스마트 하우스

김명근 건축사l승인2018.01.02 14:00

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스마트 하우스란 주택내의 가전제품과 설비를 네트워크에 연결하여 HEMS (Home Energy Management System/주택용 에너지 관리 시스템)로 에너지 소비를 최적으로 제어하는 주택이다. 여기서 HEMS란 주택 내부의 전력 에너지 출입을 가시화해 일조조건이나 시간에 따라 최적의 전원을 나누어 사용함으로써 에너지를 절약하기 위한 시스템으로 전기를 만드는 ‘창조 에너지’, 전기를 모으는 ‘축적 에너지’, 전기를 절약하는 ‘절약 에너지’로 구분하여 전기의 흐름을 알기 쉽게 가시화 하는 기능을 가지고 있다. 각각의 가전설비에는 센서가 붙어 있어 가동상태와 소비전력 등을 HEMS에서 일괄 관리하는 것으로 에너지를 최적으로 제어할 수 있다.
주택내의 표시패널과 가정 내의 LAN을 통해 태양광발전의 발전상황이나 주택내의 소비전력을 알기 쉽게 표시하는 것으로 거주자의 절전으로 관심을 높이도록 하고 있다.
스마트 하우스의 에너지절약 성능을 최대한으로 높이기 위해서는 주택 자체가 에너지를 많이 소비하지 않는 패시브 설계를 통해 환경성능을 높이는 것이 필요하다.
여기서 BIM의 역할이 크다. 예를 들면 태양빛에 의한 공조부하를 억제하고 자연광을 최대한 이용할 수 있도록 건물의 방향이나 창의 크기를 결정하고 에너지 해석을 실행해 각 부분의 단열재 두께를 최적으로 결정한다. 통풍 시뮬레이션에 의해 자연환기 성능이 높은 창과 방의 배치 등을 결정하는 등의 설계기법을 이용하여 환경성능이 우수한 주택을 설계할 수 있다.
또 태양광발전 패널의 발전량을 최대화하기 위해 일조 시뮬레이션으로 지붕의 형태와 방향, 경사각 등을 검토하는 것도 가능하다. 이와 HEMS의 최적제어를 조합하는 것으로 더욱 고도의 에너지절약을 실현할 수 있으며 더 나아가 건물의 BIM데이터를 유지관리 업무에 이용할 때 건물 각 부재의 ‘정적’인 정보뿐만 아니라 HEMS가 수집한 각 설비기기의 운전상황이나 각 방의 소비전력 등을 BIM모델 상에 표시함으로써 ‘동적’인 건물정보의 관리에도 활용할 수 있다.


김명근 건축사  EREZ 건축사사무소 erezarchi@naver.com
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