KR101958567B1 - 상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상황인지 기반의 라이브러리 모듈 적용을 통하여 에너지 저감형의 사용자 맞춤형 공간 설계 기능을 갖는 상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템은 BIM(Building Information Modeling)을 위해 Revit 프로그램(170)에 Add-in 되어 구동되는 주거 설계 플랫폼(200)으로, 상기 주거 설계 플랫폼(200)은 주거 설계에 필요한 IT 기기에 대한 정보를 Revit 프로그램(170)의 패밀리로 추가하여, 상기 IT 기기를 통한 상황 인지를 기반으로 주거 공간의 에너지 소비량을 계산하여 에너지 저감형 주거 설계를 수행함으로써, 건축 설계의 처음 단계부터 상황인지 기술을 적용하여 IT 시스템의 속성을 고려한 설계가 가능하도록 제공된다.

Description

상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템 {A PLATFORM SYSTEM FOR CONTEXT-AWARENESS-BASED RESIDENTIAL DESIGN WITH ENERGY REDUCTION}

본 발명은 주거 설계 플랫폼 시스템에 관한 것으로, 특히 상황인지 기반의 라이브러리 모듈 적용을 통하여 에너지 저감형의 사용자 맞춤형 공간 설계 기능을 갖는 상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템에 관한 것이다.

근래 들어 건축분야에서 BIM이 차세대 설계환경 대응 건축설계 도구로 각광받고 있다. BIM이란 빌딩 정보 모델링(Building Information Modeling)의 줄임말로 컴퓨터 기술 기반의 새로운 건축설계 방법을 의미하는데, BIM은 건물의 3차원 모델 속에 설계, 시공, 유지관리에 이르기까지 건축사가 건축물의 생성에서부터 철거에 이르기까지 기대하는 활용 목적에 따른 설계정보를 속성정보로 통합할 수 있는 것이 특징이다.

현재 우리나라의 경우 500억 이상의 공공시설물 공사는 반드시 빌딩 정보 모델링(BIM)을 통해 설계 도서를 납품하도록 하고 있기 때문에 설계사무소, 건설회사, 관공서 등에서 빌딩 정보 모델링(BIM) 도구의 활용은 급격하게 늘어날 전망이다. 이러한 BIM을 위한 건축 설계 프로그램으로 Revit이 있는데, 이 Revit은 Autodesk사에서 개발한 BIM 소프트웨어 중 대표적인 소프트웨어이다. Revit은 건축 프로젝트에 필요한 설계, 문서화, 그리고 시공까지 지원하는 건물 설계, 문서, 시스템으로, Revit을 사용하여 설계를 정밀하게 모델링하고, 성능을 최적화하고, 효과적으로 공동 작업을 수행할 수 있다.

한편, 이러한 BIM의 활용은 기본 기능인 빌딩정보모델링에 그치거나, BIM 기반 녹색건축인증평가 시스템, 건물에너지 분석 등에 한정되어 있다. 현재 에너지 절약형 건축물의 설계를 위한 노력은 전 세계적으로 다방면에서 이루어지고 있으나 이를 위한 기술은 전문적인 분석도구에 편중되어 있기 때문에 에너지 분석 비전문가인 일반 건축가들이 이를 사용하고 설계에 반영하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 건설생산체계와 건축설계체계를 혁신하는 방법으로 BIM과 함께 활용되고 있는 모듈러 공법 적용 시에 공장에서 부품을 제작하고 현장에서는 조립하는 방법을 이용하게 되는데, IT 서비스를 주거에 적용시키기 위해서 조립 이후에 다시 시공해야 하는 번거로운 문제점을 가지고 있다. 즉, 모듈러 건축으로 인한 건축구조의 유동성으로 시공 후에 IT기기를 접목시켜 최적의 IT 서비스를 제공할 수 있지만, 재시공으로 인한 비용문제와 재시공을 하지 않게 되면 IT 서비스의 효율적인 서비스 제공이 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1636203호 (2016.06.28. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1714400호 (2017.03.03. 등록)

본 발명은 상기 종래 건축 설계시 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 건축저작도구(Revit)에서 모델링된 3차원 도면을 실시간으로 읽어들여 에너지 관련 성능을 분석하고 이를 가시화하여 최적의 프로토타입을 결정할 수 있도록 하는 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상황인지 기술을 적용한 라이브러리 모듈을 통하여 설계시에 필요한 센서, 카메라, 에너지 저감 관련 장치, 위기상황 대처 기기 등의 상황인지 검출 및 대응 장치들이 플랫폼에 자동으로 인식하여 구동되도록 하는 상황인지 기반의 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템은 사용자 맞춤형 주거 설계를 수행하는 주거 설계 플랫폼 시스템에 있어서, BIM(Building Information Modeling)을 위해 Revit 프로그램에 Add-in 되어 구동되는 주거 설계 플랫폼으로, 상기 주거 설계 플랫폼은 주거 설계에 필요한 IT 기기에 대한 정보를 Revit 프로그램의 패밀리로 추가하여, 상기 IT 기기를 통한 상황 인지를 기반으로 주거 공간의 에너지 소비량을 계산하여 에너지 저감형 주거 설계를 수행하게 된다.

상기 주거 설계 플랫폼은 설계될 사용자의 주거 환경을 선택하는 주거환경 선택와; 상기 주거환경 선택부를 통하여 선택된 주거 환경에 따라 IT 기기의 상황 인지를 기반으로 복수의 에너지 저감형 주택 프로토타입을 생성하는 프로토타입 생성부와; 상기 프로토타입 생성부를 통하여 생성된 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 주거 모듈로 선정하는 주거모듈 선정부와; 상기 프로토타입 생성부에서 상황 인지를 기반으로 주택 프로토타입을 생성할 수 있도록 IT 기기를 포함하는 주거 설계에 필요한 각 모듈이 라이브러리 형태로 등록되는 데이터베이스;를 포함한다.

여기에서, 상기 주거환경 선택부는 사용자의 주거 유형이 공동 주택인지 단독 주택인지를 선택하는 주거유형 선택모듈과, 사용자의 주거 행태가 자립 행태인지 의존 행태인지 선택하는 사용자행태 선택모듈과, 사용자의 생활 방식이 독거 방식인지 부부나 자녀와의 동거 방식인지를 선택하는 생활방식 선택모듈과, 설계될 주택의 크기인 모듈 사이즈를 선택하는 모듈사이즈 선택모듈이 구비된다.

또한, 상기 프로토타입 생성부에는 주거환경 선택부를 통하여 선택된 주거 환경 정보에 따라 데이터베이스에 구비된 각 모듈을 조합하여 복수의 주택 프로토타입을 생성하는 프로토타입 생성모듈과, 상기 프로토타입 생성모듈을 통하여 생성된 주택 프로토타입의 주거 정보를 제공하는 주거정보 제공모듈과, 사용자에 의해 선택된 주택 프로토타입별로 에너지 소비량을 산출하고, 이를 비교하여 표시하는 에너지소비량 비교모듈이 구비된다.

한편, 상기 데이터베이스에는 주거 공간에 설치되어 주변 상황을 인지하는 IT 기기인 센서 정보가 등록되는 센서모듈 라이브러리와, 주거 공간에 설치되는 주거 관련 부품 정보가 등록되는 부품모듈 라이브러리와, 주거 공간에 대한 정보가 등록되는 공간모듈 라이브러리와, 주거 관련하여 여러 모듈이 결합된 유닛 정보가 등록되는 유닛모듈 라이브러리가 구비된다. 또한, 상기 센서모듈 라이브러리에는 센서의 이름과 재질 및 크기, 기능에 따른 유형, 속성이 정의된 복수의 센서를 포함하되, 상기 센서모듈 라이브러리에는 카메라 센서(CCTV), 출입문감지센서, 무동작감지센서, 창문여닫이센서, 가스감지센서, 온도센서가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 프로토타입 생성모듈은 사용자에 의해 선택된 주거 환경 정보에 기반하여 데이터베이스의 각 라이브러리에 등록된 센서모듈, 부품모듈, 공간모듈, 유닛모듈을 조합하여 복수의 주택 프로로타입을 생성하되, 상기 센서모듈 라이브러리에 구비된 센서를 통한 상황 인지에 기반하여 에너지를 저감할 수 있는 복수의 주택 프로토타입을 생성하게 된다. 또한, 상기 주거정보 제공모듈은 사용자에 의해 선택된 주택 프로토타입에 대한 라이프사이클 변화 정보, 에너지 소비량 정보, 센서 정보를 화면에 표시할 수 있다.

한편, 상기 주거모듈 선정부에는 프로토타입 생성부를 통하여 생성된 복수의 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 사용자의 주거 모듈을 선정하는 주거모듈 선정모듈과, 상기 선정된 주거 모듈의 각 모듈을 변경하거나 제거 또는 추가하여 수정하는 주거모듈 수정모듈이 구비된다. 또한, 상기 주거모듈 선정부에는 주거모듈 수정모듈을 통하여 수정된 주거 모듈을 수평으로 조합하여 동플랜을 형성하고, 형성된 동플랜을 적층하여 동매스를 구축하는 건물 조합모듈이 구비될 수 있다.

본 발명에 의하면, 빌딩 정보 모델링(BIM)을 이용한 건축설계 과정 중에서 모델링된 설계안을 실시간으로 분석하고 분석결과를 가시화시킴으로써, 실시간으로 프로토타입에 대한 에너지관련 성능을 검토하여 여러 가지 대안 중에서 건축주나 사용자가 최적의 프로토타입을 결정하는데 지원하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 건축설계의 처음 단계부터 상황인지 기술을 적용한 라이브러리 모듈을 통하여 IT 시스템의 속성을 고려한 설계가 가능하여, 설계부터 시공까지의 비효율적인 과정이 해결될 수 있으며, 정확한 노력 예측으로 사용자가 쉽고 빠르게 주거 설계를 할 수 있어 설계기간 단축 및 비용 절감으로 프로젝트 성공률 향상과 품질 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 사용자 중심 및 IT 기술 융합 패키지를 통하여 원클릭 시스템을 지향함으로써, 기존 설계시장에서 건축설계 사용자들에게 새로운 설계기법을 제공하고, 프로젝트 생애주기 동안 다양한 설계 융합 패키지와 Application들을 효과적으로 통합하여 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템의 전체적인 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 주거 설계 플랫폼의 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 Revit 프로그램 상에서 구동되는 주거 설계 플랫폼의 실행 화면 일례,
도 4는 본 발명에 따른 센서모듈 라이브러리의 일례,
도 5는 본 발명에 따른 주거 공간 또는 유닛에 임베디드된 센서모듈의 구성 일례,
도 6은 본 발명에 따른 주거 설계에 적용된 무동작감지센서의 속성 정보 등록 화면의 일례,
도 7은 본 발명에 따른 부품모듈 라이브러리의 일례,
도 8은 본 발명에 따른 공간모듈 라이브러리의 일례,
도 9는 본 발명에 따른 유닛모듈 라이브러리의 일례,
도 10은 본 발명에 따라 생성되는 주택 프로토타입의 일례,
도 11은 본 발명에 따른 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼을 통하여 주거 설계가 이루어지는 과정을 나타낸 흐름도,
도 12는 본 발명에 따른 주거환경 선택부의 주거유형 선택모듈을 통하여 활성화되는 주거 유형 선택 화면의 일례,
도 13은 본 발명에 따른 사용자행태 선택모듈과 생활방식 선택모듈 및 모듈사이즈 선택모듈을 통하여 활성화되는 주거 환경 선택 화면의 일례,
도 14는 본 발명에 따른 프로토타입 생성모듈에 의해 생성되는 주택 프로토타입의 일례,
도 15는 본 발명에 따른 주택 프로토타입의 라이프사이클 변화 정보를 나타내는 화면 일례,
도 16은 본 발명에 따른 주택 프로토타입의 에너지 소비량 정보를 나타내는 화면 일례,
도 17은 본 발명에 따른 주택 프로토타입의 센서 정보를 나타내는 일례,
도 18은 본 발명에 따른 여러 주택 프로토타입의 에너지 소비량을 비교 표시하는 화면 일례,
도 19는 본 발명에 따른 주택 프로토타입 선택에 따라 선정된 주거 모듈의 일례,
도 20은 본 발명에 따른 주거 모듈의 수정 화면 일례,
도 21은 본 발명에 따른 주거 모듈을 조합하여 형성되는 동플랜의 일례,
도 22는 본 발명에 따른 동플랜의 적층을 통해 형성되는 동매스의 일례를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 주거 설계 플랫폼 시스템은 상황인지 기술과 에너지 성능 정보를 통합하여 최적의 프로토타입 결정할 수 있도록 사용자의 의사결정을 지원하는 시스템이다. 특히, 본 발명에서는 종래 주거설계 기법과 IT 기술들의 배타적인 발전에서 벗어나, 건축 설계 초기부터 IT 기술과의 융합적 건축 설계를 하기 위한 주거 IT 서비스 계획 요소를 도입하였다. 즉, BIM 설계를 위해 사용되는 Revit 프로그램에서 패밀리는 건축설계 시에 사용되는 다양한 요소들(예를 들어, 문, 벽, 창틀, 가구 등)에 대한 스펙을 기술 및 정리한 데이터의 집합체로써 정의할 수 있는데, 본 발명에서는 기존에 부재하던 위치, 조도, 온도 등과 같은 다양한 IT 시스템을 운영하기 위한 센서 및 기기에 대한 스펙(예를 들면, 크기, 센싱 거리, 센싱 반경, 도선의 설치, 입출력 전압, 통신 방법 등)을 중심으로 IT 서비스에 대한 패밀리를 Revit에 추가하여, 상황 인지를 기반으로 에너지 저감형 주거 설계를 할 수 있도록 플랫폼을 제공하게 된다.

이러한 본 발명에 따른 상황 인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼은 Revit 상에서 구동되는 Add-in 프로그램으로 제작되는데, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상황인지 기반 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼 시스템의 전체적인 블록 구성도를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주거 설계 플랫폼 시스템(100)은 데이터를 입력받는 키보드나 마우스 등의 입력부(120)와, 시스템을 통하여 처리되는 데이터를 모니터나 프린터 등으로 출력하는 출력부(130)와, 외부 장치와의 데이터 송수신을 위한 통신부(140)와, 시스템의 구동을 위한 프로그램 및 데이터가 저장되는 기억장치(150)와, 상기 각 구성부를 제어하고 관리하는 중앙제어부(110)를 포함하는 서버 컴퓨터로 이루어진다. 상기 중앙제어부(110)는 시스템을 구동시키고 기억장치(150)에 탑재된 각종 프로그램을 실행시켜 데이터를 처리하는 중앙처리장치와 롬 및 램 등이 구비된 장치이다.

상기 기억장치(150)에는 시스템의 구동을 위한 운영체제(OS ; Operating System)(160)와, BIM 설계를 위한 Revit 프로그램(170)과, 상기 Revit 프로그램(170)에 Add-in 되어 상황 인지를 기반으로 에너지 저감형 주거 설계를 수행하는 주거 설계 플랫폼(200)이 구비된다. 상기 주거 설계 플랫폼(200)은 Revit 프로그램(170) 상에 Add-in 되어 구동되는데, 이 주거 설계 플랫폼(200)은 사용자의 주거 환경 선택에 따라 IT 센서를 통한 상황인지 기술과 에너지 성능 검토를 통하여 최적화된 주택 프로토타입을 생성하여 제공하며, 사용자에 의해 선택되는 주택 프로토타입을 통하여 주거 환경을 설계하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주거 설계 플랫폼의 블록 구성도를 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상황인지 기반의 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼(200)은 사용자가 주택의 주거 환경을 선택하는 주거환경 선택부(210)와, 상기 주거환경 선택부(210)를 통하여 선택된 주거 환경에 따라 주택의 다양한 프로토타입을 생성하여 제시하는 프로토타입 생성부(220)와, 상기 프로토타입 생성부(220)를 통하여 생성된 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 주택의 주거 모듈을 선정하는 주거모듈 선정부(230)와, 주택 프로토타입 생성을 위한 주거 모듈 라이브러리가 등록되는 데이터베이스(240)가 구비된다.

상기 주거환경 선택부(210)는 설계될 주택의 주거 환경을 선택하는 프로그램 모듈로서, 이 주거환경 선택부(210)에는 사용자의 주거 유형(예를 들면, 공동 주택 또는 단독주택)을 선택하는 주거유형 선택모듈(211)과, 거주하는 사용자 행태(예를 들면, 자립 또는 의존)를 선택하는 사용자행태 선택모듈(212)과, 사용자의 거주 유형(예를 들면, 독거 또는 부부 또는 자녀)을 선택하는 생활방식 선택모듈(213)과, 설계될 주택의 크기인 모듈 사이즈(2~12 modul)를 선택하는 모듈사이즈 선택모듈(214)이 구비된다.

상기 프로토타입 생성부(220)는 주거환경 선택부(210)를 통하여 선택된 주거 환경에 부합하는 주택 프로토타입(Prototype)을 생성하여 제시하는 프로그램 모듈이다. 이 프로토타입 생성부(220)에는 주거환경 선택부(210)를 통하여 선택된 주거 환경 정보에 따라 데이터베이스(240)에 구비된 주거 모듈을 조합하여 복수의 주택 프로토타입을 생성하는 프로토타입 생성모듈(221)과, 상기 프로토타입 생성모듈(221)을 통하여 생성된 주택 프로토타입의 주거 정보(예를 들면, 라이프 스타일에 따른 주거 환경 변화, 에너지 소비량 정보, 센서 정보)를 제공하는 주거정보 제공모듈(222)과, 사용자에 의해 선택된 주택 프로토타입 별로 에너지 소비량을 산출하고 이를 비교하여 표시하는 에너지소비량 비교모듈(223)이 구비된다.

상기 주거모듈 선정부(230)는 프로토타입 생성부(220)를 통하여 생성된 복수의 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 주거 모듈을 선택하는 주거모듈 선정모듈(231)과, 상기 선택된 주거모듈의 각 모듈을 수정하는 주거모듈 수정모듈(232)과, 상기 주거모듈 수정모듈(232)을 토하여 최종 수정된 주거 모듈을 조합하여 건물을 조합하는 건물 조합모듈(233)이 구비된다.

상기 데이터베이스(240)에는 사용자의 주거 환경 조건에 맞는 다양한 주택의 프로토타입을 생성할 수 있도록 주거 설계와 관련된 모듈이 라이브러리(Libray) 형태로 등록되어 있는데, 이 데이터베이스(240)에는 주거 공간에 설치되는 각 센서 정보가 등록되는 센서모듈 라이브러리(241)와, 주거 공간에 설치되는 부품 정보가 등록되는 부품모듈 라이브러리(242)와, 주거 공간 정보가 등록되는 공간모듈 라이브러리(243)와, 주거 관련 유닛 정보가 등록되는 유닛모듈 라이브러리(244)가 구비된다.

상기의 구성으로 이루어지는 주거 설계 플랫폼은 Revit 프로그램에 Add-in 되어 구동되는데, 도 3은 Revit 프로그램 상에서 구동되는 주거 설계 플랫폼의 실행 화면 일례를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈 라이브러리의 일례이고, 도 5는 주거 공간 또는 유닛에 임베디드된 센서모듈의 구성 일례이며, 도 6은 주거 설계에 적용된 무동작감지센서의 속성 정보 등록 화면의 일례를 나타낸 것이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이 센서모듈 라이브러리(241)에는 주택에 설치되어 각종 상황을 인지하는 IT 기기인 카메라 센서(CCTV), 출입문감지센서, 무동작감지센서, 창문여닫이센서, 가스감지센서, 온도센서 등의 정보가 등록된다. 본 발명에서는 센서 정보를 라이브러리로 등록하기 위해, 먼저 위치 센서의 재질과 최대 크기에 대해서 설정하고, 센서의 기능에 따른 유형을 정한 후 센서 기능의 범주를 지정하는 작업을 거치게 되는데, 예를 들어 위치 센서의 경우 범주는 위치에 해당되며, 열감지 센서의 경우 감지 센서의 범주에 들어가게 된다. 또한, 센서의 최대 센싱 범위 또는 거리와 같은 속성들을 정의한 후, 마지막으로 센서의 그래픽 형태를 구현하여 라이브러리에 추가하는 작업을 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 다양한 센서들을 모듈화하여 라이브러리로 구현함으로써, 건축 설계의 처음 단계부터 IT 기기(센서)의 속성을 고려한 설계가 가능하도록 하여 설계부터 시공까지의 비효율적인 과정을 해결할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부품모듈 라이브러리의 일례로서, 주거 설계시 필요한 각종 부품, 예를 들면 미끄럼방지현관타일, 미끄럼방지욕실타일, 자립형 주방작업대, 벽부착형 의자, 높낮이조절 수납장, 기본형 양변기, 고령자 맞춤형 식탁, 고령자 맞춤형 테이블, 폐쇄형 신발장, 기본형 침대, 침실 여닫이문, 기본형 세면대 등을 모듈화하여 라이브러리로 등록하게 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공간모듈 라이브러리의 일례로서, 주거 설계시 필요한 공간 정보, 예를 들면 현관, 조립식욕실, 시스템 키친 등 다양한 공간 정보를 모듈화하여 라이브러리로 등록하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유닛모듈 라이브러리의 일례로서, 주거 설계시 필요한 유닛 정보를 모듈화하여 라이브러리로 등록하게 되는데, 여기에서 유닛 정보는 상호 연관된 여러 개의 공간모듈 및 부품모듈이 결합된 모듈을 의미하는데, 예를 들면 현관과 다용도실 및 창고가 결합된 유닛, 욕실과 파우더룸이 결합된 유닛, 주방과 식당이 결합된 유닛 정보를 모듈화하여 라이브러리로 등록하게 된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 생성되는 주택 프로토타입의 일례를 나타낸 것으로, 프로토타입 생성부(220)는 사용자의 주거 환경 선택에 따라 데이터베이스(240)의 각 라이브러리에 구비된 센서모듈, 부품모듈, 공간모듈, 유닛모듈을 조합하여 상황 인지를 기반으로 하는 에너지 절감형 주택 프로토타입을 생성하게 된다. 생성되는 에너지 절감형 주택 프로토타입은 사용자의 선택에 따라 각 센서, 부품, 공간, 유닛 정보가 표시되어 사용자가 이를 확인할 수 있도록 제공된다.

이와 같이, 본 발명에서는 거주 설계에 필요한 부품과 공간 및 유닛을 모듈화하여 라이브러리로 등록하고, 프로토타입 생성부(220)에서 거주자의 거주 환경에 따라 각 모듈을 조합하여 최적화된 주택 프로토타입을 생성할 수 있도록 제공하게 된다.

이하, 상기의 구성으로 이루어진 주거 설계 플랫폼 시스템을 통하여 주거 설계가 이루어지는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저감형 주거 설계 플랫폼을 통하여 주거 설계가 이루어지는 과정을 나타낸 흐름도이다.

단계 S100 : 에너지 저감형 플랫폼을 실행하기 위해, 먼저 Revit 프로그램(170)을 실행한 후, Revit 프로그램(170)의 메뉴에서 외부도구 탭을 선택하여 Revit Add in 프로그램인 주거 설계 플랫폼(200)을 선택하여 실행시키게 된다.

단계 S110 : Revit 프로그램(170)을 통하여 주거 설계 플랫폼(200)이 실행되면, 먼저 주거 설계 플랫폼(200)의 주거환경 선택부(210)가 활성화되어, 사용자의 조건에 맞는 주거 환경을 선택하게 된다. 도 12는 주거환경 선택부의 주거유형 선택모듈을 통하여 활성화되는 주거 유형 선택 화면의 일례로서, 사용자는 먼저 주거유형이 공동주택인지 단독주택인지 선택하게 된다. 또한, 도 13은 사용자행태 선택모듈과 생활방식 선택모듈 및 모듈사이즈 선택모듈을 통하여 활성화되는 주거 환경 선택 화면의 일례로서, 사용자는 사용자 행태가 자립인지, 의존인지 선택하고, 생활방식(거주 유형)이 독거인지 부부 또는 자녀 유형인지 선택하며, 주택의 모듈 사이즈를 선택하게 된다.

단계 S120 : 상기 과정을 통하여 사용자의 주거 환경이 선택되면, 프로토타입 생성부(220)는 주거 환경에 따른 최적의 주택 프로토타입을 생성하게 된다. 즉, 프로토타입 생성부(220)의 프로토타입 생성모듈(221)은 사용자에 의해 선택된 주거 환경 정보에 기반하여 데이터베이스(240)의 각 라이브러리에 등록된 센서모듈, 부품모듈, 공간모듈, 유닛모듈을 조합하여 다양한 형태의 주택 프로토타입을 생성하게 된다. 이때 프로토타입 생성부(220)는 센서모듈 라이브러리(241)에 구비된 각종 IT 기기, 예를 들면 카메라, 출입문감지센서, 무동작감지센서, 창문여닫이센서, 가스감지센서, 온도 센서 등을 통한 상황 인지에 기반하여 에너지를 저감할 수 있는 다양한 형태의 주택 프로토타입을 생성하게 된다. 도 14는 프로토타입 생성모듈에 의해 생성되는 주택 프로토타입의 일례를 나타낸 것으로, 프로토타입 생성모듈(221)은 생성되는 주택 프로토타입을 평면도 형태로 화면에 표시하게 된다.

단계 S130 : 화면에 표시되는 다양한 주택 프로토타입의 평면도를 확인하는 사용자는 자신이 원하는 형태의 주택 프로토타입 평면도를 선택하여 해당 주택 프로토타입의 정보를 확인할 수 있다. 도 15는 주택 프로토타입의 라이프사이클 변화 정보를 나타내는 화면 일례로서, 주거정보 제공모듈(222)은 사용자에 의해 선택된 평면도가 라이프사이클에 해당되는 평면인 경우 우측 하단에 기존평면 및 라이프사이클에 따른 변화 후의 평면 모두를 표시하고 이에 따른 설명을 표시하게 된다. 도 16은 주택 프로토타입의 에너지 소비량 정보를 나타내는 화면 일례로서, 주거정보 제공모듈(222)은 선택된 평면의 연료소비 및 전기소비 정보를 에너지 시뮬레이션으로 표시하게 된다. 도 17은 주택 프로토타입의 센서 정보를 나타내는 일례로서, 주거정보 제공모듈(222)은 선택된 평면에 설치된 각종 센서의 이미지와 설치 위치 및 동작 등의 정보를 표시하게 된다.

단계 S140 : 한편, 사용자는 화면에 표시되는 복수의 주택 프로토타입의 에너지 소비량을 비교하여 에너지 저감 효과가 있는 주택 프로토타입을 선택하여 주거 모듈로 선정할 수 있다. 도 18은 여러 주택 프로토타입의 에너지 소비량을 비교 표시하는 화면 일례를 나타낸 것으로, 에너지 소비량 비교모듈은 사용자에 의해 선택된 복수의 주택 프로토타입에 대한 에너지 소비량을 계산하여 비교하여 표시하게 된다.

단계 S150 : 사용자는 상기 과정을 통하여 주택 프로토타입을 비교 검토한 후, 주거모듈 선정부(230)의 주거모듈 선정모듈(231)을 통하여 복수의 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 설계될 주거 모듈을 선정하게 된다. 도 19는 주택 프로토타입 선택에 따라 선정된 주거 모듈의 일례를 나타낸 것이다.

단계 S160, S170 : 한편, 사용자는 주택 프로토타입을 선택하여 선정한 주거 모듈을 필요에 따라 수정할 수 있는데(S160), 사용자는 주거모듈 수정모듈(232)을 통하여 선정된 주거 모듈에 적용되는 센서, 부품, 공간, 유닛 등의 위치나 재질 등을 변경하거나 제거 또는 추가함으로써 다양하게 수정할 수 있다. 도 20은 주거 모듈의 수정 화면 일례를 나타낸 것이다.

단계 S180 : 상기의 과정읕 통하여 주거 모듈이 최종 선정되는데, 필요에 따라 선정된 주거 모듈을 조합하여 동 단위의 동플랜을 형성하고, 동플랜을 적층하여 동매스를 구축함으로써 공동주거를 완성할 수 있다. 도 21은 주거 모듈을 조합하여 형성되는 동플랜의 일례이고, 도 22는 동플랜의 적층을 통해 형성되는 동매스의 일례를 나타낸 것이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 주거 설계 플랫폼 시스템은 사용자 맞춤형 모듈러 설계, 상황인지, 에너지 저감 기술을 통합하여, 다양한 주거 프로토타입을 제공함으로써 사용자가 쉽고 빠르게 주거 설계를 할 수 있게 제공하게 된다. 이러한 상황 인지 기반 기술, 에너지 저감을 고려한 모듈 라이브러리 등을 통해서 상황인지 및 에너지 저감 기반 지식이 없는 사용자가 본 q발명을 통하여 상황인지 기술을 건축 설계 중에 활용할 수 있으며, 일정 수준의 에너지 저감 효과를 얻을 수 있게 된다.

이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

100 : 주거 설계 플랫폼 시스템 110 : 중앙제어부
120 : 입력부 130 : 출력부
140 : 통신부 150 : 기억장치
160 : 운영체제 170 : Revit 프로그램
200 : 주거 설계 플랫폼 210 : 주거환경 선택부
211 : 주거유형 선택모듈 212 : 사용자행태 선택모듈
213 : 생활방식 선택모듈 214 : 모듈사이즈 선택모듈
220 : 프로토타입 생성부 221 : 프로토타입 생성모듈
222 : 주거정보 제공모듈 223 : 에너지소비량 비교모듈
230 : 주거모듈 선정부 231 : 주거모듈 선정모듈
232 : 주거모듈 수정모듈 233 : 건물 조합모듈
240 : 데이터베이스 241 : 센서모듈 Library
242 : 부품모듈 Library 243 : 공간모듈 Library
244 : 유닛모듈 Library

Claims (10)

1. 사용자 맞춤형 주거 설계에 필요한 IT 기기에 대한 정보를 BIM(Building Information Modeling)을 위한 Revit 프로그램(170)의 패밀리로 추가하여, IT 기기를 통한 상황 인지를 기반으로 주거 공간의 에너지 소비량을 계산하여 에너지 저감형 주거 설계를 수행하는 주거 설계 플랫폼(200)이 구비된 주거 설계 플랫폼 시스템으로,
   상기 주거 설계 플랫폼(200)은 설계될 사용자의 주거 환경을 선택하는 주거환경 선택부(210)와, 상기 주거환경 선택부(210)를 통하여 선택된 주거 환경에 따라 IT 기기의 상황 인지를 기반으로 복수의 에너지 저감형 주택 프로토타입을 생성하는 프로토타입 생성부(220)와, 상기 프로토타입 생성부(220)를 통하여 생성된 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 주거 모듈로 선정하는 주거모듈 선정부(230)와, 상기 프로토타입 생성부(220)에서 상황 인지를 기반으로 주택 프로토타입을 생성할 수 있도록 IT 기기를 포함하는 주거 설계에 필요한 각 모듈이 라이브러리 형태로 등록되는 데이터베이스(240)를 포함하되,
   상기 프로토타입 생성부(220)에는 상기 주거환경 선택부(210)를 통하여 선택된 주거 환경 정보에 따라 데이터베이스(240)에 구비된 각 모듈을 조합하여 복수의 주택 프로토타입을 생성하는 프로토타입 생성모듈(221)과, 상기 프로토타입 생성모듈(221)을 통하여 생성된 주택 프로토타입의 주거 정보를 제공하는 주거정보 제공모듈(222)과, 사용자에 의해 선택된 주택 프로토타입별로 에너지 소비량을 산출하고 이를 비교하여 표시하는 에너지소비량 비교모듈(223)이 구비되며,
   상기 데이터베이스(240)에는 주거 공간에 설치되어 주변 상황을 인지하는 IT 기기인 센서 정보가 등록되는 센서모듈 라이브러리(241)와, 주거 공간에 설치되는 주거 관련 부품 정보가 등록되는 부품모듈 라이브러리(242)와, 주거 공간에 대한 정보가 등록되는 공간모듈 라이브러리(243)와, 주거 관련하여 여러 모듈이 결합된 유닛 정보가 등록되는 유닛모듈 라이브러리(244)가 구비된 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 주거환경 선택부(210)는
   사용자의 주거 유형이 공동 주택인지 단독 주택인지를 선택하는 주거유형 선택모듈(211)과,
   사용자의 주거 행태가 자립 행태인지 의존 행태인지 선택하는 사용자행태 선택모듈(212)과,
   사용자의 생활 방식이 독거 방식인지 부부나 자녀와의 동거 방식인지를 선택하는 생활방식 선택모듈(213)과,
   설계될 주택의 크기인 모듈 사이즈를 선택하는 모듈사이즈 선택모듈(214)이 구비되는 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 센서모듈 라이브러리(241)에는
   센서의 이름과 재질 및 크기, 기능에 따른 유형, 속성이 정의된 복수의 센서를 포함하되, 상기 센서모듈 라이브러리(241)에는 카메라 센서(CCTV), 출입문감지센서, 무동작감지센서, 창문여닫이센서, 가스감지센서, 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 프로토타입 생성모듈(221)은 사용자에 의해 선택된 주거 환경 정보에 기반하여 데이터베이스(240)의 각 라이브러리에 등록된 센서모듈, 부품모듈, 공간모듈, 유닛모듈을 조합하여 복수의 주택 프로로타입을 생성하되,
   상기 센서모듈 라이브러리(241)에 구비된 센서를 통한 상황 인지에 기반하여 에너지를 저감할 수 있는 복수의 주택 프로토타입을 생성하는 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 주거정보 제공모듈(222)은 사용자에 의해 선택된 주택 프로토타입에 대한 라이프사이클 변화 정보, 에너지 소비량 정보, 센서 정보를 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 주거모듈 선정부(230)에는
   상기 프로토타입 생성부(220)를 통하여 생성된 복수의 주택 프로토타입 중 어느 하나를 선택하여 사용자의 주거 모듈을 선정하는 주거모듈 선정모듈(231)과,
   상기 선정된 주거 모듈의 각 모듈을 변경하거나 제거 또는 추가하여 수정하는 주거모듈 수정모듈(232)이 구비된 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 주거모듈 선정부(230)에는
    상기 주거모듈 수정모듈(232)을 통하여 수정된 주거 모듈을 수평으로 조합하여 동플랜을 형성하고, 형성된 동플랜을 적층하여 동매스를 구축하는 건물 조합모듈(233)이 구비된 것을 특징으로 하는 주거 설계 플랫폼 시스템.

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