건물의 냉난방장치 제어를 인공지능(AI)에게 맡겼더니 에너지 사용량이 42.5%나 절감됐을 뿐 아니라 실내 공기질도 크게 개선되는 효과를 거뒀다.
문현준 단국대학교 교수는 9일 서울시 주최로 열린 '2025 기후동행건물 프로젝트 포럼'에서 세계 최초로 구축한 AI 기반 자율운전 에너지 관리시스템 'iBEEMS'의 적용사례를 소개하면서 "건물도 자동차처럼 자율운전이 가능하다"고 밝혔다. iBEEMS 시스템은 AI가 주변상황을 인지해 직접 건물을 자율제어하는 것으로, 문 교수는 "iBEEMS를 도입하면 에너지를 최소 15%에서 42%까지 아낄 수 있고, 호흡기 감염 위험도 90%까지 줄일 수 있다"고 강조했다.
iBEEMS 플랫폼은 자율운전 모델, 환경·에너지 예측모델, HVAC 이상 행태 감지 모델, 감염 위험 시뮬레이션 모델, 재실자 예측모델, 스마트 M&V 모델 등으로 구성된다. 이 가운데 우선 고려되는 기술이 재실자 예측모델이다. 문 교수는 "건물에서 에너지를 쓰는 가장 큰 이유는 사람이 있기 때문"이라며 "달리 말하면 사람이 없으면 에너지를 쓸 필요가 없기에, 건물 내 사람의 유무를 감지하고 예측하는 기술이 우선"이라고 설명했다. 이를 위해 "폐쇄회로(CC)TV 데이터를 이용해 재실자 관련 정보를 수집하고 예측하는 모델을 개발했다"고 문 교수는 덧붙였다.
iBEEMS는 현재 2개의 테스트베드를 가동하고 있으며, 단국대와 단국대 기숙사, 롯데마트, HDC 아이파크타워, LBNL 플렉스랩 등 5개 건물에 적용돼 있다. 문 교수에 따르면 기숙사에 적용한 결과, 무분별한 기기 제어로 인한 문제점을 AI 자율운전이 해결해 학생 개개인이 냉난방기를 쓸 때보다 에너지 사용량이 42.5%나 절감됐다. 실내 공기질도 51.3% 개선되는 효과도 거뒀다.
대형건물인 HDC 아이파크 타워에서도 실내 공기질이 51.5% 개선됐고, 실내 열 쾌적도 20.2% 개선됐다. 또 냉수공급 용량은 75.5%, 난방 부하는 79.8% 감소했다. 특히 냉방기 사용시의 공기질 개선도가 난방의 경우보다 큰 폭으로 올랐다는 게 문 교수의 설명이다. 현재 1단계 연구가 완료됐으며, 2단계 연구결과는 내년초 발표할 예정이다.
문 교수는 "건물 에너지 절감의 핵심은 기존 건물에서 실제 쓰이는 에너지를 줄이는 것"이라며 "가장 고려해야 하는 것은 경제성"이라고 강조했다.
대부분의 건물 이용자들은 건물을 임대하고 있다는 사실을 감안하면, 임대료에 에너지 비용이 포함되는 이상 아무리 건물의 사용 에너지를 줄여도 이용자들 입장에서는 이득을 체감할 수 없다는 것이다. 즉 에너지를 줄이는 일이 실제 이용자들에게 비용적으로 저렴하고 도움이 돼야 한다고 문 교수는 지적했다.
또 문 교수는 "건물에 에너지절감을 위한 시스템을 구축한다 해도 이를 다룰 인력이 없는 것이 현실"이라며 "건물관리팀마다 청소담당은 있을지언정 에너지관리담당자는 없다"고 꼬집었다. 대부분의 사람들이 건물 에너지를 절약할 필요성도 느끼지 못할지언정 절약 과정에서 불편함을 느끼고 이에 매우 소극적으로 나오게 된다는 것이다.
게다가 "현 세대는 냉난방이 미리 되어있지 않은 건물에는 들어가지 않는다"며 "현대는 참으라고 요구한다 한들 절대 참지 않는 세대"인 점을 고려해야 한다고 문 교수는 짚었다.
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