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서울에너지드림센터는 국내최초 에너지자립 공공건축물로 다양한 에너지 관련된 체험프로그램을 운영하고 있습니다. 직접보고, 느끼고, 만져보고~즐거운 교육! 드림센터가 만들어갑니다.

녹색생활TIP

 제목   [특별기고] 제로에너지빌딩(ZEB)의 관리와 운영
 작성자   관리자  등록일   2018-09-04
 이메일   seouledc@seouledc.or.kr  조회수   88
[특별기고]
제로에너지빌딩(ZEB)의 관리와 운영
System Operation and Facility Management of Zero Energy Building


20074월 서울시는 서울 친환경 에너지 선언을 발표하며월드컵 공원 일대 신재생에너지 랜드마크 조성 기본계획을 수립하고 독일 프라운호퍼연구소와 협력해 국내 최초의 제로에너지건축물인 서울에너지드림센터(이하 드림센터)’를 건립하였다. 그리고 10년이 지난 2017년 제로에너지건축물인증제의 시행이 시작되어, 현재 연면적 3000이상의 시장형?준시장형 공기업의 교육연구시설과 업무시설을 대상으로 제로에너지건축물 인증 의무화가 시행 중이며 앞으로 2020년에는 공공기관, 2025년에는 민간건물까지 그 대상이 확대 운영될 계획이다.

필자는 건축환경설비를 전공한 배경을 바탕으로 국내 최초 제로에너지 공공건축물로 알려진 서울에너지드림센터에서 시설운영과 관리, 더 나아가 제로에너지건물에 대한 연구를 책임지고 있다. 근무한 기간은 그리 길지 않지만, 최근 보도자료를 통해 제로에너지건물들에 대한 소식을 심심치 않게 접하게 되면서 지난 5년간 제로에너지건물의 특성으로 인하여 겪게 되었던 드림센터의 고민들을 앞으로 계획과 운영을 담당하게 될 분들께 본 고를 통해 나누고자 한다.

 

 

건축 + 에너지 + 빅데이터 = ZEB 

제로에너지건축물(ZEB)’이란 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지소요량을 최소화하는 녹색건축물1)로 정의된다. 단순히 에너지를 소비하던 건물이 신재생에너지를 생산 또는 활용하게 됨에 따라 각종 고효율 설비가 설치되고 BEMS를 통해 에너지가 관리되며 SCADA 시스템을 통해 많은 양의 데이터가 누적되는 특징을 수반한다.

 

 

시스템 통합과 최적 운영

드림센터에는 지열히트펌프와 자기부상 터보냉동기를 열원으로 하는 바닥복사냉난방시스템과 컨벡터, CO2 농도에 따라 제어되는 증발냉각방식의 열회수환기시스템, 외부 자동 베네시안블라인드, 자동조명제어시스템 등 다양한 설비가 적용되어 있다. 각 설비는 제조사에서 개발한 각각의 제어프로그램이 있지만, 중앙제어실의 SCADA 시스템으로의 통합되는 과정에서 각 시스템의 연동 운영과 관련된 통합보다는 모니터링과 데이터수집을 목적으로 하는 단편적인 통합이 이루어지게 되었다. 따라서 각 설비시스템은 유기적으로 연동되지 않고 각각의 설정값에 의하여 개별운전되며, 건물의 운전조건 변화에 따라  설정값 조정 시 다른 프로그램에 미치는 영향을 파악하기가 어려운 것이 현실이다.

물론 제조사가 다른 시스템의 연동에 한계가 있음은 충분히 이해하지만, ZEB와 같이 다양한 설비와 함께 BEMS SCADA 시스템이 구축되는 경우 시스템 최적설계와 함께 최적 운영에 대한 고민이 더욱더 필요하며, 더 나아가 각 시스템 연동운영에 대한 관리자 매뉴얼이 준비되어야 한다는 생각이다

 

 

ZEB에 대한 건물 운영 및 관리자의 이해

드림센터에는 전기?소방과 냉동기 분야에 선임이 되어있다. 대부분의 ZEB 건물은 건물관리를 위한 설비 전문가 선임이 필요할 것이다. 이들은 국가에서 발급한 자격을 갖춘 분들로서 충분한 전문성을 지니고 있다. 그러나 제로에너지건축?설비와 신재생에너지에 대한 이해는 어떠한가? ZEB의 경우, 건축, 설비, 신재생에너지, 데이터 관리 중 어느 하나만을 알아서는 건물의 관리가 불가능하다. 특정 분야의 전문가라 하여도 타 분야에 대한 이해를 바탕으로 건물관리에 임해야 한다. 또한, 자격검정에서 다루는 일반설비뿐만 아니라 최신의 ZEB 설비에 대한 끊임없는 연구가 필요하다.

최근 관련 기관 및 단체에서 ZEB 설계 및 관리에 관한 실무자 교육 프로그램이 개설?운영되고 있으나, 대부분 선택적 단기 교육 이수과정으로 최신 기술과 관련된 내용을 종합적이고 깊이 있게 다루기에는 한계가 있다. 따라서 ZEB의 정책적 보급에 앞서 보다 체계적인 ZEB 관리자 양성을 위해 건축설비분야 국가자격검정에 ZEB과 신재생에너지에 관한 내용이 추가되어야 하며, ZEB 관리자 또한 본인의 전문분야 이외의 설비에 대한 이해와 경험을 통해 전문성을 갖추고자 노력해야 할 것이다

 

데이터의 관리와 분석

드림센터에는 중앙제어실의 SCADA 시스템과 클라우드 기반 모니터링 프로그램을 통해 1440개의 지점에서 데이터를 수집하고 있다. 데이터는 시스템별로 30초에서 10분 간격으로 저장되는데, 저장되는 데이터의 수를 보면 하루에 약 200만개로 연간 75천개에 이른다. 드림센터는 연면적이 3,777의 건물로 최근 ZEB로 계획되고 시공되고 건물은 이보다 더 큰 규모를 지니고 있으므로 드림센터보다 더 많은 양의 데이터의 모니터링과 수집이 이루어지고 있을 것이다. 그렇다면 이렇게 수집되는 데이터는 어떻게 관리가 이루어지고 있을까?

수집되는 데이터 자체는 어디에도 쓸 수 없는 숫자에 불과하다. ZEB에서 에너지와 쾌적이라는 두 개의 목적을 동시에 달성하기 위해서는 수집되는 데이터를 바탕으로 건물별 최적화 과정이 필요할 것이며, 따라서 데이터 수집뿐만 아니라 분석의 과정이 반드시 따라줘야 한다.

데이터 분석을 위해서는 데이터 정제, 통합, 축소, 변환 등의 전처리과정이 필요하며 처리된 데이터를 자세히 들여다보고 분석할 수 있는 시간과 인력이 충분히 마련되어야 한다. 그러나 현실적으로 시설관리와 운영팀에 이러한 여건이 조성되고 있는지 의문이다. ZEB의 경우 기존 건물의 관리조직과는 다른 접근이 필요하다. 시설의 유지관리와 운영을 위한 인력뿐만 아니라 데이터 처리와 분석을 위한 또 다른 인력이 필요하다고 생각된다

 

 

맺음말

ZEB는 이제 시작이다. 정책이 만들어지고 제도도 시행되고 있다. 지자체와 기업들은 앞다투어 ZEB를 계획하고 준공 성과를 자랑하고 있다. 하지만 건물은 거주가 시작되면서 본 가치를 발휘하게 된다. , 어떻게 관리되고 운영되는가에 따라 건물의 성능이 달라지며, ZEB의 경우 에너지 성능으로 그 가치를 평가받을 수 있다. 우리가 목표로 하는 에너지 자립과 나눔이 실현되는 사회를 구현하기 위해서는 ZEB의 건립뿐만 아니라 지속적인 관심과 꾸준한 관리를 통해 안정적인 운영체계를 갖추어야 한다고 생각된다.

 

 

 

※ 본 글은 대한건축학회  학회지<建築> Vol.62 No.7 (2018년 7월호)에 게재된 것임을 밝힙니다.  



 

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