양자강
(Ja Kang Yang)
1
이창재
(Chang Jae Lee)
1
진상기
(Sang Ki Jin)
2
박선효
(Sun Hyo Park)
†
-
대한기계설비산업연구원 연구원
(
Research Associate, Korea Research Institute of Mechanical Facilities Industry, Seoul,
06068, Korea
)
-
대한기계설비산업연구원 책임연구원
(
Associate Research Fellow, Korea Research Institute of Mechanical Facilities Industry,
Seoul, 06068, Korea
)
Copyright © 2016, Society of Air-Conditioning and Refrigeration Engineers of Korea
Key words
Mechanical facilities act(기계설비법), Mechanical facility information system(설비 정보체계), Mechanical facilities(기계설비), Building facilities(건축설비), Technical standard(기술기준)
1. 연구배경 및 목적
1.1 연구배경 및 목적
우리나라는 온실가스 감축목표 설정 및 이행을 위해 2020년까지 BAU(Business As Usual) 대비 30%를 감축하는 것을 목표로 ‘저탄소
녹색 성장’을 선언하였고, 최근 그 목표를 ’20년 30%에서 ’30년 37%로 재설정하였다. 이 중 에너지 3대(산업, 수송, 건물)소비 축인 건물부문은
2030년까지 BAU 대비 32.7% 감축하는 것으로 상향되었으며, 이에 그린리모델링 활성화, 신재생에너지 보급 확대 등 다방면으로 목표달성을 위한
연구가 진행되고 있다. 현재 우리나라의 전국 건축물 중 20년 이상 경과하여 에너지성능 개선이 필요하다고 판단되는 기존 건축물이 약 400만동(전체
건축물의 약 58%)으로 파악되며, 이러한 기존건축물을 대상으로 저탄소 에너지효율화 기술 개발이 필요한 상황이다.
본 연구에서는 기존건축물의 저탄소 에너지효율화 기술 개발을 위하여 2020년 4월 18일 시행되는 기계설비법을 근거로 하는 ‘설비 정보 구축’을 정의하고,
기술 정보 공유 플랫폼 구축 및 추후 설비기술패키지 개발에 대해 제안하고자 한다.
1.2 연구 방법 및 범위
1.2.1 설비 정보 구축 정의
기계설비법(2018. 04. 17. 제정)에 따른 기계설비의 정의에 근거하여 본 연구에서 구축하고자 하는 ‘설비 정보 구축’을 정의하였다. 설비 정보
구축이란 기존 건축물의 저탄소 에너지효율화 개선을 위한 환기 효율 향상 기술, 냉/난방 설비성능 개선 및 커미셔닝 기술, 실내공기질 개선기술, 신재생에너지
활용 기술 등을 개발하기 위해 기존건축물의 유형별(용도/연도/지역) 설비 정보(열원설비, 냉/난방설비. 공기조화/공기청정/환기설비 등에 설치된 기계/기구/배관
및 그 밖에 건축물 등의 성능을 유지하기 위한 설비 관련 정보)를 구축하는 것을 말한다.
1.2.2 설비 정보 구축 범위
설비 정보 구축을 위한 분류체계와 범위를 정하기 위해 기계설비법에 따라 예상되는 분류체계를 활용하였다. 활용되는 기계설비법은 Fig. 1과 같이 제14조(기계설비 기술기준) 및 제16조(기계설비 유지관리기준)에서 기술 분류를 하게 되며, 향후 기술 분류체계 확정 시 기계설비법 분류체계를
따른다. ｢설비 정보 구축｣과 ｢설비 정보 표준화｣는 관련 법령 조사를 통해 법령의 체계에 따라 구성된다. 정의된 설비 분류체계에서 에너지효율화가
가능한 설비를 우선 도출하여 냉동기, 보일러, 히트펌프(냉온수기), 공조기, 신재생에너지에 대한 장비 자료를 조사하여 정보 구축을 세분화하는 것을
범위로 설정하였다.
2. 기계설비법 및 시행령 분석
2.1 기계설비의 정의
｢기계설비법｣은 기계설비산업의 발전을 위해 기계설비 관련 정의, 기계설비 발전 기본계획, 기계설비 실태조사 및 정보체계 구축, 기계설비산업 전반에
대한 지원, 기계설비 안전관리를 위한 조치, 기계설비 유지관리 및 성능점검 등 다양한 사항에 대해 규정하고 있다. 동법 제2조(정의)에서는 각 호에서
기계설비 관련 주요 사항들에 대해 정의하고 있으며 그 항목 중 기계설비 대상 종류는 대통령령으로 위임하고 있어 이에 대한 시행령 규정을 따른다. 해당
법에서의 ‘기계설비’란 건축물, 시설물 등(이하 ‘건축물 등’이라 한다)에 설치된 기계, 기구, 배관 및 그 밖에 건축물 등의 성능을 유지하기 위한
설비로서 대통령령으로 정하는 설비를 말한다.
2.2 기계설비의 범위
건축물의 총 공사비에서 기계설비가 차지하는 비중은 약 15~25%로, 타 공정에 비해 높은 비중을 차지함에도 불구하고 현행 법령 체계에서는 기계설비를
단순히 건축물에 설치하는 각종 설비 정도로만 정의하고 있는 수준이며, 학계와 산업계 등에서 규정하고 있는 기계설비 관련 용어들의 정의 역시 서로 차이가
존재한다. 이에 새로 제정된 기계설비법에서 정의한 기계설비의 구체화를 위해 본 연구에서 건설업의 업종과 업종별 업무 내용 분석을 통해 법에서 정한
기계설비의 범위를 설정하고자 한다.
Fig. 1 Working process based on mechanical facilities act.(1)
2.2.1 열원설비
건축물 등에서 에너지를 이용하여 열매체를 가열, 냉각하기 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를 말한다.
2.2.2 냉난방설비
건축물 등에서 일정한 실내온도 유지를 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를 말한다.
2.2.3 공기조화/공기청정/환기설비
건축물 등에서 온도, 습도, 청정도, 기류 등을 조절하기 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를 말한다.
2.2.4 위생기구/급수/급탕/오배수/통기설비
건축물 등에서 위생과 냉수/온수 공급, 오배수, 오배수관 통기 등을 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를 말한다.
2.2.5 오수정화/물재이용설비
건축물 등에서 오수를 정화하여 배출하거나 정화된 물을 재이용하기 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를 말한다.
2.2.6 우수배수설비
건축물 등에서 빗물을 외부로 배출하기 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를 말한다.
2.2.7 보온설비
건축물 등에 설치된 기계/기구/배관 및 그밖에 성능을 유지하기 위한 설비의 보온, 보냉, 결로 및 동결 방지 등을 위하여 설치된 설비를 말한다.
2.2.8 덕트설비
건축물 등에 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비의 풍량 등을 조절하고 급기/배기 및 환기 등을 위하여 설치된 설비를 말한다.
2.2.9 자동제어설비
건축물 등에 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비의 감시, 제어, 관리 및 통제 등을 위하여 설치된 설비를 말한다.
2.2.10 방음/방진/내진설비
건축물 등에 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비의 소음, 진동, 전도 및 탈락 등을 방지하기 위하여 설치된 설비를 말한다.
2.2.11 플랜트설비
건축물 등에서 생산물의 제조/생산/이송 및 저장이나 오염물질의 제거 및 저장 등을 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한
설비를 말한다.
2.2.12 특수설비
가. 건축물 등에서 냉동/냉장, 항온/항습, 특수청정, 생활폐기물 집하 및 이송, 전자파 차단 등을 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을
유지하기 위한 설비를 말한다.
나. 청정실, 자동창고, 집진기, 무대기계장치, 기송관 등의 설비와 그 설비를 위하여 설치된 기계/기구/배관 및 그 밖에 성능을 유지하기 위한 설비를
말한다.
3. 설비 정보 시스템 구축
3.1 장비 분류체계 구분 및 설비 정보체계 구성
3.1.1 장비 분류체계 구분
Table 1과 같이 장비 분류체계를 구분하고, 건물의 5대 에너지(냉방, 난방, 급탕, 조명, 환기)에 따른 해당여부를 표기하였다. 장비의 효율이 냉/난방에너지에
직접 영향을 미치는 경우는 ‘해당’으로 표기하였고, 간접적으로 영향을 미치는 경우에는 ‘부분 해당’을 표기하여 구분하였다. 열회수형 환기장치의 경우
열교환소재의 효율은 냉/난방부하에 영향을 미치고 열회수형 환기장치 내 송풍기 모터는 환기에너지에 영향을 미치므로 냉방, 난방, 환기 세 가지 항목을
전부 표기하였다.
Table 1. Classification for mechanical facility equipments
|
Main Category
|
Sub Category
|
Facility Equipment
|
Low Carbon High Efficiency Facility Item
|
|
Cooling
|
Heating
|
Water Heating
|
Lighting
|
Ventilation
|
|
Heat Source Facility
|
Cooling Heat Source Facility
|
Refrigerator
|
●
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Package Air Conditioner
|
●
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Heating Heat Source Facility
|
Boiler
|
-
|
●
|
●
|
-
|
-
|
|
Heat Exchanger
|
-
|
●
|
●
|
-
|
-
|
|
Cooling/Heating Heat Source Facility
|
Direct Fired Absorption Chiler and Heater
|
●
|
●
|
-
|
-
|
-
|
|
Heat Pump
|
●
|
●
|
-
|
-
|
-
|
|
Thermo-Hygrostat
|
●
|
●
|
-
|
-
|
-
|
|
Thermal Storage System
|
Ice Thermal Storage System
|
●
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Chilled Water Storage System
|
●
|
●
|
-
|
-
|
-
|
|
New and
Renewable
Energy
|
Ground Heat Pump
|
●
|
●
|
-
|
-
|
-
|
|
Solar Thermal System
|
-
|
●
|
●
|
-
|
-
|
|
Fuel Cell
|
-
|
-
|
●
|
-
|
-
|
|
-
|
Cooling Tower
|
●
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
-
|
Pump
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
-
|
Expansion Tank
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
-
|
Condensate Water Tank
|
-
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
-
|
Flue and Exhaust Tubes
|
-
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
Air Conditioning Facility
|
-
|
Air Handling Unit
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
●
|
|
-
|
Terminal Unit
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
●
|
|
-
|
Fan Coil Unit
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
●
|
|
-
|
Radiator
|
-
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
-
|
Hydronic Radiant Floor Heating System
|
-
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
Ventilation System
|
-
|
Ventilator
|
-
|
-
|
-
|
-
|
●
|
|
-
|
Heat Recovery Ventilator
|
●
|
●
|
-
|
-
|
●
|
|
Sanitary Facility
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Cold & Hot water Supply System
|
-
|
-
|
-
|
-
|
◯
|
-
|
-
|
|
Sewage and Waste Water line and Rainfall Runoff Reuse Facility
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Sewage Treatment and Water Reuse Facility
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Pipeline Facility
|
-
|
-
|
◯
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
|
Duct System
|
-
|
-
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
-
|
|
Heat Tracing System
|
-
|
-
|
◯
|
◯
|
◯
|
-
|
-
|
|
Automatic Control System
|
-
|
-
|
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
|
Noise, Vibration Control, Seismic Facility
|
Noise Facility
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Vibration Control
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Seismic Facility
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
● : Relevant/◯ : Partly Relevant
3.1.2 설비 정보체계 구성 방안
기존건축물 유형별 설비 정보 구성은 녹색건축법 제14조에 따른 ｢건축물 에너지절약 설계기준｣을 기반으로 용도별/연도별/지역별로 분류하였고 세부 항목은
다음 Table 2와 같다. 여기서 용도별 분류는 주택 1, 비주거 소형, 비주거 대형으로 구분하고, 연도별 분류는 2001년 이전(설계기준 제정 이전)과 2008년
이전(녹색성장법 제정 이전)으로 구분, 지역별 분류는 중부지역, 남부지역, 제주도로 구분하였다.
유형 분류 이후 앞서 제시한 기계설비법에 근거한 설비분류 체계에 따른 설비 정보 체계구축으로 장비별 DB화를 실시하였다. 장비별 DB화 과정에는 최신기술이
반영되며 배관/덕트 등 부속자재는 표준품셈을 적용하여 구성하였다. DB의 내용은 장비 업체의 카탈로그, 에너지이용합리화법 제15조 및 제16조에 따른
효율등급 우수제품, 동법 제22조 및 제23조에 따른 고효율인증제품, 신재생에너지법 제13조에 따른 신재생에너지설비 인증제품을 조사하여 구성하였다.
설비분류 체계에 따른 장비별 구분은 다음 Table 3과 같다.
설비 정보체계의 라이브러리 구축은 표준화를 위한 항목과 비용최적모델 도출을 위한 항목으로 구성하며, 장비용량 및 소비에너지, 인증정보, 기계실 규모를
고려한 장비 크기 정보, 가격 정보, 교체/수선 주기를 주요항목으로 구성하였다.
3.2 기계설비산업 정보화 전략
표준화된 설비분류 체계를 기반으로 기계설비법을 근거로 하는 기계설비산업 업무 프로세스의 원활한 진행을 위한 정보화 전략을 수립하였다. 먼저 분류화된
설비분류 체계를 바탕으로 설비 정보체계를 구축하고, 구축된 설비 DB는 착공 전 확인, 사용 전 검사 등 기계설비법이 시행되면서 새롭게 생긴 업무에
활용될 수 있도록 계획하였다. 정보화 전략에 관한 현황 분석 및 수립 내용은 다음과 같다.
3.2.1 정보화시스템 현황 분석
국내에 구축된 건축 관련 정보화 시스템은 행정정보 관리시스템, 건축서비스산업 관련 정보관리 시스템, 협회 및 단체 정보관리 시스템으로 구분되며 인허가,
입찰정보, 산업동향 및 정책정보, 기술자료 및 학술정보와 사업자현황 및 전문인력 관리 등의 서비스를 제공한다. 국내의 정보화 시스템의 특징은 Table 4와 같다.
Table 2. Classification of types by energy conservation standards(9)
|
Use and Occupancy Classification
|
Annual Classification
|
Regional Classification
|
|
Residential House1(Heating)
|
~2001
(Before the establishment of
Energy Conservation Standards)
|
*Central Region1
|
|
*Residential House2
(Residential House1+Centralized Cooling)
|
*Central Region2
|
|
2001~2008
(Before the establishment of
Act on Green Growth)
|
|
Small Sized Non-Residential House
(500~3,000 ㎡)
|
Southern Region
|
|
*2008~
(After the establishment of
Act on Green Growth)
|
|
Large Sized Non-Residential House
(3,000~㎡)
|
Jeju Island
|
|
*Residential House2 is excluded from the classification due to few cases
|
*The period of ‘2008~’ is excluded from the classification due to reduction of equipment
capacity by enhancing insulation
|
*Considering to use the previous regional classification system due to the central
region has been divided into 1,2 since 2018.
|
Table 3. Classification by equipment according to facility classification system
|
Classification
|
|
Refrigerator
|
Boiler
|
Cooling/Heating heat source
|
HVAC
|
New/Renewable Energy
|
|
Absorption
Compression(Screw)
Compression(Turbo)
|
Hot water
Steam
Hybrid
|
Cold Water
Hot Water
Heat Pump
|
Air Handling Unit
Terminal
Fan Coil
|
Solar(Light)
Solar(Thermal)
Ground Heat
|
Table 4. Current status and characteristics of information system in construction
and building field(1)
|
Classification
|
Relevant Information Status
|
Specification
|
|
Administration Information System
|
Electronic Architectural Administration Information System
|
Establish a system which links external system.
Manage information such as certified architect, office, violations, administrative
disposition, etc.
Information provision of designers, supervisors and related professional engineers
and building permits are managed.
|
The design, supervision, and related technical information registered in this information
system can be used to manage the performance of the relevant professionals.
|
|
Related Organization Information System
|
Q-net
(Human Resources Development Service of Korea)
|
Manage qualification and renewal information through the certificate acquisition management
system.
Definition of qualification items by field according to the classification system
of the building service industry is required.
|
Possible to associate with qualifications of professionals.
Simple qualification information does not match the current status of employees in
the industry.
|
|
AURI
(Architecture & Urban Research Institute)
|
Provide policy data and research trends.
Provide the literature information of the copyright use convention.
Provide information on award buildings and architects of various organizations.
|
To provide and collect research informations, it is necessary to establish an information
-associated system based on copyright use.
Need to apply the certification and award criteria of various institutions for the
establishment of excellent building information.
|
|
CODIL
(Construction Digital Library_KICT)
|
Provide overseas and domestic construction technology data.
Provide information such as construction standards (specifications, design standards,
etc.) and construction procedures, site construction cases, standard item calculation,
performance construction costs, R&D and project reports.
|
Need to classify and define the target of technical information related to the building
service industry other than the design field.
|
|
OVICE
(Overseas Inforamtion System for Construction Engineering_KICT)
|
Provide information on overseas market trends and laws and systems.
Provide overseas information services, such as sales and planning, bidding and contracts,
investigation and design, and business management.
|
Customized data by overseas countries can be used.
|
|
Association and Group Information System
|
Korea Institute of Registered Architects Member Information Management System
|
Receive paid bidding information service and post it on the homepage.
Difficult to update information even though technical database is being built and
provided.
Manage business performance report information by qualified architects.
|
Store information of qualified architects and performances.
Utilize in association with Electronic Architectural Administration Information System.
Dualization management without overlapping elements with career information of construction
engineers.
|
|
Korea Construction Engineers Association Integrated Career Management System
|
Store information other than professional personnel registered as an architectural
firm.
Manage career information through reporting by construction engineers.
Manage standard information on construction technical personnel in related institution.
|
Necessary classification of professional personnel information related to the construction
service industry other than that of the construction company office.
Difficulty in using current status information due to career management by self-reporting.
|
|
International Construction Information Service (ICAK)
|
Manage information of reporting and briefing overseas construction industry.
Trend information is paid to members.
|
Information on reporting and briefing by overseas construction business operators
can't be shared.
But paid information and the list can be provided on the same terms as a member.
|
3.2.2 기계설비산업 정보화 전략 수립
기계설비공사에서 설계단계와 시공단계에서는 기술기준을 검토하고 시공(착공, 준공)단계에서는 착공 전 확인과 사용 전 검사를 실시해야 한다. 또한, 유지관리단계에서는
유지관리 대상건물에서 유지관리자를 선임하여 유지관리기술기준에 맞춰 유지관리를 수행해야 한다. 해당 업무 수행에 있어 원활한 프로세스 진행을 위해 해당
산업 종사자 및 이해관계자들은 새로 정의된 기계설비 정보체계를 활용할 수 있다. 기계설비법에서 기계설비산업에 적용되는 주요 내용은 다음 Fig. 2와 같다.
3.2.3 세부 업무 프로세스
착공 전 확인과 사용 전 검사는 신청서 접수와 함께 심사, 결재 및 통보, 관리대장 작성 등 세부적인 프로세스가 존재한다. 다음 Fig. 3은 기계설비법에서 요구하는 착공 전 확인, 사용 전 검사의 업무절차를 도식화한 것이다. 두 과정의 공통점은 기술기준에 적합한지 확인 후에 대장 기록과
함께 증빙서를 신청자에게 다시 재통보한다. 본 업무 과정에서 기술기준의 적합성과 보완 과정을 거치기 위해 각 이해관계자는 기계설비산업 정보체계에서
정보를 공유하여 보다 효율적인 업무수행을 기대할 수 있다.
Fig. 2 Major contents of establishment of information service strategy for the mechanical facilities industry.(1)
Fig. 3 Working process for confirmation before commencement of construction work and pre-use inspection.(1)
4. 결 론
본 연구에서는 기계설비법 제정에 따른 설비의 정의 및 정보체계 구축에 관하여 데이터 분류를 실시하고, 분류된 데이터를 기반으로 기계설비법 제7조(기계설비산업
정보체계의 구축)에 따른 기계설비산업 정보체계 구축에 관한 연구를 진행하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.
(1) ｢기계설비법｣에서 정의한 ‘기계설비’란 건축물, 시설물 등에 설치된 기계, 기구, 배관 및 그 밖에 건축물 등의 성능을 유지하기 위한 설비로서
대통령령으로 정하는 설비를 말하며 본 연구에서는 기계설비의 범위를 열원설비, 냉난방설비, 공기조화/공기청정/환기설비, 위생기구/급수/급탕/오배수/통기설비,
오수정화/물재이용설비, 우수배수설비, 보온설비, 덕트설비, 자동제어설비, 방음/방진/내진설비, 플랜트설비, 특수설비로 그 범위를 설정하여 분류한다.
(2) 설비 정보체계 구성은 녹색건축법 제14조에 따른 ｢건축물 에너지절약 설계기준｣으로 분류하여 용도별, 연도별, 지역별로 세분화를 하였으며 유형
분류 이후 ｢기계설비법｣에 근거하여 장비별 DB화를 실시한다.
(3) 기계설비법 제7조(기계설비산업 정보체계의 구축)에 따라 분류된 설비 정보체계를 기반으로 기계설비산업 정보체계를 구축한다. 정보체계 구축의 방법은
기계설비법에서 제시하는 업무 프로세스를 분석하여 기계설비법 시행에 따른 업무체계에 활용될 수 있도록 한다.
본 연구에서 기계설비 정보체계 구축은 기계설비법과 녹색건축법 등 현재 시행 중인 법을 근거로 하는 기계설비의 정의와 기계설비법에서 제시하는 업무 프로세스를
기반으로 분석하여 그 구축 방법을 제시하였다. 향후 본 연구에서 제시한 내용 이외 기존의 타 정보화 시스템에 분산되어 관리되던 기계설비산업 정보들과
기계설비성능점검업 등록, 유지관리자 교육 등의 행정업무 지원시스템 등 추가로 필요한 정보를 모두 통합하는 기계설비산업 DB가 구축된다면 더 효율적인
정보시스템이 구축될 수 있을 것이다.
후 기
본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었음(과제번호 : 20PIYR-B153277-02).
References
MOLIT , KRIMFI , 2019, A Study on the Implementation of Technical Standards for Mechanical
Facilities and Maintenance Standards
Liu H., Nie S., 2019, Low Carbon Scheduling Optimization of Flexible Integrated Energy
System Considering CVaR and Energy Efficiency, Sustainability, Vol. 11, No. 19, pp.
1-27
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