• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1235-1242
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• 2013

본 논문에서는 건물 내 HVAC시스템의 소비에너지 효율화를 목표로 한다. 이를 위해 건물 에너지 시뮬레이션과 유전알고리즘을 이용하여 HVAC시스템 내 급기 온도에 대한 제어 스케줄을 도출하였다. 연구 대상 건물은 90년대에 지어져 BIM이 구축되어 있지 않아 대성건물의 BIM을 구축하였고, 그 정보를 에너지 시뮬레이션 프로그램에 입력하여, 대상건물에 대한 에너지 시뮬레이션 모델을 구축하였다. 또한 실측한 소비에너지양 정보와 비교하여 대상건물 에너지 시뮬레이션을 실제 에너지 소비량 유사하게 보정하였다. 수정된 건물 에너지 시뮬레이션 모델과 유전자 알고리즘을 이용하여 에너지 효율화 급기 온도 스케줄이 작성되었다. 대상 건물에 적용되었을 때 에너지 절감 효과는 3%로 나타났다. 아직 이 분야는 설비의 제어 기법에 관한 연구가 미진하고, 주로 관리자의 경험을 통해 관리되는 측면이 있어, 에너지 시뮬레이션 프로그램에 의한 기법 개발 및 그에 대한 효과의 검증을 토대로 에너지 절감 기법에 대한 연구 및 개발이 필요하다. 본 연구는 HVAC system 제어 기법에 시발점이 될 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제54차 하계학술대회논문집 24권2호
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• pp.13-15
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• 2016

에너지 소비가 큰 건물은 내부 온/습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도 등의 일정 공기 질을 유지하면서 에너지 비용을 최소화할 수 있는 제어계획을 수립하는 것이 필요하다. 기존 건물에서 실내 환경의 운영은 설정된 실내 환경 값을 기준을 벗어나면 설비 기기를 제어하는 방식으로 이루어진다. 이는 단 시간에 고에너지를 투입하여 장비를 가동시키므로 에너지 소모가 크며 peak 전력이 높아 에너지 비용이 크다는 문제가 있다. 따라서 온도를 포함한 환경이 변해가는 상황을 예측하고 사전에 에너지 사용 계획을 수립하여 관리 제어를 수행함으로써 예열부하 등의 불필요한 에너지 손실을 절감하려 한다. 이를 위해 실내 환경이 변화하는 것을 예측하고 후보 제어계획으로 제어를 수행할 때 소요되는 에너지가 어느 정도인지 시뮬레이션하여 제어계획의 적합도를 평가한다. 기존 EnergyPlus와 같은 시뮬레이션 도구는 모델이 복잡하여 시뮬레이션에 많은 시간이 필요하기 때문에 환경 변화를 반영하기 위해 주기적으로 재수립되는 수많은 제어계획 데이터를 단시간에 시뮬레이션하기에 부적합하다. 본 논문에서는 빠른 시뮬레이션을 위해 실제 운영 데이터와 에뮬레이션을 통해 획득한 운영 데이터를 기반으로 학습 알고리즘을 이용하여 제어계획 적용 시의 미래 상황을 예측한다.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.19-25
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• 2010

최근 에너지 절약을 화두로 건물에서의 에너지 절약기술들이 크게 요구되어 지는 반면 재실자의 온열쾌적환경은 비교적 비중 있게 다루어지지 않고 있다. 실내공간의 쾌적성은 재실자의 만족감과 더불어 생산성을 향상시키는 등의 역할을 하며, 최근 삶의 질 향상 등에 따라 그 필요성이 크게 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 공동주택을 대상으로 겨울철 난방 시 쾌적지표를 통한 실내 온열환경 제어의 타당성을 검토하고자 시뮬레이션을 수행하였으며, 주거건물에서의 일상적인 실내온도와 에너지 절약 설계기준에서 제시한 실내 설정온도, 그리고 쾌적지표를 설정으로 한 각 제어조건의 온열환경과 에너지 소비량을 비교 분석 및 검토하였다. 본 연구결과에 따르면, 쾌적지표인 PMV로 실내환경을 제어했을 때 에너지 절약설계 기준인 $22^{\circ}C$로 실내온도를 설정하였을 때보다 에너지 소비량은 29% 증가하지만 주거용 건물에서 일반적으로 유지되는 실내온도인 $24^{\circ}C$ 보다는 에너지소비량은 11% 정도 감소하며, 온열쾌적감도 각 제어조건 중 가장 우수하게 나타났다. 따라서 여러 가지 제어변수들을 통한 연구가 지속된다면 주거용 건물에서도 쾌적지표를 활용한 실내 공간의 제어방법은 건물의 에너지를 절약하고 실내 환경의 쾌적성을 증대시키는 주요기술이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 에너지공학
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• 제21권3호
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• pp.211-220
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• 2012

본 연구에서는 창문을 통한 건물의 에너지손실을 알아보기 위해서 창호시스템의 구조체를 모델링하여 구조체 재질에 따른 열적 손실부분을 분석하였고, 건물에서 창문을 통한 난방부하변화량을 알아보기 위해서 시뮬레이션을 통하여 건물을 모델링하여 창문의 종류와 구조체의 재질에 따른 건물의 에너지 변화량과 온도 변화를 분석하였다.

• KIEAE Journal
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• 제15권6호
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• pp.47-56
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• 2015

Purpose and Method: Despite benefits of building energy simulations, practitioners seem to be reluctant to use simulations for design decision making. By means of survey and interviews, this study aims to investigate domestic hindrance against increasing simulation usability, and to collect user requirement to enhance technical functionality of the simulation. Also this study compares the Information Sharing Workflow by Stantec and general domestic design process in order to identify a direction of the Integrated Design Process. Result: Finally this study wraps up with suggestions of how simulation functionality and use protocol should be in order to satisfy user requirement and also to gather more users.

• 설비공학논문집
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• 제20권3호
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• pp.155-166
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• 2008

The performance evaluation of a new building is becoming more important because efficient design alone is often not sufficient to deliver an efficient building. However, there is a lack of standard evaluation methods to measure the energy performance of a new construction that has Energy Conservation Design Measures(ECDMs). This study presents an enhanced method based on calibrated whole-building simulation for evaluating the energy performance of new commercial buildings and demonstrates its use using a case-study building, including: an Energy Use Index(EUI) comparison with sub-metered data and an evaluation of the performance of specific ECDMs. The use of this method has determined that the case-study building was shown to use approximately 47% less energy than the base-case building that has the same shape and function as the case-study building(i.e., calibrated as-built simulation mode]), but doesn't include the simulated ECDMs.

• 태양에너지
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• 제10권2호
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• pp.10-17
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• 1990

건물의 사양으로부터 시뮬레이션에 의해 열성능을 추출하는 기법과 실측 데이타로 부터 연역적인 방법에 의해 열성능을 추출하는 기법을 연합시켜 단기간의 측정에 의해 건물의 열성능을 간단하고 정확하게 결정할 수 있는 기법을 Test cell에 적용하였다. 실험과정 및 자료분석은 PSTAR 기법에 따라 수행했다. 각 측정기간은 3일간으로 비거주 상태에서 측정했으며, 실내온도, 외기온, 일사량, 공급열량, 풍속, 상대습도등의 자료를 측정하여 건물의 사양에 의한 시뮬레이션 모델의 재표준화에 사용했다. 아래의 3개 주요계수들이 본 분석에 의해 얻어졌다. 1) 건물 열손실계수 : BLC(표면전도율+침기에 의한 전도율); 2) 유효 건물열용량; 3) 유효 태양열 획득량. 그리고 재표준화된 식으로부터 예측된 값과 건물의 사양으로 시뮬레이션에 의해 예측된 값과 측정된 값과의 비교를 통해 재표준화된 식이 실제건물의 열성능을 잘 묘사함을 알 수 있었다. 장기간의 외삽으로 기후 자료를 이용하여 표준 쾌적도를 유지하기 위해 필요한 에너지를 계산했다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.396-396
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• 2023

기후 위기에 대한 대응으로 현재 많은 국가에서 2050년 탄소중립을 목표로 하고 있으며, 우리나라도 2050년까지 탄소중립을 선언하고 다양한 부문의 배출 절감 계획을 내세웠다. 현재 건물 부문에서는 2050년의 목표배출량을 6.2 백만톤 CO2eq으로 설정하고 관련 정책적 수단을 검토 중이지만 달성 방안 등에 대해서는 구체적으로 제시하지 못하고 있다. 본 연구에서는 국내 건물 부문의 이산화탄소의 배출량 산정 모델을 개발하여, 2050년까지 이산화탄소 배출 저감 시나리오를 시뮬레이션하였다. 이를 토대로 국내의 건물 부문 탄소중립 가능성을 검토한 통합 시나리오를 제시하고, 향후 정책 및 기술 개발의 방향성을 제시한다. 탄소배출량 산정모델은 연면적 예측 및 사용 에너지의 원단위 환산, 탄소배출계수 등을 고려해 개발하였고, 이를 활용하여 4가지 탄소배출 시나리오를 분석하였다. 먼저 현재 정책 기반 탄소 배출 시나리오는 탄소중립에 이르지 못하여 더 강화된 시나리오의 필요성을 보여준다. 신규 건물을 대상으로 한 제로 에너지화 제도 기반 시나리오는 전체 탄소배출량에 큰 기여를 하지 못하며, 기존 건물 대상의 그린 리모델링 제도 기반 시나리오에서는 10년 이상 건물에 50% 이상의 높은 에너지 효율 개선을 시행해야 한다는 결과를 도출하였다. 또한 전기화 시나리오에서는 화석연료와 전력의 탄소배출계수를 비교하여 적절한 에너지 전환 시점을 계산하였다. 그 결과, 건물 부문에서 2050년까지 탄소배출량 감축 목표 달성을 위해 신축 건물의 에너지 자립율 100%, 에너지 전환 계획과 연동한 건물의 전기화, 그리고 그린리모델링을 통한 효율 개선 기준을 47% 이상 달성하는 조건을 만족해야 한다는 결과를 얻었다. 이 연구는 도전적인 온실가스 감축 마련의 필요성을 제시하였으며, 탄소중립 가능성을 제시하여 실질적인 감축정책에 기여할 것으로 기대한다.

• 설비공학논문집
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• 제21권1호
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• pp.9-15
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• 2009

There are various types of energy simulation tool to predict both thermal load and energy use. However, the problem about these software is that they have too much input variables and need expert with skills to run the simulation. Therefore, the purpose of this study is to develop the thermal analysis simulation program with input variables which eliminates coordinates of building components instead of using full coordinates by using DOE2. Since the simulation engine of the program is DOE2, the validity of S-DOE is performed by comparing peak heating and cooling load results with VisualDOE and annual energy use results with actual energy use of 1996. The results have shown that there are little difference between VisualDOE and S-DOE. Also it showed that there are little difference between actual energy use and S-DOE energy use results. S-DOE took less time to model a building than VisualDOE. These results reveals that the application of S-DOE have potentials in accurately predicting both energy load and energy use of the building and still have an advantage of taking less time to model a building.

• 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.