1. 서 론
1.1. 연구 배경
1.2. 연구 범위
2. 연구 방법
3. 연구결과
3.1. G-SEED의 BEMS 관련 항목 분석
3.2. 해외 인증제도 분석
3.3. 체계적 문헌 조사 결과
3.4. G-SEED 내 BEMS 인증 항목 개선 방향 제안
3.5. G-SEED, 해외 인증제도 및 국내 문헌 분석 결과의 비교·종합
4. 논 의
4.1. 운영 성능 기반 BEMS 평가 도입 방안으로써의 동적 에너지 해석도구 활용
4.2. 동적 에너지 해석도구 활용 기반 성능평가 방법 도입의 장애요인
5. 결 론
1. 서 론
1.1. 연구 배경
전 세계 에너지 소비량의 약 40%가 건물에서 소비되고 있을 만큼 현대 건축물은 국기 에너지 소비 중 큰 비중을 차지한다. 특히 냉난방, 조명, 전력 등의 운영 효율성이 전체 에너지 사용량에 영향을 미친다. 이에 따라 건축물 에너지 절감을 위한 건축물 운영 효율성을 향상시킬 수 있는 관리 수단이 필요성이 중요해졌다. 이러한 수요에 부응하기 위한 시스템이 BEMS(Building Energy Management System, 건물에너지관리시스템)이다. BEMS는 건축물의 에너지 성능 강화, 실내 재실 환경 개선 및 외부 기후변화에 대한 대응력 향상을 위해 건축물에 적용되는 시스템이다. BEMS의 주요 기능은 건물 에너지 사용량을 실시간으로 모니터링하고 이를 바탕으로 한 자동제어를 통해 실내에 쾌적한 환경을 제공하는 것을 목표로 한다.
국내에서는 ‘그린홈, 그린빌딩 보급사업’과 ‘녹색성장 기본법’ 제정 이후, 저탄소 녹색성장 정책에 따라 BEMS 기술 개발 및 보급이 추진되었고, 먼저 공공건축물을 중심으로 보급이 확대되었다. 그리고 최근에는 스마트시티, 스마트빌딩 사업과 연계되어 민간, 산업시설까지 확산되는 추세이다. 이러한 BEMS의 적용 확대는 다양한 건축물들의 에너지 사용량 및 탄소배출량 감소로 이어져, 국가적 탄소 배출량 감축에도 기여할 수 있다. 이 외 건축물의 운영자 측면에서는, 건축물 운영경비 절감 효과로 인하여 경제인 이득도 기대할 수 있다. 이렇게 BEMS는 건물의 에너지 소비량 감축과 탄소 배출 감소에 직접적으로 기여할 수 있다. 따라서, 국가적 보다 실질적인 건축물 에너지 관리가 이루어지도록 BEMS를 활성화 하는 것은 반드시 필요하다고 할 수 있다. 또한 건축설비의 이상을 조기에 감지하고, 기후 변화 대응과 지속가능한 건축 환경을 구축하는 등의 목적 측면에서도 BEMS의 도입을 장려하고 활용 범위를 확대하는 것은 긍정적인 측면이 있다. 하지만 BEMS와 관련한 현장 조사 사례와 관련된 연구들에 따르면 설치된 BEMS의 약 50%가 정상 운영되지 않는 것으로 제시되고 있다(Ahn, Kim, Hwang, & Jung, 2019). 따라서 BEMS의 효과적인 운영과 활성화를 위해 제도적·기술적 개선이 요구된다.
본 연구에서는 BEMS를 활성화하기 위한 방법 중 국내 건축물 인증제도에 주목하고 이를 통한 BEMS 활성화 방안에 대해 검토해 보고자 한다. 우리나라의 녹색건축을 선도하는 제도인 녹색건축인증(G-SEED) 안에는 BEMS와 관련된 항목이 포함되어있다. 이와 관련하여 에너지 계측, 모니터링시스템 등의 항목이 포함되어있으나 본 연구에서는 이러한 G-SEED 내에서의 BEMS 관련 항목을 개선을 통한 BEMS 보급 활성화 방안에 대하여 고찰하고자 한다.
1.2. 연구 범위
BEMS는 건물의 실내 환경과 에너지 성능을 운영 단계에서 안정적으로 유지하기 위한 핵심 기술로, 건축물 시스템 전반에 대한 실시간 모니터링과 자동 제어를 수행한다. 그리고 이를 통해 건축물의 에너지 효율을 향상시키고 탄소배출을 감소시키는 등 다양한 역할을 수행한다. 또한 건축 설비의 운전 상태를 지속적으로 관리하고 이상 징후를 조기에 감지하여 건축물 유지관리 비용을 절감할 수 있어, 건축물 운영 측면에서의 편의성, 경제성 및 지속가능성을 확보하는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구의 주요 목표는 G-SEED 제도 내에서 BEMS와 관련된 항목의 실태를 분석하고, 문헌조사를 기반으로 현행 인증체계 안에서 BEMS관련 항목을 개선하여 BEMS의 활성화에 기여할 수 있는 방안을 제시하는 것이다. 이를 위한 본 연구의 범위는 다음과 같이 설정된다.
① G-SEED 내 BEMS 관련 항목 분석을 통해 현행 G-SEED 인증 기준에서 BEMS와 관련된 내용이 어떻게 방식으로 반영되고 있는지 분석함
② 국내외 건축물 인증제도 문헌과 국내 BEMS 연구문헌 분석을 통해 G-SEED 내 BEMS 관련 항목 개선 방안 제안
2. 연구 방법
본 연구는 국내 인증제도인 G-SEED 중 <신축 비주거용 건축물> 기준을 대상으로 하였다. 이 인증 기준 내에서 BEMS 관련 항목을 조사하고 이를 바탕으로 향후 BEMS 활성화를 위한 개선방안을 검토하였다. 이를 위해 기존 해외 인증제도들의 최신 평가항목에서 BEMS 관련 항목을 조사하여 벤치마킹이 가능한 사항이 존재하는 지 분석하였다. 또한, 기존 연구 문헌 조사를 통해 국내외 BEMS 도입의 효과와 운영상 문제점을 검토하였다. 이를 바탕으로 최종적으로 국내 G-SEED에 적용 가능한 BEMS 항목 개선 방안을 제시하였다. 연구의 주요 방법은 다음과 같다.
① G-SEED에서의 BEMS 관련 항목 실태 분석
현행 G-SEED 평가 항목을 조사하여 현행 BEMS 관련 항목의 적용범위와 추가 개선 가능성을 검토한다.
② 해외 사례 조사를 통한 벤치마킹 가능 항목 검토
해외 건축물 인증제도인 LEED, BREEAM에 나타난 BEMS 관련 항목을 분석하여 G-SEED의 BEMS 관련항목에 반영할 수 있는 벤치마킹 요소들을 도출한다.
③ BEMS 관련 국내 문헌에 대한 체계적 문헌조사 (Systematic Literature Review) 수행
DBpia 사이트에서 BEMS라는 키워드로 최근 5년 공학분야 학술지 논문에 대한 체계적 문헌조사를 수행하여, BEMS 기술의 발전 동향, 적용 실태, 운영 단계의 한계 및 활성화 방안을 종합적으로 도출한다.
④ 최종 제안
G-SEED의 현행 BEMS 관련 항목 분석, 해외 건축물 인증제도의 벤치마킹 가능 요소 및 국내 문헌의 체계적 문헌 조사결과를 바탕으로 G-SEED의 BEMS 관련 항목 개선방안을 제시한다.
3. 연구결과
3.1. G-SEED의 BEMS 관련 항목 분석
3.1.1 G-SEED 내 BEMS 관련 항목 개요
현행 G-SEED 인증 기준 내에서는 BEMS와 관련된 항목들이 존재한다(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, 2024). 이에 따라, G-SEED 내 BEMS 항목의 설정 수준을 확인하고, 이를 바탕으로 추가적인 개선 가능성을 검토하였다. 그 내용은 다음과 같다.
(1) 에너지 모니터링 및 관리지원 장치 평가 항목
G-SEED 녹색건축 인증기준 <신축 비주거용 건축물> 관련 인증 기준에서 “2.3 에너지 모니터링 및 관리지원 장치 평가”항목에서는 에너지 모니터링 및 관리지원 장치 설치 여부를 평가한다. 평가기준은 다음 Table 1과 같다. 제출된 설계도서 등을 검토하여 얼마만큼의 에너지가 절약되었는지를 확인할 수 있는 에너지 모니터링 및 관리지원 장치 설치 여부로 점수를 차등 부여하고 있다. 2등급은 0.8점 배점이며 건축물 에너지 소비량 데이터를 수집하고 분석하는 단계이며, 실질적인 모니터링 시스템에 해당한다. 1등급은 통합된 에너지 관리 시스템을 적용 시 1점을 부여하는데, 이는 실질적인 BEMS 시스템의 적용을 의미한다. 즉, 2등급까지의 모니터링 시스템에서 1등급의 통합된 BEMS 시스템을 적용할 때, 추가적으로 획득할 수 있는 점수는 0.2점에 불과하다. 통합형 BEMS 시스템은 실질적인 제어를 위한 액추에이터 등의 설치가 수반되는 바, 많은 자원과 비용이 투자가 요구된다. 그러나, G-SEED 인증제도에서 제공되는 추가 가점은 제한적인 수준에 머물러 있어, 현행 평가체계가 BEMS 적용에 대한 적극적으로 유도하기에는 유인 효과가 충분하지 않은 것으로 판단된다.
Table 1
Energy Monitoring and Management Support Device Calculation Criteria
(2) CO2 모니터링시스템 운영 및 환기량 평가항목
G-SEED 평가 항목 중 “7.4 CO2 모니터링시스템 운영 및 환기량 평가”항목에서는 신축 비주거 건축물 중 ‘판매시설’한하여 적용된다. 매장 내의 실내환경 및 공기질을 효율적으로 관리하기 위한 것으로, CO2 모니터링시스템과 제어에 대한 실시 여부로 점수를 부여하고 있다. 이는 CO2 감시 및 제어가 가능한 통합 시스템의 구현이 가능하도록 계획한 것이다. 이는 BEMS의 일부 기능을 수행할 수 있는 독자적인 시스템의 적용 여부에 대하여 정하고 있는 것으로 판단된다. 즉, 건축물의 다른 설비 시스템과의 통합적인 운영을 고려하고 있지 못하다는 한계가 있다(Table 2).
Table 2
CO2 Concentration Monitoring System Calculation Criteria
(3) 자동온도 조절장치 평가 항목
G-SEED 평가 항목 중 “7.5 자동온도조절장치 설치 수준”에서는 각 실내 온도를 조절해 주는 ‘자동온도조절장치’의 적용 비율에 따라 차등된 배점을 제공한다. 그렇지만, 이 역시 냉난방과 관련된 자체적인 시스템적용 유무만을 판단하며, 다른 시스템들과의 통합적인 고려는 이루어지지 못하고 있다. 학교와 같은 건축물에서는 환기와, 냉난방 장치가 분리되어 있어 이러한 인증제도 안에서는 두 시스템의 통합 시스템의 통합적 운영에 대한 인센티브를 받기는 어려운 상황으로 판단된다(Table 3).
Table 3
Automatic Temperature Controller Installation Ratio Calculation Criteria
(4) 직달일사 및 현휘 평가 항목
G-SEED 평가 항목 중 “7.9 직달일광 조절 및 현휘 감소를 위한 차양 설치” 항목에서 차양에 의한 직달일사 현휘 조절가능 면적에 따른 배점을 하고 있다. 이 항목 역시, BEMS와 관련된 제어ㆍ운영이 가능한 영역이지만, 이러한 내용은 반영되어 있지 않다(Table 4).
Table 4
Installation status of shading devices capable of controlling direct sunlight and reducing glare
3.1.2 G-SEED에서의 BEMS 적용 한계점 및 개선방향
G-SEED의 평가항목들은 에너지 모니터링 장치 설치 여부, CO2모니터링시스템, 자동온도조절장치 설치 관련 항목에서 BEMS와 관련된 기능을 요구하고 있다. 이러한 분석은 G-SEED가 비주거용 건축물의 에너지 효율 향상 및 쾌적한 실내환경 조성에서 현황 파악 측면을 넘어, 실내 환경에 대한 제어 관련 기술을 활용하도록 하고 있음을 보여준다. 그럼에도 불구하고 G-SEED에서 BEMS 관련 항목의 한계점은 다음과 같다.
첫째, BEMS 시스템에 대한 가점이 매우 작다. G-SEED의 에너지 모니터링 및 관리지원 장치 평가 항목에서 통합 BEMS 시스템을 적용할 경우, 기존 모니터링 시스템 대비 추가로 획득 가능한 점수는 0.2점에 불과하다. 이는 G-SEED 전체 인증 점수인 100점 대비 0.2% 수준으로, BEMS 도입에 따른 초기 투자 비용과 시스템 구축 난이도를 고려할 때 실질적인 유인 효과를 제공하기에는 한계가 있는 수준이다.
실질적인 BEMS 항목에 대한 설치비용은 비교적 높을 것으로 예측되는 반면, 모니터링 시스템에서 BEMS 시스템으로 업그레이드할 경우 인증을 통해 획득할 수 있는 추가 점수는 매우 제한적이어서, G-SEED 인증제도 차원에서 BEMS 적용을 적극적으로 유도하기에는 부족한 구조로 판단된다.
둘째, 건축물의 자동제어와 관련된 항목이 일부 평가 항목을 중심으로 반영되어 있으나, 이러한 시스템이 BEMS에 통합될 수 있는 여지를 두지 않았다. 실제로 개별 시스템의 자동제어 가능 수준만을 달성하면, 인증에서 요구하는 점수를 받을 수 있어, 건축물 내에 설치된 시스템의 통합적 운영 개념이 반영되지 않은 한계가 있다.
셋째, BEMS에 의한 건물 시스템의 운영 성능개선이 반영되지 않는다. BEMS관련 항목은 모니터링시스템 관련 BEMS의 설치 여부만 확인하고 있는 상황이다. 또한, BEMS에 의한 실제 에너지 절감률, 설비 효율 향상 제어 알고리즘 성능 등 BEMS의 실질적 효과가 점수에 반영되지 않는 한계가 있다. 에너지 성능 평가 관련 부분에서도 BEMS관련 성능 개선 효과는 반영하기 어렵다. 동시에 본 인증에서 참고하는 에너지 성능지표(EPI) 또는 건축물에너지효율등급 평가 프로그램인 ECO2에서도 이러한 BEMS의 효과는 반영되지 않는 한계가 있다. 물론 이러한 점은 실제 설치된 BEMS의 운영이 잘 되지 못한다는 보수적 관점에 기인할 가능성도 있다.
이러한 한계를 보완하기 위해서는 G-SEED의 BEMS 관련 평가가 단순한 기술 적용 여부 확인을 넘어, 건축물의 에너지 관리 수준을 단계적으로 향상하도록 유도하는 방향으로 재구성될 필요가 있을 것으로 판단된다. 특히 인증 과정에서 BEMS의 활용 목적과 관리 수준을 명확히 구분하여, 기본적인 계측과 모니터링 단계부터 고도화된 분석 및 제어 단계까지 발전 경로를 제시하는 체계가 면밀한 점수 체계와 함께 병행해 제시될 필요성이 있을 것으로 판단된다. 그리고 향후 G-SEED 인증을 일회성 평가로 한정하지 않고, 운영 단계와 연계된 관리 체계로 확장할 필요성도 제기될 수 있을 것으로 판단한다.
3.2. 해외 인증제도 분석
3.2.1 BREEAM 인증 제도 내 BEMS 관련 항목
BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)은 영국의 친환경 건축물 인증제도이다(BRE Global Ltd., 2020). 이에 따라, BREEAM에 존재하는 BEMS 관련 항목을 조사하고, 참고 가능한 사항을 정리하였다. BREEAM에서는 에너지 모니터링(ENE 02) 단계에서 사용 후(Post-Occupancy Evaluation) 등의 항목이 존재하며, 여기서 건물 에너지 사용 모니터링을 요구하고 있으며, 세부 내용은 Table 5에 제시되어 있다. 이 인증항목 역시, 자동제어보다는 모니터링에 치우친 구조로 설계된 것을 확인할 수 있다. 그러나 ENE10(Flexible demand sid response) 단계에서는 전기공급 장치에서 외부 전기공급량에 반응하여 시스템을 제어하는 스마트 제어 시스템이 장착되어 있는 경우 점수를 부여받을 수 있다. 이 개념은 Demand Control 개념으로 판단되며, BEMS 측면의 자동제어 시스템에 해당한다고 판단된다.
Table 5
BEMS-related items for Energy in BREEAM Certification
BREEAM에서는 환기 설비 시스템이 설치된 경우, 시스템의 제어 유형 및 기능성에 따라 점수를 부여하고 있으며, 세부 내용은 Table 6에 제시되어 있다. 해당 항목에서는 재실자의 유무와 실내 공기질에 따른 공기 흐름의 제어 가능성을 요구하고 있다. 이는 BEMS 일부 기능을 반영한 제어 시스템으로 볼 수 있지만, G-SEED처럼 다른 시스템들과의 통합적인 제어를 요구하지 않는다.
Table 6
BEMS-related items for Ventilation Control in BREEAM Certification
3.2.2 LEED 인증 제도 내 BEMS 관련 항목
LEED는 건물 에너지 관리의 도구로 BEMS와 관련된 기능을 평가 구조를 갖추고 있다(U.S. Green Building Council., n.d.). 세부적인 내용은 Table 7에 제시되어 있다. LEED 인증제도는 “Building-Level Energy Metering”과 “Advanced Energy Metering” 항목에서 건축물 및 시스템 단위의 에너지 사용량을 실시간 계측하고 데이터를 저장·원격 모니터링이 가능할 수 있도록 요구한다. 건축물 정보 모니터링 수준에 해당한다. 한편, “Grid Harmonization” 항목에서는 외부 전력망으로부터의 Demand Response 신호에 따라 건물의 부하를 자동으로 조정할 수 있는 시스템의 요구하는데, BEMS 기반 자동제어·수요관리 기능을 직접적으로 평가에 반영한 요소라 볼 수 있다.
Table 7
BEMS-related items in LEED Certification
더불어 LEED는 에너지 성능 평가 측면에서 BEMS와 연계된 제어 기능을 간접적으로 포함할 수 있다. ‘Optimize Energy Performance’ 항목에서의 에너지 해석의 경우 LEED는 Energy plus등과 같은 동적 해석을 허용해, 여기에 ASHRAE에서 정하는 BEMS 제어 로직을 반영할 수 있다. 즉, BEMS에 대한 항목을 명시적으로 제시하지는 않지만, 에너지 해석 시 BEMS 알고리즘을 반영할 수 있게 하여, BEMS 및 관련된 고급 제어 로직을 도입할 여지를 주고 있다.
3.2.3 해외 인증제도 분석을 통한 개선방안 검토
BREEAM과 LEED는 모두 기본적으로 실시간 에너지 사용량 계측과 모니터링을 요구한다. BEMS와 관련된 사항으로는 두 인증제도 모두 외부의 에너지 동향에 따라 건축물의 시스템을 조절할 수 있는 자동제어 및 수요관리 기능을 가점 항목으로 제공하고 있다. 또한 LEED 에서는 에너지 소비량의 평가에 동적해석을 허용하고, 이를 통해 BEMS의 제로 로직을 반영할 여지를 두고 있는 것이 특징이다. 이러한 해외사례를 고려할 때, 외부 에너지 현황에 맞추어 건축물의 시스템 운영을 조절하는 Demand control 개념의 항목과, 에너지 소비량의 동적 해석을 통한 BEMS 알고리즘의 반영이 주로 고려될 수 있을 것으로 판단된다.
한편, 해외 인증제도의 경우 BEMS 또는 이에 준하는 자동제어 및 수요관리 기능이 총점에 미치는 영향이 상대적으로 크게 설정되어 있다. BREEAM은 카테고리별 가중치를 적용하는 평가 구조를 가지며, Energy 카테고리는 전체 평가 점수의 약 15‒19%를 차지한다. Ene 10 항목은 외부 전력망 신호에 반응하여 건축물 설비의 운전을 조절하는 Demand Response 기반의 스마트 제어 기능을 examplary credit으로 인정하는 항목으로, 이는 단일 세부 항목임에도 Energy 카테고리의 가중치를 고려할 경우 총점 기준으로 환산 시 약 1‒2% 수준의 상대적 영향력을 갖는 것으로 해석할 수 있다. LEED는 항목별 점수 합산 방식의 평가 구조를 가진다. Grid Harmonization 항목을 통해 최대 2점을 부여한다. 이는 총점 110점을 기준으로 환산할 경우 약 1.8%에 해당하는 점수이다. 이에 비해 G-SEED에서의 BEMS 직접 가점은 총점 대비 0.2% 수준에 그쳐, 자동제어 및 통합 에너지 관리 시스템 도입을 유도하기에는 상대적으로 낮은 가중치를 갖는 것으로 판단된다.
이러한 해외사례를 고려할 때, 외부 에너지 현황에 맞추어 건축물의 시스템 운영을 조절하는 Demand control 개념의 항목과, 에너지 소비량의 동적 해석을 통한 BEMS 알고리즘의 반영이 향후 G-SEED 개선 방향으로 주요하게 고려될 수 있을 것으로 판단된다.
3.3. 체계적 문헌 조사 결과
국내 연구 자료에 대한 체계적 문헌 조사를 위해 DBpia에서 “BEMS”를 핵심 키워드로 설정하여 최근 5년간 공학 분야 학술지 논문 및 기고문 등 백색문헌을 검색한 결과, 총 75편의 문헌이 확인되었다. 이후 논문 제목을 기준으로 본 연구 주제와 관련성이 있는 문헌을 1차로 선별한 결과 32편이 추출되었다. 이들 논문의 초록 및 주요 내용을 검토하여 논문과 연계되는 연구만을 재선별한 결과, 최종적으로 총 7편의 핵심 연구 문헌을 도출하였다.
선정된 연구는 BEMS 운영 효율성, 제어·진단 기술, 인증제도, 탄소중립 정책 등 다양한 측면에서 BEMS 활성화 방향을 다루고 있으며, 주요 내용은 다음과 같다.
Kwon(2025)은 기존 모니터링 중심의 BEMS가 갖는 한계를 지적하며, FDD 기반 운영으로 확장해야 한다고 주장하였다. Lee(2025)는 BEMS의 경제적 지속가능성을 강조하며, 초기 비용 부담을 낮추기 위한 저비용·고성능 운영 모듈 개발 필요성을 제기하였으며, 서비스 기반 BEMS 운영 체계 구축을 통해 유지관리 효율을 높이는 방안을 제안하였다. Noh(2025)는 탄소중립 및 제로에너지 기준의 확산 속에서 BEMS가 필수 요소로 자리매김해야 한다고 주장하며, 디지털 기반의 건물 운영 및 탄소 관리 체계를 구축하기 위해 BEMS의 역할이 더욱 확대되어야 함을 강조하였다. Yoon(2021)은 HVAC 시스템을 최적화하기 위하여 ANN 기반 모델링 기법과 최적 제어 알고리즘을 활용하는 방법을 제안하였다. Hwang, Song과Lee (2020)은 BEMS 데이터의 활용, 기존의 문제점, 그리고 이에 상응하는 대응 방안을 제안하였다. Kim(2020)은 국내 건축물 에너지 관련 인증제도(에너지효율등급, 제로에너지건축물 인증 등)를 비교하여 BEMS 관련 평가 요소의 한계를 분석하고, 설치·운영·검증 단계별 평가 기준 강화 필요성을 제시하였다. Kim과 Lee (2020)는 건물 에너지 소비 정정 기술 개발과 온실가스 배출권 거래제와의 연계에 대해 설명하고 있다.
이와 같은 문헌 분석 결과는 국내 BEMS가 에너지 사용량 감시 및 계측 중심의 초기 단계에서 출발하여, 최근에는 FDD, 최적 제어, 인공지능 기반 예측 제어 등 운영 단계의 효율성과 안정성을 향상시키는 기술로 점진적으로 발전하고 있음을 보여준다. 이는 BEMS가 단순한 모니터링 도구를 넘어 건물 에너지 운영 전반을 관리·최적화하는 핵심 기술로 확장되고 있음을 시사한다.
그러나 이러한 기술적 발전에도 불구하고, 문헌에서 제시된 고도화된 BEMS 기능이 실제 건축물에 보편적으로 적용되고 있다고 보기는 어려운 것으로 나타났다. 다수의 연구가 알고리즘 개발이나 제도 개선 방향 제시에 초점을 두고 있어, 실제 운영 단계에서의 적용 수준과 장기적인 에너지 절감 성과를 종합적으로 검토한 사례는 제한적인 실정이다.
이러한 한계는 초기 구축 비용, 전문 운영 인력 부족, 운영 성능을 객관적으로 검증할 수 있는 제도적 기준의 미비와 맞물려, BEMS의 실질적 에너지 절감 효과가 현행 인증제도에 충분히 반영되지 못하는 구조적 원인으로 작용하고 있다. 이는 본 연구가 G-SEED의 BEMS 관련 평가 항목을 설치 여부 중심의 정성적 평가에서 벗어나, 운영 성능과 에너지 절감 효과를 기반으로 한 성과 중심 평가 체계로의 개선 필요성을 제안하는 배경이 되며, 다음 절에서는 이를 구체적인 인증 항목 개선 방향의 관점에서 검토하고자 한다(Table 8).
Table 8
Summary of derived Papers through Systematic Literature Review
| Paper Title (Name, Year) | Paper Summary |
| Kwon Han-sol (2025) |
Proposes optimal control schedules and diagnosis by utilizing Fault Detection and Diagnosis (FDD) techniques to detect abnormal states and analyze inefficient operation and energy consumption characteristics. |
| Lee Tae-won (2025) |
Aims for low-cost and high-performance , focuses on an integrated approach during the design stage, R&D of Digital Twin technology, establishment of an open-architecture BEMS platform, and industry participation for development. |
| Noh Hee-jeon (2025) |
Emphasizes the necessity of applying Zero Emission standards, making BEMS a prerequisite, and expanding a digital-based building operation carbon management system centered on BEMS. |
| Yoon Ah-yoon (2021) |
Proposes the derivation of an optimal operation schedule for BEMS , direct control method of the HVAC system (directly adjusting the reference input of the HVAC system), and the utilization of modeling and optimal operation algorithms (enhancing utilization through online supervised learning based on Artificial Neural Network (ANN) modeling and optimal operation). |
| Hwang Ji-hyun, Song Doo-sam, Lee Tae-won (2020) | Deals with the efficient utilization of BEMS data, existing problems, and corresponding countermeasures. |
| Kim Yu-ra (2020) |
Stresses the need for BEMS economic improvement , notes that loss of trust harms the performance of the BEMS installation mandate policy, and suggests methods for energy saving through BEMsS installation and operational efficiency. |
| Kim Dong-il, Lee Byung-ho (2020) |
Deals with the development of building energy consumption correction techniques and linkage with Greenhouse Gas Emission Trading. |
3.4. G-SEED 내 BEMS 인증 항목 개선 방향 제안
본 연구에서는 국내 G-SEED 인증제도와 해외의 LEED, BREEAM을 중심으로 BEMS 관련 평가항목을 비교·분석하고, 최근 국내 연구동향을 검토하였다. 그 결과, G-SEED는 에너지 모니터링 장치의 설치 여부 중심으로 평가가 이루어져 있으며, BEMS의 실제 운영 성능과 효율을 직접적으로 반영하지 못하는 한계가 드러났다. 설계·준공 중심의 구조로 인해 에너지 절감 효과 검증, 제어 알고리즘의 적정성, 장기 운영성과 등이 평가항목에 포함되지 않으며, 인증 이후 성능 검증체계도 미흡한 것으로 확인되었다. 이는 BEMS의 핵심 기능인 데이터 기반 운영 최적화가 인증제도에 충분히 고려되지 못하고 있음을 나타낸다. 또한 현행 에너지 해석프로그램에 BEMS 로직을 반영하기 어려운 한계를 가진다. 이에 따라 기존 인증제도에 분산되어 있는 자동화 관련 항목을 BEMS 항목과 관련된 통합적 평가 항목에 병합하여 추가할 필요성과, 동적 에너지 해석방식의 도입을 고려할 필요성이 있을 것으로 판단된다. 그리고 현재 0.2점에 불과한 BEMS 시스템 적용에 따른 가점 범위를 확대할 필요성도 있는 것으로 판단된다.
LEED와 BREEAM은 계측 및 모니터링 요구 수준이 상대적으로 높고, 특정 조건에서 부하 제어 장치 설치 시 추가 점수를 부여하는 등 일부 반영하고 있다. 국내 G-SEED에서 차용할 만한 내용은 건축물 외부 에너지 변동에 따른 건축물 내부 시스템의 Demand control 개념과, 건축물 에너지 소비량 평가 시 동적 에너지 해석의 허용을 통한 BEMS 로직의 반영이 주요한 내용이 될 수 있다. 또한, 해외 사례에서는 설계 단계에서 성능 기반 추가 크레딧을 제공하고, 스마트 제어, 수요반응, 운영 최적화 기능 등 BEMS 핵심 운영 역량을 평가에 반영하고 있어, G-SEED에서도 초기 적용 수준에서 점수 체계 확대가 가능함을 시사한다. 특히 BREEAM과 LEED에서는 전체 점수 대비 약 5‒15% 수준의 추가 크레딧을 부여하고 있으며, 이를 참고하면 G-SEED에서는 초기단계에 5% 내외의 낮은 수준에서 가점 확대를 검토할 수 있을 것으로 판단된다.
이외 국내 연구 문헌에 대한 체계적 문헌 분석의 경우, BEMS 관련 항목 개선에 반영할 만한 유효한 내용은 확인하지 못하였다. 다만 제시된 BEMS 관련 항목을 G-SEED 제도의 선택적 항목으로 반영하여 가점을 부여하는 방안을 고려할 수 있을 것으로 판단된다. Table 9는 문헌 조사를 수행한 전체 항목과 개선 가능한 항목들을 통합적으로 정리한 표이다.
Table 9
Findings from the Literature Review and Key Benchmarking Points
| BEMS-related items | Current Status & Characteristics | Bench marking points | |
| G-SEED |
Energy Monitoring and Management Support Device Calculation Criteria |
Installing BEMS imposes a high cost burden compared to its point score benefits, resulting in low motivation for adoption. | - |
|
CO2 Concentration Monitoring System Calculation Criteria |
CO2 monitoring evaluates only the feasibility of planning and operation, and does not reflect BEMS’s real-time control capabilities. | ○ | |
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Automatic Temperature Controller Installation Ratio Calculation Criteria |
Indoor environment is formed and unnecessary energy waste minimized through the installation of automatic temperature controllers; points are given based on installation ratio. | ○ | |
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Installation status of shading devices capable of controlling direct sunlight and reducing glare. |
Only installation presence is checked; automatic shading control and BEMS linkage are not reflected in score calculations. | ○ | |
| BREEAM | Ene 02a (Energy monitoring) |
Points are awarded based on installation of meters by usage and sub-metering by load. | ○ |
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Ene 10 (Flexible demand side response) |
Buildings have smart control systems capable of automatically adjusting operations based on external power signals. | ● | |
| Mechanical ventitation |
Buildings are equipped with smart ventilation systems combining occupancy detection and air-quality-based central and individual ventilation control. | ● | |
| LEED |
Building-Level Energy Metering |
Enables tracking of whole-building energy use and identification of additional energy-saving opportunities. | - |
| Advanced Energy Metering |
Requires advanced metering that measures not only building-level but also system-level energy use. | ○ | |
| Grid Harmonization |
Strengthens energy demand management through load adjustments aligned with grid conditions. | ● | |
| Optimize Energy Performance |
Aims to reduce operating costs through high-efficiency energy-optimized design. | ● | |
| Literature Review |
Operational Optimization, Control Technology (Kwon Hansol, Yoon A-yoon) |
Expansion of real-time optimal control technologies such as FDD and ANN; emergence of advanced operational technologies including direct HVAC control and model-based optimal scheduling. | ● |
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Data, Economic Feasibility, Policy Improvement (Hwang Jihyun, Kim Yura, Kim Dongil) |
Need to improve reliability issues caused by poor BEMS data quality and low economic feasibility; emphasize data standardization, enhanced operational efficiency, and linkage with policies such as emissions trading. | ● | |
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Platform, Future Strategy (Lee Taewan, Noh Heejeon) |
Growing importance of next-generation digital management technologies such as digital twins and open platforms; rising strategic value of BEMS as essential infrastructure for achieving zero emissions; need for shifts in industrial ecosystem and policy direction. | ○ | |
3.5. G-SEED, 해외 인증제도 및 국내 문헌 분석 결과의 비교·종합
본 연구에서 수행한 G-SEED 평가 항목 분석, 해외 인증제도(BREEAM, LEED) 분석, 그리고 국내 BEMS 관련 문헌에 대한 체계적 문헌 조사의 결과를 종합하면, 건축물 인증제도에서 BEMS가 반영되는 방식에는 공통적인 구조적 특징과 차이가 존재하는 것으로 나타났다.
우선, 세 가지 분석 대상 모두에서 공통적으로 확인된 점은 BEMS가 에너지 사용량의 계측 및 모니터링 기능을 중심으로 평가되고 있다는 점이다. G-SEED의 경우 에너지 모니터링 및 관리지원 장치 설치 여부를 중심으로 점수를 부여하고 있으며, BREEAM과 LEED 역시 건물 또는 시스템 단위의 에너지 계측과 데이터 저장·모니터링 기능을 기본 요건으로 설정하고 있다. 이는 현행 인증제도들이 BEMS를 건축물 에너지 관리의 ‘기본 인프라’ 수준으로 인식하고 있음을 시사한다.
반면, 자동제어 및 운영 최적화 기능의 반영 수준에서는 제도 간 차이가 뚜렷하게 나타났다. 해외 인증제도의 경우 외부 전력망 신호에 따른 부하 제어, 수요반응(Demand Response), 환기 및 설비 운전의 자동 조정과 같은 기능을 가점 항목으로 반영하고 있는 반면, G-SEED에서는 이러한 기능이 개별 설비 항목에 분산되어 평가되거나, BEMS와의 연계 없이 독립적으로 다루어지고 있는 것으로 분석되었다. 이로 인해 G-SEED에서는 건축물 내 다양한 설비 시스템을 통합적으로 제어·운영하는 BEMS의 핵심 역할이 평가 구조상 충분히 드러나지 않는 한계가 확인되었다.
국내 문헌 분석 결과 역시 이러한 경향을 뒷받침한다. 문헌에서는 FDD, 최적 제어, 인공지능 기반 예측 제어 등 고도화된 BEMS 기술의 필요성과 잠재적 효과가 다수 제시되고 있으나, 이러한 기술이 인증제도 또는 실제 건축물 운영 단계의 평가 기준으로 체계적으로 연계되고 있는 사례는 제한적인 것으로 나타났다. 특히 다수의 연구가 알고리즘 개발이나 단기 실증 결과에 초점을 두고 있어, 상용 건축물에서의 장기 운영 성과를 기반으로 한 평가 체계로 확장되기에는 한계가 있는 것으로 분석되었다.
종합하면, 본 연구의 분석 결과는 현행 G-SEED를 포함한 건축물 인증제도가 BEMS를 ‘설치 여부 또는 기능 보유 여부’ 중심으로 평가하는 단계에 머물러 있으며, 운영 성능과 에너지 절감 효과를 정량적으로 반영하는 성과 중심 평가 체계로의 전환은 아직 충분히 이루어지지 않았음을 보여준다. 이러한 결과는 현행 인증제도의 한계가 단순한 제도 설계의 미비가 아니라 구조적·제도적 조건에 기인하고 있음을 시사한다. 그러나, LEED 등에서는 동적 에너지 해석도구의 활용 등을 이용해 BEMS의 효과에 대한 간접적인 반영이 가능한바, 국내 G-SEED 인증제도 에서도 이러한 동적 에너지 해석 도구의 활용에 대해 점진적으로 허용하고 확대해나가는 방안이 필요할 수 있을 것이다. 이후 장에서는 이러한 조건 하에서 운영 성능 기반 평가가 어떠한 방식으로 제도에 수용될 수 있는지를 중심으로 논의를 전개하고자 한다.
4. 논 의
4.1. 운영 성능 기반 BEMS 평가 도입 방안으로써의 동적 에너지 해석도구 활용
현행 G-SEED를 포함한 건축물 인증제도는 설계 및 시공 단계에서 확인 가능한 요소를 중심으로 평가가 이루어지는 구조를 갖고 있다. 이러한 방식은 인증 과정의 객관성과 행정적 효율성을 확보하는 데에는 유리하나, 운영 단계에서 성능이 실현되는 BEMS의 특성을 충분히 반영하지 못하는 구조적 한계를 내포한다. 특히 BEMS는 동일한 시스템이 구축되더라도 운영 전략, 관리 수준, 사용자 개입 정도에 따라 에너지 절감 성과가 크게 달라질 수 있어, 설치 여부 중심의 평가는 실제 에너지 성과와 인증 결과 간 괴리를 발생시킬 가능성이 있다. 본 연구의 분석 결과, 해외 인증제도에서는 이러한 한계를 인식하고 계측·모니터링을 기본 요건으로 설정하는 한편, 일부 운영 제어 기능이나 수요 반응과 같은 요소를 가점 항목으로 반영함으로써 운영 성능을 간접적으로 평가하고 있는 것으로 나타났다. 이는 운영 성능 기반 평가가 단기간에 전면 도입되기 어렵다는 현실적 제약 속에서, 인증제도의 기본 구조를 유지하면서도 운영 단계의 성과를 유도하려는 제도적 절충의 결과로 해석할 수 있다. 이러한 맥락에서 운영 성능 기반 BEMS 평가의 도입은 단순히 평가 항목을 추가하는 문제가 아니라, G-SEED 인증이 지향하는 평가 범위와 역할을 재해석하는 문제로 볼 수 있다. 즉, 설계 적정성 중심의 인증 구조를 유지하되, 운영 성능과 연계 가능한 요소를 보완적으로 수용하는 방향에서 그 제도적 의미를 검토할 필요가 있다.
이를 위한 방법 중 가장 중요한 것은 동적 에너지 해석 도구의 도입으로 판단된다. 운영 성능 기반 BEMS 평가를 G-SEED에 도입함에 있어, 동적 에너지 해석 도구의 활용은 BEMS 적용에 따른 에너지 소비량 절감 효과를 정량화 하는 동시에 친환경 건축물 설계의 자율성 확대에 기여할 수 있는 현실적인 개선 방안으로 판단된다.
4.2. 동적 에너지 해석도구 활용 기반 성능평가 방법 도입의 장애요인
해외의 인증제도에서 활용하는 동적 에너지 해석도구를 활용한 성능평가 방법은 운영 성능 기반 BEMS 평가로의 전환을 위한 유효한 수단으로 제시될 수 있으나, 이를 기존의 G-SEED 인증제도에 도입하는 과정에서는 여러 제도적·기술적 장애요인이 존재할 것으로 판단된다.
첫째, 가장 큰 장애요인은 BEMS의 성능을 반영한 동적 에너지 해석에 대한 유인효과가 낮다는 것이다. G-SEED는 EPI 평가 및 ECO2등 간편한 평가 기법을 제공한다. 이러한 간단한 도구는 운영에 어려움이 있는 동적 해석에 대한 사용자의 접근성을 떨어뜨리는 작용을 한다.
둘째, 실제 건축물의 운영에 있어 BEMS의 정상적인 운영을 보장할 수 있는 방법의 마련이 필요하다. 기존 연구자료에서도 기 설치된 BEMS의 상당 수가 정상운영되지 않는 다는 결과를 보고했다(Ahn et al., 2019). 이에 따라, BEMS를 설치하여 건축 초기 단계의 인센티브를 획득한 이후 실제 운영시에 이러한 BEMS를 정상운영하지 않는다면, 이는 정책적 실패로 이어질 가능성이 매우 높다. 이에 따라서 이러한 운영상에서의 정책적 대안을 사전에 마련하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
5. 결 론
본 연구에서는 문헌조사와 해외 인증제도(BREEAM, LEED) 분석을 통해 G-SEED 내 BEMS 평가 체계 개선 방향을 도출하였다. Table 9를 활용해 G-SEED와 해외 인증제도의 BEMS 항목을 비교·검토함으로써 벤치마킹 가능성을 열어두었다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같이 요약된다.
첫째, 기존 G-SEED 인증제도는 BEMS 설치에 따른 가점을 0.2점으로 낮게 배점하고 있어 이 항목에 대한 가점을 검토할 수 있다. 이는 BEMS 설치에 대한 비용 대비 가점이 매우 낮은 동시에 BEMS에 의한 건축물 에너지 소비량 절감 가능성이 기존 인증제도에 고려되지 않았다고 판단되었기 때문이다.
둘째, 기존 G-SEED 인증제도에 분산되어 있는 시스템 자동화 관련 항목을 BEMS관련 항목으로, 통합적으로 구축할 필요성이 있다. 개별적인 시스템의 자동화 방식을 유지할 경우 환기, 냉난방 제어 등의 연동에 대한 필요성은 낮아지기 때문이다. 물론 이는 건축물 특성에 맞추어 선택적으로 진행되어야 할 것으로 판단된다.
셋째, BREEAM과 LEED 인증제도에서 적용하고 있는 건축물 시스템에 대한 Demand control 방식과 동적 에너지 해석도구의 허용을 통한 BEMS 로직의 간접적 반영을 허용할 필요성이 있을 것으로 판단된다. Demand control은 단순 항목 신설로 반영이 가능할 것이나, 동적 에너지 해석도구의 허용은 기존 에너지 성능 평가 도구와의 호환성 등을 고려하여 면밀하게 추진되어야 할 것이다.
넷째, BEMS 관련 시스템의 선택적 도입에 따른 가점부여를 고려할 수 있다. 해외 사례를 고려할 때 비교적 낮은 수준인 전체 점수의 5% 내외를 선제적으로 적용하는 것을 고려할 수 있을 것으로 판단된다. BEMS 관련 아이템의 선택적 적용을 통해 설계 관련 업무 종사자들의 BEMS에 대한 인지도를 높이고, 관련 시스템의 시장 활성화에 기여할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 이렇게 기존 G-SEED 내 BEMS 관련 항목의 개선방안을 제시하였다. 이를 통해 G-SEED의 점진적 개선과 BEMS 관련 이해관계자의 인식 제고, 그리고 국가 건축물 탄소배출량 저감에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 아울러, 본 연구는 문헌 조사 및 인증제도 분석을 중심으로 이루어졌기 때문에, 실제 현장 적용과 관련한 기술 수준 및 운영 성과를 확인하기 위해서는 추가적인 실증 연구가 필요하다. 향후 연구에서는 국내 건축물 운영 주체를 대상으로 설문조사와 인터뷰를 수행하여 BEMS 도입 현황, 활용 실태, 적용 과정에서 발생하는 제약과 개선 요구 사항을 체계적으로 수집하고 분석함으로써, 인증제도 개선 및 정책 설계에 실질적으로 반영 가능한 근거를 마련할 계획이다. 이를 통해 G-SEED 개선과 BEMS 활성화 정책 수립에 보다 구체적이고 실효성 있는 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
