삼성전자가 스마트빌딩을 넘어 AI가 건물의 상태를 이해하고 스스로 판단·제어하는 ‘자율운영 빌딩’ 전환을 본격화하고 있다.

 

삼성전자는 반도체·모바일·프리미엄가전사업에서 축적한 제조기술과 IoT·AI 역량을 빌딩분야에 적용하고 있다. 하드웨어와 소프트웨어, 클라우드플랫폼을 모두 보유한 경쟁력을 바탕으로 파편화된 빌딩설비와 데이터를 하나의 운영체계로 연결하겠다는 전략이다.

특히 AI가 산업별 도메인지식을 빠르게 학습할 수 있게 되면서 지금을 제조·IoT·AI 역량을 빌딩산업에 이식해 투자수익률의 전환점을 만들 수 있는 시기로 판단하고 있다.

삼성전자가 정의하는 자율형 빌딩은 공조·조명·전력·보안 등 각종 인프라가 AI Agent와 디지털트윈으로 유기적으로 연결돼 관리자의 지속적인 개입 없이 최적상태를 유지하는 공간이다. 기존 스마트빌딩이 센서데이터를 분석하고 운영자에게 이상이나 개선방안을 알려주는 수준이었다면 자율형 빌딩은 AI가 부하를 예측해 설비에 제어명령을 내리고 실행결과까지 확인·보정한다.

 

삼성전자의 관계자는 “자사 기술이 단순 데이터 시각화를 넘어 AI 예측모델이 냉난방·공조체계를 실시간으로 판단·제어하는 수준에 도달했다”라며 “이를 자율주행 기술단계에 비유하면 SAE Level 3~4에 상응하는 고도제어단계”라고 강조했다.

 

5개 기술축, ‘AI 기반 디지털트윈’ 수렴
삼성전자의 자율형 빌딩전략은 △Smart Things Pro △SmartThings Pro Mobile △b.IoT △b.IoT Digital Twin △Fläkt 공조기 등 5개 축으로 구성된다. SmartThings Pro는 기업·상업시설·아파트단지 등 B2B환경에 특화된 AI 기반 초연결 통합관리플랫폼이다. 여러 빌딩이나 대형매장에 설치된 기기와 에너지사용량을 하나의 환경에서 관리한다.

SmartThings Pro Mobile은 임직원·방문자 등 공간이용자에게 모바일기반 빌딩서비스를 제공한다. 시설관리자 중심의 설비운영을 넘어 출입과 공간이용, 실내환경 조정 등 재실자경험을 통합하는 접점이다.

b.IoT는 공조·냉난방설비와 무선조명시스템을 실시간으로 관리·제어하는 빌딩자동제어플랫폼이다. b.IoT Digital Twin은 각 시스템에서 발생하는 데이터와 제어기능을 하나의 가상빌딩에 통합하고 AI Agent가 이를 분석·판단하도록 지원한다.

 

Fläkt 공조기는 삼성전자의 중앙공조 하드웨어역량을 보완한다. 삼성전자는 FläktGroup 인수를 통해 기존 VRF 시스템에어컨에 더해 AHU 등 중앙공조 제품·기술 포트폴리오를 확보했으며 이를 SmartThings Pro와 b.IoT에 단계적으로 결합하고 있다.

결국 삼성전자의 전략은 시스템에어컨과 Fläkt의 공조기기를 담당하는 하드웨어계층, b.IoT가 담당하는 자동제어계층, SmartThings Pro의 클라우드 운영계층, SmartThings Pro Mobile의 재실자서비스, b.IoT Digital Twin의 AI 판단계층을 하나의 엔드투엔드 오퍼링으로 제공하는 것이다.

삼성전자는 경쟁기업이 빌딩플랫폼이나 개별 공조장비 등 특정영역에 집중하는 것과 달리 하드웨어부터 자동제어, 클라우드, 사용자경험, AI 디지털트윈까지 일체형으로 최적화할 수 있다는 점을 차별화요소로 내세우고 있다.

 

공조·조명·중앙열원까지 ‘폐루프제어’
삼성전자의 자율운영 범위는 개별 시스템에어컨의 설정온도와 운전스케줄 조정에 머무르지 않는다. 제어대상에는 AHU와 환기시스템, VRF 시스템에어컨, 조명, 지열 및 중앙열원설비 등 빌딩의 주요 에너지설비가 포함된다. 센서데이터 수집과 실시간 부하예측, 최적 제어명령 생성, 현장설비 실행, 성과검증까지 연결하는 폐루프를 구축한다.

 

삼성전자는 중앙 냉동기·보일러, AHU, VRF, 환기, 조명 등 서로 다른 설비를 개별적으로 효율화하기보다 건물 전체의 열적·에너지적 상호작용을 고려해 통합적으로 조정하는 방향을 지향한다. 예를 들어 실내온도만을 기준으로 재실현황과 외기조건, 공간별 열부하, 중앙열원 효율, AHU 운전상태 등을 함께 분석해 전체 시스템의 에너지사용량과 쾌적성이 동시에 최적화되는 운전조합을 찾는 방식이다.

다중벤더 환경도 고려했다. 삼성전자는 BACnet, Modbus, Matter, Open API 등 글로벌 표준을 적용해 타사 레거시설비와 연계를 지원한다. AI의 오판이나 비정상적인 제어명령에 대비해서는 물리적 하드웨어 상·하한과 Safety Guardrail, Fail-Safe Limit를 설정한다. AI가 자율적으로 설비를 제어하더라도 장비안전과 쾌적성에 영향을 줄 수 있는 허용범위를 넘지 못하도록 제한하는 구조다.

AI, 건물 이해 지식기반 ‘빌딩 온톨로지’ 삼성전자는 자율형 빌딩의 출발점을 AI 알고리즘이 아닌 ‘데이터의 완전성’에서 찾는다. 기존 빌딩은 HVAC와 조명, 전력, 보안 등 시스템별로 데이터를 수집하지만 각 데이터가 어느 공간과 설비에서 생성됐으며 다른 시스템과 어떤 관계를 갖는지에 대한 의미정보가 부족한 경우가 많다.

삼성전자의 b.IoT Digital Twin은 건물 내 설비와 공간, 센서, 제어포인트의 관계를 하나의 의미체계로 정의하는 ‘빌딩 온톨로지’를 구축한다. AI는 이 지식기반을 통해 개별 데이터를 단순한 숫자가 아니라 건물의 상태와 설비 간 인과관계를 설명하는 정보로 이해한다.

삼성전자의 관계자는 “b.IoT Digital Twin은 데이터를 보여주는 모니터링화면을 넘어 스스로 판단하고 행동하는 자율운영 제어센터로 진화하고 있다”라며 “HVAC 중심의 제한적인 데이터수집에서 벗어나 모든 설비정보를 통합하고 스스로 갱신되는 살아있는 빌딩 온톨로지를 구축하는 것이 핵심”이라고 강조했다.

이러한 지식기반 위에서 AI Agent는 건물설비를 24시간 감시한다. 수많은 알람 중 실제 조치가 필요한 신호를 걸러내고 여러 변수를 교차분석해 이상원인과 대응방안을 제시한다. 사람이 여러 BMS화면과 운전데이터를 확인하며 수시간에 걸쳐 수행하던 진단을 AI가 실시간으로 처리함으로써 시설관리자의 ‘알람 피로’를 줄이고 대응속도를 높이는 것이 목표다.

 

사람·AI 협업 ‘인텔리전트 루프’
삼성전자는 자율운영을 AI에 모든 권한을 넘기는 ‘전권 위임’으로 보지 않는다. 건물마다 설비구성과 사용패턴, 운영방식이 다르며 숙련된 시설관리자가 경험적으로 판단해 온 현장노하우도 존재한다. 완전 자율운영에 도달하려면 이러한 암묵지를 AI가 학습할 수 있는 지식데이터로 전환하는 과정이 선행돼야 한다는 것이다. 이에 따라 삼성전자는 자율형 빌딩으로 진화하는 과정에 사람과 AI가 협업하는 ‘인텔리전트 루프(Intelligent Loop)’를 적용했다.

관리자는 디지털트윈 인터페이스에서 AI가 제시한 진단과 제어방안을 검토하고 필요한 명령을 실행한다. 이 과정에서 축적된 관리자의 판단과 경험은 다시 AI의 지식기반에 반영된다. 이후 AI는 제어명령을 실행한 뒤 문제가 실제로 해소됐는지 재확인하고 그 결과를 다음 판단에 학습한다.

삼성전자의 관계자는 “이러한 선순환구조가 현장관리자의 경험과 AI의 분석속도를 결합하고 Human-in-the-loop에서 Human-on-the-loop로 전환하기 위한 차별화된 메커니즘”이라고 설명한다.

 

팩토리얼 성수, 공조에너지 27% 절감
삼성전자는 서울 성수동 ‘팩토리얼 성수’를 자율운영 빌딩의 대표 실증사례로 제시한다. 팩토리얼 성수에는 b.IoT 기반 자율운영기술이 적용됐으며 삼성전자는 여름철 공조에너지 소비량을 27% 절감한 것으로 검증했다. 이를 통해 국내 최초로 글로벌 스마트빌딩인증인 ‘SmartScore Gold’를 획득했다. 성과는 정밀 데이터 대시보드와 IPMVP(국제 성과 측정·검증 프로토콜) 원칙을 기반으로 검증했다.

팩토리얼 성수의 통합관제화면은 건물의 공간별 온열환경과 공조설비상태, 에너지사용량 등을 디지털트윈 형태로 보여준다. 운영자는 건물 전체의 상태를 실시간으로 확인하는 동시에 AI가 제시하는 이상진단과 제어결과를 검토할 수 있다.삼성전자는 실증결과를 바탕으로 자율운영기술의 적용범위를 글로벌 프라임오피스와 테크오피스, 대형 상업시설, 데이터센터, 물류거점으로 확대할 계획이다.

 

하드웨어판매서 SaaS·통합관제로 사업 확대
삼성전자의 중장기 목표는 글로벌 자율운영 빌딩시장의 기술·운영표준을 주도하는 것이다. 기존 B2B사업이 시스템에어컨과 공조기기 등 하드웨어판매에 집중됐다면 앞으로는 SmartThings Pro 구독형 서비스와 b.IoT Digital Twin 기반 통합관제를 결합해 반복매출을 확대한다.

SmartThings Pro는 SaaS(Software as a Service)방식의 클라우드플랫폼으로 발전시키고 b.IoT Digital Twin은 건물군 통합관제와 AI 분석, 원격운영을 제공하는 서비스사업기반으로 활용할 방침이다.

삼성전자의 관계자는 “스마트폰이 모바일 라이프스타일을 바꿔놓았듯 b.IoT 플랫폼으로 글로벌빌딩시장의 자율운영 전환을 이끌어가겠다”고 밝혔다.

하드웨어와 소프트웨어, AI플랫폼을 하나의 계약과 서비스로 제공하면 장비납품 이후에도 운영데이터를 지속적으로 축적할 수 있다. 이를 통해 AI 모델과 제어성능을 개선하고 에너지절감, 예지보전, 사용자서비스 등으로 사업영역을 확장할 수 있다는 전략이다.

 

시장 활성화, 표준화·인센티브·공공실증 필요
삼성전자의 관계자는 “국내 자율형 빌딩시장 활성화를 위해 기술개발과 함께 제도적 기반을 마련해야 한다”고 강조한다.

우선 국가 차원의 빌딩 데이터프로토콜 표준화와 규제샌드박스 도입이 필요하다. 제조사와 시스템마다 다른 데이터구조와 통신방식으로 인해 통합비용이 증가하는 문제를 줄여야 한다는 것이다. AI 자율운영과 친환경 빌딩인프라를 선제적으로 도입하는 건축주·자산운용사에 대해서는 세제혜택과 금리인센티브 등 투자지원책을 마련할 필요가 있다고 제안한다.

기존 공공건축물을 대상으로 한 자율운영 리트로핏 실증사업도 확대해야 한다. 신축 프라임빌딩뿐만 아니라 노후 공공청사와 기존 업무시설에 AI·디지털트윈 기반 최적제어를 적용해 에너지절감과 투자회수효과를 검증해야 민간시장으로 확산할 수 있다는 판단이다.

삼성전자는 시스템에어컨과 중앙공조기기, 자동제어, 클라우드, 디지털트윈, 재실자서비스를 하나의 기술체계로 결합하며 스마트빌딩사업의 범위를 넓히고 있다. 단순히 설비를 연결하고 데이터를 보여주는 스마트빌딩을 넘어 AI가 건물의 공간과 설비관계를 이해하고 이상을 진단하며 최적운전을 실행·검증하는 자율형 빌딩을 구현하는 것이 최종 목표다.

특히 빌딩 온톨로지를 기반으로 한 AI Agent와 현장관리자의 노하우를 학습하는 인텔리전트 루프는 삼성전자가 제시하는 핵심 차별화전략이다. 향후 삼성전자의 경쟁력은 팩토리얼 성수에서 확인한 실증성과를 다양한 건물용도와 해외시장으로 확대하고 SmartThings Pro·b.IoT·FläktGroup의 기술을 하나의 일관된 운영플랫폼으로 얼마나 빠르게 통합하느냐에 따라 좌우될 전망이다.