Research Article

Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems. 30 April 2022. 144-157
https://doi.org/10.22696/jkiaebs.20220013

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 스마트하우징과 주거서비스에 대한 이론적 고찰

  • 기존 스마트건축물 평가제도 분석

  •   주거서비스 제공을 위한 홈네트워크 설비구축 관점

  •   재실자를 위한 스마트하우징 주거서비스 제공 관점

  •   제도적 관점의 평가방법 필요성

  • 스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발

  •   스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발방향

  •   스마트하우징 주거서비스 평가체계

  • 전문가 설문조사를 통한 스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발 방향 설정

  •   전문가 설문조사 개요

  •   전문가 설문조사 결과

  • 결 론

서 론

1인 가구의 증가, 고령화, 저출산 등의 사회적 변화를 통해 생겨나는 새로운 주거세대들은 다양한 주거환경서비스를 요구하고 있다. 이러한 요구는 빅데이터(Big Data), Internet of Things (IoT), Artificial Intelligent (AI) 등의 4차 산업혁명 기술을 통해 솔루션을 제공할 수 있을 것이다. 스마트하우징은 첨단정보통신 기술들이 주거환경에 적용되어 진화된 주거서비스를 제공할 수 있는 공간으로 볼 수 있다. 스마트하우징 주거서비스의 기본적인 성능을 확보할 수 있는 여러 방법 중 하나는 제3자에 의한 평가·검증절차를 도입하는 것이다. 평가 검증을 위해서는 평가분야, 평가기준 및 평가방법과 같은 평가 도구가 필요하다. 현재 스마트 하우징 주거서비스의 성능을 평가하기 위한 국내 제도와 기준은 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 스마트하우징의 주거서비스에 대한 정량적 평가방법을 개발하기 위한 기초적인 연구를 하고자 한다. 본 연구는 기존 연구 문헌과 현행 스마트건축물 평가제도의 분석을 통해 스마트하우징 주거서비스 평가체계를 제시하고자 한다. 본 논문의 연구방법으로 첫째, 문헌고찰을 통해 스마트홈, 스마트하우징, 스마트하우징 플랫폼 및 주거서비스에 대한 개념을 정립하였다. 둘째, 초고속정보통신인증기준, 녹색건축 인증기준, 지능형 건축물 인증 기준 등과 같은 기존의 스마트건축과 관련된 제도를 선정하여 스마트 주거서비스 성능 평가 측면에 대해 분석하였다. 셋째, 분석한 내용을 바탕으로 스마트하우징 주거서비스를 평가하기 위한 기초적 단계로 평가방법 구성체계를 수립하였다. 마지막으로 도출한 평가방법 구성 체계에 대한 타당성을 검증하기 위해 전문가 설문조사를 실시하였다.

스마트하우징과 주거서비스에 대한 이론적 고찰

스마트 홈 및 스마트하우징서비스와 관련된 국외 연구를 살펴보면, Sovacool and Del Rio (2021)의 연구에서는 스마트홈 기술을 건물 거주자에게 디지털 연결, 자동화 또는 강화된 주거서비스를 제공하는 기기의 적용이라고 정의하였다. 스마트홈 기술 단계를 기본(Basic), 원격(Isolated), 다발화(Bundled), 자동화(Automated), 직관(Intuitive), 지각(Sentient), 집합(Aggregation)으로 분류하였다. 또한, 전문가 인터뷰를 통해 스마트 홈의 여러 분야 중 에너지 절약(Energy Saving)과 편의서비스 및 조종가능성(Convenience and Controllability) 분야가 이익(Benefits)이 가장 큰 것으로 조사되었다. DeFranco and Kassaba (2021)의 연구에서는 하이레벨 스마트홈 구성요소를 세 가지로 분류하였다. 서버, 네트워크, 인터넷을 의미하는 시스템(System Master), 이를 연결하기 위한 인터페이스 기능의 지능형 대화식 단말기(Family Intelligent Interactive Terminal), 데이터 수집·저장·분석을 위한 스마트 장비(Smart Electrical Equipment)로 구분하였다. Del Rio et al. (2021)는 미국, 영국, 일본, 아랍에미리트 연합국 국가별 스마트홈과 문화에 대한 연구를 통해 스마트 홈의 보편적 기능을 삶의 방식 개선(Improving Lifestyles)과 강화된 제어성능(Enhanced Control)에 초점을 맞추고 있다고 밝혔다.

스마트 주거 개념에 대한 기존 연구를 살펴보면, Lee (2005)는 유비쿼터스 홈, 디지털 홈, 지능형 홈 등의 여러 미래형 주택계획안을 통칭하여 스마트 홈이라 총칭하였다. Cho (2007)는 생활환경의 지능화, 환경친화적 주거생활, 삶의 질 혁신을 추구하는 지능화된 가정 내 생활환경 및 거주공간, 가정 내의 모든 정보가전기기가 유무선 홈네트워크로 연결되어 있어 누구나 언제 어디서든 디지털 홈에서 제공되는 다양한 홈 디지털 서비스를 제공받을 수 있는 미래 지향적인 가정환경으로 정의하였다. Cho and Yoon (2020)은 스마트홈과 스마트하우징의 기본 개념은 같으나 기존의 홈 오토메이션이나 유비쿼터스 보다 주거의 모든 기능, 거주자의 생활을 종합적으로 케어하는 개념, 더 나아가 주택 내부뿐만 아니라 아파트와 같은 공동주택의 경우 동, 단지, 지역 인프라까지 연계되는 종합적인 공간 개념을 내포한 것이 스마트하우징이라고 정의하였다. 기존 연구에서 정의한 스마트홈과 스마트하우징의 개념과 목적은 기본적으로 같은 의미를 내포하고 있는 것으로 판단된다. 주목해야 할 점은 스마트하우징의 경우 서비스의 제공 범위와 대상, 데이터를 수집하고 저장·분석·활용을 통한 재실자의 삶의 질 향상에 중점을 두고 있는 것으로 판단된다.

주거서비스와 관련된 문헌을 살펴보면 Ha et al. (2020)는 국민의 주거안정과 주거수준 향상을 위하여 주택이라는 물리적 공간 환경을 통해 거주 행위의 모든 과정에서 제공받을 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 서비스로서 양질의 주택 기획, 건설, 공급, 유지관리, 리모델링, 개량뿐 아니라 주택을 구매, 임대하기 위한 금융 관련 지원과 개인의 삶의 질 향상과 공동체 활성화를 위해 요구되는 다양한 서비스가 포함되는 개념을 주거서비스로 정의하였다. Kim (2018)은 4차 산업혁명 시대의 스마트홈 전략 연구에서 스마트홈 서비스는 주택 내에 설치되는 스마트홈 기기들이 제공하는 기능을 이용하여 생활상의 편의를 도모하는 편의 서비스와 외부의 서비스나 제품을 공급받을 수 있는 생활 서비스로 분류하였다. 기존 연구에서 정의한 주거서비스는 재실자의 요구사항을 충족시키기 위한 기능을 제공한다는 기본적인 맥락은 같은 것으로 사료된다. 위의 내용을 포함하여 다른 연구에서 수행한 주거서비스의 분야(Category)에 대해 조사하였다. 스마트하우징 주거서비스에 대한 평가방법을 개발하기 위해서는 주거서비스의 다양한 분야를 기반으로 그에 하위 종속된 세부 기술들에 대한 정의와 기술 기준을 정립하는 체계가 중요하다. Table 1에 연구주체별로 분류한 주거서비스 분야를 정리하여 나타내었다. 내용을 살펴보면, 주거서비스와 관련된 다양한 연구 중 12건의 스마트하우징 관련 주거거서비스 연구에서 가장 많이 수행한 분야는 주거편의서비스(Convenience)분야로 나타났다. 주거안전서비스(Safety)와 재실자 헬스케어서비스(Health) 분야가 그 뒤로 높은 비율을 나타내었다.

Table 1.

Category of Smart Housing Service

Researcher
Category
Yun (1996)Jin and Park(1998)Lee (2005)Shin(2008)Park (2012)Kim et al. (2015)Yoon (2016)Maomao(2017)Lim and Chung (2017)Park (2018)Byun et al.(2021)Ahn et al.(2020) Sum
Platform 1
Safety 10
Convenience 11
Health 7
Energy 2
Comfort 6
Community 4
Maintenance 3
Security 2
Entertainment 1
Resource 1
Spatiality 1
Sustainability 1

기존 스마트건축물 평가제도 분석

본 장에서는 국내 친환경 건축물 인증평가제도 중 스마트건축 및 주거서비스와 관련된 기술기준을 살펴보고자 한다. 스마트하우징 주거서비스의 성능을 평가하기 위한 평가방법 및 평가체계를 구성하는데 기존 친환경건축물 인증기준과 정보통신 기술기준을 분석하는 과정이 필요할 것으로 판단된다. 아래의 Table 23에 각 인증 및 기술기준의 평가분야와 시행연도, 대상, 평가절차, 인센티브, 운영단계 평가 등에 대해 나타내었다. 이를 바탕으로 국내 스마트건축과 관련된 평가기준을 고찰한 결과 다음과 같은 특징을 도출할 수 있다.

Table 2.

Category of Smart Building Rating System

Standard Category
(1) ▪HomeNetwork ▪Home Gateway ▪WallPad ▪Network Equipment ▪Public Server
(2) ▪Wiring ▪Piping Equipment ▪Operating Room ▪Premises Wiring ▪Digital Broadcasting
(3) ▪HomeNetwork ▪Wiring ▪Convenience ▪Crime Prevention ▪Safety ▪Security ▪Comfort ▪Energy
(4) ▪Infrastructure ▪Safety ▪Convenience▪Health ▪Energy
(5) ▪Building ▪Mechanical ▪Electrical ▪Information and Communications
▪System Integration ▪Facility Management System
(6) ▪Housing Service Plans ▪Operation Plans ▪Housing Service Facilities ▪Community
▪Maintenance ▪Improvement Plans of Housing Performance

(1) Technical Standards for Intelligent Home Network Facilities (2) High-speed Information and Communication Building Certification System (3) Standard for Home Network Building Certification (4) Housing Performance Grading Indication System (5) Standards for Intelligent Building System (6) Standard for Housing Service

주거서비스 제공을 위한 홈네트워크 설비구축 관점

본문에서 언급된 인증 및 기술기준은 (1)지능형 홈네트워크 설비 설치 및 기술기준, (2)초고속정보통신건물인증기준 (3)홈네트워크건물인증기준, (4)주택성능등급, (5)지능형건축물 인증기준, (6)주거서비스 인증 운영기준으로 총 6개 제도를 분석하였다. 위의 제도에서 주거서비스 인증 운영기준을 제외하고 공통적으로 언급한 요구사항은 홈네트워크 설비에 대한 기준이다. 재실자에게 주거서비스를 제공하기 위해 세대와 단지서버를 연결하는 홈네트워크 망·장비·사용기기에 대한 정보통신설비 기술기준 충족을 요구하고 있다. 이러한 내용을 단지망·세대망 구성도, 홈네트워크설비 Block Diagram, 단위세대 홈네트워크설비 평면도 및 계통도 등의 설계도면에 반영해야 한다. 공동주택의 경우 지능형 홈네트워크 설비 설치 및 기술기준, 초고속정보통신건물인증, 주택성능등급의 홈네트워크설비의 인증항목 기준을 적용할 경우, 지능형 정보통신과 홈네트워크사용기기와의 원활한 연결을 통해 통합된 주거서비스를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 대부분의 홈네트워크 기술 요구사항 중 배선은 인터넷 서비스 제공자인 ISP (Internet Service Provider), 통신을 위한 변복조 장치 Modem (MOdulator and DEModulator), Router의 구성을 지역 네트워크(LAN)를 형성하는데 적합한 카테고리 5,6 이더넷 케이블을 사용하여 단지서버와 세대단말기를 물리적으로 연결하고 있다. 이렇게 구성된 네트워크는 구조가 단순하고 장거리 상에서 대량의 데이터를 전송할 수 있지만, 케이블 배치를 창의적으로 고려해야하는 어려움도 발생할 수 있다. 이러한 점을 보완하기 위해 사물인터넷 기술 기반의 스마트센서 네트워크를 구축하는 사례가 늘고 있다. 건물의 세부적 환경요소 인지를 통해 재실자가 원하는 주거서비스를 능동적으로 제공하기 위한 노력으로 원격운영·웨어러블·추적 등의 기능을 가진 센서기반의 사물인터넷 플랫폼이 스마트하우징 주거서비스에서 중요하다. 이는 기존 스마트건축물 인증기준에서 평가항목으로 제시하고 있는 부분으로 IoT허브 설치, 무선 AP설치, IoT 기기 연결 확장성 확보 등의 평가기준을 통해서도 확인할 수 있는 부분이다.

재실자를 위한 스마트하우징 주거서비스 제공 관점

주택성능등급, 초고속정보통신인증과 지능형건축물 인증기준에서 제시하고 있는 홈네트워크설비, 정보통신기술, 시스템통합(SI), 시설경영관리(FMS) 등의 기술적 요구사항으로 구현되는 안전, 쾌적, 편의, 에너지, 유지관리의 주거서비스 평가내용은 스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발에 기반이 되어야 할 것으로 판단된다. 중요한 것은 위의 평가기준에서 더 나아가 운영단계 재실자 유형별, 공간별, 상황별 달라지는 환경에 대응이 가능한 주거서비스를 구현할 수 있는 평가체계를 고려해야한다. 예를 들면, 녹색건축인증 주택성능분야 홈네트워크 종합시스템 등급의 공용부문 건강한 삶 평가기준에서 단지 내부 공기질 측정 연동은 놀이터, 광장 등의 단지 내 미세먼지, 이산화탄소, 온도, 습도 등의 공기질을 측정하는 측정기가 세대 단말기에 측정정보를 전송하고 확인 할 수 있는 기능에 대해서 평가하고 있다. 세대부문의 건강한 삶 평가기준에서는 세대 내 설치된 환경 감지기 측정정보를 세대 단말기에서 정보 확인이 가능하고, 환기시스템과 연동되어 동작 가능여부를 평가하고 있다. 여기서 더 나아가 스마트하우징 주거서비스 평가 측면으로 살펴보면, 실내·외 열환경의 비교 분석자료와 재실자의 움직임, 사용 중인 공간 파악 등의 데이터, Predicted Mean Vote (PMV)와 같은 쾌적지표도 고려한 Total HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 서비스에 대한 기준이 제시되어야 할 것으로 판단된다.

제도적 관점의 평가방법 필요성

각 인증기준에서 분류하고 있는 평가분야와 평가절차 및 방법에 대해 Table 2Table 3에 각각 나타냈다. Table 2에 나타낸 것과 같이 기존 스마트 건축물 평가기준에서는 홈네트워크설비와 사용기기에 대한 설치기술 기준 여부를 중점적으로 평가하고 있다. 또한 설계 및 준공단계에서의 서류 및 현장 평가로 구성되어 있다. 이러한 부분은 계획단계와 운영단계에서의 프로젝트 이해당사자들의 협업 및 점검 사항에 대한 가이드라인을 제시하지 못하고 있다. 주목해야 할 부분은 주거서비스 인증 운영기준의 평가항목이다. 예비인증의 경우, 계획단계의 입주계층 분석과 전체 주거서비스 전략 타당성과 주거서비스 운영가능성 및 구체성에 대한 평가기준이 마련되어 있다. 본 인증의 경우 전문 주거서비스 코디네이터 채용으로 원활한 주거서비스 제공 및 운영을 위한 기준 및 긴급대응 서비스 및 서비스 전달체계 등 운영단계에 필수적으로 평가해야하는 기준들이 마련되어 있다. 이러한 부분을 참고하여 스마트하우징 주거서비스의 제공에 대한 연속성을 평가할 수 있는 기준을 마련해야 할 것으로 사료된다.

Table 3.

Evaluation Contents of Smart Housing Service

Standard
Contents of Evaluation
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Review
Process
Design Phase ×
Construction Phase × ×
Verification Drawings
Statements
Photos × ×
Field Testing × × ×
Visual Check × ×
Re-Certification × × × ×
Incentives × × ×
Requirement in Operation × × × × ×
AI Methodology × × × × × ×
Charrette × × × × ×
User Interview × × × × ×
Housing Service - - -

*MSIT : Ministry of Science and ICT, MOLIT** : Ministry of Land, Infrastructure, and Transport, MTI ***: Ministry of Trade and Industry, MOE**** : Ministry of Environment

스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발

스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발방향

기존문헌과 제도 고찰 결과를 바탕으로 본 논문에서는 스마트하우징 주거서비스 평가방법을 개발하기 위해 스마트홈의 개념에서 더 나아가 주거건물에 IoT 플랫폼 아키텍쳐, AI, Cloud 등의 스마트 정보통신 기술을 통해 얻은 데이터를 바탕으로 재실자의 주거 안전·쾌적·편의 등의 서비스를 제공하는 물리적 공간을 넘어선 개념을 스마트하우징이라고 정의하였다. 스마트하우징 주거서비스는 사용자가 주거 생활하는 과정에서 신체적·심리적 만족감을 얻을 수 있도록 지원해주는 서비스 중 AI기반 IoT 플랫폼 기술 형태로 제공되는 주거서비스로 정의할 수 있을 것이다. Kang (2011)은 지속가능한 건축의 성능평가를 위한 체계적 모델 구축을 위해 평가도구의 모듈을 입력모듈, 평가모듈, 출력모듈, 평가결과의 사용으로 분류하였다. 본 연구에서는 스마트하우징 주거서비스의 평가체계를 구성하기 위해 위의 연구를 참고하였으며 입력 모듈, 평가모듈, 출력 모듈, 운영 모듈의 4가지의 평가체계로 구성하였다. 입력모듈(Input Module)은 프로젝트의 스마트하우징 주거서비스를 평가할 수 있는 기술기준에 대한 개발 과정을 의미한다. 즉 평가기준을 마련하는 것이다. 입력 모듈의 계층은 분야(Category), 목적(Purpose), 성능(Performance), 기준(Criteria)으로 분리할 수 있다. 평가기준에 대한 수립은 스마트하우징 주거서비스 평가분야별 서비스 구현 목적과 요구하는 성능 및 기술기준을 명확히 정립해야 할 것으로 판단된다. 평가모듈(Assessment Module)은 입력 모듈에서 개발한 평가기준을 바탕으로 프로젝트 바운더리의 공간적 평가범위와 설계·시공·운영 등의 시간적 평가 단계 등의 설정을 개발하는 과정이다. 입력모듈에서 도출한 평가기준을 평가모듈에서 개발한 평가방법의 범위와 평가단계 절차의 설정을 통해 평가결과의 신뢰성을 향상시키는 과정이 필요할 것으로 판단된다. 출력 모듈(Output Module)은 입력모듈과 평가모듈을 통해 나타난 프로젝트의 스마트하우징 주거서비스의 성능을 정량적으로 수치화하는 과정이라고 할 수 있다. 또한, 평가를 통해 도출되는 주거서비스성능과 관련된 데이터를 분석하고 종합하는 과정이라고 할 수 있다. 운영모듈(Operation Module)은 시공사, 입주자, 관리자 등의 이해당사자들의 원활한 의사소통 기능을 유도하여 스마트하우징 주거서비스 성능을 충분히 활용하고 지속성을 유지할 수 있는 제도적 장치를 개발하는 과정이라고 할 수 있다. Figure 1에 스마트하우징 주거서비스 평가체계에 대해 나타내었다.

https://static.apub.kr/journalsite/sites/kiaebs/2022-016-02/N0280160203/images/Figure_KIAEBS_16_2_03_F1.jpg
Figure 1.

Smart Housing Framework and Hierarchy

스마트하우징 주거서비스 평가체계

스마트하우징 주거서비스 평가방법은 스마트하우징 주거서비스 분야와 종속되는 세부 기술에 대해 평가목표와 평가기준·절차에 대해 정립을 해야 한다고 사료된다. 앞에서 조사한 스마트건축물 이론적 고찰과 인증기준 분석을 통해 스마트하우징 주거서비스 평가분야를 8개로 구분하였고 종속되는 서비스의 예시를 Table 4에 나타내었다. 앞에서 조사한 스마트건축물 이론적 고찰과 인증기준 분석을 통해 스마트하우징 주거서비스 평가분야를 8개로 구분하였고 종속되는 서비스의 예시를 Table 4에 나타내었다. Table 1에 명시된 13개 평가분야 중 스마트하우징 주거서비스가 재실자에게 제공하려는 목적이 유사한 플랫폼(Platform)과 보안(Security), 건강(Health)과 쾌적(Comfort), 에너지(Energy)와 자원(Resource), 오락(Entertainment)과 커뮤니티(Community), 유지관리(Maintenance)와 지속가능성(Sustainability)분야는 각각 하나의 평가분야로 통일하였다. 또한, 앞 장에서 분석한 기존 스마트건축물평가기준 중 주거서비스인증기준의 운영전략수립의 중요성을 인지하여 전략(Strategy)분야를 추가하였다. 전략(Strategy)분야는 사용자 맞춤형 스마트하우징 주거서비스의 계획과 시설·운영계획에 대한 전략을 평가하고자 하는 범주이다. 예를 들면, 프로젝트의 지리적 입지, 주변 주택시장 현황, 유효수요 추정 등을 통한 주거서비스 전략 수립 여부와 전문가·입주예정자 대상의 주거서비스 관련 수요조사 및 반영계획 프로그램의 적절성 등의 제도적·정책적 평가분야로 계획단계에서부터 이해당사자들의 참여가 필요한 부분이다. 플랫폼(Platform)분야의 경우, 홈네트워크 설비와 기기, 보안 기능을 바탕으로 스마트하우징 주거서비스들이 안전하게 구동하고 AI기반 데이터 분석 기능이 탑재된 플랫폼을 의미한다. 주거안전서비스(Safety)는 화재와 범죄로 부터의 재실자의 안전을 지키는 서비스를 뜻하며, 주거편의서비스(Convenience)는 재택, 육아 등 재실자 요구사항에 능동적으로 반응할 수 있는 IoT 환경구축서비스를 말한다. 웰니스(Wellness)분야는 재실자의 정신적·신체적 건강을 유지할 수 있는 공기·음·열환경을 제어하는 서비스로 설명할 수 있다. 에너지(Energy)분야는 기존의 BAS·BEMS 기술에 AI기반 에너지 제어기능을 의미하고 커뮤니티(Community) 분야는 개인과 공동체사이의 갈등을 해결하고 공동의 이해관계를 향상시키기 위한 서비스로 구성될 수 있다. 유지관리서비스(Operation & Maintenance)는 스마트하우징 성능을 물리적·기술적으로 유지하기 위한 스마트통합관리시스템을 의미한다.

Table 4.

Category of Smart Housing Service

Strategy Purpose Plans of action & policies designed to achieve smart housing services
Performance Schemeful Sustainability
Services
(e.g.)
①Survey of Smart Housing Service Demand ②Smart Housing Service Strategy and Operation Plan
③Plans of Community Facilities ④Emergency Preparedness Programs
⑤Smart Building Tour Plan ⑥ Regular Stakeholder Charrette
Platform Purpose HomeNetwork facilities, devices & smart housing platform, security
Performance Productivity Stability Compatibility Security
Services
(e.g.)
①HomeNetwork ②Integrated Server System ③IoT System Architecture ④AI Platform Architecture
⑤Security ⑥IoT Smart Devices Connectivity ⑦Smart City Connectivity
Safety Purpose Condition of being protected from fire and crime
Performance Prevention Stability
Services
(ex)
①Smart Fire Safety Service ②Smart Crime Prevention Safety Service ③Smart Earthquake Safety Service
④Smart Viral Response Model ⑤Smart Emergency Care Service for Aged
⑥ Smart Training of Disaster and Emergency
Convenience Purpose Living with little difficulty in built environment
Performance Easy of use Handiness
Services
(e.g.)
①Smart Infill System ②Smart Light Environment Service ③AI Delivery Service
④Smart Ride Sharing Service ⑤Smart EV Facilities ⑥Smart IoT Terminal
Wellness Purpose Secure of mental and physical health
Performance Stability Compatibility
Services
(e.g.)
①Total Thermal Comfort Service ②Smart Bath Room Service ③Smart Health Care Service
④Smart Viral Response Service ⑤Smart Noise Vibration Detection Service
Energy Purpose Energy saving with automatic control system
Performance Energy saving Sustainability
Services
(e.g.)
①Total HVAC Service ②BEMS w/AI ③Smart Envelope System ④IoT/AI Air Quality Service
⑤Achieving Green Building Rating ⑥Renewable Energy Management Service
Community Purpose Group for achieving smart housing service in institutional ways
Performance Social Governance Solidarity
Services
(e.g.)
①Smart Community Support Service ②Smart Living Support Service
③Regular Interview and charrette ④Local Event Information Share Service ⑤Civic Engagement ⑥Smart Family Support
⑦Operation Transparency
O&M Purpose Practices to improve built environment in operation phase
Performance Economic Accountability Sustainability
Services
(e.g.)
①Smart Maintenance Service ②Coordinator of Smart Housing Service
③Smart Management of Underground Space Environment ④Smart Management of Complex Entrance Environment
⑤Smart ELV Environment Management ⑥Smart Water Quality

Figure 2에는 계획·설계·시공·운영의 건설 프로세스에 따른 평가절차와 각 서비스 구현을 위해 작성하고 검토해야하는 평가 일련의 절차를 도식화 하였다. 설계 및 시공 단계에서 발생되는 도면, 설명서, 사진, 전문가 확인서 등의 서류를 바탕으로 홈네트워크설비의 설치 유·무를 평가하는 기존의 정적인 평가방식에서 더 나아가 주거공간에서 생성되는 데이터를 바탕으로 재실자에게 제공되는 주거서비스의 구현 및 성능 검증에 중점을 두는 동적 평가방식을 고려해야한다. 또한 분야별 종속된 각 서비스를 구현하기 위해서는 스마트하우징 주거서비스 요구사항이 필요하다. Table 5에 기능 요구사항, 성능 요구사항, 시스템 장비구성 요구사항, 인터페이스 요구사항, 데이터 요구사항, 서비스 실행 요구사항, 테스트 요구사항에 대한 설명을 나타내었다. 본문에서 수립한 스마트하우징 주거서비스 평가체계에 대한 중요성을 파악하기 위해 친환경건축 및 스마트건축 전문가 설문조사를 실시하였다.

https://static.apub.kr/journalsite/sites/kiaebs/2022-016-02/N0280160203/images/Figure_KIAEBS_16_2_03_F2.jpg
Figure 2.

Evaluation Process of Smart Housing Framework and Hierarchy

Table 5.

Smart Housing Service Requirement

Item Requirement
System Function Requirements for functions (operations) that shall be performed by the target system or that shall be performed by the user using the target system.
Performance Requirements for performance such as processing speed and time, throughput, dynamic and static capacity, availability, etc. of the target system.
Equipment Composition System equipment configuration, such as hardware, software, network, etc., required for the implementation of the target business. (sensors, devices, analysis servers, etc. )
Interface Requirements for system user interface that connects the target system and the outside.
Data Requirements necessary to build data such as targets, methods, and data that require security for building additional data necessary for the service of the target system and converting data.
Service Requirements required for the user to execute the services of the target system.
Test Testing and checking whether the built system is operating properly against the target.

전문가 설문조사를 통한 스마트하우징 주거서비스 평가방법 개발 방향 설정

전문가 설문조사 개요

앞 장에서 도출한 스마트하우징 8개 평가분야와 평가기준의 요구사항, 평가절차 등의 스마트하우징 주거서비스 평가방법 구성 체계의 적합성과 중요도를 파악하기 위하여 전문가 설문조사를 실시하였다. 지능형건축물인증, 초고속정보통신인증 등의 국내 친환경건축물 프로젝트에 참여한 건축설계자·건축시공자·설비엔지니어·컨설턴트·인증기준 평가자를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 조사방법은 도출한 성능평가방법 구성체계 항목을 설문지에 구조화시켜 각 항목에 대한 중요도를 5점 척도로 적용하였다. 조사결과 분석방법은 R studio 4.1.2 프로그램을 이용하여 빈도분석과 기술통계를 살펴보았다. 설문조사에 대한 전반적인 개요 및 응답자의 특성에 대해 Table 6Table 7에 나타내었다.

Table 6.

Outline of Specialist Questionnaire Survey

Classification Content
Period 2021.12 ~ 2022.02
Purpose To seek expert advice and verify evaluation structure of smart housing service
Respondent 63 experts (more than 5 years of work experience)
Questionnaire Type Preference (5-Point Likert Scale), Short-answer item
Analysis Method Frequency, Average, Standard Deviation
Tool R, R-studio 4.1.2
Table 7.

Characteristics of Respondents (n=65)

Item Career of Green/Smart Building (yr) Field of Green/Smart Building
3~5 5~10 10~15 15~20 20↑ Developer Designer Builder Consultant Assessor Official Researcher
n 16 28 15 4 2 1 20 4 11 18 2 9
% 24.6 43.1 23.1 6.2 3.1 1.5 30.8 6.2 16.9 27.7 3.1 13.8

Total Respondents: 66, Missing Value: 3, Effective Response: 63, Effective Response Percent: 97%

전문가 설문조사 결과

스마트하우징 주거서비스 평가방법의 구성체계에 대한 전문가 설문조사 결과를 Table 8에 명시하였다. 8개의 스마트하우징 주거서비스 평가분야(Category)에 대한 중요도를 5점 척도로 조사한 결과, 주거안전서비스(4.51)가 가장 높았고 플랫폼서비스(4.30), 커뮤니티 서비스(4.13), 건강·쾌적서비스(4.06), 에너지자원서비스(3.95), 주거서비스 제도(3.83), 주거편의서비스(3.78), 유지관리서비스(3.40) 순으로 나타났다. 3가지로 분류한 스마트하우징 주거서비스 평가법(Method)의 중요도를 조사한 결과, 스마트 하우징 물리적 구성요소의 적용여부를 평가하는 기술적 평가(4.16), 상황별·장소별 주거서비스의 구현여부 및 질 평가(4.13), 계획/설계/운영 단계별 주거서비스 계획 및 운영 전략 수립, 거주 후 평가 여부의 중요성을 의미하는 제도적 평가(3.86) 순으로 조사되었다.

Table 8.

Result Analysis of Specialist Questionnaire Survey (n=65)

Questionnaire Agree**
(%)
Disagree*
(%)
Average S.D C.V
Category Strategy (Demand survey, operation plan, etc.) 45 (71.4) 2 (3.2) 3.83 0.708 0.19
Platform (IoT system architecture, AI, Home network) 56 (88.9) 0 (0) 4.30 0.663 0.15
Safety (Fire, Crime prevention, Emergency care, etc.) 57 (90.5) 1 (1.6) 4.51 0.716 0.16
Convenience (Smart indoor environment management, etc.) 38 (60.3) 1 (1.6) 3.78 0.771 0.20
Wellness & Comfort (Thermal comfort, Health care) 50 (79.4) 0 (0) 4.06 0.693 0.17
Energy (AI HVAC system control service, BEMS, etc.) 46 (73.0) 2 (3.2) 3.95 0.792 0.20
Community (Group support, Charrette, Entertainment) 49 (77.8) 1 (1.6) 4.13 0.793 0.19
Operation & Maintenance (Smart management, etc.) 24 (38.1) 4 (6.3) 3.40 0.730 0.22
Method Institutional Evaluation (Strategization, Interview, etc.) 46 (73.0) 2 (3.2) 3.86 0.715 0.19
Technical Evaluation 55 (87.3) 1 (1.6) 4.16 0.677 0.16
Service Quality Evaluation 52 (82.5) 1 (1.6) 4.13 0.729 0.18
Requirement System Function 47 (74.6) 1 (1.6) 3.97 0.740 0.19
Performance 49 (77.8) 2 (3.2) 3.98 0.751 0.19
Equipment Composition 49 (77.8) 0 (0) 4.00 0.672 0.17
Interface 56 (88.9) 1 (1.6) 4.14 0.644 0.16
Data 50 (79.4) 0 (0) 4.13 0.729 0.18
Service 45 (71.4) 0 (0) 3.95 0.728 0.18
Procedure Design Phase for Documentation Review 38 (60.3) 7 (11.1) 3.68 0.964 0.26
Construction Phase for Spot Investigation 42 (66.7) 7 (11.1) 3.87 1.039 0.27
2-Step Process (Design Phase+Construction Phase) 51 (81.0) 3 (4.8) 4.14 0.840 0.20
3-Step Process (Plan/Design+Construction+Operation) 58 (92.1) 2 (3.2) 4.56 0.799 0.18
Verification Documentation (Drawing, Statement, Specification, etc.) 39 (61.9) 4 (6.3) 3.75 0.897 0.24
Spot Investigation (Visual, Testing, Photos, etc.) 49 (77.8) 4 (6.3) 4.03 0.915 0.23
Post Occupancy Evaluation for Housing Services 54 (85.7) 0 (0) 4.38 0.728 0.17
Incentive Reflecting cost increase in housing sale price 38 (60.3) 7 (11.1) 3.62 0.958 0.26
Relaxation of Building Standards 38 (60.3) 10 (15.9) 3.62 1.007 0.28
Tax Exemption Benefit (Acquisition, Registration, etc.) 35 (55.6) 8 (12.7) 3.65 0.970 0.27
Interest Support (Deposit, Rent, Purchase, etc.) 39 (61.9) 8 (12.7) 3.84 1.050 0.27
Evaluation of Smart Housing Service Using Living Lab 53 (84.1) 0 (0%) 4.21 0.699 0.17

*Disagree: Sum of 1,2 points Likert scale (Strongly disagree + disagree), **Agree: Sum of 4,5 points Likert scale (Strongly agree + agree), ***SD: Standard Deviation, CD-Coefficient of Variation

다음으로 스마트하우징 주거서비스 구현을 위해 세부 기능을 정의하고 서비스와 관련된 기능, 성능, 장비구성, 인터페이스, 데이터, 서비스 실행에 요구되는 사항(Requirement)을 기준으로 정립하는 부분에 대한 전문가 의견을 조사하였다. 목표로 하는 주거서비스 시스템과 외부를 연결하는 시스템 인터페이스 및 사용자 인터페이스에 대한 요구사항(4.14)의 중요도가 가장 높게 나타났다. 스마트하우징 주거서비스에 필요한 자료구축 및 데이터 변환을 위한 대상·방법·보안이 필요한 데이터 등 데이터를 구축하기 위해 필요한 요구사항(4.13), 목표 주거서비스 수행을 위해 필요한 하드웨어·소프트웨어·네트워크 등의 시스템 장비 구성에 대한 요구사항(4.00), 목표 주거서비스 시스템의 처리 속도·시간·처리량·용량·가용성 성능에 대한 요구사항(3.98), 목표 서비스 시스템이 반드시 수행하여야 하거나 사용자가 반드시 할 수 있어야 하는 기능 및 동작에 대한 요구사항(3.97), 목표시스템의 주거서비스를 사용자가 실행하는데 필요한 요구사항(3.95)순으로 낮게 나타났다. 스마트하우징 주거서비스 평가방법 절차(Procedure)에 대한 전문가 의견으로는 계획·설계단계 평가, 시공·준공단계 평가, 운영단계 평가 총 3단계 평가의 필요성이 가장 높음을 알 수 있다. 주거편의·쾌적·안전 등의 서비스의 실행과 질에 대한 평가를 위한 검증방법(Verification)에 대한 전문가 의견으로는 거주 후 사용자 평가에 대한 중요성이(4.38) 가장 높게 나타났으며, 스마트하우징의 보급·활성화를 위한 장려책(Incentive)으로는 임대 및 구매비용에 대한 이자지원의 사용자 금융 지원 정책(3.84)이 가장 중요하다는 응답비율이 높았다. 주거서비스의 가치와 수준을 사용자 관점에서 평가하고 그 피드백을 제공자에게 전달하여 좀 더 양질의 주거환경을 구현하는 리빙랩 방법론의 성능 평가 필요성에 대한 전문가 의견은 4.21로 나타났다.

설문조사 결과를 정리해 보면, 스마트하우징 주거서비스 평가분야 중 스마트화재안전 및 방범안전서비스를 포함하는 주거안전서비스에 대한 중요도가 가장 높게 나타났다. 또한 플랫폼 서비스 평가분야에 대한 중요도가 높게 나타나 주거서비스 제공을 위한 데이터 분석 및 보안 등의 하드웨어적 설비 및 소프트웨어적 기술에 대한 평가가 필요한 것으로 나타났다. 평가법에 대한 중요도 분석결과를 살펴보면 스마트하우징 기술 및 서비스 성능평가에 대한 중요도는 높은 반면 주거서비스 계획 및 운영 전략 수립에 대한 제도적 평가의 중요성은 상대적으로 낮게 나타났다.

결 론

본 연구는 스마트하우징 주거서비스의 성능 평가를 위하여 기존 문헌고찰 및 국내 스마트건축물과 관련된 인증·평가기준을 조사하였다. 이를 바탕으로 평가분야, 시기와 절차, 평가서류 등에 대한 평가방법의 체계를 도출하였고 전문가 설문조사를 통해 각 구성체계에 대한 중요성을 파악하였다. 분석결과를 토대로 다음과 같은 결론을 정리하였다.

(1)스마트하우징 주거서비스 평가분야별 중요도에 대한 전문가 설문조사 결과, 주거안전서비스(Safety)가 4.51로 가장 높게 나타났다. 범주에 속하는 스마트방범안전서비스 및 스마트화재안전서비스의 평가기준 수립시 필수 평가항목에 대한 선정을 고려해 볼 필요가 있으며 평가단계별 상세한 요구사항의 정립이 필요할 것으로 판단된다.

(2)스마트하우징 주거서비스 기술을 구체화하고 분야별 협업과 기술 연계방안을 위해 서비스 세부 기능을 정의, 이에 관련한 기능(동작), 성능, 장비구성, 인터페이스, 데이터, 서비스실행에 요구되는 평가기준을 마련해야 한다. 이에 해당하는 요구사항(Requirement)항목의 전문가 설문조사 결과, 인터페이스 및 데이터 요구사항에 대한 중요도가 각각 4.14과 4.13으로 높게 나타났다. 이는 홈네트워크설비와 기기를 통해 생성되는 데이터의 수집, 저장, 분석, 전달 절차를 통해 제공되는 스마트하우징주거서비스를 구현할 수 있도록 명확한 평가기준을 마련해야 할 것으로 사료된다.

(3)평가절차에 대한 전문가 설문조사 결과, 계획·설계, 시공, 운영의 3단계 평가에 대한 중요도가 4.56으로 높게 나타났다. 이는 스마트하우징 사업 계획 단계부터 양질의 주거서비스 계획 수립을 유도하고, 운영단계 사용자 참여 모니터링 프로그램의 거주 후 평가에 대한 평가방법론이 수립되어야 함을 의미한다.

스마트하우징 주거서비스 평가분야, 평가절차, 요구사항 등에 대한 전문가 설문조사의 결과는 향후 스마트하우징 주거서비스의 평가항목과 평가기준을 수립하는데 그 중요도의 결과를 반영해야할 필요가 있다. 이를테면 각 스마트하우징주거서비스 기술에 부여되어 그 중요도를 의미하는 가중치를 높게 산정하거나 필수적으로 평가해야하는 항목으로 선정할 필요가 있다.

본 연구는 스마트하우징주거서비스 평가방법에 대한 개발방향을 설정하기 위한 기초적 연구로 스마트하우징 주거서비스 분야와 종속되는 세부 기술에 대해 평가목표와 평가기준·절차에 대해 정립하는 연구가 필요하다. 또한 도출된 평가방법론에 대해 설계 및 시공 단계에서 발생되는 도면, 설명서, 사진, 전문가 확인서 등의 서류를 바탕으로 홈네트워크설비의 설치 유·무를 평가하는 기존의 정적인 평가방식에서 더 나아가 주거공간에서 생성되는 데이터를 바탕으로 재실자에게 제공되는 주거서비스의 구현 및 성능 검증에 중점을 두는 동적 평가방식에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Acknowledgements

이 논문은 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었음(과제번호 22SHTD- B157018-03). This work is supported by the Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement (KAIA) grant funded by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport (Grant 22SHTD-B157018-03).

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