에너지절감 시스템, 공간제어 시스템 등 각종 사물인터넷(IoT) 관련 신기술이 대두되기 전부터도 전기·소방·공조·설비 및 유지관리와 방범·보안, 특히 최근에는 온실가스 감축에 이르기까지 하나의 건축물은 공간이기도 하지만 하나의 거대한 기계로써, '성능이 곧 건축물의 완성도'를 대변하고 있다.
그러나 건축설계를 하는 건축사의 입장에서 이러한 각종 설비 시스템은 반드시 해야만 하는 숙제, 풀어야만 하는 공식처럼 매 프로젝트마다 다른 부지 조건과 건축주의 요구사항, 경제적인 한계 안에서 늘 어려운 문제이며 공을 들여 해결을 해도 밑져야 본전인 그러한 것이었을지도 모른다.
특히 실내 냉·난방, 가습, 환기 등을 조절하는 공기조화(air conditioning) 시스템은 날이 갈수록 뜨거워지는 지구의 이상기온 현상과 이에 따른 건축물 에너지 소비량 감축 사이에서, 사용자를 위해 실내 공기는 더욱 쾌적하게 해주면서 전 지구를 위해 에너지 효율을 높여야 하는 즉, 두 마리 토끼를 모두 잡아야 하는 설비 부문이다.
그러나 공조 시스템은 건축물의 허파이자 혈관이긴 하지만 동시에 지하부터 옥상까지 관통하는 샤프트(Shaft, 설비 주관 덕트 등을 통하게 하는 연직 방향의 중공(中空) 공간) 설계는 건축사들의 전통적인 골칫거리라 해도 과언이 아닐 것이다. 옥상 냉각탑과 지하 저온수냉동기 펌프를 연결해야 하기 때문이다.
연도 및 배관 샤프트는 자유로운 평면 배치에 걸림돌이 될 뿐 아니라 적지 않은 바닥면적을 앗아가고 지하공간 확보의 문제, 옥상 냉각탑이 유발하는 백연 현상 및 미관 저해 문제 등, 떠안아야 하는 부담이 한두 가지가 아니었다. 그런데 이 연도샤프트를 속 시원하게 제거한 혁신적으로 신기술이 세계 최초로 우리 기술로 개발됐다.
냉난방 공조기업 ㈜성지공조기술(대표 김성현)은 자칭 ‘냉각탑의 모든 것’이라고 부를 만큼 공세적인 연구개발(R&D)을 통해 끊임없는 냉각탑의 변신을 실현해 왔다.
냉각탑을 모듈화해 케이스를 씌우고 그 외피면적을 조경면적화 할 수 있는 ▷디자인식 모듈형 냉각탑부터, ▷건축물 일체식 냉각탑 ▷증발응축 일체형 스크류 냉동기 ▷증발응축 일체형 흡수식 냉온수기의 개발 그리고, 신재생에너지를 활용한 일체형 냉난방 시스템인 ▷연료전지 내장형에 이르기까지 성지공조는 냉·난방 장비 및 부품 분야에서 국내 최다 특허기술 출원 기록을 가지고 있다.
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세계 최초 ‘일체형 냉·난방 공조시스템’
┗ 옥상 냉각탑과 지하 펌프를 하나의 설비로 통합
┗ 건물 수직 관통하던 기존의 샤프트 자체를 제거
┗ 건축비는 줄이고 분양면적은 늘고, 운전비 저렴
┗ 조경면적으로 활용가능, 연료전지 일체형도 있어
■상부조경구조 냉각탑
기존의 냉각탑은 외부를 단순 구조물로 가렸다. 하지만 성지공조의 ‘디자인식 모듈형 냉각탑’은 외부에 사각형의 대형 케이싱(밀폐상자)을 씌울 수 있도록 설계했다. 냉각탑 외부를 다양하게 디자인 할 수 있다. 한마디로 냉각탑에 디자인과 조경을 입혔다고 보면 된다.
이렇게 하면 냉각탑이 보기에 흉한 기계적 장비라는 개념을 벗어나 옥외조형물이나 상업적 광고판 역할까지 할 수 있다. 또 케이싱 윗부분에 자연스럽게 상당한 면적이 생겨 냉각탑에 조경시설을 설치하거나 인공잔디 등을 식재할 수 있다.
따라서 설계자 입장에서는 법정 조경면적을 따로 고민하지 않고도 당연히 설치해야 하는 냉각탑에서 문제를 해소할 수 있게 된다.
■일체식 냉난방 시스템
특히 세계 최초로 개발된 ‘일체형 냉온수기 및 냉난방시스템’은 설계자뿐 아니라 건축주와 사용자에 이르기까지 미치는 효과가 가히 구체적이다.
옥상의 냉각탑과 지하의 저온수 냉동기 펌프를 하나의 설비로 통합한 일체형 냉동기는 기존의 설비방식에서는 필수 불가결했던 연도 및 냉각수 배관 샤프트를 불필요한 것으로 만들었다.
기계실 면적이 축소되고 D.A면적도 줄어듬으로써 건축비를 크게 절감시킨다. 기계실 및 연도, 냉각수 D.A면적이 줄어들면, 같은 용적률 안에서도 공간 활용도가 높아지고 분양면적이 증가한다. 따라서 건축주는 일체형 냉동기 하나만 교체해도 초기 공사비뿐 아니라 분양 이익까지 일거양득의 경제적 효과를 누리게 된다.
아울러 냉각수 펌프 용량이 감소하고 냉각탑 냉동기 연동 운전비가 줄어들어 유지관리비 또한 절감하게 되는데, 성지공조기술은 '운전비절감제어시스템'을 적용해서 운전비 절감효과를 입증하기까지 했다.
게다가 냉각수 배관, 연도배관이 적어지고 냉각수 펌프 동력이 낮아져 전기공사 및 설비비까지 감소되니 초기투자비는 두 번 절약되는 셈이다.
■연료전지 내장형 냉각탑
신재생에너지를 활용한 일체형 냉난방 시스템인 연료전지 내장형 냉각탑은 건축물에너지 의무감축 시대에 부응하는 가장 최신 기술이다.
정부는 건축물에 신재생에너지 적용 비율을 점차 높여가고 있지만, 현실에서는 법정 기준에 맞출뿐 실효성 없이 방치되는 경우가 많다.
성지공조는 최근 일체형 냉난방 시스템에 연료전지를 내장시켰다. 그럼으로써 연료전지의 연도, 급배기시설, D.A공사 등 부대공사비를 절감시킨 것이다.
연료전지에서 발생하는 배열을 급탕, 동파방지기능, 승온식 백연 제거 시스템에 적용 가능하고, 연료전지 배열을 이용해 흡수식 냉동기 가동도 가능하니 연료전지와 냉각탑이 상부상조하는 격이다.
■기술경영으로 무장한 강소기업
성지공조는 자체적인 기술개발은 물론 동종업계 기술을 연대하는 열린 기술경영 정책을 통해 쉬지 않고 진화하는 원천기술만이 저성장 시대의 딜레마를 타계하고 미래를 개척하는 강소기업이 갈 길이라는 신념을 실천해 나가고 있다.
때문에 성지공조가 개발한 신제품들은, 실험실을 벗어나지 못하는 R&D를 위한 R&D가 아니라, 실무자가 현장에서 곧바로 적용할 수 있는, 유저(User)의 니즈(Needs)를 제1 솔루션의 원칙으로 삼고 있다.
이번에 예로 든 ▷상부조경구조 냉각탑은 법정 조경면적의 고민을, ▷일체식 냉난방 시스템은 샤프트 공간 손실의 고민을, ▷연료전지 내장형 냉각탑은 신재생에너지 의무화의 고민을 위한 솔루션으로서 기본적으로 건축설계 단계에서 효율을 극대화하고 있다.
동시에 초기 투자비와 운전비뿐 아니라 분양이익까지 높임으로써 하나의 건축물에 관련된 모든 사람을 이롭게 하니, 참 신통한 기술개발 패러다임인 듯 보인다.
