KR102583390B1 - 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템은 건물을 세분화하여 구획하는 구획서버와, 상기 구획서버에서 구획한 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정서버와, 상기 측정서버에서 측정한 측정 정보를 분석하는 분석서버와, 상기 분석서버에서 분석한 에너지 사용 패턴에 따라 건물의 에너지 사용효율화 방안을 제시하는 평가서버를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물을 존별로 세분화하여 에너지 사용량을 평가할 수 있는 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 지금까지 사용되고 있는 에너지사용량 평가 방법은 건축물의 총 에너지사용량만을 토대로 건물의 에너지사용량의 우수성을 판정하고 있다.
이러한 종래의 에너지사용량 평가 방법은 에너지 사용 기기별 에너지사용량 계량기(미터링)의 설치, 재실 공간에 대한 온도 또는 습도 등 환경 인자의 측정 등이 필요하다.
그러나 에너지 사용 기기별 에너지사용량 계량기(미터링)의 설치, 재실 공간에 대한 온도 또는 습도 등 환경인자의 측정 등은 많은 비용과 공간적 손실 및 관리의 번거로움 등으로 사실상 일반 건물에 적용하는 것이 불가능하다.
또한, 종래의 에너지사용량 평가 방법은 상기에서 언급한 바와 같이, 건물에서 사용한 총 에너지 소비량을 기반으로 건물의 에너지 성능의 우수성을 평가하거나 단순 벤치마킹 등의 기법으로 순위를 매겨 건물의 냉난방 성능의 우수성을 평가한다.
그러나 이와 같은 방법은 건물이 올바르게 에너지를 사용하였는지를 평가하는 방법이 아니므로 소비된 에너지가 목적에 맞게 잘 쓰였는지를 평가하는 즉, 건물의 에너지 소비량에 대한 객관적인 평가방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 건물을 존별로 구획하여 에너지사용량 및 환경 정보를 측정할 수 있는 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 재실자 및 로봇이 존을 이동함에 따라 환경 정보를 측정할 수 있는 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템은 건물을 세분화하여 구획하는 구획서버와, 상기 구획서버에서 구획한 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정서버와, 상기 측정서버에서 측정한 측정 정보를 분석하는 분석서버와, 상기 분석서버에서 분석한 에너지 사용 패턴에 따라 건물의 에너지 사용 효율화 방안을 제시하는 평가서버를 포함할 수 있다.
상기 구획서버는 건물을 층별 및 존(zone)별로 세분화하여 구획할 수 있다.
상기 구획서버는 2축 레이저 센서로 GPS에서 상대 좌표를 취득하여 건물을 세분화하여 구획할 수 있다.
상기 측정서버는 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정부와, 상기 측정장치의 이동을 계획 및 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.
상기 측정부는 건물의 재실자가 휴대하여 이동함에 따라 환경 정보를 측정하는 보급측정장치와, 건물의 재실자가 탑승하여 이동함에 따라 환경 정보를 측정하는 탑승측정장치와, 건물을 이동하며, 무인으로 자동화되어 환경 정보를 측정하는 무인측정장치를 구비할 수 있다.
상기 분석서버는 상기 구획서버에서 구획된 존별로 측정된 환경 정보와 연계하여 에너지사용량 및 에너지 사용 패턴을 분석할 수 있다.
상기 분석서버는 에너지 사용 패턴과 연관성이 높은 핵심 환경정보인자를 도출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법은 (a) 건물을 층별 및 존별로 구획하는 구획단계와, (b) 상기 구획단계 후, 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정단계와, (c) 상기 측정단계 후, 건물의 에너지 사용 패턴을 분석하는 분석단계와, (d) 상기 분석단계 후, 건물의 에너지 사용 효율화 방안을 제시하는 평가단계를 포함할 수 있다.
상기 구획단계 중, 건물을 2축 레이저 센서로 GPS에서 상대 좌표를 취득하여 세분화하는 세분화단계;를 구비할 수 있다.
상기 분석단계 중, 상기 구획서버에서 구획된 존별로 측정된 환경 정보와 연계하여 에너지사용량 및 에너지 사용 패턴을 분석하는 단계;를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법에 의하면, 건물에너지 분야의 에너지사용량 감소로 이산화탄소 배출기여도를 낮춤으로서 기후변화에 대응할 수 있다.
본 발명은 실내환경 정보, 재실자의 행동 및 패턴에 따른 에너지 사용량 변화 확인으로 재실자 참여형 에너지 절약을 유도할 수 있다.
본 발명은 건물의 구역별 에너지 사용량 진단 및 환경정보 측정으로 재실자의 업무환경 개선에 맞춤형으로 기여할 수 있다.
본 발명은 공공 또는 민간 건물에 대한 건물 별 현장 측정이 가능하여 맞춤형 솔루션 제공으로 효율적 저감이 가능하다.
본 발명은 건물, 층, 공간 단위별로 용도별 에너지사용량을 직접 계측할 수 있는 기능이 구현 가능하게 되어 전체 에너지 사용량 절감에 기여할 수 있다.
본 발명은 Bottom up 방식의 개별 건물에너지 측정, 분석, 취합, 구축으로 국가 전체 에너지 관리 및 맞춤형 정책 방향을 제시할 수 있다.
본 발명은 추정이 아닌 실제 사용량 기반의 정확한 미터링 및 산정으로 사용자의 요금절감 행동 유도 및 요금부과체계 개선에 기여할 수 있다.
본 발명은 측정 데이터 기반의 모니터링과 관리로 다수의 건물을 하나의 통합 모니터링 센터에서 관리가 가능하여 비용 절감이 가능하다.
본 발명은 건물에너지 정보 기반의 대국민 서비스가 가능하게 되어 국민 편의성 증대 및 스마트 시티 등 연계 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측정서버를 나타낸 블록도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보급측정장치를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분석서버를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측정서버를 나타낸 블록도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보급측정장치를 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분석서버를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템은 건물의 에너지사용량 및 환경정보를 존 규모(zone scale)로 세분화하여 측정하고 연계하여 분석함에 따라 실배치 및 재실자의 활동에 따른 존별, 층별, 건물별 수준의 에너지사용량을 측정, 진단, 문제점 판별이라는 일련의 과정으로 건물 에너지사용량 저감과 쾌적한 실내환경조성을 위한 리모델링 방안 도출의 초기 의사결정을 제시할 수 있는 것이다.
이러한 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템은 건물을 세분화하여 구획하는 구획서버(100)와, 상기 구획서버(100)에서 구획한 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정서버(200)와, 상기 측정서버(200)에서 측정한 측정 정보를 분석하는 분석서버(300)와, 상기 분석서버(300)에서 분석한 에너지 사용 패턴에 따라 건물의 에너지 사용효율화 방안을 제시하는 평가서버(400)를 구비한다.
구획서버(100)는 건물을 세분화하여 서로 연계하여 측정 및 분석한다. 이때, 구획서버(100)는 건물을 층별 및 존(zone)별로 세분화하여 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 것이며, 존(공간 및 실)은 재실자의 행동 반경에 포함되는 위치로 형성된다. 그리고 구획서버(100)는 건물을 존별로 세분화하기 위하여 2축 레이저 센서로 GPS에서 상대 좌표를 취득하는 것이며, 이는 존별 위치정보를 취득하기 위함이다. 또한, 취득된 상대 좌표 정보를 기구축된 국토교통부, 행정안전부 등 정부기관에서 구축한 건물데이터 정보와 연계하여 건물 내 세부 위치정보 표시 및 연동하여 운영할 수 있다.
도 2를 참조하면, 측정서버(200)는 구획서버(100)에서 구획한 존의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하기 위한 것으로 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정부(210)와 측정부(210)의 이동을 계획 및 제어하는 제어부(220)를 구비한다. 여기서, 환경 정보는 층별 및 존별로 온도, 습도, CO2, TVOC(Total Volatile Organic Compounds), 미세먼지 등의 종합된 정보로 형성된다.
측정부(210)는 건물을 이동하며 환경 정보를 측정하는 것으로 건물의 재실자가 직접 이동하거나 무인 로봇을 활용하여 측정할 수 있다. 이때, 재실자가 직접 이동하며 존의 환경 정보를 측정하기 위하여 재실자에게 보급하는 보급측정장치(211)가 형성된다.
보급측정장치(211)는 재실자가 휴대한 후 이동함에 따라 건물의 환경 정보를 측정하는 것이다. 보급측정장치(211)는 재실자가 휴대하여 존별로 환경 정보를 측정하하며, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 열화상 카메라, 레이저센서, 온도 및 습도 센서, 미세먼지센서, CO2센서, 조도센서, tvoc 등으로 형성된다. 이때, 이러한 센서 및 카메라들은 회로기판에 의하여 제어되는 것이며, 재실자의 어깨에 걸리는 어깨걸이가 형성된다. 그리고 존의 규모가 넓게 형성될 경우 재실자가 탑승하여 이동함에 따라 환경 정보를 측정하는 탑승측정장치(212)가 형성된다. 탑승측정장치(212)는 재실자가 운전을 진행하도록 운전장치가 형성되며, 동력에 의하여 이동함에 따라 환경 정보를 측정한다.
이와 같이 재실자가 직접 건물의 환경 정보를 측정함에 따라 경제적 측정비용이 절약되며, 존 규모로 측정이 가능하다. 그리고 재실자 활동이 반영됨에 따라 실내환경정보를 정확히 측정할 수 있다.
그리고 측정부(210)는 재실자의 안전 및 작업 효율을 높이기 위하여 무인으로 환경 정보를 측정하는 무인측정장치(213)가 형성된다. 무인측정장치(213)는 로봇으로 형성되며, GPS에 의하여 설정된 위치를 이동하며 환경 정보를 측정한다.
이와 같이 존을 이동하며 환경 정보를 측정함에 따라 데이터 취득시 정확도는 95% 이상 신뢰 수준으로 정확도가 향상될 수 있다.
그리고 측정부(210)를 제어하는 제어부(220)는 무인측정장치(213)의 위치를 제어하거나 측정부(210)와 통신하여 환경 정보를 수신받아 저장한다. 또한, 제어부(220)는 무인측정장치(213) 및 탑승측정장치(212)의 이동 시나리오를 생성하여 제어부(220)가 겹치는 위치로 반복하여 환경 정보를 측정하는 것을 방지한다.
분석서버(300)는 도 5를 참조하면, 구획서버(100)에서 구획된 존별로 측정된 환경 정보와 연계하여 에너지사용량 및 에너지 사용 패턴을 분석한다. 분석서버(300)는 측정부(210)에서 측정한 정보를 분석하는 것으로 벽면으로 부터 거리, 이동속도, 측정인자, 측정방법, 알고리즘을 활용하여 에너지사용량 및 에너지 사용 패턴을 분석할 수 있다.
그리고 평가서버(400)는 분석서버(300)에서 분석한 환경 정보와 에너지사용량 정보의 연동으로 각 건물별 에너지사용량에 가장 큰 영향을 미치는 재실자의 활동 및 에너지 사용 패턴과 연관성이 높은 핵심 환경정보인자의 도출하여 에너지 사용효율화 방안을 제시할 수 있다.
이에 따라 건물의 구역별 에너지사용량 진단 및 환경 정보 측정으로 재실자의 업무환경을 개선할 수 있다.
이하에서 본 발명의 다른 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법을 설명함에 있어 상술한 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법을 나타낸 순서도이다.
단계 S1100의 구획단계(S1100)에서는 구획서버(100)에서 건물을 층별 및 존별로 구획한다. 구획서버(100)는 건물을 세분화하기 위하여 단계 S1200의 세분화단계(S1200)와 같이 2축 레이저 센서로 GPS에서 상대 좌표를 취득하여 건물을 세분화하여 구획한다.
단계 S1300의 측정단계(S1300)에서는 구획서버(100)에서 구획한 존마다 측정서버(200)에서 환경 정보를 측정한다. 측정서버(200)는 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정부(210)와 측정부(210)의 이동을 계획 및 제어하는 제어부(220)를 구비한다. 여기서, 환경 정보는 층별 및 존별로 온도, 습도, CO2, TVOC(Total Volatile Organic Compounds), 미세먼지 등의 종합된 정보로 형성된다.
측정부(210)는 재실자가 직접 이동하며 존의 환경 정보를 측정하기 위하여 재실자에게 보급하는 보급측정장치(211)와 건물의 재실자가 탑승하여 이동함에 따라 환경 정보를 측정하는 탑승측정장치(212)와, 건물을 이동하며, 무인으로 자동화되어 환경 정보를 측정하는 무인측정장치(213)를 구비한다.
단계 S1400의 분석단계(S1400)는 단계 S1300의 측정서버(200)에서 측정한 존의 환경 정보를 분석하여 건물의 에너지 사용 패턴을 분석한다.
그리고 S1500의 평가단계(S1500)는 분석단계(S1400)에서 분석한 에너지 사용 패턴을 활용하여 건물의 에너지 사용 효율화 방안을 제시하는 것이다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 구획서버 200: 측정서버
210: 측정부 211: 보급측정장치
212: 탑승측정장치 213: 무인측정장치
220: 제어부 300: 분석서버
400: 평가서버 S1100: 구획단계
S1200: 세분화단계 S1300: 측정단계
S1400: 분석단계 S1500: 평가단계
210: 측정부 211: 보급측정장치
212: 탑승측정장치 213: 무인측정장치
220: 제어부 300: 분석서버
400: 평가서버 S1100: 구획단계
S1200: 세분화단계 S1300: 측정단계
S1400: 분석단계 S1500: 평가단계
Claims (10)
- 건물을 층별 및 존(zone)별로 세분화하여 구획하는 구획서버와,
상기 구획서버에서 구획한 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 측정하는 측정서버와,
상기 측정서버에서 측정한 측정 정보를 분석하는 분석서버와,
상기 분석서버에서 분석한 에너지 사용 패턴에 따라 건물의 에너지 사용효율화 방안을 제시하는 평가서버를 구비하고,
상기 측정서버는 건물의 환경 정보를 측정하는 측정부와,
상기 측정부의 이동을 계획 및 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 측정부는 건물의 재실자가 휴대하여 이동함에 따라 존별로 환경 정보를 측정하는 보급측정장치와,
건물의 재실자가 탑승하여 이동함에 따라 환경 정보를 측정하는 탑승측정장치와,
건물을 이동하며, 무인으로 자동화되어 환경 정보를 측정하는 무인측정장치를 구비하고,
상기 구획서버는 2축 레이저 센서로 GPS에서 상대 좌표를 취득하여 건물을 세분화하여 구획하는 것을 특징으로 하는 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 분석서버는 상기 구획서버에서 구획된 존별로 측정된 환경 정보와 연계하여 에너지사용량 및 에너지 사용 패턴을 분석하는 것을 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템.
- 제 6항에 있어서,
상기 분석서버는 에너지 사용 패턴과 연관성이 있는 핵심 환경정보인자를 도출하는 것을 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템.
- (a) 건물을 층별 및 존별로 구획하는 구획단계와,
(b) 상기 구획단계 후, 건물의 에너지사용량 및 환경 정보를 재실자가 보급측정장치를 휴대 및 탑승측정장치를 탑승하여 이동함에 따라 측정하는 측정단계와,
(c) 상기 측정단계 후, 건물의 에너지 사용 패턴을 분석하는 분석단계와,
(d) 상기 분석단계 후, 건물의 에너지 사용 효율화 방안을 제시하는 평가단계를 구비하고,
상기 구획단계 중, 건물을 2축 레이저 센서로 GPS에서 상대 좌표를 취득하여 세분화하는 세분화단계를 포함하는 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법.
- 삭제
- 제 8항에 있어서,
상기 분석단계 중, 구획서버에서 구획된 존별로 측정된 환경 정보와 연계하여 에너지사용량 및 에너지 사용 패턴을 분석하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020200181756A KR102583390B1 (ko) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200181756A KR102583390B1 (ko) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법 |
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|---|---|
| KR20220090841A KR20220090841A (ko) | 2022-06-30 |
| KR102583390B1 true KR102583390B1 (ko) | 2023-09-27 |
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ID=82214984
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| KR1020200181756A KR102583390B1 (ko) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 존 규모로 측정된 건물의 에너지사용량 평가 시스템 및 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102583390B1 (ko) |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Building-in-Briefcase: A Rapidly-Deployable Environmental Sensor Suite for the Smart Building |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220090841A (ko) | 2022-06-30 |
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