부터 러브콜도 받고 있다. “현재 북유럽 국가로부터 환기용 전동디퓨저 수출 건을 의뢰 받았습니다. 환기시스템이 북유럽에서 출발했는데, 그곳에 우리가 새로운 기술로 역수출을 하게 된 셈이에요. ▲ IoT 기반 스마트 환기시스템 개념도 스마트 콘트롤러를 보더니 굉장히 호기심을 갖더라고요. 환기시스템 자체는 세계 어디든 있지만, 스마트 콘트롤러는 저희가 최초로 만들었습니다. 더 나아가 요소 기술에 그치는 게 아닌, 시스템 자체를 만들었다는 게 이 기술의 가장 큰 경쟁력입니다. 조동우 박사님이 아니었다면 결코 이룰수 없을 기술이에요. 항상 감사의 마음을 갖고 있습니다.”(김광수 대표) 조동우 박사는 앞으로 이 기술을 통해 에너지를 더욱 줄일 수 있는 방안을 강구할 예정이라고 이야기했다. 환기뿐 아니라 에어컨 기능까지 가능한 기술을 개발 중에 있다는 조동우 박사는 “모두 공기를 통해 만들어내는 에너지인 만큼, 가능한 것들을 융합시킬 수 있는 방안을 검토 중에 있다”고덧붙였다. "이번 기술 개발을 이어가면서 ㈜옴니벤트의 열정에서 많은 것을 느꼈습니다. 요새 중소기업이 정말 어렵거든요. 그런 기업이 결국 기댈 수 있는 마지막 보루는 기술력뿐입니다. ㈜옴니벤트는 그 기술을 확보함으로써 글로벌 기업으로 나가기 위한 노력을 하고 있습니다. ㈜옴니벤트의 미래가 기대되고 있어요. 기술력으로 무장한 기업이 되기를 응원합니다." (조동우 박사) 건축연구본부 게시일2019-01-21 조회수 2104
[중소기업지원 우수사례] 장스팬 고하중 PC 합성슬래브 시스템 전단근 개발 차별화된 기술로 기업의 성장 동력을 발굴하다 - 장스팬 고하중 PC 합성슬래브 시스템 전단근 개발 건축도시연구소 배규웅 선임연구위원 ▲ 정장원 동서PCC(주) 대표(왼쪽)와 카지노 게임 사이트 배규웅 선임연구위원(오른쪽) 오늘날 건설업계는 상시적인 인력부족 현상에 직면해 있다. 앞으로 인구 감소와 고령화의 진행은 더욱 가속화될 것으로 예상되며, 이에 따라 현장 기능 인력 확보는 우리 사회가 해결해야 할 당면과제로 대두하고 있다. 프리캐스트 콘크리트(PC, Precast Concrete) 공법은 기둥·보·슬래브 등 구조물의 주요 부분을 공장에서 제작하여 현장에서 설치 시공하는 조립식 구조로, 기계화·장비화를 통한 인력난, 구인난 해소는 물론 다양한 매리트를 지니고 있어 건설업계의 주목을 받고 있다. 프리캐스트 콘크리트, 미래를 위한 선택 1988년, 정부는 주택의 건설과 공급을 확대하겠다는 목표로 주택 200만 호 건설계획을 발표하였다. 이 시기 공장에서 재료부터 제조과정, 양생까지 모두 일괄적인 시스템을 갖추고 있어 품질 수준이 높은 것은 물론, 정밀제작 시공이 가능하고 품질의 균일성도 확보할 수 있다는 이유로 PC 산업이 급속하게 성장했다. 동서PCC㈜ 정장원 대표의 말에 따르면 PC 공법을 적용했을 때 기존 재래식 공법(현장타설공법)과 비교하면 최소 30~40% 내외의 공기를 단축할 수 있다는 장점이 있다. 또한 건설폐기물이 거의 발생하지 않아 환경 보호적 측면에서도 매우 뛰어나다. 그러나 현재 건설 환경에서 프리캐스트 콘크리트를 사용하는 비율은 유럽의 경우 20~40%, 일본은 15%에 이르나, 국내는 5%에 머물고 있다. “PC 공법은 상대적으로 인건비가 비싼 일본, 유럽, 미국 등지에서 활발하게 적용되고 있는 선진화 공법입니다. 그러나 일본의 PC 제조회사가 60여 개(일본 PC 공장 인증 기준) 이상인 데 반해, 국내에는 아직 20여 개뿐으로 세계적인 추세에서 뒤떨어져 있는 상황입니다.” 동서PCC㈜는 18여 년간 PC 업계를 선도해 온 중소기업으로, 현장에서 얻은 경험 및 기술력과 품질 경쟁력을 바탕으로 시장 지배력을 견고히 구축하고 있다. PC 분야에만 30년간 몸을 담아온 정장원 대표는 건설현장의 공업화 공법, 즉 PC 공법을 통해 노령화로 인한 인력난, 구인난 해소와 더불어 건설현장에서 발생하는 미세먼지 저감, 공기 지연, 품질 저하 등의 문제를 동시에 해결할 수 있다며 PC 공법 성장 가능성에 무게를 실었다. 현장의 목소리를 담은 진정성 있는 기술 동서PCC㈜는 건설문화를 선도할 기술개발에도 박차를 가하고 있다. 특히 PC 기술력은 많은 특허와 의장등록, 실용신안을 획득하면서 그 진가를 인정받았다. 이런 기술력을 바탕으로 주차장, 종합운동장, 물류창고, 저수조 등의 건설에 참여하여 역량을 발휘하고 있으며, 정장원 대표는 그중에서도 최근 가장 PC 공법 적용이 발한 곳으로 대형 물류센터를 꼽았다. “국내 온라인 시장과 택배 시장의 꾸준한 성장에 힘입어 물류 관련 시장과 기업 그리고 인프라가 발전하고 있습니다. 동일 면적의 창고에서 적재량을 대폭 증대할 수 있는 허용 적재하중은 물류창고 건물에서 가장 중요한 요소이기에 PC 공법을 많이 채택하고 있습니다.” 실제로 물류센터는 다량의 물건을 적재하기 위해 단위 제곱미터당 2~3톤의 큰 하중과 장경간을 필요로 한다. 문제는 공장에서 제작해 선진화된 PC 공법에 비해 전단근을 보강하는 방식에 정해진 규격이 없어 종전의 공법을 유지하는 데서 발생했다. 부재별 전단근 배근에 관한 과학적인 설계와 매뉴얼이 없어 많은 양의 전단근을 일괄적으로 사용해야 했고, 결국 시간과 비용, 인력의 낭비를 발생시키는 원인으로 지적된 것이다. 이에 보다 경제적이고 시공성이 좋은 공법의 필요성을 절감하게 되었고, 카지노 게임 사이트에 중소기업 현장애로 기술지원 사업을 요청하게 된 것이다. 카지노 게임 사이트 건축도시연구소 배규웅 박사 역시 5~6년 전부터 해당 기술에 많은 관심을 갖고 있었고, 이후 중소기업 지원사업을 통해 잠재성 높은 동서PCC㈜의 기술 개발을 지원했다. “최근 공장, 창고, 주차장, 할인매장 등을 중심으로 구조의 모듈화, 고하중, 짧은 공기를 요구하는 건축물의 수요가 증가하고 있습니다. 이에 따라 전단근 사용량도 기하급수적으로 늘어났고요. ‘장스팬 고하중 PC 합성슬래브 시스템 전단근’ 기술은 전단근 배근의 양과 종류를 디테일하게 세분화해 최적화시키는 기술입니다. 안전성을 확보하면서도 불필요한 공정, 불필요한 자재를 줄이자는 것이 이번 중소기업 지원과제의 주요 쟁점이었고요.” ▲ 동서PPC(주)에서 진행한 물류센터 PC 공사 시공 모습 교류와 협력, 상생을 통한 기술 개발 동서PCC㈜와 배규웅 박사가 함께 진행한 ‘장스팬 고하중 PC 합성슬래브 시스템 전단근 개발’ 과제는 현재 기술이전을 앞두고 있는 상태다. 기술이 실제로 적용될 시의 원가를 분석한 결과, PC 슬래브 단위 원가 당 3%가량을 줄일 수 있어 경제성이 뛰어나다는 평가다. 그러나 기술이 실용화되고 성공적으로 안착하려면 높은 수준의 안정성도 확보해야 할 터. 배규웅 박사는 꼼꼼한 성격만큼이나 안정성 검토까지 완벽하게 마친 상태라며 이유 있는 자신감을 드러냈다. “일반적으로 반복하중에 의한 피로반복 실험은 50년 주기를 내다보고 진행합니다. 하루 두 번의 반복하중을 기준으로 50년이면 약 3만5천 번의 재하가 이뤄지는데, 우리 연구팀에서는 그 열 배인 30만 번 이상의 피로반복 실험을 진행했어요. 결과적으로 경제성에 장기 안정성까지 확보했다는 측면에서 큰 의의가 있다고 생각합니다.” 배규웅 박사는 현장의 목소리를 듣고, 기업이 필요로 하는 실질적인 기술을 지원하겠다는 다짐도 빠뜨리지 않았다. 좋은 기술이란 기업의 열정에 연구원의 기술력이 더해졌을 때 비로소 완성되는 것이라는 게 그의 설명. ▲ 카지노 게임 사이트 배규웅 선임연구위원(왼쪽)과 정장원 동서PCC(주) 대표(오른쪽) “동서PCC㈜는 진취적이고 기술개발에 대한 의지가 강한 기업입니다. 선진적인 기법을 도입해야 하는 것은 물론, 자신만의 기술을 연마하기 위해 끊임없이 기술개발에 매진하고 있는 기업이기도 합니다. 이들처럼 현장에서의 애로사항을 발굴하고, 개선하려는 의지가 있는 중소기업을 지속적으로 지원하는 일이야말로 장기적으로 봤을 때 우리나라 경제 성장을 위한 토대가 되리라 생각합니다.” 중소기업의 성장 동력이 기술개발에서 나온다는 것은 주지의 사실이다. 그러나 연구개발 인력과 인프라의 부족으로 어려움을 겪고 있는 것 또한 현실. 정장원 대표는 ‘중소기업 지원과제’가 중소기업들이 당면한 어려움을 타개할 방안이 될 수 있다며 느낀 점을 말했다. “카지노 게임 사이트처럼 중소기업을 지원해주는 사업이 있다는 게 저희로서는 고맙고 다행한 일입니다. 중소기업은 시장에서 어떤 수요가 있는지 등 다양한 정보력을 갖추고 있고, 건설연은 기업에서 필요로 하는 기술 문제를 해결할 뛰어난 인프라를 갖고 있죠. 저마다의 노력을 통해 현실적이면서도 효과적인 결과물을 만들어 낼 수 있었던 것 같습니다. 다른 프로젝트를 통해 곧 다시 만날 수 있기를 희망합니다.” 이번 과제를 통해 쌓은 신뢰를 통해 앞으로도 적극적인 교류를 이어나가고 싶다는 두 사람. 다변하는 사회, 이들의 노력이 집약된 차별화된 기술이 중소기업의 경쟁력을 높이는 한편, 세계 시장에 발돋움하는 데 밑거름이 될 수 있기를 바란다. 건축연구본부 게시일2017-11-06 조회수 2987
[2015 중소기업지원 우수사례] 지중열교환기용 고성능 그라우팅 재료 [2015 중소기업지원 우수사례] 지중열교환기용 고성능 그라우팅 재료의 열물성 분석 및 상용화 기술 - 함께, 한국을 넘어 세계로 건축도시연구소 손병후 수석연구원 우리는 ‘화석연료’를 언제까지 사용할 수 있을까? 석유의 경우, 적게는 30년에서부터 많게는 400년까지 사용 가능할 것이라고 많은 전문가들은 예상하고 있다. 문제는 이러한 화석연료가 언젠가는 고갈되는 비재생에너지라는 것, 그리고 다양한 환경문제를 일으키고 있다는 것이다. 화석연료를 태움으로써 발생하는 이산화탄소를 비롯한 각종 물질은 지구 온난화를 일으키고 인류에게 좋지 않은 영향을 끼치기 때문이다. 현재 전 세계적으로 화석연료를 대체할만한 다양한 재생에너지원 개발이 활발하게 이뤄지고 있으며, 카지노 게임 사이트 또한 신재생에너지에 대한 다양한 연구개발 및 지원활동을 해오고 있다. 건축도시연구소 손병후 수석연구원과 국내 지열업계를 이끌고 있는 코텍엔지니어링(주) 기술연구소 민경천 소장을 함께 만나 이야기를 들어보았다. (왼쪽부터) 건축도시연구소 손병후 수석연구원, 코텍엔지니어링(주) 기술연구소 민경천 소장 지열 냉난방 시스템 성능의 핵심, 고성능 그라우트* 수력, 풍력, 태양열 등 기존에 많이 알려진 재생에너지 이외에도 최근 국내에서는 지구가 가지고 있는 열에너지인 ‘지열에너지’가 주목을 받고 있다. 지열 냉난방 시스템은 그러한 지열에너지를 활용해 냉난방할 수 있는 시스템이다. 미국 에너지부와 환경보호청은 지열 냉난방 시스템이 기존 냉난방 설비보다 효율이 높아 경제적이며, 화석연료를 사용하지 않기 때문에 현존하는 냉난방 기술 중 에너지 이용 효율과 환경 면에서 가장 친환경적인 시스템이라고 발표했다. 또한, 2007년 IPCC보고서에 따르면 온실가스(GHG) 배출량이 가장 높은 분야에 지열 냉난방 시스템은 경제적으로 타당한 해결책이라고 발표한 바 있다. 주거용 건물, 중대형 건물,산업현장, 시설원예, 도로 융설 등 많은 분야에서 활용할 수 있다는 것 역시 지열냉난방 시스템의 장점이다. 선진국에서는 이미 오래전부터 지열을 활용해 냉난방을 해왔지만, 뒤늦게 뛰어든 한국은 시장이 크지 않고 성능 또한 선진국에 비해 뛰어나지 않다. 지열에너지 분야 전문가인 카지노 게임 사이트 손병후 수석연구원은 지열 냉난방 시스템의 성능은 크게 두 가지가 좌우한다고 말한다. “지열 냉난방 시스템의 성능을 향상시키는 방법은 히트펌프의 성능을 향상시키는 것과 지중열교환기의 성능을 향상하는 것입니다. 이미 국내 지열시장에서는 국산 히트펌프가 90% 이상을 점유하고, 성능도 선진국과 대등한 수준에 와 있어요. 문제는 지중열교환기의 성능인데 미국과 유럽은 ‘고성능 그라우트’가 일반화되어 있지만, 국내는 아직도 대부분 ‘일반 그라우트’를 사용하고 있다는 것입니다.” 고성능 그라우트는 일반 그라우트보다 지중열교환기의 용량을 최대 30% 축소할 수 있는데, 천공면적을 줄일 수 있고, 공기를 단축할 수 있어 땅이 좁은 우리나라에서 초기투자비를 절감할 수 있는 매우 유용한 기술이다. 지난 2002년에 설립되어 히트펌프를 이용한 냉난방시스템 사업을 기반으로 성장해오다 2010년을 전후해 ‘지열냉난방 시스템 사업’에 전념하고 있는 코텍엔지니어링(이하 코텍)은 지열과 관련해 아시아 최대규모인 제2롯데월드(10,000kW)를 비롯해 서울시청, 세종시 정부청사,한전 신사옥, 경북도청, 인천공항 등 국내의 대표적인 지열사업을 성공적으로 수행해왔지만, 고성능 그라우트의 현장 적용에 있어서는 큰 어려움을 겪게 되었다. 2013년부터 미국의 고성능 그라우트를 수입해 현장적용을 시도하려 했으나 이론적, 기술적 자료 부족과 시공 장비 및 기술인력의 부족으로 인해 중도 포기의 위기에 빠지게 되었다. 그러던 중 코텍의 부사장이자 기술연구소장을 맡고 있는 민경천소장은 카지노 게임 사이트(이하 건설연)을 통해 해답을 찾게 되었다. “고성능 그라우트를 도입하려는 계획이 난관에 부딪히고, 포기하려고 할 때쯤 중소기업 애로기술 지원사업을 알게 되었습니다. 여기 계시는 손병후 박사님을 비롯한 건설연의 이론적, 기술적 도움으로 문제를 해결할 수 있었죠.” *그라우팅(grouting)이라고도 하며, 지중열교환기를 시추공에 매설한 후 시추공과 파이프 사이의 빈 공간을 메우는 것을 말한다. 지중과 지중열교환기 파이프 내 작동 유체 사이의 열전달을 촉진하고 지상의 오염물질 유입에 의한 토양 또는 지하수 오염을 방지하는 역할을 한다. 애로기술 지원사업을 통한 중소기업과 연구원의 상생 건설연에서 시행하고 있는 ‘중소기업 현장 애로기술 지원사업’은 중소기업이 현장에서 직면하는 기술적 애로사항을 건설연의 우수 연구인력과 연구비를 투입해 기술개 발을 지원하고, 세계 최고 수준의 연구 인프라를 활용해 중소기업 시제품의 현장 적용 및 시험·평가·분석을 돕는 사업이다. 당시 코텍이 건설연에 요청한 애로사항은 크게 ‘지중열교환기용 고성능 그라우팅 재료의 열물성 측정 및 혼합비에 따른 열물성 분석’과 ‘고성능 그라우팅 재료의 현장시공성과 경제성 평가’, 그리고 ‘시공비 절감을 위한 최적 조합비 도출’이다. 이번 프로젝트의 책임자로서, 그리고 지열 관련 전문가로서 프로젝트를 진두지휘한 손병후수석연구원은 그 당시 상황에 대해 이야기했다. “고성능 그라우트는 조성비에 따라 열전도도와 투수계수 등이 변하기 때문에 데이터 확보가 반드시 필요합니다. 하지만 기업에서 연구시설을 갖춰놓고 재료의 열물성을 측정하는 것은 현실적으로 어려운 일이죠. 또한, 산업통상자원부 고시(지침)에 명시된 재료 외의 그라우팅 재료를 사용하기 위해서는 반드시 건설연의 검증된 결과가 있어야 합니다.” 이에 건설연은 ‘QTM-500’과 ‘KD2 Pro’ 등 자체적으로 보유한 열물성 측정 장비를 활용하여 재료의 조성비에 따른 열전도도와 열저항, 열확산계수 등의 열물성 상관식을 도출했다. 또한, 외부기관과 협조하여 그라우팅 재료 자체의 열물성을 분석, 혼합비에 따른 열전도와 점도 변화 측정, 염분이 재료의 열물성에 미치는 영향 등을 분석했다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 인천공항과 김포공항 등 여러 현장에 재료를 적용한 후, 열응답 시험(in-situthermal response test)을 통해 지중 유효 열전도도와 보어홀열저항 등을 산정하여 재료의 현장 적용성과 성능 테스트를 진행했다. 그 결과, 코텍은 고성능 그라우트의 이론적, 기술적 데이터베이스를 구축할 수 있었고 설계기준과 시공기술을 확보할 수 있었다. 이 모든 것이 일반 중소기업의 장비와 기술인력만으로는 불가능한 일이었다. “기술지원 이후 시행하는 대부분의 프로젝트에 이 기준과 기술을 적용하고 있습니다. 2017년까지 초기 투자비 13억 5천만 원을 절감할 것으로 보고 있고, 매출은 312억가량 증가할 것으로 예상하고 있어요. 고용 창출 효과 7명, R&D 수주 13억 원 등 부수적인 효과도 예상됩니다.” 이번 지원사업을 통해 건설연 역시 국내외 논문 발표 및 특허 출원을 통해 기술력을 높이고, 아울러 현 산업통상자원부 고시(지침) 개정에 필요한 데이터를 확보할 수 있었다. 이번 연구를 통해 다른 기관과 공동 연구를 수행할 수 있는 기반을 마련했다는 것 또한 커다란 성과 중 하나였다. ▲현장에서 사용하는 그라우팅 머신(좌)과 호퍼(우) ▲실리카샌드 호반에 그라우트를 충전하는 모습 함께, 세계적인 지열전문기업으로 도약을 꿈꾸다 손병후 수석연구원은 이번 연구와 성과를 ‘상생’이란 단어로 표현했다. “건설연에서 진행하고 있는 국가적 차원의 R&D 과제도 중요하지만 이렇게 중소기업이 실제 현장에서 필요로 하는 것에 대해 지원하는 것 또한 건설연의 존재 이유이기도 합니다. 현 정부가 아젠다로 내세우고 있는 중소기업 상생은 이런 지원사업을 통해 조금씩 이뤄지고 성과를 거둘 수 있으리라 생각합니다.” 건설연과 함께 많은 R&D 사업을 진행해왔고, 지금도 진행 중인 코텍은 그동안 국내 지열산업의 리딩기업으로 미국, 독일, 스위스, 프랑스 등 지열선진국으로부터 장비, 자재, 설계 및 시공기술을 적극적으로 도입해 우리나라의 지열 냉난방 시스템의 수준을 끌어올렸다. 앞으로 국내 지열업계 1위를 넘어 세계적인 지열전문기업으로의 도약을 꿈꾸고 있다. 이를 위해 중국, 몽골 등 해외시장 개척은 물론 2016년 도입 예정인 신재생열에너지 의무화(RHO) 제도의 시행에 맞춰 아파트 단지에 지열을 이용한 대규모 중앙집중식 냉난방 시스템 적용에 대한 연구가 한창 진행 중이다. 민경천 소장은 이 모든 과정에 있어 건설연의 긴밀한 협업과 지원은 ‘선택이 아닌 필수’라고 강조했다. “현재 화석에너지의 고갈과 온실가스 증가에 따른 환경파괴를 막기 위한 신재생에너지 보급의 첨병으로서 카지노 게임 사이트과 함께 신재생에너지 사업의 모범 성공사례를 만들어 국가 경제에 기여하고 우리나라의 주거문화 수준을 향상시킨다는 목표로 전 직원이 밤낮으로 열심히 일하고 있습니다.”단순히 기업의 매출 증가를 위한 기술이 아닌 환경과 사람을 생각하는 기술개발에 힘쓰는 코텍엔지니어링. 카지노 게임 사이트과 함께 세계를 향해 도약하게 될 그들의 도전이 기대되는 이유다. ◀고성능 그라우트 (High TC Geothermal Grout) 건축연구본부 게시일2015-02-19 조회수 7224
[2014] 미스트분사형 고효율 실외기 개발 [2014 부서별 우수연구성과_건축도시연구소] 연구책임자 이건호 (건축도시연구소 연구위원) lee1ncdh@kict.re.kr ‘미스트분사형 고효율 실외기 개발’은 실외기 주변 온도상승으로 인한 실외기 효율 저하와 자동차 배기열과 함께 도시 열섬현상의 주원인을 해소하는 동시에 피크전력을 저감할 수 있는 시스템이다. 본 시스템은 실외기 급기구 주변온도의 하강으로 인해 실외기의 효율이 개선되고 배기온도가 하강함에 따라 건물주변 및 도시열섬현상이 완화되는 것을 기대할 수 있다. 미스트분사형 실외기 효율 개선 및 배기온도 하강 미스트분사기 내부 상세 미스트분사기 적용 고효율 실외기 미스트분사형 실외기 현장적용 연구배경 및 필요성 도시열섬현상의 가장 큰 원인은 자동차에서 발생하는 열과 더불어 건축분야에서는 에어컨 실외기에서 발생하는 열로 알려져 있다. 특히 에어컨 실외기는 냉방기 중 전력대란의 주요 원인이자 냉방에너지 과소비를 일으키는 원인으로서, 실외기 주변온도 상승으로 인해 실외기 효율이 저하됨에 따라 에너지소비량이 증가하게 된다. 뿐만 아니라 에어컨 실외기의 과열은 화재 원인을 제공하기도 한다. 따라서, 전력대란 해소를 위한 피크전력 저감 기술로서 고효율 실외기의 개발이 시급하다. 연구내용 본 기술은 물리적인 물의 특징을 실외기에 접목시킨 기술이다. 물은 기화시 많은 열을 뺏는 특징이 있으며, 이와 같은 물의 기화시 냉각효과를 에어컨 실외기에 접목하였다. 실외기의 주변, 특히 급기구와 배기구를 중심으로 드라이 미스트를 분사함으로써 실외기 주변의 온도하강을 유도하고자 하였다. 실외기 주변은 드라이 미스트의 증발로 인한 냉각효과로 온도가 떨어지며, 이로 인해 실외기의 효율이 30%개선되고, 에너지소비량이 30% 저감되는 효과가 발생한다. 연구성과 본 연구는 전력피크관리 기술의 도입으로 건물단위 투자수익률을 개선하고 냉난방에너지 저감 및 그린리모델링 요소/시스템 기술개발을 목표로 한다. 이를 위해 개발기술의 현장적용, 산업재산권 및 기술이전으로 인한 기술료 수입 등의 성과를 다음과 같이 도출하였다. ● 국내특허 3건(쿨링하우징) ● 현장적용완료 : 고효율 실외기 설치 4건 - 카지노 게임 사이트 수자원환경동 총 39기 설치 완료 - 김포시청사 민원동, 5기 설치 완료, 2015년 확대 설치 예정 - 국회의사당 의회동, 5기 설치 완료, 2015년 확대 설치 예정 ● 기술이전 1건 (미스트분사형 실외기 기술, 3억원) 기대효과 건물분야 전력피크저감의 비용경제적 분야에서 신기술 발굴이 가능하며, 전력피크부하 저감을 위한 신성장동력으로서 그린리모델링 시장 활성화를 통해 강한 중소기업 육성과 이를 통한 고용창출 기여, 전력모니터링 시스템 보급으로 전력수요관리 시장 활성화 및 전력소비량 감소를 통한 건물 운영비 절감을 이룰 수 있다. 뿐만 아니라, 그린리모델링에 따른 사회적 관심 및 에너지 절약 동참 유도와 포화상태인 도심지 기존건축물 그린리모델링 유도로 주거환경 개선이 가능할 것이다. 최적 피크에너지기술을 통한 노후건물의 실내 쾌적성 및 업무효율 극대화와 전력난에 따른 국민적 불안감 해소에도 기여할 것으로 예상된다. 건축연구본부 게시일2016-02-19 조회수 4345
[2014] 냉방 및 난방에너지 20% 절감 가능한 그린리모델링 창호 기술 개발 [2014 부서별 우수연구성과_건축도시연구소] 연구책임자 조동우 (건축도시연구소 선임연구위원) dwcho@kict.re.kr 사회적으로 매년 반복되는 전력피크 대란이나 에너지 위기 극복을 위해 기존 건물을 대상으로 생활밀착형 실용화 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 카지노 게임 사이트은 냉방기 전력에너지 20% 및 피크부하 30% 절감 가능한 그린리모델링 기술을 개발하고 있으며, 대표적인 기술로서 비용경제적인 보급형 그린리모델링 창호기술이 있다. 본 기술은 기존 건물의 창호를 그대로 두고 그린리모델링이 이루어지기 때문에 비용경제적이면서 생활밀착형 기술로 평가되고 있다. 그린리모델링 즉시 에너지절감효과가 나타나고 있어 건물 거주자들로부터 매우 좋은 반응이 나타나고 있으며, 에너지 사용량이 많은 사무소, 냉방에너지가 과도하게 발생하는 주상복합건축물 등을 중심으로 활발히 보급이 이루어지고 있다. 그린리모델링 개발 기술 그린리모델링 창호 단열보강 기술 창호 단열보강에 의한 하계 동계 에너지절감 효과 기존 창호에 중간 블라인드 설치 연구배경 및 필요성 건축물 부문은 우리나라의 에너지 사용량 중 약 21%를 사용하고 있으며 그 중 약 80%가 냉난방 및 조명용 등의 에너지로 소비되고 있어 여름철 뿐 아니라 겨울철 전력대란의 주요 원인으로 작용하고 있다. 전력 수요의 24%(1,776만㎾)가 냉방에 사용되는 만큼 전력 피크 시간대에 냉방 전력 수요를 줄이는 것이 매우 중요하다. 고비용의 장기계획으로 추진되는 발전소 건설 등의 정책과는 달리 기존건물에 실시하는 그린리모델링은 저비용 기술이며 적용 후 즉시 에너지절감 개선효과가 나타난다. 기존 건물에 대해 전력에너지 저감을 위한 기술 개발을 통하여 피크전력을 낮추고 증가하고 있는 전력에너지소비를 절감할 필요가 있다. 연구내용 창호는 건물에서 열적으로 가장 취약한 부위로서 겨울에는 취약한 단열구조 및 틈새바람에 의해 열손실이 크게 발생하며, 여름에는 유입되는 일사에 의해 냉방부하가 크게 발생하게 된다. 본 기술은 기존창호를 철거하지 않고 기존창호에 블라인드 내장형 초슬림 창호를 덧시공하여 냉·난방비용을 절감하는 창호단열보강시스템이다. 이와 같은 시스템은 겨울에 단열성능을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 여름에 실내로 유입되는 일사열을 차단할 수 있다. 연구성과 본 기술은 거주 상태에서 단기간에 저렴하게 그린리모델링 창호 기술을 적용하여 사업비 회수 기간을 최소화할 수 있다. 458세대 대우푸르지오 생활관, 8층 규모 경기도청 등에 적용되어 냉난방에너지 20% 이상 절감효과를 보이고 있다. 또한, 여의도 주상복합건축물 등에 적용하여 냉난방에너지 절감 및 열적 쾌적감 향상 뿐 아니라 소음저감효과도 큰 것으로 나타나서 높은 거주만족도를 보이고 있다. 기대효과 노후 아파트, 노후 공공청사, 주상복합건물 등 에너지 수요가 많은 기존 건물을 대상으로 개발기술 조기 보급 및 활성화가 가능하다. 3~10년 이내 투자회수 가능한 생활밀착형 기술을 통해 냉난방 비용 20% 절감 및 전력대란 해소에 기여할 수 있을 것이다. 680만동의 주거건물 63%, 비주거 건물 68%에 대한 83.3조원의 국내 그린리모델링 시장 보급을 통해 냉난방에너지를 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 예상된다. 건축연구본부 게시일2016-02-19 조회수 3984

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