효율과 지속 가능성을 고려한 스마트 빌딩 설계

2023년 08월 13일

글/ 아나로그디바이스(Analog Devices)

카드 키를 이용해 사무실에 출입하거나 불 꺼진 회의실 안에 들어서자 저절로 조명이 켜진다면, 또는 사무실에 입실자가 늘어나자 실내 온도가 자동으로 조절되는 것을 경험했다면, 당신은 이미 스마트 빌딩을 경험하고 있는 것이다.

사무실로 복귀하는 직원 수가 늘어날수록 상업 및 사무용 건물 관리자는 스마트 빌딩 기술 플랫폼 채택의 필요성을 절감한다. 이처럼 속속 복귀하는 현장 직원을 관리하는 데 필수적인 기술에는 건물의 환기 시스템 조절, 온도 측정 장치, 물리적 거리두기를 보장하는 공간 최적화가 포함된다.

스마트 빌딩이란?
스마트 빌딩은 인텔리전트 에지 기술을 활용하여 사물 인터넷(IoT) 연결 장치와 증강 현실(AR), 시각 및 모션 센서, 그 밖에 다른 시스템을 통합하여 실내 온도 조절, 보안, 조명 등 일상적인 제어 업무를 자동화하는 것으로, 이 모든 것은 효율 극대화와 입주자의 경험 향상으로 이어진다.

빌트스페이스 테크놀로지스(BuiltSpace Technologies)는 이 같은 스마트 빌딩으로의 전환을 주도하는 기업 중 하나다. 빌트스페이스는 자산 관리자가 건물 운영 성과를 측정하고 기능과 에너지 효율을 향상할 수 있는 시설의 디지털 버전을 구축한다. 이를 위해 건물 에코시스템 전반에서부터 개인 자산에 이르기까지 자산(기계)과 사람들의 활동에서 발생하는 데이터를 실시간으로 수집 및 구성한다.

빌트스페이스가 향상된 스마트 빌딩을 제대로 구축하기 위해서는 먼저 HVAC와 같은 고객의 주요 시스템을 정확하게 파악해 효율 향상에 도움이 되는 실행 가능한 데이터를 수집할 필요가 있었다. 하지만 유감스럽게도 빌트스페이스는 극한 환경과 온도 변화가 심한 광범위한 지역에 걸쳐 있는 노후 건물 및 시스템을 운영하는 많은 고객을 상대하면서, 이들 시스템에서는 모터의 기능과 고장 가능성을 측정하기 어렵다는 것을 알게 됐다.

빌트스페이스는 건물 소유주와 자산 관리자가 지속 가능성과 효율에 관한 엄격한 규정을 준수할 수 있도록 하려면 원격 모니터링 기능을 제공하는 시스템 차원의 솔루션이 필요하다는 것을 깨달았다. ADI 오토센스(OtoSense™) 스마트 모터 센서(Smart Motor Sensor, SMS)는 이를 위한 이상적인 솔루션이었다.

한눈에 보기

회사 소개: 빌트스페이스 테크놀로지스는 시설의 디지털 버전을 생성하여 스마트 빌딩을 설계한 다음, 자산과 사람들의 활동으로부터 발생하는 데이터를 측정, 수집 및 구성하여 성능과 기능, 에너지 효율을 높인다.

해결해야 할 과제

• 다양한 면적의 부지에 들어선 대형 노후 건물, 소음과 진동 문제(마모/결함의 주요 지표)가 있는 노후 장비

• 장비가 설치된 위치가 접근성이 떨어져 기계의 미세한 문제를 파악하기가 어려움

• 모터, 펌프, 팬의 마모뿐 아니라 가동 효율에 대한 모니터링도 필요

목표:

건물의 핵심 시스템의 모터를 사전에 모니터링함으로써 안전, 효율 및 수익성 제고

애플리케이션 : ADI 오토센스 SMS의 연속 환기 시스템 모니터링을 통한 보다 적극적인 예방정비

결과

스마트한 아이디어: 인텔리전스에 기반한 파트너십 구축

빌트스페이스는 고객의 노후한 건물에 설치된 기계를 업그레이드할지 개선할지 결정해야 했을 때, 거의 50만 달러에 달하는 새로운 기계 및 모터의 업그레이드보다 SMS를 사용하는 것이 더 비용 효율적이라는 것을 알게 됐다. 빌트스페이스는 ADI와 오토센스 SMS의 높은 명성을 알고 있었으므로 이를 쉽게 결정할 수 있었다.

ADI 오토센스 SMS를 활용하여, 빌트스페이스는 고객이 시스템을 최적화하고 여러 기계를 1년 365일 원격으로 안전하게 모니터링하는 동시에, 물리적 접근이 어려운 모터에 대한 독창적인 가시성과 탁월한 분석 능력을 확보할 수 있도록 했다. 이 모든 실행 가능한 데이터는 건물의 시스템에 직접 연결되어 놀라운 통찰을 끌어낼 수 있다.

ADI 오토센스는 숙련된 전문가가 모터 효율을 향상할 수 있게 해준다

하나의 극적인 사례로, 빌트스페이스는 1개의 모터가 1800rpm으로 24시간 내내 불필요하게 작동하고 있는 사실을 실제로 발견했다. 뿐만 아니라 용수 관련 피해는 가장 많은 비용이 드는 유지관리 항목 중 하나이기 때문에 빌트스페이스는 이제 누수를 나타내는 압력 부하 강하를 모니터링하기 위해 워터 펌프의 부하 측에 대한 분석을 고려하고 있다. 오토센스 SMS는 탁월한 예방정비, 안심할 수 있는 보험 정책을 통해 향후 상당한 이익을 가져다줄 수 있다.

ADI 오토센스 SMS: 예방정비로 다운타임 방지

ADI 오토센스 스마트 모터 센서는 상태 기반 모니터링(condition-based monitoring, CbM)을 수행하는 AI 기반 완전 턴키 방식의 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션이다. 이 솔루션은 업계 최고의 감지 기술과 최첨단 데이터 분석을 결합하여 전기 모터의 상태를 모니터링한다. ADI 오토센스 SMS는 장비에서 비정상적인 작동과 결함을 감지하여 담당 엔지니어가 유지관리 주기를 예측하고 예기치 않은 다운타임을 방지할 수 있게 한다.

모터 유형에 상관없이 가장 중요한 진단을 수행하는 ADI 오토센스 SMS는 센서 데이터를 실행 가능한 통찰로 변환한다. 스마트 모터 센서는 모든 저전압 전기 모터를 365일 24시간 상태 기반 모니터링할 수 있도록 하고, 원격으로 접근할 수 있는 관련 정보를 실시간으로 제공한다.

ADI 오토센스 스마트 모터 센서: 상태 기반 모니터링(CbM)을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션

오토센스 SMS를 구축함으로써, 빌트스페이스는 전례 없는 예방정비 전략 및 비용 효율적인 실시간 분석을 제공하여 예기치 않은 다운타임 비용을 절감할 수 있었다. 또한 빌트스페이스는 기존 기계에 예방정비 요소를 추가함으로써 신규 기계 설비를 도입할 필요성을 제거하여 자본 지출을 줄였다. 최근의 한 연구 조사에서 응답자의 34%가 예기치 않은 다운타임의 주요 원인으로 노후화된 장비를 꼽은 것을 볼 때¹, 이는 제조회사에게 많은 이득을 가져다준다. 뿐만 아니라 예방정비 솔루션을 구축한 이후 고장이 70% 감소했다.²

한 가지 주목할 점은 오토센스 SMS는 기계 분야 전문가를 대체하지 않는다는 것이다. 오히려 기계 모터에 대한 그들의 수년간의 전문지식과 통찰을 활용하여 오토센스와 함께 문제를 조기에 인식하고 분류함으로써 모터 효율과 생산성을 높여준다.

대응정비 대 예방정비: 비교 불가

스마트 빌딩을 더욱 스마트하게 유지하는 예방정비

궁극적으로, 많은 기업들이 에너지 효율과 직원의 안전 및 만족뿐 아니라 탄소 배출량 제로라는 목표 달성에 초점을 맞추고 있는 상황에서, 상업용 건물 소유주는 더 늦기 전에 스마트 빌딩 기술을 채택할 필요가 있다. 빌트스페이스는 스마트 빌딩이 에너지 절감 측면에서 기업의 수익에 크게 보탬이 되며, 이는 지속 가능성 추구와 직원의 현장 만족에 도움이 된다는 실증적인 증거를 보여주었다.

그러나 스마트 빌딩이 지속적으로 적절히 기능하고 잠재력을 극대화하여 동작하려면 스마트 모터 센서를 포함한 예방정비 전략을 활용하여 실시간 및 실행 가능한 결과를 제공해야 한다. 다시 말해, 예방정비 전략은 스마트 빌딩이 그 이름에 걸맞은 성능을 유지할 수 있도록 도와준다.

참고자료
^1.35 Latest Maintenance Statistics for 2022: Data, Adoption & Strategies - Financesonline.com
^2.Deloitte Predictive-Maintenance PositionPaper (PDF)
^3.Cost of Industrial Downtime: 20 Mind-Boggling Stats | BehrTech Blog
^4.Equipment Failure Is Costly for Manufacturers | 2021-07-16 | ASSEMBLY (assemblymag.com)