제로에너지 건축물 의무화 → 건축 패러다임의 변화. → 스마트 융·복합 외장재의 도약

융·복합 외장재, ‘스마트’를 입다

   현재 국내에서는 전 세계적인 당면 과제인 온실가스 감축 목표와 이를 위한 건축물 분야의 ‘제로에너지 건축물 의무화’로 새로운 건축 패러다임의 바람이 불고 있다.

국내·외 제로에너지 건물 시장은 신축과 리모델링을 망라해 급속도로 확대될 전망이다. 또한 건축품질 향상, 공기단축, 안전 확보 등 건축물의 요소들이 OSC(Off-site construction)화해 프리패브(pre-fabrication)로 제작, 설치되는 시장이 급속도로 증가하고 있다.

한길외장

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이러한 시장 성장 전망에 근거해 지난 5월 ‘제로에너지 건축물 구현을 위한 스마트 외장재·설비 융복합 기술개발 및 성능평가 체계구축, 실증’ 과제가 산업자원부 산업기술혁신사업 R&D로 수행되기 시작했다.

현재 건축 외장재는 건물 에너지 소비의 가장 큰 비중을 차지하는 냉난방 부하의 원인 중 하나이다. 이에 따라 설비를 외장재에 결합해 다양한 에너지원을 활용할 수 있도록 AI 기반 스마트 통합제어를 통해 효율 극대화와 경제성을 동시에 확보하는 융·복합 신기술 개발이 이번 연구의 목적이다.

일반 건물 외장재에는 최소 네 가지 이상의 자재와 공종들이 순차 시공되므로 자재 간 결합부의 품질 확보가 어려워 건물에서 에너지 손실이 발생한다. 이에 따라 시공 품질 향상을 위해 프리패브 방식으로 생산해 그에 맞는 최적화 매뉴얼을 제공하는 것이 중요하다.

또한 기존 설비 제어는 단순하게 설정온도에 따른 운영방식으로 건물 특성 맞춤형 제어가 어려워 효율 개선에 한계가 있다. 이러한 문제는 다양한 실시간 환경정보와 머신러닝 데이터에 기반한 재실자 맞춤형 통합 스마트 제어를 통해 해결할 수 있다.

특히 이번 연구에서는 외장재 기술, 설비 기술, 최적 운영 기술, 통합품질 인증체계, 전생애주기 관리체계 등 5대 핵심기술을 외장재와 설비기술을 기반으로 융·복합해 기술 유효성을 연구가 수행된다. 이를바탕으로 건물 용도별로 적합한 요소 기술을 융합해 에너지 절감형 융합 시스템을 만드는 설계로 이어진다.

이에 각 요소기술들을 하나의 스마트 ICT 기반 통합제어 시스템 안에서 연동 제어할 수 있도록 구축하고 이를 통해 스마트 융·복합 외장재 시스템이 개발되는 것이다. 또한 5대 핵심기술, 26개 세부 기술들의 융합 가능성과 기술 유효성을 확인해 이를 스마트 융·복합 외장재로 융합하는 연구를 수행하고 있다.

 

이번 연구의 총괄책임을 맡은 한국건설기술연구원 건축정보기술연구센터 최경석 센터장(사진)은 “여러 세부 기술들 중 선택적으로 필요한 요소기술들을 융합해 유닛을 구성하고, 이 유닛들이 결합해 하나의 외장 모듈을 이루게 된다”며 “이렇게 기본 모듈이 설계가 되면 이를 다양화해 여러 조합의 입면을 창출해 낼 수 있는 변형 모듈들을 쉽게 생산할 수 있게 된다. 이것이 바로 확장성을 지닌 모듈형 스마트 융·복합 외피 시스템인 ‘IUES’의 핵심 개념”이라고 말했다.

총 5차년으로 추진되는 연구는 크게 3단계로 나눠 진행될 예정이다. 먼저 1, 2차년은 IUES 요소기술 개발 단계로 요소기술들의 기술적 유효성을 연구하고, 기술 간의 융합설계와 통합제어를 구현하게 된다.

이를 평가하는 2단계는 테스트베드에서 실증하는 단계로 시작품을 제작해 실험하고, 실증계획을 수립, 4개 건물을 대상으로 품질 평가와 실증이 진행될 예정이다. 마지막 단계는 실증을 모니터링하고 그 결과를 분석하며, 최종 목표인 사업화로 마무리하게 된다.

최 센터장은 “이번 연구를 통한 정량적 성과는 크게 에너지 절감을 통한 제로에너지 건축물 구현에 기여하는 외장재를 개발하는 것과 재실자의 쾌적성을 높이는 것”이라며 “정성적인 성과는 현장 공사에 비해 높은 안전성을 확보하는 제품을 개발하는 것과 경제성을 바탕으로 사업화를 할 수 있는 제품을 개발하는 것이며, 에너지, 쾌적성, 안전, 사업화 이 네 개의 큰 목표를 달성할 계획”이라고 전했다.

스마트 융·복합 외장재의 사업화를 위한 전략은 개발 제품 자체의 경제성 확보이다. 이를 위해 저비용, 기술성숙도가 높은 현 상용화 기술들의 융합으로 이뤄진 보급형 모듈을 시작으로 고효율형, 미래 기술들이 결합된 최고의 프리미엄형으로 경제성을 달리하는 차별화된 제품들을 개발하는 것이다.

고효율형이나 프리미엄형의 경우, 5년 내지 10년 후 기술적 성숙도가 높아지는 시점에서 경제성을 자체 확보하게 될 때까지는 제도적 인센티브 제도나 금융 모델을 활용할 수 있도록, 제도 및 금융 비즈모델 제시도 연구 내용에 포함했다. 제로에너지 의무화 우선 대상인 공공건물 분야를 시작으로 점차 민간건물 분야로 사업화를 확대할 계획이다.

최 센터장은 끝으로 “이번 연구 개발되는 제품에 결합된 ICT 기반 사용자 반응형 제어 기술은 설치 후 유지관리 서비스라는 건축자재 시장에서 지금까지 존재하지 않던 새로운 건축서비스 시장을 여는 것을 선도할 것으로 기대된다”며 “원자재 구매부터 생산, 폐기물 처리, 운송, 설치 전반에 걸친 생애주기 탄소발자국을 관리하는 지속가능성 추구 사업모델을 구현해 기업의 사회적 가치 실현에도 앞장설 것”이라고 밝혔다.

[공학저널 전찬민 기자] 

http://www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=1217

벽·천장·내외부 인테리어엔 ‘파이버 우드’

 

우덱스, 친환경 건축재 파이버우드, 카본CF패널 출시

     목조건축 자재 및 인테리어 내외장재 전문 (주)우덱스(대표 이재웅)가 9월27일부터 29일까지 세텍(SETEC, 학여울역)에서 개최된 제6회 동아 건축 인테리어 박람회에서 친환경 섬유목재인 파이버우드와 카본탄소섬유우드를 선보였다.

목재를 갈아서 만든 목분과 친환경 PVC를 혼합해 만들어진 파이버우드는 기존 제품의 경우, PVC와 목재의 혼합 함량 비율이 맞지 않아 수축팽창, 뒤틀림 등의 하자 발생으로 유지보수를 하는 일이 빈번했다.

하지만 우덱스가 선보인 파이버우드는 순수 천연목재에서 추출한 목재섬유에 고분자 FSC를 첨가해 나무의 섬유구조를 최적화한 후 고품질 친환경 PVC와 혼합하여 제작된 친환경 자재라는 것이 기존 제품과 차별화 된 점이다.

따라서 내화성, 내구성, 방수성, 방충성, 난연성, 경량성 등이 뛰어나고 변형률이 없는 것이 특징이다. 또 일반 목수들도 쉽게 작업할 수 있을 정도로 시공이 간단해 인건비 및 시공 비용 절감에 도움을 준다.

파이버 데크와 일반 합성목 데크의 온도에 따른 인장강도, 수축팽창계수 등을 측정, 비교한 결과 파이버 데크가 열에 강하고 수축팽창이 우수한 제품임이 증명됐다.

파이버우드는 유럽 및 미국, 동남아 등 많은 국가에서 빌딩 및 병원 그리고 상업시설, 전원주택, 아파트 등 인테리어 내·외장재로 많이 사용이 되고 있으며, 외장재의 경우 별도의 UV자외선 차단 코팅처리가 되어 있어서 변색이 일어나지 않아 향후 국내 건축자재 시장에서의 수요가 증가할 것으로 전망된다.

황인수 기자 나무신문

[전문]

http://www.imwood.co.kr/news/articleView.html?idxno=23509

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