B.A.S 건물자동화 시스템 Building Automation System

 

B . A . S

건물자동화 시스템

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Building Automation System

BAS 용어 및 역사

건물자동화 시스템[建物自動化]은 building Automation System으로 축약하여 BAS로 부르고 있습니다. 건물의 유지 관리ㆍ사무실 환경의 유지 등을 경제적으로 하기 위해서 도입되는 자동화 시스템입니다.

 

 

빌딩 내 HVAC, 기계설비, 전력, 조명 등의 시스템을 실시간 모니터링하고 제어하는 시스템, 극히 적은 인원만으로 관리되므로 인력감축은 물론 에너지 절감 기술을 통하여 환경을 지키고 유지관리비용을 절감시킬 수 있습니다.

[BAS의 변천과정]

건물자동화 시스템의 사회 동향을 보면 1970년에 오사카 엑스포에서 기술을 발표하고 빌딩 관리법이 나오게 됩니다. 그 후에 일본열도의 개조론이라는 이론 후 제1차 오일쇼크가 터졌습니다. 선샤인 계획 이후 1975년 경 오키나와 해양 박람회, 1980년도 제2차 오일쇼크, 에너지 절약법 같은 사건들이 일어났습니다. 그 후 더 많은 사건의 사회적인 이슈들이 나오게 되었는데 인텔리전보 빌딩 봄이 도래되고 스쿠바 과학 박람회, 통신 자유화, 버블 경기 개시, 요코하마 항구 미래 21박물회 에너지 절약법 개정, BAC net 1st 드래프트 표준화 연구를 게시했습니다. 다소 일본의 이야기로 변천과정을 알아보았는데 이때 건물자동화 시스템을 주도하던 나라가 일본이었기 때문에 이런 부분에 많은 영향을 줬습니다.

 

 

시스템의 변천과 특징으로는 원격 감시반의 시대 시행기(제1기)가 1975년을 끝으로 물러나고 1980년대까지 정착기인(제2)기, 1985년 전후로 보급기(제3기) 1995년까지해서 발전기 (제4기)로 변천을 하였습니다. 컴퓨터의 보급으로 미니 컴퓨터 이용 시스템을 이용하기 시작한 뒤로 마이크로 컴퓨터 이용 시스템을 사용했으며 분산형 시스템과 WS/PC 이용 시스템을 순차적으로 사용하는 등 계속하여 발전을 했습니다. 컴퓨터 기술의 동향을 살펴보시면 마이크로 프소세서 4비트에서 8비트, 16비트로 매년 발전하던 기술은 4K,16K DRAM, 8비트, 64K DRAM, 32비트 마이크로 프로세서에서 16비트 파스널 컴퓨터 UNIT으로 발전하였습니다. 1990년대에 window3.1버전에서 1994년도에는 마이크로소프트에서 Window 95라는 혁신적인 기술력으로 발전하던 시기였습니다. 이때 준공된 빌딩의 사례로는 1970년도 9.11 테러가 일어난 세계 무역 센터 빌딩을 시작이로 엄청나게 크고 높은 빌딩들이 지어지게 됩니다.

 

B.A.S의 특징

최신 기술의 빌딩관리를 할 수 있도록 합니다. 빌딩 내 각종 센서 및 DDC를 이용하여 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 집계/분석하여 장치 및 에너지를 효율적으로 관리합니다. BAS와 BEMS 기능의 통합을 통해 DDC에 BEMS기능을 내장하여 BEMS용 장치 인터페이스 및 에너지 관리 기능을 가능하도록 하였습니다. FDD(고장진단) 서비스와 안정적인 동작을 수행할 수 있어 수많은 신뢰성 테스트와 인증을 통해 안정적인 동작을 구현하였습니다. 표준 프로토콜 지원은 BACnet,Modbus, i-net등을 통해서 지원하고 있습니다. 3D를 활용하여 모니터링 화면을 지원합니다. 최신 IOT기술을 적용하여 DDC에 내장된 wi-fi 기능으로 DDC의 제어 및 관리, 다양한 IOT장치의 통합관리를 해줍니다.

 

 

BAS의 구성 목표와 개념

BAS의 구성 목표와 개념에는 안전성을 위해서 분산 제어 개념과 연동, 이중화 제어 개념을 통해서 BA시스템을 구축. 효율성은 최적의 에너지 절약, 최적의 유지보수 대책, 최소의 인력으로 운용하여 BA 시스템을. 신뢰성은 피해의 최소화를 하고 통신방식의 합리화를 목표로 하여, 유연성은 확장, 추가, 변경이 용이하고 데이터 공유를 목표로 하고 있습니다. 쾌적성은 최소의 에너지로 최적의 환경을 제공하고 개별 공조, 조명을 조절하고 편리성으로는 전화기를 제어하고 LINK된 연동을 제어하여 BA 시스템으로 구축하고자 합니다. 21세기 정보화 사회에 대응한 인텔리전트빌딩에 기반시설인 통합빌딩관리 시스템의 구축을 하는 것이 목표입니다. 즉 BAS의 목적은 쾌적성, 안전성, 생산성, 경제성의 고도화 실현과 환경 배려의 빌딩을 지향합니다.

 

BAS 개념도

최첨단 시스템 & 에너지 절약 & 편리한 유지관리를 할 수 있도록 장비가동 최적시간을 선정하여 전일 운전기록 및 외기를 고려하여 공조시간 결정을 합니다. 또한  설정값 변경 제어를 통해 외기온도에 따른 실내온도 자동조절로 에너지 절감을 도모합니다. 또한 외기 냉방제어를 통해 환절기시 외기 및 실내 엔탈피 분석, 외기를 유효하게 도입합니다. 장비 최적화 운전은 열원, 공조, 위생 등 주야간 장비 모듈화, 최적화 운전을 합니다. 

 

 

BAS 구성

BAS의 컴퓨터 응용에 있어서도 종래의 중앙집중감시 제어방식으로부터 관리집중, 제어분산을 기본으로 한 분산제어 방식이 주류를 이루고 있습니다. 분산 방식의 종류로는 계층별 기능 분산, 시스템별 분산, 복합 분산 등이 있습니다.

 

BAS- 분산의 구성

BAS의 컴퓨터 응용은 기능별 분산 또는 복합분산이 많습니다. 복합분산의 경우는 대규모 계획이나 프로세스에 적용계층으로 프로세스측으로부터 (프로세스별, 시스템 컨트롤, 중앙처리, 맨머신 및 관리) 레벨로 구성됩니다.

BAS의 사용자

 

건물 이용자 시점

온열 환경 공기질 환경, 빛 환경, 음향 환경, 수질 환경, 실내 작업 환경 등의 쾌적성 향상, 시설 이용. 정보 서비스 등의 편리성 향상. 쾌적성에 의한 오피스의 생산성 향상, 건물 이용시의 안전성을 제공합니다.

건물 관리자, 소유자 시점

건물자산의 안전성 향상과 자산 가치의 유지. 물, 가스, 전력, 열 등의 자원 절약, 에너지 절약 건물 관리의 합리적 운용에 의한 효율화, 노동력절감 등을 제공합니다.

 

BAS의 효과

건물에 관련된 모든 설비, 환경, 인적, 물적 자원에 관한 정보를 통합하여 최적 제어하는 것과 건물 자동화의 목적은 건물 자동화 시스템을 도입함으로써 거주자나 사용자에게는 쾌적성, 편리성, 안전성의 향상 등을 건축주나 관리자에게는 에너지의 절약이나 인력의 절감 등과 같은 경제적인 효과를 도모합니다.

 

 

BAS의 효과

(1) 쾌적한 환경의 제공

온도나 습도 등의 온열환경을 비롯하여, co2, 먼지 등의 공기 질 환경, 그리고 조명에 의한 광환경에 이르기까지 연속적인 감시와 제어를 통하여 각각의 건물 이용자와 생산설비 등에 있어서 최적의 상태로 유지 가능합니다.

(2) 건물 이용자의 편리성 향상

각 설비의 통합화에 의하여 각 건물 이용자의 서비스, 편리성의 향상을 도모할 수 있습니다. 안전성을 확보하면서도 24시간 건물의 자유로운 출입이 가능한점, 공조온도와 운전시간을 이용자 자신이 원터치로 설정변경이 가능한 점, 공조온도와 운전시각을 이용자 자신이 원티치로 설정변경이 가능한 점, 공조와 운전시각을 이용자 자신이 원터치로 설정변경이 가능한점, 외기온도, 강우상태와 건물관리정보를 실내에 파악할 수 있는 점등은 편리성의 예입니다.

(3) 다양한 안전의 확보

건물설비의 모든 정보를 중앙장치에 집중하여 설비상태의 파악과 조작이 용이하며 정전과 화재 등, 건물의 이상 발생 시에도 적절한 대응을 할 수 있습니다. 또한 방범 시스템의 통합에 의하여 편리성을 손상하지 않고 건물 이용자의 안전 확보 및 기밀유지를 실현할 수 있습니다.

(4) 에너지 및 자원의 절약

공조 및 전기설비를 대상으로 기기의 고효율 운전, 운전시간의 단축화, 공조부하의 경간, 외기 에너지의 활용, 열회수, 불필요한 운전방지, 야간전력이용, 계약전력절감 및 전력 기본요금절감과 관련하여 최적제어를 함으로써 빌딩 전체에 약 15%정도까지의 에너지 절감을 달성하는 것이 가능합니다. 

(5) 인력의 절감 및 관리의 효율화

통합화에 의하여 대량의 정보를 집중시켜 종합적으로 관리할 수 있기 때문에 적은 인원으로 건물설비를 운영할 수 있습니다. 비상시대응 및 시스템의 종합화에 의해 상당량의 인력절감을 꾀할 수 있을 것으로 기대합니다.

 1) 일상업무 자동화                    2)비상시 대응의 자동화                3) 시스템의 통합화

 

BAS에 의한 자동화 기능

 

BAS 결론

빌딩자동화는 개별 설비에 대한 자동제어로부터 시작하여 건축물에 관련된 모든 설비를 통합하여 제어 관리하는 빌딩 자동화시스템으로 발전하였습니다. 빌딩 자동화시스템을 이용하여 충분한 도입효과를 누리기 위해서는 단순히 모든 설비를 하드웨어적으로 통합하는 것으로는 부족하며 이를 통합화 하여 적절히 운용 관리하는 소프트웨어가 중요합니다. 현실 대응적인 유연성을 갖춘 엔지니어의 경험과 지능이 필수적이며, 빌딩 자동화 시스템의 호환성과 확장성을 확보하기 위한 표준적인 통신 프로토콜의 확립이 선행되어야 할 것입니다.