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[DT광장] 스마트시티와 빌딩의 미래

크리스토프 에비셔 지멘스 빌딩자동화 사업본부 부사장 

입력: 2017-04-18 18:00
[2017년 04월 19일자 23면 기사]

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[DT광장] 스마트시티와 빌딩의 미래
크리스토프 에비셔 지멘스 빌딩자동화 사업본부 부사장


국내 건설업계에 미래 성장동력 확보를 위한 스마트시티 도입 바람이 거세다. 지난 1월 국토교통부는 인더스트리 4.0, 제4차 산업혁명의 신산업 플랫폼으로서 스마트시티를 전방위적으로 지원해 글로벌 건설 시장의 아젠다를 선점하겠다 밝혔다. 스마트시티는 도시 내 모든 행정과 인프라를 정보통신기술(ICT)로 연결하는 제 4차 산업혁명 시대의 '기술 집결체'라 할 수 있다.

새로운 산업혁명을 이끄는 디지털화는 건설업계 생태계도 송두리째 바꾸고 있다. 스마트시티를 구성하는 빌딩의 설계·건설·사용·운영에까지 근본적인 변화를 가져오고 있다.

건설 현장에 ICT를 적용하는 '건설 4.0'은 이미 스마트빌딩을 만들고 관리하는 빌딩정보시스템(BIM) 도입에서 시작되고 있다. BIM은 건설·건축 관련 모든 프로세스에 2차원(2D)으로 구현됐던 정보를 3차원(3D)으로 모델링하고 가상 현실 공간에서 설계 및 공사관리를 하는 기술이다.

오늘날 건축 관행은 시공을 시작한 뒤에야 공정관리에 들어간다. 이에 반해 BIM을 이용하면, 건설상의 모든 과정에서 가상 시공·가상 감리·가상 관리를 할 수 있다. 시공 전 수많은 시뮬레이션과 테스트가 사전에 가능한 이유는 현실 세계와 가상 세계를 결합하는 '디지털 트윈(Digital twin)' 시스템 덕분이다.

가상 세계에서 세부적인 변수까지 조기에 확인·수정하고 실제 시공에 들어가기 때문에 건설 현장에서 오류와 사고요인들을 사전에 제거할 수 있다. 빅데이터를 활용한 BIM 지능형 평가는 센서나 액츄에이터 같은 장비를 통해 제공되는 막대한 양의 정보를 실시간으로 투명하게 반영함으로써 성과지표에 연결할 수 있다.

어떤 유형의 파사드(건물의 출입구로 이용되는 정면 외벽)를 택해야 건축비용도 적게 들고 유지보수 비용도 줄일 수 있을까. 추가로 설치하는 문은 사고 시 대피 시나리오에 어떠한 영향을 끼칠 것이며, 난방비는 얼마나 높일 것인가. 기존에는 건물이 완공되어야만 알 수 있었던 이러한 질문의 해답을 BIM에서 구할 수 있다.무엇보다 해당 건축 프로젝트의 비용 효율성, 정확성, 지속가능성을 향상시킬 수 있는 점이 가장 큰 강점이라 하겠다. BIM은 정교한 '자가 최적화 기능'에 힘입어 빌딩을 스마트하게 만든다. 인간의 몸에 비유하면 우리의 감각기관 곳곳에서 받아들인 신경정보들을 모아 통합, 조정하는 중추신경계와 같은 역할을 한다고 하겠다. 건설업계의 디지털화는 운영 효율성 개선, 비용 절감, 빌딩 가치 증대를 한 번에 달성시킨다.

2050년에는 전 세계 인구의 70%가 도시에 거주할 것으로 전망된다. 도시화는 지속적인 경제 성장을 견인하지만, 에너지 및 물 부족을 심화시킨다. 한국 또한 도시화 진행률이 이미 90%를 넘어선 국가다. 도시의 회복력을 높이고, 도시를 지속할 수 있게 개발하고, 투자 및 새로운 비즈니스 기회를 끌어내기 위한 변화가 필요하다. 그리고 그 변화는 우리가 주변에서 흔히 보고, 몸담은 도시 속 빌딩에서 시작된다.

전 세계 에너지 전체 소비량 중 40%가량이 빌딩에서 소비된다. 빌딩은 이산화탄소 배출량의 큰 부분을 차지할 뿐만 아니라 기업 대차대조표에서 가장 많은 비용으로 작용하는 항목이다. 빌딩의 운영 비용은 전체 빌딩수명주기 내 발생하는 비용 중 80% 가량을 차지한다. 빌딩 에너지 소비량을 저감할 수 있다면 국제 에너지 사용량 감소와 자원활용에 막대한 기여를 할 것이다. 전문가들은 스마트시티가 스마트빌딩에서 시작돼 사회적 인프라와 결합되고, 궁극적으로는 국가 차원의 에너지 관리와 통합될 것으로 전망하고 있다.

스마트시티의 첫 단계인 스마트빌딩은 에너지 소비에 그치지 않고 직접 에너지를 생산해 '자급자족'한다는 점에서 전 세계 탄소배출량을 낮출 해결책으로 부상하고 있다. 태양광, 풍력, 열병합(CHP) 등 다양한 분산발전을 활용해 에너지를 생산할 수 있기 때문이다.

오늘날 도시 생태계와 패러다임을 완전히 바꿀 메가트렌드는 디지털화라고 감히 말하고 싶다. 건축업계 디지털화 첫 단추는 스마트 빌딩으로 끼울 수 있다. ICT에 특화된 한국이 스마트 빌딩을 바탕으로 건설-IT융합 산업, 더 나아가 저탄소 스마트시티 구축에도 그 놀라운 저력을 발휘하길 기대해본다.

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