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[사업화 유망기술] 삶의 질을 향상시키는 휴먼 스마트 홈 시대를 열어간다
  • 게시일2020-07-22
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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
 
▲ 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.

 

 

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