중앙대, BIM-AI 결합 피지컬 AI 건축 기술 실증 성공

중앙대학교 VELAB 채영호 교수팀이 BIM(Building Information Modeling)과 AI를 결합한 피지컬 AI 건축 기술 실증에 성공했다고 21일 발표했다. 키네틱 파사드 군집 제어 시스템을 통해 태양열 취득을 10.3%, 불필요한 모터 구동을 25.4% 줄이는 효과를 확인했다.

■ 자율 적응형 건물 외피 기술 구현

연구팀은 1:30 축척 프로토타입을 통해 건물 외피가 환경 변화에 자율적으로 반응하는 키네틱 파사드 시스템을 구축했다. 이 시스템은 BIM 데이터를 기반으로 AI가 실시간 환경 정보를 분석해 건물 외피의 형태와 위치를 자동 조절한다.

기존 정적인 건물 외피와 달리 이 기술은 태양광, 바람, 온도 등 외부 환경 변화에 따라 파사드 패널들이 개별적으로 움직이며 최적의 에너지 효율을 달성한다. 특히 여러 패널이 서로 협력하는 군집 제어 방식을 적용해 전체 시스템의 효율성을 극대화했다.

■ 에너지 효율성 크게 개선

실증 실험 결과, 피지컬 AI 건축 시스템은 기존 정적 시스템 대비 뛰어난 에너지 절약 효과를 보였다. 태양열 취득량이 10.3% 감소해 냉방 부하를 크게 줄였으며, 불필요한 모터 구동을 25.4% 절약해 전력 소비량도 대폭 감소시켰다.

이러한 성과는 건물 운영비 절감과 직결된다. 연구팀은 대형 상업건물에 적용할 경우 연간 수억 원의 에너지 비용 절감이 가능할 것으로 분석했다. 또한 탄소 배출량 감축에도 상당한 기여를 할 것으로 기대된다.

연구 결과는 건축·설계 분야 권위지인 JCDE(Journal of Computational Design and Engineering) AI 특별호에 게재됐다.

■ 스마트시티 확산 가속화 전망

"BIM을 넘어 자율생명체 건물 시대로 진입하는 신호탄"이라고 채영호 교수는 밝혔다. 그는 "스마트시티와 랜드마크 건물 등 고부가가치 분야로의 적용 확대를 계획하고 있다"고 덧붙였다.

업계에서는 이번 성과가 건축·건설 산업의 디지털 전환을 한층 가속화할 것으로 평가하고 있다. 특히 정부가 추진하는 스마트시티 사업과 연계해 실제 건설 현장에 적용될 가능성이 높아졌다.

키네틱 건축 기술의 상용화는 인테리어·디자인 분야에도 새로운 혁신을 가져올 것으로 예상된다. 건물 내외부 공간이 시간과 용도에 따라 유연하게 변화하는 적응형 공간 설계가 현실화될 전망이다.

■ 건설 기술 혁신 가속화

이번 연구 성과는 국내 건설업계의 AI 기술 도입에 새로운 이정표가 될 것으로 보인다. BIM과 AI의 융합이 단순한 설계 도구를 넘어 건물 자체가 지능적으로 반응하는 자율 시스템으로 발전할 수 있음을 실증했기 때문이다.

향후 연구팀은 실제 건물 규모의 파일럿 프로젝트를 통해 기술 완성도를 높이고, 관련 특허 출원과 기술 이전을 추진할 계획이다. 이와 함께 건축 법규와 안전 기준 개선, AI-BIM 융합 기술 표준화 작업도 병행될 것으로 전망된다.