• 제목/요약/키워드: 건물성능시뮬레이션

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목조건축물 구조부재의 열전도율에 따른 건물외피의 단열 성능 (Thermal Performance of Wooden Building Envelope by Thermal Conductivity of Structural Members)

  • 김석환;유슬기;서정기;김수민
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권6호
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    • pp.515-527
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    • 2013
  • 국내에서 주로 사용되고 있는 건물에너지 성능평가 시뮬레이션 마다 상이한 재료의 열전도율로 평가 되고 있음이 파악되었다. 시뮬레이션을 통한 정확한 건물에너지부하를 평가하기 위하여, 각 시뮬레이션에서 목조건축물의 스터드로 사용되고 있는 목재의 열전도율을 확인하고, 이에 따른 벽체의 열관류율과 부재 접합부위에서의 선형열교 차이를 연구하였다. 각 시뮬레이션은 동일 수종에 대해 상이한 열전도율을 채택 후, 각 시뮬레이션에서 추출한 열전도율 간의 차이가 가장 상이한 소나무의 열전도율을 스터드에 적용하였다. 시뮬레이션 간 지붕, 벽체, 지면 슬래브의 열관류율 중 최대오차는 $0.023W/m^2{\cdot}K$이었으며, 지붕의 서까래 접합부, 지붕-벽체 접합부, 지면슬래브-벽체 접합부 중 최대 선형열교 오차는 $0.025W/m{\cdot}K$이었다. 또한, HEAT2 정상상태전열해석 프로그램을 활용하여 선형열교 및 벽체의 온도변화에 대한 전열해석 이미지를 분석하였다. 구조체에 온도 분포를 선으로 표시하여 단열이 부족한 곳에서는 온도선이 급격하게 변하는 것이 확인되었고, 온도선이 급격하게 변하는 부위에서는 다른 곳보다 온도가 낮으며, 다른 구조체 부분보다 더 많은 열류가 손실됨이 확인되었다.

성능이 보완된 PWB 방법을 사용한 외부 전자기파에 의한 대형 건물 내부의 전자기파 영향 해석 (Analysis of Electromagnetic Effect Inside Large Buildings by External Electromagnetic Waves Using Performance-Enhanced PWB Method)

  • 이한희;이재욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권1호
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    • pp.12-22
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    • 2019
  • 본 논문은 외부 전자기파에 의한 대형 건물 내부의 전자기파 해석을 보다 효율적으로 계산하기 위한 방법을 제시한다. 대형 건물에서의 전자기파 해석을 위해 위상학적 해석과 PWB 방법을 도입하였다. 기존 PWB 방법을 소개하고, PWB 방법의 성능을 보완하는 방법을 제시하고 적용하여 정확도를 높였다. 가상의 대형 구조물을 선정하고, 전자기파 입사환경을 설정하여 외부 전자기파에 의한 대형 건물 내부의 전자기파 해석을 진행하였다. 성능이 보안된 PWB 방법의 정확도를 검증하기 위해 상용 시뮬레이션 툴인 Wireless Insite를 사용하였다. 두 결과를 정확도, 시간, 메모리 관점에서 비교한 결과, 외부 전자기파에 의한 대형 구조물 내부의 전자기파 해석에 성능이 보완된 PWB 방법이 효율적인 방법임을 확인하였다.

PSTAR기법을 이용한 자연형 주택의 열 성능 연구 (Application of the PSTAR Method to a Thermally Massive Passive Solar House)

  • 전홍석;천원기
    • 태양에너지
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    • 제11권2호
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    • pp.3-8
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    • 1991
  • 본 연구는 미국의 태양에너지 연구소(Solar Energy Research Institute)에서 최근에 개발한 건물 열 성능 측정 기법인 PSTAR(Primary and Secondary Terms Analysis and Renormalization) 방법에 따라 대전에 위치한 한 자연형 주택의 열성능 측정 결과를 분석하고 이를 토대로 건물의 종합적인 Thermal Analysis를 수행하였다. 실험 주택은 $156m^2$의 주거 면적을 가지고 있으며 3개의 침실과, 거실 그리고 부엌으로 구성되었으며 아울러 다양한 자연형 시스템을 갖추었다. 본 연구의 목적은 PSTAR 방법을 적용하여 열적으로 massive한 건물의 실제 동적 열성능을 정확히 측정하는 데에 있다. 결과를 분석하여 보면 측정치와 검정치(Renormalized Values)는 대부분의 경우에 있어 잘 일치하나 순수한 도면에 의거한 시뮬레이션치(Audit Values)는 다소 차이를 나타내었다.

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EnergyPlus를 이용한 건물 부위별 목질제품 적용에 따른 건축물 에너지 절감 기여도 평가 (Evaluation and Analysis of The Building Energy Saving Performance by Component of Wood Products Using EnergyPlus)

  • 서정기;위승환;김수민
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.655-663
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    • 2016
  • 최근, 전 세계적으로 온실 가스 증가에 따른 기후 변화에 대한 문제가 논의되고 있다. 그중, 건축물에서의 에너지 소비량은 전체 에너지 소비량의 40%까지 증가할 것으로 예상된다. 따라서 건축물에서의 에너지 소비량 절감에 대한 노력이 필요한 실정이다. 본 연구에서는, 건물에너지 절감에 효과적으로 기여하는 재료 중 하나인 목재를 이용하여, 목질 제품 구성에 따른 중부지방과 남부지방의 난방에너지 요구량에 대하여 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 도구는 미국 에너지부(Department of Energy)가 BLAST와 DOE-2의 장점을 결합해 만든 동적 에너지 해석 엔진인 EnergyPlus를 이용하였다. EnergyPlus는 다양한 건물 및 HVAC 시스템 구성요소(Object)에 대한 입력항목(Field)을 가지고 있으며, 특히 건물, 공조시스템, 열원기기 사이의 피드백을 통해 통합된 동시계산을 수행하며, ASHRAE Standard 140-2007 표준에 따라 상용 프로그램 간의 비교를 통해 검증된 프로그램이다. 시뮬레이션을 위한 기상데이터는 EnergyPlus에서 제공하는 IWEC 인천 지역과 광주 지역의 epw 형식 기상데이터를 이용하였다. 대상 모델은 한국농어촌공사에서 제시한 2012년 농 어촌주택 표준설계도면 중 '농림-12-26-가' 유형을 이용하였으며 총 10개의 실로 구성되어 있다. 시뮬레이션 분석 결과, 중부지방과 남부지방 별 목질 제품의 적용 범위를 실내마감재, 실외마감재, 창호, 목구조로 단계적으로 변경해 지역에 따라 각각 16 Case의 시뮬레이션을 수행한 결과 실내외의 마감재로 목재를 사용한 것만으로도 에너지 성능이 향상된 것을 확인할 수 있었다.

학습 성능 향상을 위한 차원 축소 기법 기반 재난 시뮬레이션 강화학습 환경 구성 및 활용 (The Design and Practice of Disaster Response RL Environment Using Dimension Reduction Method for Training Performance Enhancement)

  • 여상호;이승준;오상윤
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제10권7호
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    • pp.263-270
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    • 2021
  • 강화학습은 학습을 통해 최적의 행동정책을 탐색하는 기법으로써, 재난 상황에서 효과적인 인명 구조 및 재난 대응 문제 해결을 위해 많이 활용되고 있다. 그러나, 기존 재난 대응을 위한 강화학습 기법은 상대적으로 단순한 그리드, 그래프와 같은 환경 혹은 자체 개발한 강화학습 환경을 통해 평가를 수행함에 따라 그 실용성이 충분히 검증되지 않았다. 본 논문에서는 강화학습 기법을 실세계 환경에서 사용하기 위해 기존 개발된 재난 시뮬레이션 환경의 복잡한 프로퍼티를 활용하는 강화학습 환경 구성과 활용 결과를 제시하고자 한다. 본 제안 강화학습 환경의 구성을 위하여 재난 시뮬레이션과 강화학습 에이전트 간 강화학습 커뮤니케이션 채널 및 인터페이스를 구축하였으며, 시뮬레이션 환경이 제공하는 고차원의 프로퍼티 정보의 활용을 위해 비-이미지 피쳐 벡터(non-image feature vector)에 이미지 변환방식을 적용하였다. 실험을 통해 본 제안 방식이 건물 화재 피해도를 기준으로 한 평가에서 기존 방식 대비 가장 낮은 건물 화재 피해를 기록한 것을 확인하였다.

LED램프를 적용한 사무소 건물의 실내조명환경 및 에너지 성능분석 (Interior Light Environment and Building Energy Performance Analysis of LED Lamp Installed in Office Building)

  • 김병수;홍원표
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.77-85
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    • 2010
  • 본 논문은 LED 램프를 사무소 건물에 효과적으로 사용하기 위하여 새로운 통합적 에너지 시뮬레이션을 수행한 연구 결과이다. 일반적으로 LED 램프는 다른 램프에 비하여 에너지 절감효과가 매우 우수하지만 현재 형광램프보다 낮은 광속과 좁은 광분포 등 아직 사무소 건물에 적용하기는 다각적인 검토가 필요하다. 연구결과 냉난방에너지가 20[%] 증가하고 현재 형광등을 대체하기 위해서는 90[lm/$m^2$] 이상으로 설계해야 한다. 따라서 LED램프를 사무소 건물에 적용하기 위해서 광에너지, 냉난방에 미치는 영향 및 사무실환경에 미치는 광분포를 통합적으로 해석하였으며 앞으로 이 결과는 LED 램프를 통한 효과적인 에너지절약 환경을 구축하는 데 중요한 자료를 제공할 것으로 확신한다.

가변 동 특성을 갖는 선박 거주구의 진동제어 시스템에 관한 연구 (A study on the vibration Control System of Ship Superstructure wit Dynamic Characteristics)

  • 엄재광;조대승;한성용
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.963-972
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    • 2002
  • 선박 거주구는 승무원 및 여객들이 상주하는 곳으로서 대형 상선의 경우 주선체 상부에 건물형태의 높은 구조이므로, 선박의 불균형력과 프로펠러 기진력으로 인해 주 선체와 연성되어 진동이 발생한다. 대형상선의 거주구는 육상구조물과는 달리 주선체와 마찬가지로 강성은 일정하나 화물적재량의 변화에 따라 선박 거주구의 유효질량이 변화함으로 가변적인 진동특성을 갖는 구조물 중의 하나이다. 본 연구에서는 가변 동특성을 갖는 대형상선의 거주구 진동을 수동형 및 능동형 흡진장치를 통하여 제어할 경우 거주구의 고유진동수 변화에 따른 제어성능의 변화를 반영할 수 있으면서도 제어성능과 안정성이 뛰어난 강건제어 시스템의 설계 가능성을 수치 시뮬레이션을 통하여 확인하고자 하였다. 적용대상은 진동문제가 많이 발생하는 컨테이너 운반선과 초대형 원유운반선의 거주구 진동특성을 3차원 유한 요소법을 이용하여 검토하고, 실험적인 방법으로는 거주구 형태의 구조물의 질량변화에 대한 동조형 흡진기의 제어성능을 시험과 선형이차 진동제어 장치의 진동제어성능 실험결과를 소개하고자 한다.

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건물일체형 패널형 벽면녹화 식재기반 유형별 건물에너지 성능 분석 (Analysis of Building Energy Reduction Effect based on the Green Wall Planting Foundation Type Using a Simulation Program)

  • 김정호;권기욱;윤용한
    • 한국환경생태학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.936-946
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    • 2015
  • 본 연구는 도심의 열환경 개선 및 건물에너지저감 효과가 입증된 벽면녹화 중 기존 건물에 적용 가능한 패널형 벽면녹화 식재기반 유형에 따른 건물에너지 저감 성능을 분석하고자 하였다. 식재기반 유형은 총 4가지 유형으로 하였으며, Case A는 벽면녹화가 미적용된 유형으로 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case B는 식재층 + 무기다공성블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였으며, Case C는 식재층 + 코코피트블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case D는 식재층 + 마사토블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. 분석항목으로는 열전도율, 열관류율, 건물에너지시뮬레이션을 실시하였다. 식재기반 유형별 열전도율은 Case C(0.053W/mK) > Case B(0.1W/mK) > Case D(0.17W/mK)의 순이었다. 에너지시뮬레이션 결과 중 단위면적당 냉방피크부하저감은 미적용인 Case A 대비 Case C(1.19%) > Case B(1.14%) > Case D(1.01%)이며, 난방피크부하저감은 Case A 대비 Case C(2.38%) > Case B(1.82%) > case D(1.50%)로 산정되었다. 연간 냉 난방부하저감은 미적용 Case A대비 벽면녹화 유형에서 0.92~1.28% 저감률을 나타내었다. 연간 냉난방에너지사용량은 3.04~3.22%의 저감률을 보였으며, 1차에너지사용량은 Case A대비 나머지 유형에서 평균 5,844 kWh/yr의 저감량을 보였다. 연간 이산화탄소발생량은 벽면녹화 미적용 Case A대비 평균 996kg 저감량을 보였다. 식재위치별 에너지성능평가 결과 동향 > 서향 > 남향 > 북향 순이었다. 벽면녹화비율에 따른 에너지성능평가 결과 녹화 비율이 높아짐에 따라 양호한 결과를 나타내었으며, 20~80%의 비율보다 100% 녹화시 약 2배의 저감률을 보였다.

건물 성능디자인을 위한 미기후 기반 기상데이터의 기존 기상데이터와 비교를 통한 활용 가능성 연구 (A study on Applicability through Comparison of Weather Data based on Micro-climate with existing Weather Data for Building Performative Design)

  • 김언용;전한종
    • KIEAE Journal
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    • 제11권6호
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    • pp.101-108
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    • 2011
  • The weather data has important role for performative building design. If the data location is close to building site, the result of performative design can be accurate. The data which have used nowadays in Korea are from U.S. Department of Energy (DOE) and Korea Solar Energy Society (KSES) but they cover only several locations in Korea which are 4 in DOE and 11 in KSES and there are opinions which it could be served building design efficiently even if the data are not enough. However the weather data for micro-climate are exist which are Green Building Studio Virtual Weather Station (GBS VWS) and Meteonorm weather data. Each weather data has different generation methods which are TMY2, TRY, MM5, and extrapolation. In this research, the weather date for climate are compared with DOE and KSES to check correlation. The result shows the value of correlation in Dry Bulb Temp. and Dew Point Temp. is around 0.9 so they have high correlation in both but in Wind Speed case the correlation(around 0.2) is not exist. In overall result, the data has correlation with DOE and KSES as the value of correlation 0.648 of GBS VW and 0.656 of Meteonorm. Even if the correlation value is not high enough, the patterns of difference in each weather element are similar in scatter plot.

병원건물의 에너지 저감을 위한 에너지성능 평가에 관한 사례연구 (Energy Performance Analysis for Energy Saving Potentials of a Hospital Building : A Case Study Methodology Based on Annual Energy Demand Profiles)

  • 조진균;문정환;강호석
    • 설비공학논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.29-37
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    • 2017
  • Hospitals contribute to energy consumption and have a negative environmental impact. This study aims to find how meaningful energy performance, reflecting good energy management and design, can be planned for hospital buildings, a category encompassing complex buildings with different setups and large differences between them. Energy-consumption characteristics were surveyed throughout Korea to establish statistical energy models. Findings confirm that different hospital departments have hugely different energy-demand profiles. Energy efficiency and energy-saving potentials on HVAC systems are presented. The energy performance analysis can be applied to a wide range of problems in energy-system design and planning, including simulations and optimizations of community energy systems.