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[ Research Article ]
The International Journal of The Korea Institute of Ecological Architecture and Environment - Vol. 22, No. 4, pp. 55-61
Abbreviation: J. Korea Inst. Ecol. Archit. And Environ.
ISSN: 2288-968X (Print) 2288-9698 (Online)
Print publication date 31 Aug 2022
Received 20 Jul 2022 Revised 25 Jul 2022 Accepted 29 Jul 2022
DOI: https://doi.org/10.12813/kieae.2022.22.4.055

스마트 기술에 대응하는 건축계획의 방향 설정을 위한 이론적 고찰
김진모* ; 이지영** ; 윤성훈***

Theoretical Review for Setting the Direction of Architectural Planning in Responce to Smart Technologies
Jin-Mo Kim* ; Ji-Young Lee** ; Sung-Hoon Yoon***
*Main author, Professor, Dept. of Architecture, KwangWoon Univ., South Korea (kimjinmo@kw.ac.kr)
**Coauthor, Professor, Dept. of Architecture, College of Engineering, Cheongju Univ., South Korea (leejy@cju.ac.kr)
***Corresponding author, Professor, Dept. of Architecture, College of Engineering, Cheongju Univ., South Korea (shyoon@cju.ac.kr)

ⓒ 2022. KIEAE all rights reserved.

Abstract

Today, the transition to smartization in our society and cities through the technology of the 4th industrial revolution is in progress, and a response is required in the architecture field based on the rapid development of smart techonogies.

Purpose:

This research explores the direction of a new building plan considering new types of services provided through smart building technology. The purpose of this study is to provide basic research data to establish a new approach direction and theoretical foundation for architectural planning for systematic smart architecture.

Method:

In this study, through a more theoretical literature review such as various research papers and research reports in the fields of smart technology, smart architecture, and smart city, research trends related to smart city and architectural space are examined and analyzed, and the city of the future and predicting and examining changes in architectural space, and trying to understand the applicability of new smart building technology and changes in major spaces accordingly.

Result:

In response to the rapidly changing and new social needs, it is possible to classify and identify the characteristics of new types of services in buildings to be provided through the application of new smart technology applicable to buildings, and to build residential buildings, commercial and office spaces, etc. that is implemented quickly analyze changes in space. Through this, it provides basic research data to establish a new approach direction and theoretical foundation for architectural planning for smart techonogies and smart building service.


Keywords: Smart Technology, Architectural Planning, Space Planning, Smart City, Smart Building Service
키워드: 스마트기술, 건축계획, 공간계획, 스마트도시, 스마트빌딩서비스

1. 서론
1.1. 연구의 배경 및 목적

오늘날 급격한 과학의 발전을 바탕으로 4차 산업혁명 기술을 통한 우리 사회와 도시에서의 스마트화로의 전환이 진행이 이루어지고 있으며, 이에 대한 건축 분야에서의 대응이 요구되고 있는 상황이다. 하지만 빠르게 발전하고 개발되는 4차 산업혁명 기술분야에서의 빠른 스마트 기술의 발전에 비해 스마트건축 건축계획 방향의 설정 등 건축분야에서 스마트건축 기술에 대응하는 건축공간이나 건축계획에 관한 논의나 관련 연구는 상대적으로 미흡한 실정이다[1].

따라서 본 연구에서는 스마트 기술, 스마트건축과 스마트시티 분야에서 이루어지고 있는 다양한 연구논문, 연구보고서 등 보다 체계적인 문헌 고찰을 통해, 스마트시티와 건축공간에서의 관련 연구 동향을 살펴보고 분석하여 미래의 도시 및 건축공간에서의 변화를 고찰한다. 새로운 스마트기술의 적용 가능성과 이에 따른 주요 건축공간의 변화를 파악하고자 한다.

이를 위해, 빠르게 변화하고 새로운 사회의 요구에 대응하여 스마트건축의 선행연구와 관련 논의를 고찰하고 분석한다. 스마트건축의 개념을 파악하고, 건축물에 적용 가능한 새로운 스마트건축기술 적용을 통해 향후 제공될 건물에서 적용될 새로운 유형의 스마트 서비스를 고찰하고 유형을 도출한다. 이를 통해 스마트 기술을 통해 제공되는 새로운 유형의 서비스를 고려한 새로운 건축계획의 방향을 모색하고, 스마트건축을 구현하기 위한 체계적인 건축계획의 새로운 관련 연구와 이론적 토대를 구축하기 위한 기초 연구자료를 제공하는데 본 연구의 목적이 있다.

1.2. 연구의 방법 및 범위

본 연구에서는 스마트시티 및 스마트건축공간에 적용 가능한 스마트시티 및 스마트건축 관련 기술과 이를 통한 건축물 내 건물서비스에 관련된 2000년 이후 발표된 국내외의 최신 연구논문, 연구과제 보고서, 저서의 다양한 문헌적 고찰을 통해, 스마트건축기술에 대응하는 건축계획의 방향 설정을 위한 이론적 고찰을 수행하고자 한다. 또한, 스마트건축물을 구현하기 위한 스마트 기술을 도출하고 이에 따라 제공되는 스마트건축물에서의 스마트건축 서비스 특성을 파악하고자 한다. 건축물의 용도별 유형에 따라 변화하는 미래 건축의 모습을 파악하고, 이에 대한 건축계획의 새로운 접근방법과 방향 설정을 위한 이론적 고찰을 수행하기 위해 수행된 연구의 동향과 관련 건축계획 연구를 위한 연구의 주제와 관련 연구내용을 체계적으로 분석을 수행한다. 각 장별 연구의 내용을 살펴보면, 2장에서는 스마트 시티와 스마트건축의 개념, 스마트 기술을 활용한 건축공간의 변화예측을 살펴본다. 3장에서는 스마트건축을 구현하기 위한 주요 스마트 기술 서비스를 도출하고, 4장에서는 도출된 스마트 기술 및 스마트건축 서비스로부터 스마트건축에 적용하기 위한 새로운 건축계획의 방향을 설정하여 제시하고자 한다.


2. 스마트건축의 개념과 변화하는 건축공간
2.1. 스마트건축의 개념

오늘날 우리 사회에서 스마트건축 또는 스마트시티의 의미는 정보통신기술을 도시와 건축물에 보다 적극적으로 적용했다는 의미로 국내외 선행연구를 통해 스마트건축의 정의를 살펴보면 다음 Table 1.과 같다.

Table 1. 
Definition of Smart Building
Research Definition of Smart Building
E. Lee, AURI
(2020)[1]
“Smart architecture is a sustainable building that can flexibly apply cutting-edge technology to improve people's quality of life.”
Jia et al. (2019)[2] “A building that integrates the latest technologies to operate remotely with convenience and comfort, cost and energy efficiency.”
“Buildings containing sensors, big data collection and analysis, and human-computer interaction algorithms”
Abo Elazm, F.M. et al. (2017)[3] “A building that can respond to the needs of residents and adjust internal and external conditions by applying the latest technology of the times”
McGlinn et al. (2010)[4] “A smart building is a collection of technologies that acquire and apply information about the environment and its occupants to improve the experience in the environment.”
Katx D. et al. (2009)[5] “Smart buildings started from intelligent buildings, and many intelligent devices are needed.
Wiggington M. et al. (2002)[6] “Smart buildings create an environment that increases occupant efficiency at the lowest possible cost. The smart gun building utilizes the latest technology to satisfy the needs of its occupants and to adapt to the internal and external environment.”

다양한 측면에서 스마트건축이 정의되고 있으나, 스마트건축은 “국민의 삶의 질 향상을 위한 첨단기술이 유연하게 적용될 수 있는 지속 가능한 건축물”이라고 정의할 수 있다[1].

‘스마트시티’는 2000년대 중반부터 논의되었던 ‘유비쿼터스시티’의 개념을 발전시켜 왔고, ‘스마트 홈’은 1990년부터 논의되었던 ‘인텔리전트 홈’의 개념을 발전시켜 오고 있다. 하지만 정보통신기술의 접목을 통해 일반인들이 체감할 수 있는 가시적인 도시의 모습이나 삶의 변화가 없어 상대적으로 사람들의 관심에서 멀어지게 되었다. 하지만 현재는 구글이나 애플 같은 글로벌 IT업체의 적극적인 사업참여로 스마트 홈이나 스마트시티에 대한 글로벌 시장규모는 전세계적으로 500억 달러를 넘어설 것으로 예측되고 있다.

지난 시기에 인텔리전트 빌딩이나 유비쿼터스 시티의 성과는 첨단정보통신기술의 건축과 도시에서의 적극적인 적용이 이루어졌으나 일방적인 첨단기술의 적용과 인간행태와 사회 문화에 대한 이해와 이를 고려한 건축계획의 미흡으로 건물의 재실자의 만족도가 상대적으로 높지 않았으며, 이에 따라 기존의 기술 중심의 접근에서 벗어나 재실자의 행태와 지속적인 피브백의 내용들이 반영되는 업그레이드된 상품으로서의 스마트건축 출현을 가져왔다.

따라서 건축물의 재실자의 행태에 대한 이해를 바탕으로 제공되는 스마트건축에서의 건축물의 용도에 적합한 서비스의 도출과 사업 플랫폼으로 구축되어야 하며, 건축가들은 수요에 대한 분석을 선행하고 건축물 내에서의 스마트 서비스체계에 구상을 통해 스마트건축에서 적용 가능한 새로운 건축계획이 요구된다[7].

2.2. 스마트건축 관련 선행연구 분석

지금까지 다양한 스마트 기술의 도시와 건축에 적용에 대한 연구는 스마트 시티에 관련된 내용이 주를 이루고 있으며, 이러한 주된 스마트시티 관련 선행연구는 ‘스마트시티 조성 및 산업진흥 등에 관한 법률’에 제도적 근거에 있어 다양한 관점에서의 연구가 진행되어 왔다. 수행된 스마트시티 및 스타마트건축 관련 선행연구는 Table 2.와 같이 정리된다.

Table 2. 
Literature Reviews related to Smart Architecture
Research Research Project or Research Paper
E. Lee, AURI
(2020)[1]
An Improvement Direction for the Building Certification System based on the Smart Buiding Concept
S. Kim
(2020)[8]
Improvement of the Law and System for the Activation of Smart Building / Developing Smart City Towards the Building Up of the Future City
J. Lee et al. (2018)[9] A study on strategic response to smart city types
S. Lim (2018)[10] Geospatial information strategies for the hyper-connected smart city
W. Kim (2018)[7] Understanding Smart Architecture, Review of Architecture and Building Science,
T. Kim
(2015)[11]
IoT and Smart Construction:The direction of technological convergence technology development in the field of architecture and construction to prepare for the future society
T. Cho et al.
(2015)[12]
Advancing Smart Architectural Space into the Next Ubiquitous Environment
S. Kim et al.
(2020)[13]
A Study on the Characteristics and Application of Smart Technologies of Urban Regeneration Activation Plan in deteriorated low-rise residential area
S. Cho et al.
(2021)[14]
A Research of Planning & Design Methods for smart City Services and Technologies

Table 2.에 제시된 바와 같이, 스마트시티 및 스마트도시선행연구를 살펴보면 스마트 도시의 구현을 위한 개념 정립, 스마트 도시 기술, 제도 및 정책, 인증제도, 스마트 도시의 기술 및 서비스 등에 관한 연구가 주를 이루고 있다.

임시영(2018)의 연구는 초연결 스마트시티를 위한 공간 데이터 등 공간정보 전략을 다루고 있고[10], 이재용(2018)의 연구는 국내외의 스마트시티의 정책 현황과 각 지자체의 관련 사업의 현황을 분석하고 있다[9]. 김성완(2019), 김우영(2019), 김태평(2015), 조택연(2015)의 연구에서는 주로 스마트빌딩의 개념, IT 발전 현황과 미래의 동향, 스마트환경에서의 공간 구조를 해석하는 사고모형의 이해 등 빅데이터 분석을 통해 건축의 새로운 공간적 가능성을 모색하는 연구가 이루어지고 있다[8][7][11][12].

이은석(2020)의 연구는 스마트건축기술을 적용한 스마트건축물 관련 내용의 추가와 보완을 통한 기존 인증제도의 정비와 개편 필요성에 대한 연구를 수행하였고, 이를 통해 스마트건축의 개념을 고려한 현행 인증제도의 개편 방향을 설정을 다루고 있다[1]. 조상규(2021)의 연구는 4차 산업혁명 기술발전에 따른 도시공간에서의 변화를 고찰하고 스마트시티 기술 및 서비스를 고려한 공간계획의 방향을 제시한 연구를 수행하였다[14].

스마트건축을 구현하기 위한 공간으로서의 건축계획에서의 연구는 상대적으로 미흡한 상황이며, 다양한 ICT와 IoT등 기술기반의 디바이스들을 서비스하는 스마트건축의 개념 속에서 그러한 기술들을 구현하는 공간으로 건축에 대한 건축계획의 관련 연구는 매우 미흡한 실정이다. 또한 스마트시티를 위주로 ICT 기술도입과 시설물 운영 측면, 비즈니스모델 설정 관련 연구가 진행되었으나 앞서 언급한 실질적인 기술의 구현이 이루어지는 건축과 도시공간에서의 물리적 환경에 대한 건축계획적 측면의 연구가 요구된다.

따라서 건축공간에 적용 가능한 스마트 기술을 살펴보고 이에 대응하는 스마트건축물에 새로운 건축개념을 설정하고, 건축계획적인 방향을 설정하기 위한 연구의 토대를 마련하고 이를 통해, 스마트건축을 위한 새로운 건축계획의 방향 설정과 정책 방안의 모색이 요구되는 상황이다.


3. 스마트건축에 적용 가능한 기술 및 서비스

앞장에서 기술한 스마트시티와 도시 관련에서의 문헌 고찰을 통해 도출한 스마트 기술과 서비스 적용에 따른 도시건축공간에서 활용 가능한 스마트 기술 및 서비스의 내용을 제시하여 정리해 도출하였다.

스마트 기술을 적용한 건축 용도별 건축물에 따라 스마트 홈, 스마트 오피스, 스마트 헬스 케어, 스마트안전, 스마트학교, 스마트 공장, 스마트 농장, 그리고 스마트 상점이나 식당 등으로 스마트건축을 Table 3.과 같이 분류할 수 있다.

Table 3. 
Smart Building Technologies and Related Services
Application and Utilization Area
Smart Building Technolgies Residential Building: Smart Home
Office Building: Smart Office
Manufacturral Facilities: Smart Factory
Eduction: Smart School
Health Care: Smart Hospital
Agriculture: Smart Farm
Commercial Building: Smart Store, Restaurant

Table 4. 
Smart Building Services and Smart Technologies
Building Service Application and Utilization
Residence and Living Services Interworking and Control between Smart Devices and IoT Devices
Transportation and Robot Services Operational Facilities for Autonomous Driving and Electric Vehicles UAM and Drone Operation Facilities Service Robot & Automated Logistics System
Healthcare & Quarantine Service Health Care Platform Infectious Disease Prevention and Control
Safety Service Smart Safety, Security, Alarm, Emergency Disaster Prevention Facilities
Education Service Distance Learning / Distance Eduucation
Business Service Interworking and Control between Smart Devices and IoT Devices Smart Office – Telecommuting, Video Conferencing

스마트 기술이 가져올 바람직한 미래의 건축공간에 대한 변화 흐름을 예측하고 스마트건축이 나아가야 할 방향을 건축계획의 방향을 설정하기 위해서는 스마트건축에 적용 가능한 기술 및 서비스에 대한 이해가 필요하다.

또한 이러한 기술과 서비스에 대한 건축물에서의 건축계획적인 대응을 통해 스마트 도시 서비스와 기반시설과의 연계를 통한 실질적인 공간의 사용자의 활용성과 만족도를 향상을 이끌어 낼 수 있다.

우리 사회는 포스트 코로나 시대를 맞이하여, 건축분야에서는 ICT와 IOT 기술을 통한 건축물과 도시의 결합, 건축공간의 실제적인 적용과 설계, 그리고 운영을 통해, 건축 분야의 디지털의 전환이 가속화되고 첨단 정보통신기술의 활용과 이용이 획기적으로 증가되고 있다. 재택근무, 무인 자율 주행, PM, UAM, 드론 등 새로운 스마트 기술의 적용을 통한 건물 내의 새로운 서비스의 도입과 이를 지원할 건축공간에 대한 새로운 계획 방법이 필요하다.

3.1. ICT와 IoT기술을 통한 정보서비스-연결성

ICT와 IoT 기술을 활용한 스마트건축의 기능이 잘 나타나는 가장 기본이 되는 중요한 기술 요소로서, 건물 내의 각종 기기와 장치의 연결성을 통한 건물 내의 다양한 정보서비스라고 볼 수 있다. 스마트건축에서는 건물 내의 사용자 중심의 기술활용이 중요하다. 이를 통해 사용자 체감형태의 서비스가 제공되어야 한다.

연결을 통해 건축공간에서 데이터를 수집 및 분석하고, 분석된 데이터를 해당 공간에서 활용하여 공간의 환경을 제어할 수 있도록 제공된다.

건물 내의 생활, 에너지 및 환경, 모빌리티, 안전 등 거의 모든 서비스의 영역에 토대가 되는 서비스의 기본이 된다. 제어는 원격 관리 기능을 제공한다.

이를 통해 건축물 내의 상호 운영성과 효율이 극대화되고 재실자의 보다 높은 생산성과 건물 내의 만족도 향상을 이끌어 낼 수 있다. Fig. 1.은 네이버 신사옥에 건물 인프라와 연동된 클라우드 기반의 멀티 로봇 인텔리전스 시스템의 ARC(AI · Robot · Cloud)을 개념을 보여주고 있다.


Fig. 1. 
Building Design Concept: New Naver 1784 Building -‘ARC’ (AI · Robot · Cloud):a cloud-based multi-robot intelligence system linked with building infrastructure [16]

특히 이러한 서비스는 건물 내에서 수집되는 개인정보와 물리적인 자산을 보호하는 기술과 정책으로서 보안과 프라이버시가 다루어진다. 이러한 측면은 사용자의 동의와 신뢰가 반드시 요구 되어진다. 건물 내 수집된 데이터의 분석과 관리가 반드시 필요하며, 이러한 데이터 분석과 관리를 위한 공간이 층별 또는 공간 조닝별 계획이 요구된다. 향후 더 빠르고 대용량의 데이터전송이 가능한 5G 통신기술의 적용을 통해 스마트건축 뿐만 아니라 스마트시티에서의 비약적인 기술과 제공되는 관련 서비스의 발전이 기대된다.

3.2. 모빌리티 기술을 통한 서비스

건축물의 사용자가 가장 크게 체감할 수 있는 부분은 모빌리티 기술을 통한 서비스로, 자율주행 기능의 눈부신 발전으로 건물 내의 안전하고 편리한 주차환경을 제공하는 자율주행을 통한 스마트 파킹과 로봇을 활용한 로봇 발렛 파팅을 통해 최적의 주차공간을 자동으로 검색하여 단위면적당 주차대수의 증가 시킨다. 또한, 전기 및 수소 이용 차량을 위한 건물 주차장 내의 충전 서비스 시설이 요구된다.

실내 외의 개인형 이동장치(PM: Personal Mobility)의 건물 내외의 활용이 가능하도록 하는 PM의 주차 및 충전 서비스, 드론을 활용한 건물 내의 쾌적하고 신속한 물류배송서비스의 제공도 가능하다. 건물 내의 노약자나 장애인의 보다 편리한 이동을 가능하게 한다.

스마트 건물에서의 드론 물류배송을 위해서 건축물의 상부공간이나 건물 외벽의 발코니 공간 등에 드론의 이착륙이 가능하도록 공간적인 확보와 관련 시설의 계획이 필요하다.

이와 함께, 아직 기술적인 발전이 요구되는 UAM 서비스는 도시 내의 보다 신속한 새로운 도시 교통수단으로 가능성이 높게 평가되며 도심의 항공교통 서비스 제공에 따른 건물 내의 이착륙시설인 UAM의 포트 설치와 관련 시설계획이 필수적이다. 또한 건축물에서의 UAM의 안전한 운영과 실제 운영을 위한 건물에 UAM 포트 설치 등 관련 시설을 설치하기 위한 설치기준의 마련과 관련법의 개정 등 체계적인 연구와 다각적인 제도적 검토와 지원이 요구되고 있다.

3.3. 서비스 로봇 및 센싱 기술을 통한 안전 및 생활편의서비스

건물 내의 안전사고의 방지와 화재 등의 재난 상황, 코로나 같은 전염병 등의 질병으로부터의 안전한 실내공간을 제공하기 위한 건물 내의 센서를 통한 안전 모니터링을 통해 안전한 실내공간을 위한 안전 서비스를 제공할 수 있다.


Fig. 2. 
New Naver 1784 Building – Robot-friendly Smart Building (Left), Robot Service in New Naver 1784 Building (Right) [16]

스마트기기를 통한 원격수업 등의 스마트 교육 서비스, 보다 편리한 재택근무를 가능하게 하는 재택근무 지원 서비스, 건물 내 각종 정보를 사용자에게 전달하는 스마트정보시스템, 서비스 로봇의 활용을 통해 건물 내의 시설물 관리 및 점검, 경비, 청소 등의 서비스 로봇의 활용 스마트 쇼핑을 가능하게 하는 로봇 카트, 식음료 또는 물품 자동 배달 배송, 업무지원 로봇 서비스, 쓰레기의 분리수거 서비스를 제공할 수 있다. 그리고, 가정용 의료기기와 센서 웨어러블 기기를 통해 수집된 건강정보를 의료진에게 통보하여 각종 건강관리 및 예방, 원격진료에 의한 치료, 응급차 출동 서비스, 장애인, 노인 등 노약자를 위한 노약자 돌봄 등 지원 서비스를 통해 노령화가 급속히 진행되는 우리 사회에 필수적인 스마트 헬스 케어 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 건물 내에서 생산되는 데이터를 공유하고 교환 할 수 있는 사회구성원 간의 커뮤니티 네트워킹을 지원하는 서비스를 가능하게 한다.

3.4. 스마트 기술을 통한 에너지 및 환경제어 서비스

기존의 스마트 기술은 우리 주변의 친환경 빌딩 또는 그린빌딩에서 건물 내의 에너지의 효율적인 사용과 제어, 빗물의 활용, 신재생에너지(풍력, 지열 활용 및 태양광을 활용한 발전)의 효율적인 이용을 위해 이미 적극적으로 적용되어 활용되고 있다.

이와 더불어, 스마트 빌딩은 스마트시티의 에너지 그리드의 연결, 즉 전력 에너지 공급자와 소비자 간의 양방향 소통하는 스마트그리드를 기반으로, 보다 업그레이드된 도시차원에서 에너지의 효율적인 사용 및 제어, 에너지 사용의 효율성을 극대화할 수 있다.

또한 스마트 IOT 및 ICT 기술을 기반으로 하여 건축물 내의 쓰레기처리, 건물 내의 센서를 통해 온도, 습도 및 미세먼지/ 공기질의 보다 효율적인 실내환경 모니터링이 가능하고 재실자의 활동에 적합한 실내환경을 제공하고 효과적인 관리 운영이 가능하도록 서비스가 제공된다.

앞에서 기술한 바와 같이, 생활, 에너지 및 환경, 모빌리티, 안전의 4개의 분야에 대해 스마트 건물의 건축계획에서 고려되어야 할 스마트 기술 · 서비스들을 도출하여 정리하면 다음 Table 5.와 같다.

Table 5. 
Smart Technology Service where New Architectural Planing Should be Considered [1]
Categories Smart Building Technology & Service
Living Smart Education, Smart Home, Smart Shopping, Smart Delivery Service, Smart Information System, Smart Garbage Collection Service, Smart Community Care, Smart Healthcare, AI Emergency Medical System, Living Robot Service, Smart Quarantine System
Energy &
Environment
Energy Management, Waste Treatment, Fine Dust Air Quality Management, Zero Energy Building System(Geothermal Energy, Solar power Generation), Smart Farm, Rainwater Utilization, Green Roof
Mobility Automatic Driving, Hydrogen Car Charging, Electric Vehicle Charging, Car Sharing Service, Smart Parking, Robot Valet Parking, In-building Traffic Information, Personal Mobility, Drone Logistics System, UAM, Bicycle
Safety Intelligent CCTV, Fine Dust Reduction, Fire Safety Detection and Alarm, Robot Petrol,Security, Pedestrian Safety, Smart Soundproofing, Facility Monitoring


Fig. 3. 
Master Plan of Pusan EDC Smartcity [15]


4. 스마트 기술 및 서비스의 특성 도출을 통한 새로운 건축계획의 방향 설정

앞장을 통해 스마트건축의 개념과 스마트 기술을 통해 적용 가능한 스마트건축물 내의 스마트 기술 및 서비스에 대해 고찰하여 보았다. 도출된 스마트 기술과 스마트 서비스가 실제적이으로 스마트건축 공간에서 구현하기 위해서 새롭게 스마트건축의 특성을 반영한 새로운 건축계획의 방향 설정이 요구된다. 앞장에서 기술된 스마트건축에 적용 가능한 기술 및 서비스로부터 도출된 특성을 정리하여 스마트건축계획의 새로운 방향을 도출하였다. 스마트건축계획의 새로운 방향은 다음과 같은 연결성, 탈중심성, 공유성의 3가지 방향으로 도출되고 설정될 수 있다.

4.1. 연결성(Connectivity)

스마트건축의 기본은 ICT 및 IoT기술을 활용한 건물 내의 각종 기기와 장치의 연결성을 통한 건물 내의 다양한 서비스의 제공이다. 이러한 스마트건축공간에서 요구되는 건물 내의 다양한 기기와 장치의 연결뿐만 아니라 건물에서 생활하는 재실자의 연결성을 확대하고 소통할 수 있고 관련 스마트건축 서비스를 제공할 수 있는 건축 공간을 제공하기 위한 건축계획이 핵심적으로 요구된다.


Fig. 4. 
New Architectural Planning Approrches for Smart Building & Smart City

연결성을 통해 전달되는 각종 다양한 정보들은 공간에서 제공되는 환경을 보다 균등하고 다양한 활동을 가능하게 만들고, 건축공간 내에서도 이러한 연결성을 강조하고 표현하기 위한 보다 다양한 이를 위한 형태와 공간구성, 입면 디자인, 공용공간의 계획, 외부환경과의 소통, 실내공간의 조닝, 개방적인 공간배치와 구성에 대한 대응이 요구된다. 특히 스마트건축물이 모여 구성된 스마트 도시는 다른 기존의 건축공간 계획들에서 보다 강조된 연결성이 건축내부 및 외부공간에서 표현되고 나타나고 있다. 각 개별 건축물의 파사드 간의 시각적 및 물리적 연결성이 강조하기 위한 건축 디자인의 접근이 이루어지고 있다. 스마트건축의 연결성(Connectivity)은 스마트건축을 구현하기 위한 새로운 건축계획 방향 설정의 중요한 요소로서 고려되어야 한다.

4.2. 탈중심성(Decentralization)

스마트건축은 첨단 ICT 기술의 발전과 함께 기존의 집중화된 시설과 배치를 통해 운영되었던 공간의 개념을 바꾸어놓게 되었다. 앞서 제시된 다양한 스마트 기술 및 서비스는 집적화되고 집중화를 통해 계획된 단순화된 기능의 기존의 건축공간의 기능을 분산화시키고 분산화된 각 개별공간에서 다양한 기능과 활동을 가능하게 하여 탈중심성인 스마트건축의 건축공간의 구현을 가능하게 하고 있다. 이에 획일적이고 단일기능을 제공하는 공간은 스마트건축의 탈중심성의 특성을 반영하여 재실자의 다양한 요구와 활동을 수용할 수 있는 공간의 가변성과 건축공간 내의 분산화된 공간배치와 구성을 요구하며, 분산화된 공간에서의 원활한 활동과 환경을 제공하기 위해 관련 스마트건축기술을 통한 정보와 서비스가 활용된다. 따라서 스마트기술의 발전과 더불어 변화하는 사회구조와 인식의 전환 속에서 스마트건축의 탈중심성(Decentalization)은 스마트건축의 공간의 구성과 형태를 계획하기 위해 고려되어야 할 건축계획 방향 설정의 한 요소로서 나타나게 된다.

4.3. 공유성(Sharing)

스마트 기술의 급속한 발전 속에서 중앙집중화된 우리 도시와 건축공간에서도 도시의 핵심지역과 주변 지역이나 주변 공간과의 연결성을 중요하게 고려되면서 건축공간과 시설, 교통수단의 공유를 통해 우리 사회가 가지고 있는 자원과 시설을 보다 효율적으로 활용하려는 공유성의 강조가 스마트건축에서 강하게 나타나고 있다.

건물내외부의 주변기기 또는 장치와의 연결성과 소통을 강조하는 스마트 기술의 기본개념을 바탕으로 공유는 자원과 자산을 효율적으로 활용하고 공간적인 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 건물 내의 다양한 재실자의 소통과 생산성을 높일수 있는 측면에서 건축공간 배치와 구성, 각종 건물 내 시설물, 실내디자인에서 스마트건축공간 구현을 위해 공유성은 중요한 건축계획의 요소로서 작용하고 있다. 공유 주거, 공유 오피스 뿐만 아니라, 각 용도별 건축공간에서 이러한 공유의 개념을 지원하기 위한 공유 주방, 공유 거실, 공유 세탁공간 등 세부 실내 공간 내에서의 새로운 공유공간이 지속적으로 도입되어 있다. 이에 따라 스마트건축에서 제공되는 서비스를 새롭게 수용하고 적용시키기 위한 지속적인 건축계획의 연구가 요구되고 있다. 또한, 스마트기술을 적용한 공유차량 서비스 등 다양한 관련 서비스가 적극적으로 스마트건축에 고려되고 적용시키기 위해 스마트건축물의 건축계획에서 강조되고 있다.


5. 결론

이상에서와 같이, 본 연구에서는 빠르게 발전하는 새로운 스마트건축기술을 이해하고 이를 통해 스마트건축의 개념을 설정하고, 스마트건축에서 제공될 생활, 에너지 및 환경, 모빌리티, 안전의 유형에 따른 가능한 서비스를 도출해 보았다.

그리고 스마트 기술 및 서비스를 통해 건축 공간에서의 변화와 이를 통해 스마트기술을 통해 제공되는 새로운 유형의 서비스를 고려한 새로운 건축계획의 방향을 살펴보았다. 도출된 내용을 바탕으로 시사점을 정리해보면 다음과 같다.

첫째, 스마트건축의 개념설정을 위해 스마트건축에 관한 문헌을 고찰하고, 국민의 삶의 질 향상을 위한 첨단기술이 유연하게 적용될 수 있는 지속 가능한 건축물로 스마트건축을 정의할 수 있다. 하지만 빠르게 발전하는 스마트 기술에 비해,다양한 스마트 기술을 실제 적용하고 구현하는 공간으로서의 건축에 대한 건축계획의 관련 연구는 매우 미흡한 실정이다.

둘째, 스마트시티와 도시 관련에서의 문헌 고찰을 통해 도출한 스마트 기술과 서비스 적용에 따른 도시 및 건축공간에서 활용 가능한 ICT와 IoT기술 통한 정보서비스, 모빌리티 기술을 통한 서비스, 서비스 로봇 및 센싱 기술을 통한 안전 및 생활편의서비스, 스마트 기술을 통한 에너지 및 환경제어 서비스로 유형화하여 도출 할수 있으며, 스마트기술에 대응하는 건축공간에서 기존 건축공간과 다른 새로운 건축계획의 접근과 방향 설정을 위한 연구가 요구된다.

셋째, 선행 관련연구를 통해, 건축공간에 적용가능한 스마트 기술과 스마트 서비스의 특성으로부터 스마트건축의 특성을 반영하여 연결성, 탈중심성, 공유성의 새로운 건축계획의 방향을 설정할 수 있다. 새로운 건축계획의 방향 설정은 스마트건축공간의 구현을 위한 출발점이 될수 있으며 이를 통해 세부 건축계획의 내용들이 구체화 될 수 있다.

본 연구는 기존의 한정된 선행 연구의 문헌 고찰을 통해 스마트건축의 적용 가능한 스마트건축기술과 서비스를 도출한 연구의 한계가 있다. 또한 선행연구의 분석과 스마트 기술 및 관련 서비스의 특성에 따라 건축계획의 개념적인 방향 설정에 한정되어 수행되었다. 따라서, 향후 연구에서는 보다 실증적인 국내외의 스마트건축물에 대한 사례 분석을 통해 본 연구에서 도출된 내용에 대한 지속적인 검토와 보완과 추가 관련 연구의 수행이 요구된다.

본 연구를 바탕으로 향후에는 스마트건축기술 단계에 따른 가능 서비스에 체계적으로 도출하고, 이에 대응하는 건물 용도별 건축계획의 방향 설정과 건축물의 용도별 및 세부 공간별 건축 디자인 가이드 라인 연구가 수행되어야 할 것이다. 또한 기존 건축공간에서 고려되지 않았던, 로봇, 자율주행 등을 통한 스마트 파킹, 전기차충전, 드론, UAM 등 최신 스마트건축기술 · 서비스를 제공할 수 있는 건축물에서의 구현 할수 있도록 하기 위한 공간면적, 층고, 조닝, 시설 기준 등 관련 건축계획 연구와 관련 건축법 및 관련 규정 신설을 위한 연구도 조속히 이루어져야 할 것이다.

스마트건축의 활성화와 스마트건축물의 체계적인 관리 운영을 위해 기존의 국내의 제로 에너지 인증 및 친환경 인증제도 등 기존 인증제도에 스마트건축 관련 인증항목 추가를 통한 관련 인증제도의 보완이나, 새로운 스마트건축물 인증제도 검토가 요구된다. 스마트건축물 인증제도에 요구되는 인증기준과 항목을 제시하고, 인증 건축물의 유형별, 용도별, 신규 및 기존건축물에 대한 스마트건축물 인증 평가체계에 대한 연구가 시급한 상황이다.

스마트건축공간에서뿐만 아니라 기술과 인간의 삶이 함께 어루어지는 이상적인 스마트 도시를 만들어 나가기 위한 새로운 접근이 필요한 시점이다. 현재의 공급자중심의 시각에서 벗어나 실제 도시건축공간에서 생활해 나가는 사용자 중심의 시각으로 사용자가 체감하고 공감할 수 있는 스마트건축과 스마트시티 구현을 위한 건축계획의 방향 설정과 지속적인 관련 연구의 수행을 통해 중요성이 강조되고 빠르게 변화하고 있는 스마트기술과 그 기술의 구현공간으로서의 건축 공간에 대한 건축계획 연구가 활성화되길 기대한다.


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