KR20130114965A - Design system of building having high energy efficiency using simulation and design process thereof - Google Patents

Design system of building having high energy efficiency using simulation and design process thereof Download PDF

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KR20130114965A
KR20130114965A KR1020120037442A KR20120037442A KR20130114965A KR 20130114965 A KR20130114965 A KR 20130114965A KR 1020120037442 A KR1020120037442 A KR 1020120037442A KR 20120037442 A KR20120037442 A KR 20120037442A KR 20130114965 A KR20130114965 A KR 20130114965A
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energy efficiency
carbon reduction
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이효원
윤영일
원현성
조주영
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바이오하우징테크놀로지(주)
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Abstract

PURPOSE: A building design system having high energy efficiency through a simulation and a building design method using the same are provided to offer a building design of the high energy efficiency by simulating an element of climate, an amount of solar radiation, and a site property. CONSTITUTION: A carbon reduction goal setting module (S1) sets up a carbon reduction target value and an environmental information collecting module (S2) collects environment information regarding an element of climate, an amount of solar radiation, and a site property. A building outer shape decision module (S3) simulates the environmental information and determines optimum bearing of a building capable of minimizing cooling-heating loads. The building outer shape decision module determines the optimum shape of the building in order to accomplish the carbon reduction target value by estimating an energy load amount by the amount of solar radiation. A building outer cover design module (S4) determines an outer cover of the building so that the energy load amount becomes a maximum value by estimating the energy load amount by the amount of solar radiation. A building inside wall design module (S5) determines arrangement of an inner wall of the building so that air current circulation and ventilation are smoothly progressed by measuring the flow of an air current of building inside and outside. [Reference numerals] (S1) Carbon reduction goal setting module; (S2) Environmental information collecting module; (S3) Building outer shape decision module; (S4) Building outer cover design module; (S5) Building inside wall design module

Description

시뮬레이션을 통한 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계 시스템 및 이를 사용한 건물 설계 방법{Design system of building having high energy efficiency using simulation and Design process thereof}Design system of building having high energy efficiency using simulation and design process

본 발명은 시뮬레이션을 이용한 건물 설계 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 기후분석을 통한 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a building design system using simulation, and more particularly, to a building design system having high energy efficiency through climate analysis.

최근 들어 지구의 온난화 문제 등으로 인하여 환경에 대한 관심이 증가하고 있으며, 실제로 1997년에는 온실가스 감축을 의무화하는 교토의정서가 채택되었고, 2007년에는 발리 로드맵의 채택으로 한국도 온실가스 감축에 동참하였다. 특히, 건물의 에너지 효율화 및 건물에서 발생하는 온실가스 저감을 위한 노력이 진행되고 있으며, 이는 에너지 효율을 높이고 쾌적한 공간을 제공하기 위한 건물 에너지 관리 시스템에 대한 개발로 연결되었다.Recently, interest in the environment has increased due to global warming, and in 1997, the Kyoto Protocol, which mandates the reduction of greenhouse gases, was adopted. In 2007, Korea also participated in the reduction of greenhouse gases through the adoption of the Bali Roadmap. In particular, efforts are being made to improve the energy efficiency of buildings and to reduce greenhouse gases generated in buildings, which has led to the development of building energy management systems to improve energy efficiency and provide a comfortable space.

건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)은 컴퓨터 기반의(computer-aided tools) 툴로써, 건물 상태의 모니터링, 기기 제어, 최적화에 사용된다. 현재 대부분의 BEMS 운영은 전체적인 설비의 단순 제어 및 감시 기능만 수행하고, 에너지 관리에 대한 기능은 부분적으로 제공하고 있는 실정으로, 건물에 특화된 체계적인 에너지 관리 기능에 한계가 있었다.The Building Energy Management System (BEMS) is a computer-aided tool that is used to monitor, condition, and optimize building health. Currently, most BEMS operations perform only simple control and monitoring functions of the entire facility, and partially provide energy management functions. Therefore, there are limitations on the systematic energy management functions specific to buildings.

이에, 대한민국 공개특허 제2012-0010474호에는 기후분석 등을 통한 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템을 제공하고 있지만, 에너지 관리를 염두에 두지 않으며 설계된 건물에 에너지 관리 시스템을 추후에 도입하는 것은 에너지 효율을 높이는 데에 일정한 한계점을 갖는 문제가 있다. 또한, 건물 운영단계에서 이산화탄소 배출량을 최소화를 목표로 하는 미래형 환경주택인 '탄소 무배출 주택(zero emission house)'의 개발에 대한 국제적 관심이 고조되는 상황에 부응하기 어렵다.
Accordingly, Korean Patent Publication No. 2012-0010474 provides a simulation-based building energy management system through climate analysis, but does not have energy management in mind. There is a problem with a certain limit in height. In addition, it is difficult to meet the growing international interest in the development of 'zero emission house', a future environmental house aimed at minimizing carbon dioxide emissions at the building operation stage.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하여, 에너지 관리 시스템이 건물의 설계 단계에서부터 반영되는 건물 설계 시스템을 제공하는 것이다. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the above problems, to provide a building design system that the energy management system is reflected from the design stage of the building.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은 탄소저감목표 설정모듈이 탄소 저감 목표치를 설정하는 단계(S1); 환경정보 수집 모듈이 기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집하는 단계(S2); 건물 외형 결정 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정하는 단계(S3); 건물 외피 설계 모듈이 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계하는 단계(S4); 및 건물 내벽 설계 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계하는 단계(S5);를 포함한다.In one preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, the building design method having a high energy efficiency step (S1) of setting a carbon reduction target setting module; Collecting, by the environmental information collection module, environmental information regarding climate factors, solar radiation, and site characteristics (S2); The building appearance determination module simulates the environmental information to determine the optimal orientation of the building to minimize the heating and cooling load, and to determine the optimal shape of the building to achieve the carbon reduction target by predicting the energy load by the solar radiation amount (S3); The building envelope design module predicts the energy load due to the solar radiation to determine the envelope of the building to maximize its energy load, analyzes the amount of sunlight flowing into the interior and simulates the useful illuminance to minimize the lighting energy. Designing the position and size of the window to measure the flow of air in the air stream to facilitate circulation and ventilation (S4); And building inner wall design module simulates the environmental information to measure the flow of air in and out of the building to determine the layout of the inner wall of the building for smooth air circulation and ventilation, and predicts the heating and cooling energy load of the building to reduce the carbon reduction target value. And designing the material of the inner wall of the building to achieve (S5).

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은, 상기 S4 단계 이후에 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 도입하는 단계(S5');를 더 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 재생에너지 활용 시스템으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 태양열난방 시스템, 태양열발전 시스템, 태양광발전 시스템 및 수직축 풍력 터빈발전 시스템 등을 사용할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the building design method having a high energy efficiency, after the step S4 step of introducing a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target value (S5 '); It may further include. The renewable energy utilization system is not particularly limited in kind, but a solar heating system, a solar power generation system, a solar power generation system, and a vertical axis wind turbine power generation system may be used.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은, 에너지 효율성 평가 모듈이 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여 상기 S3, S4 및 S5 단계의 재수행 여부를 결정하는 단계(S6);를 더 포함할 수 있다.Building design method having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention, the energy efficiency evaluation module evaluates the energy efficiency of the designed building and compared to the carbon reduction target value and re-run the steps S3, S4 and S5 Determining whether or not (S6); may further include.

그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은, 에너지 효율성 평가 모듈이 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여, 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 도입하는 단계(S5')의 포함 여부를 결정하는 단계(S6);를 더 포함할 수도 있다.And, according to a preferred embodiment of the present invention, the building design method having a high energy efficiency, the energy efficiency evaluation module evaluates the energy efficiency of the designed building and compared with the carbon reduction target, to achieve the carbon reduction target Determining whether or not to include the step (S5 ') of introducing a renewable energy utilization system for; may further include.

또한, 본 발명은 탄소 저감 목표치를 설정하는 탄소저감목표 설정모듈; 기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집하는 환경정보 수집 모듈; 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정하는 건물 외형 결정 모듈; 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계하는 건물 외피 설계 모듈; 및 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계하는 건물 내벽 설계 모듈;을 포함하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템을 제공한다.The present invention also provides a carbon reduction target setting module for setting a carbon reduction target value; An environmental information collection module for collecting environmental information on climate factors, solar radiation, and site characteristics; A building appearance determination module for determining an optimal orientation of a building that can minimize an air conditioning heating by simulating the environmental information, and determining an optimal shape of a building to predict an energy load by the solar radiation to achieve the carbon reduction target value; Predict the energy load by the amount of solar radiation to determine the exterior of the building to maximize its energy load, analyze the amount of sunshine flowing into the interior, and simulate the useful illuminance to minimize the lighting energy and to reduce the flow of airflow inside and outside the building. Building envelope design module for designing the position and size of the window to measure and facilitate air circulation and ventilation; And by measuring the flow of air in and out of the building by simulating the environmental information to determine the layout of the inner wall of the building to facilitate the circulation and ventilation of the air flow, and predict the cooling and heating energy load of the building to achieve the carbon reduction target value It provides a building design system having a high energy efficiency, including; building inner wall design module for designing the material.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템은, 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 더 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 재생에너지 활용 시스템으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 태양열난방 시스템, 태양열발전 시스템, 태양광발전 시스템 및 수직축 풍력 터빈발전 시스템 등을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the building design system having high energy efficiency may further include a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target value. The renewable energy utilization system may include, but is not particularly limited to, a solar heating system, a solar power generation system, a solar power generation system, and a vertical axis wind turbine power generation system.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템은, 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여 상기 건물 외형 결정 모듈,건물 외피 설계 모듈 및 건물 내벽 설계 모듈의 실행 여부를 결정하는 에너지 효율성 평가 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the building design system having a high energy efficiency, the building appearance determination module, building envelope design module and building by evaluating the energy efficiency of the designed building and compared with the carbon reduction target value The apparatus may further include an energy efficiency evaluation module for determining whether to execute the inner wall design module.

본 발명은 건물의 설계 단계에서부터 탄소저감을 위하여 에너지 효율을 반영하고 있으며, 구체적으로는 기후요소, 일사량 및 부지특성과 같은 환경정보를 시뮬레이션하여 고 에너지 효율의 건물 설계를 제공하며, 에너지 절약 요소기술과 재생에너지 활용기술을 병행 접목하여 '탄소 무배출 주택(zero emission house)'을 제공할 수 있다.The present invention reflects energy efficiency in order to reduce carbon from the design stage of the building. Specifically, it provides a high energy efficiency building design by simulating environmental information such as climate factors, solar radiation and site characteristics, and energy saving element technology. And a renewable energy utilization technology can be combined to provide a 'zero emission house'.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.
도 7은 'Autodesk Weather Tool' 소프트웨어를 사용한 기후분석 방법에 대한 시뮬레이션 결과이다.
도 8은 Autodesk Weather Tool'을 기반으로 평균 일사량, 일조량을 기반으로 냉난방 부하를 줄일 수 있는 최적 위치를 분석 결과이다.
도 9는 Autodesk Ecotect 2011' 소프트웨어를 사용한 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측 시뮬레이션 결과이다.
도 10은 'Autodesk Ecotect 2011' 소프트웨어를 사용한 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측 시뮬레이션 결과이다.
도 11은 'Autodesk Ecotect 2011' 소프트웨어를 사용한 일조량 분석 시뮬레이션 결과이다.
도 12는 'Winair 4 / Flovent ' 소프트웨어를 사용한 기류흐름 분석 시뮬레이션 결과이다.
도 13은 'Winair 4 / Flovent ' 소프트웨어를 사용한 기류흐름 분석 시뮬레이션 결과이다.
도 14는 에너지 사용량 측정과 내부의 연간 온도 평가를 위한 외부조건 및 내부조건을 나타낸다.
도 15는 'IES/VE' 또는 'Autodesk Ecotect'를 사용한 온도 분포가 시뮬레이션 결과이다.
도 16은 'IES/VE' 또는 'Autodesk Ecotect'를 사용한 에너지 사용량 시뮬레이션 결과이다.
도 17은 'Autodesk Green Building Studio'를 사용한 탄소 발생량을 평가 결과이다.
도 18은 각종 에너지 부하량 측정에 대한 예이다.
도 19는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 건설 설계도이다.
도 20은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 건설 설계도이다.
도 21은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 에너지 절약 기법들이다.
도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 난방시스템 개념도이다.
도 23은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 자연광 유입을 위한 채광특성을 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 통풍 특성을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 내부 기류순환 및 내부 맞통풍 특성을 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 발코니 블라인드를 통한 차양 및 단열 특성을 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 일조 유입 및 차단 조절 특성을 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 실내 조도 측정을 통한 내부 LED 조명배치 방법을 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 건물후면 툇마루 개념으로 맞통풍 유도 특성을 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 우수 이용시스템을 나타낸 도면이다.
도 31은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계된 건물의 에너지 부하를 줄이기 위한 그린루프 설치 된 지붕을 나타낸 도면이다.
도 32는 일반 주택의 콘크리트 벽체를 사용했을 시의 에너지 시뮬레이션의 측정치를 나타낸 도면이다.
도 33은 일반 주택의 친환경 건축 부재를 사용했을 시의 에너지 시뮬레이션의 측정치를 나타낸 도면이다.
도 34는 이들의 비교 결과값을 나타낸 도면이다.
도 35는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계 방법과 BIM과의 관계를 나타낸 도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a block diagram showing a building design system having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a building design system configuration having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a building design system having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a building design system configuration having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a building design system configuration having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a building design system configuration having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.
7 is a simulation result of the climate analysis method using the 'Autodesk Weather Tool' software.
8 is a result of analyzing the optimum position to reduce the heating and cooling load based on the average amount of solar radiation, sunlight based on the Autodesk Weather Tool '.
FIG. 9 is a simulation result of predicting energy load by solar radiation using Autodesk Ecotect 2011 'software.
10 is a simulation result for predicting the energy load by the solar radiation using the 'Autodesk Ecotect 2011' software.
FIG. 11 is a result of sunshine analysis simulation using 'Autodesk Ecotect 2011' software.
12 is a simulation result of the airflow analysis using the 'Winair 4 / Flovent' software.
13 is a simulation result of the airflow analysis using the 'Winair 4 / Flovent' software.
14 shows external and internal conditions for measuring energy usage and evaluating the internal annual temperature.
15 shows simulation results of temperature distribution using 'IES / VE' or 'Autodesk Ecotect'.
16 is a simulation result of energy usage using 'IES / VE' or 'Autodesk Ecotect'.
17 is an evaluation result of carbon generation amount using 'Autodesk Green Building Studio'.
18 is an example for measuring various energy loads.
19 is a construction design according to a preferred embodiment of the present invention.
20 is a construction design according to a preferred embodiment of the present invention.
21 are energy saving techniques for a building designed according to one preferred embodiment of the present invention.
22 is a conceptual view of a heating system of a building designed according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a view illustrating daylighting characteristics for natural light inflow of a designed building according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
24 is a view showing the ventilation characteristics of the designed building according to an embodiment of the present invention.
25 is a view showing the internal air circulation and internal airflow characteristics of the designed building according to an embodiment of the present invention.
26 is a view showing the sunshade and heat insulation through the balcony blind of the designed building according to an embodiment of the present invention.
27 is a view showing the sun inflow and blocking control characteristics of the designed building according to an embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a view illustrating a method of arranging internal LED lighting by measuring indoor illuminance of a designed building according to an exemplary embodiment of the present invention.
29 is a view showing the indirect air induction characteristics in the building rear ridge concept of the designed building according to an embodiment of the present invention.
30 is a view showing an excellent use system of the designed building according to an embodiment of the present invention.
31 is a view showing a green roof installed roof to reduce the energy load of the designed building according to an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the measured value of the energy simulation at the time of using the concrete wall of a general house.
It is a figure which shows the measured value of the energy simulation at the time of using the eco-friendly building member of a general house.
34 is a diagram illustrating these comparison result values.
35 is a view showing a relationship between a design method and a BIM according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention And it should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

이하 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing a building design system having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은 탄소저감목표 설정모듈이 탄소 저감 목표치를 설정하는 단계(S1); 환경정보 수집 모듈이 기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집하는 단계(S2); 건물 외형 결정 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정하는 단계(S3); 건물 외피 설계 모듈이 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계하는 단계(S4); 및 건물 내벽 설계 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계하는 단계(S5);를 포함한다.Referring to Figure 1, the high energy efficiency building design method of the present invention comprises the steps of setting a carbon reduction target setting module carbon reduction target value (S1); Collecting, by the environmental information collection module, environmental information regarding climate factors, solar radiation, and site characteristics (S2); The building appearance determination module simulates the environmental information to determine the optimal orientation of the building to minimize the heating and cooling load, and to determine the optimal shape of the building to achieve the carbon reduction target by predicting the energy load by the solar radiation amount (S3); The building envelope design module predicts the energy load due to the solar radiation to determine the envelope of the building to maximize its energy load, analyzes the amount of sunlight flowing into the interior and simulates the useful illuminance to minimize the lighting energy. Designing the position and size of the window to measure the flow of air in the air stream to facilitate circulation and ventilation (S4); And building inner wall design module simulates the environmental information to measure the flow of air in and out of the building to determine the layout of the inner wall of the building for smooth air circulation and ventilation, and predicts the heating and cooling energy load of the building to reduce the carbon reduction target value. And designing the material of the inner wall of the building to achieve (S5).

먼저, 본 발명의 바람직한 일 실시예 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은 탄소저감목표 설정모듈이 탄소 저감 목표치를 설정한다(S1 단계).First, in the high energy efficiency building design method according to an embodiment of the present invention, the carbon reduction target setting module sets a carbon reduction target value (step S1).

최근 들어 지구의 온난화 문제 등으로 인하여 환경에 대한 관심이 증가하고 있으며, 실제로 1997년에는 온실가스 감축을 의무화하는 교토의정서가 채택되었고, 2007년에는 발리 로드맵의 채택으로 한국도 온실가스 감축에 동참하였다. 특히, 건물의 에너지 효율화 및 건물에서 발생하는 온실가스 저감을 위한 노력이 진행되고 있으며, 이는 에너지 효율을 높이고 쾌적한 공간을 제공하기 위한 건물 에너지 관리 시스템에 대한 개발로 연결되었다. 이에, 건물 운영단계에서 이산화탄소 배출량을 최소화를 목표로 하는 미래형 환경주택인 '탄소 무배출 주택(zero emission house)'의 개발에 대한 국제적 관심이 고조되고 있다. 그러나. 기존에는 에너지 관리를 염두에 두지 않으며 설계된 건물에 에너지 관리 시스템을 추후에 도입하는 것은 에너지 효율을 높이는 데에 일정한 한계점을 갖는 문제가 있었다.Recently, interest in the environment has increased due to global warming, and in 1997, the Kyoto Protocol, which mandates the reduction of greenhouse gases, was adopted. In 2007, Korea also participated in the reduction of greenhouse gases through the adoption of the Bali Roadmap. In particular, efforts are being made to improve the energy efficiency of buildings and to reduce greenhouse gases generated in buildings, which has led to the development of building energy management systems to improve energy efficiency and provide a comfortable space. Accordingly, there is a growing international interest in the development of a 'zero emission house', a futuristic environmental house aiming at minimizing carbon dioxide emissions at the building operation stage. But. Previously, energy management was not taken into account, and the future introduction of an energy management system in a designed building had a problem of having a certain limit in improving energy efficiency.

본 발명은 이러한 탄소 저감을 위해서, 탄소 저감 목표치를 설정한 후에 이러한 탄소 저감 목표치를 달성할 수 있는 고 에너지 효율의 건물 설계 방법을 제공한다.The present invention provides a high energy efficient building design method capable of achieving such a carbon reduction target value after setting the carbon reduction target value for such carbon reduction.

이러한 탄소 저감 목표치는 국가의 정책에 따름 목표치 또는 일반적으로 업계에서 받아들여지는 목표치로 먼저 설정한 후에, 건물 설계 단계에서 탄소 무배출 요소기술의 이용가능성 및 잠재성을 평가하여 재조정하게 된다.These carbon reduction targets are first set according to national policy, or generally accepted by industry, and then reassessed by assessing the availability and potential of carbon-free technology at the building design stage.

본 발명은 건물의 설계 단계에서부터 탄소저감을 위하여 에너지 효율을 반영하고 있으며, 구체적으로는 기후요소, 일사량 및 부지특성과 같은 환경정보를 시뮬레이션하여 고 에너지 효율의 건물 설계를 제공하며, 에너지 절약 요소기술과 재생에너지 활용기술을 병행 접목하여 '탄소 무배출 주택(zero emission house)'을 제공할 수 있다.The present invention reflects energy efficiency in order to reduce carbon from the design stage of the building. Specifically, it provides a high energy efficiency building design by simulating environmental information such as climate factors, solar radiation and site characteristics, and energy saving element technology. And a renewable energy utilization technology can be combined to provide a 'zero emission house'.

이후에, 환경정보 수집 모듈이 기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집한다(S2 단계).Thereafter, the environmental information collection module collects environmental information on climate factors, solar radiation, and site characteristics (step S2).

본 발명은 건물 설계의 시뮬레이션을 위해서, 환경정보들을 수집하게 된다. 이러한 환경정보로는 기후요소, 일사량 및 부지특성 등이 있다.The present invention collects environmental information for simulation of building design. Such environmental information includes climate factors, insolation and site characteristics.

기후요소는 기온, 습도, 강수, 구름, 바람과 같이 기후를 나타내는 기본적인 물리량을 지칭하는 것으로, 여러 기후요소들은 서로 복잡하게 연관되어 에너지를 주고 받는다. 이렇게 여러 기후 요소가 서로 얽혀 현재의 기후와 기상 상태를 유지하게 된다. 한편 이러한 기후 요소의 시공간적 분포에 영향을 주는 인자를 기후 인자라고 하는 데, 기후인자로는 태양복사의 강도와 위도 변화, 해양과 대륙의 분포, 해류, 고기압과 저기압의 위치, 산맥, 해발고도 등이 대표적이다. Climate factors refer to the basic physical quantities that represent the climate, such as temperature, humidity, precipitation, clouds, and wind. Several climate factors are intricately linked to each other to exchange energy. These climate factors intertwine to maintain current climate and weather conditions. On the other hand, the factors affecting the spatiotemporal distribution of these climate factors are called climate factors. Climate factors include changes in the intensity and latitude of solar radiation, distribution of oceans and continents, currents, locations of high and low pressures, mountain ranges, and elevations. This is representative.

도 7에는 'Autodesk Weather Tool' 소프트웨어를 사용한 기후분석 방법을 예시하고 있다. 기후분석 프로그램을 이용한 각 지역의 기후를 분석한 후 이를 계획에 적용하여 자연형 디자인의 기반을 다지는 단계, 각 지역의 기후를 20년간의 데이터로 통계 분석, 기후데이터를 이용해 직접 작성 가능하다. 또한, US, D.O.E의 데이터를 사용, 각 데이터의 Comfort Zone (연간-주간-일간), 온도,습도, 일조, 일사량 등을 분석할 수 있다.7 illustrates a climate analysis method using the 'Autodesk Weather Tool' software. After analyzing the climate of each region using climate analysis program, it can be applied to the plan to lay the groundwork for natural design, and the climate of each region can be prepared by using statistical data and climate data for 20 years. In addition, US, D.O.E data can be used to analyze the comfort zone (annual-weekly-daily), temperature, humidity, sunshine, and solar radiation of each data.

그리고, 일사량(日射量)은 태양으로부터 오는 태양 복사 에너지(일사(日射))가 지표에 닿는 양을 말한다. 일사량은 태양광선에 직각으로 놓은 1제곱센티미터(㎠) 넓이에 1분 동안 복사되는 에너지의 양(輻射量)을 측정함으로써 알 수 있다. 반면에, 일조량(日照量)은 일정한 물체의 표면이나 지표면에 비치는 햇볕의 양을 지칭하는 것으로 상기 일사량과 구분된다. 예를 들면, 높은 건물이 너무 가까이 있으면 그림자가 져서 충분한 일조량을 취할 수 없게 된다.The amount of insolation refers to the amount of solar radiation coming from the sun (insolation) on the surface. The amount of insolation can be known by measuring the amount of energy radiated for one minute over an area of one square centimeter (cm 2) placed perpendicular to sunlight. On the other hand, the amount of sunlight refers to the amount of sunlight reflected on the surface or surface of a certain object and is distinguished from the amount of insolation. For example, if a tall building is too close, the shadows will fall and you will not be able to get enough sunlight.

부지특성은 근처의 주요건물 등으로 인한 음영도와 같은 부지의 제한사항, 부지 주변의 기후요소 등을 의미한다.Site characteristics refer to site limitations such as shadows due to nearby major buildings, and climatic factors around the site.

건물은 주위의 환경에 계속 영향을 주고 받게 되므로 건물의 부하 및 에너지 소비 특성을 분석할 때에 이러한 환경정보를 반영하고 감안해야 한다.As buildings continue to influence and be affected by their surroundings, this information should be taken into account and taken into account when analyzing the load and energy consumption characteristics of the building.

이때, 환경정보 수집은 각종 센서 장비 및 공개된 통계자료를 사용할 수 있으며, 이렇게 수집된 환경정보는 데이터베이스를 사용하여 상기 환경정보 수집 모듈에 저장될 수도 있다.In this case, the environmental information collection may use various sensor equipment and public statistical data, and the collected environmental information may be stored in the environmental information collection module using a database.

그러고 나서, 건물 외형 결정 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정한다(S3 단계). The building appearance determination module then simulates the environmental information to determine the optimal orientation of the building to minimize heating and cooling loads, and predicts the energy load due to the solar radiation to achieve the carbon reduction target. Determine (step S3).

냉난방부하란 그 건물을 냉난방하면서 쾌적한 상태를 지속적으로 유지하기 위하여 필요한 열량을 의미하며, 이 냉난방부하를 계산하는 것은 냉난방설계를 하는 과정에서 가장 기본적이며 또한 가장 중요하다고 할 수 있다. 따라서, 이러한 냉난방부하를 최소화하도록 건물을 설계하는 것이 바람직하다. 시간의 경과에 따른 태양의 고도에 의해서 일조량이 달라지게 되며, 일반적으로 남향의 건물이 전통적으로 햇볕이 잘 드는 것으로 알려져 있다.Air-conditioning load means the amount of heat required to keep the building air-conditioned while maintaining a pleasant condition. Calculation of this air-conditioning load is the most basic and most important in the process of air-conditioning design. Therefore, it is desirable to design buildings to minimize such heating and heating loads. The amount of sunshine varies with the altitude of the sun over time, and generally south-facing buildings are traditionally known to be sunny.

상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정할 수 있다. 각 지역의 위도, 고도, 태양의 위치에 따라 가장 에너지 효율을 높일 수 있는 방위각을 측정할 수 있다. 그리고, 건축 계획상 정확하게 일치시키기는 힘들지만 지역의 특성상 여러 가지 계획이 가능하다. 에너지 효율을 반영한 최적의 방위를 분석할 수 있으며, 'Autodesk Weather Tool'을 기반으로 평균 일사량, 일조량을 기반으로 냉난방 부하를 줄일 수 있는 최적 위치를 분석에 대한 예시는 도 8에 나타내었다. By simulating the environmental information it is possible to determine the optimal orientation of the building that can minimize the heating and cooling load. Depending on the latitude, altitude, and position of the sun in each region, the azimuth can be measured to be the most energy efficient. And although it is difficult to match exactly in the architectural plan, various plans are possible due to the characteristics of the area. An example of analyzing an optimal orientation reflecting energy efficiency and analyzing an optimal position to reduce heating and cooling loads based on average solar radiation and sunshine based on the 'Autodesk Weather Tool' is illustrated in FIG. 8.

또한, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정할 수 있다. 도 9에는 'Autodesk Ecotect 2011' 소프트웨어를 사용한 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 건물 외부의 부위에 받는 일사량 측정을 통한 에너지 부하량 예측하여 효과적인 건물의 형상을 결정할 수 있는데 이는 건물 설계의 중요한 지표가 될 수 있다. In addition, the optimum shape of the building may be determined to predict the energy load by the solar radiation to achieve the carbon reduction target. 9 shows a simulation result for predicting the energy load due to the solar radiation using the 'Autodesk Ecotect 2011' software. Predicting the energy load by measuring the amount of insolation received on the part outside the building can determine the effective shape of the building, which can be an important indicator of building design.

그리고, 건물 외피 설계 모듈이 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계한다(S4 단계).In addition, the building envelope design module predicts the energy load due to the solar radiation to determine the exterior of the building to maximize the energy load, analyze the amount of sunshine flowing into the interior, and simulate the useful illuminance to minimize the lighting energy. By measuring the flow of airflow inside and outside the building, the location and size of the window are designed to facilitate air circulation and ventilation (step S4).

상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정할 수 있다. 도 10에는 'Autodesk Ecotect 2011' 소프트웨어를 사용한 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 건물 외부의 부위에 받는 일사량 측정을 통한 에너지 부하량 예측하여 효과적인 건물의 외피를 결정할 수 있는데 이는 건물 설계의 중요한 지표가 될 수 있다. The envelope of the building may be determined such that the energy load is maximized so as to predict the energy load by the solar radiation and achieve the carbon reduction target. FIG. 10 shows a simulation result for predicting energy load due to insolation using 'Autodesk Ecotect 2011' software. The energy load can be estimated by measuring the amount of solar radiation received from the outside of the building, which can be an effective indicator of the building design.

또한, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 창의 위치와 크기를 설계할 수 있다. 도 11에는 'Autodesk Ecotect 2011' 소프트웨어를 사용한 일조량 분석 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 도 11을 참조하면, 주광률 분포와 실내부에 필요한 유용조도 시뮬레이션을 통하여 창의 위치와 크기를 설계할 수 있다. 실내 내부로 들어오는 일조량을 측정하는 주광률 측정과 내부의 유용조도를 맞추기 위한 단계로서 창의 위치와 크기를 결정하고 사용자의 시각적 쾌적성과 조명에너지 절약을 위한 시뮬레이션 측정할 수 있다. In addition, the position and size of the window can be designed to analyze the amount of sunlight flowing into the interior and to simulate the useful illuminance to minimize the lighting energy. 11 shows the results of the sunshine analysis simulation using the 'Autodesk Ecotect 2011' software. Referring to FIG. 11, the position and size of a window may be designed by simulating the distribution of chief luminous intensity and useful illuminance necessary for an indoor unit. As a step to match daylight rate measurement to measure the amount of sunshine coming into the interior and interior useful illuminance, the position and size of the window can be determined, and the simulation measurement can be performed for the user's visual comfort and lighting energy saving.

그리고, 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계할 수 있다. 상기 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 설계된 창의 위치와 크기를 다시 보정하거나 또는 서로 보완하게 된다. 도 12 및 도 13에는 'Winair 4 / Flovent ' 소프트웨어를 사용한 기류흐름 분석 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 기류의 흐름은 방향,강도 및 온도를 통하여 정의될 수 있으며, 이러한 건물 내·외부에 기류의 흐름(방향/강도/온도)을 측정하여 건물과 각 실의 배치, 창의 위치와 크기를 결정할 수 있으며, 이를 통하여 건물의 전체적 형상의 결정에 도움을 줄 수 있다. 특히 도 13를 참조하면, 이러한 기류의 흐름부석 시뮬레이션을 통하여 개개의 건물의 유닛 평가뿐만 아니라, 건물들의 집합인 단지배치에 대한 평가도 가능할 수 있다.In addition, by measuring the flow of air in and out of the building, the location and size of the window can be designed to smooth the air circulation and ventilation. remind By analyzing the amount of sunshine and simulating useful illuminance, the positions and sizes of windows designed to minimize lighting energy can be recalibrated or complemented. 12 and 13 show the results of the airflow analysis simulation using the 'Winair 4 / Flovent' software. The flow of air can be defined through direction, intensity and temperature. The flow of air (direction / intensity / temperature) can be determined inside and outside the building to determine the layout and size of the building and each room, This can help determine the overall shape of the building. In particular, referring to FIG. 13, not only the unit evaluation of individual buildings can be evaluated through the simulation of the flow analysis of the airflow, but also the evaluation of the arrangement of the complexes of the buildings.

마지막으로, 건물 내벽 설계 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계한다(S5 단계).Finally, the building interior wall design module simulates the environmental information to measure the flow of air in and out of the building to determine the layout of the building's interior walls to facilitate air circulation and ventilation, and predict the heating and cooling energy load of the building to reduce the carbon. Design the material of the inner wall of the building to achieve the target value (step S5).

상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정할 수 있는데, 이는 상기 창의 위치와 크기를 설계 방법과 시뮬레이션을 공유한다. 따라서, 내벽의 배치의 결정에도 도 12 및 도 13의 'Winair 4 / Flovent ' 소프트웨어를 사용한 기류흐름 분석 시뮬레이션 결과를 사용할 수 있다.The environment information can be simulated to measure the flow of air in and out of the building to determine the layout of the interior walls of the building to facilitate air circulation and ventilation, which share the location and size of the window with the design method and simulation. Therefore, the airflow analysis simulation results using the 'Winair 4 / Flovent' software of FIGS. 12 and 13 can also be used to determine the arrangement of the inner wall.

또한, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계할 수 있다. 지역의 기후를 분석하여 외부조건의 요건을 설정한 후, 각 건축물의 종류에 맞는 내부 조건을 설정한 후에 건축물의 에너지 사용량 측정과 내부의 연간 온도 평가를 예측할 수 있으며, 도 14에는 외부조건 및 내부조건을 나타내고 있으며, 이러한 내부조건은 각 건축물의 용도나 사용인원, 위치에 따라 각각 다르게 조건이 주어져야 한다. 이러한 주요 구조 부재에 따른 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측 재료에 따른 에너지 사용량을 측정할 수 있으며, 이를 통하여 건물의 내벽의 재질을 설계할 수 있다. In addition, the material of the inner wall of the building can be designed to predict the heating and cooling energy load of the building to achieve the carbon reduction target value. After analyzing the climate of the area to set the requirements of the external conditions, after setting the internal conditions for each type of building, it is possible to predict the measurement of the energy consumption of the building and the internal annual temperature evaluation. Conditions are indicated, and these internal conditions must be given differently depending on the purpose, number of people, and location of each building. The energy consumption according to the predicted material can be measured for the heating and cooling energy load of the building according to the main structural members, and through this, the material of the inner wall of the building can be designed.

도 15에는 'IES/VE' 또는 'Autodesk Ecotect'를 사용한 온도 분포가 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 이를 통하여 Comfort Zone의 온도에 따른 각 실의 연간 온도 측정과 그에 따른 쾌적성의 측정할 수 있으며, 특정 기간대의 각 실의 내외부 온도 측정을 예측하여 디자인 과정에서 적용할 수 있다.15 shows a simulation result of temperature distribution using 'IES / VE' or 'Autodesk Ecotect'. Through this, it is possible to measure the annual temperature of each room according to the temperature of the comfort zone and its comfort, and to estimate the internal and external temperature measurement of each room in a specific period and apply it in the design process.

도 16에는 'IES/VE' 또는 'Autodesk Ecotect'를 사용한 에너지 사용량 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 주요 구조 부재에 따른 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측 재료에 따른 에너지 사용량을 측정할 수 있으며, 이러한 결과를 통하여 내벽의 재질을 결정에 도움을 받을 수 있다. 그리고, 에너지 부하량을 측정하기 위해서는 건축물 부위인 외벽, 내벽, 지붕, 바닥의 재료와 일치하여야 하며 이는 건축물의 용도에 따라 변경되어야 하며 이를 용이하게 하기 위하여 시뮬레이션으로 검증해 볼 수 있다.FIG. 16 shows simulation results of energy consumption using 'IES / VE' or 'Autodesk Ecotect'. It is possible to measure the energy consumption according to the predicted materials for the heating and cooling energy loads of buildings according to the main structural members. And, in order to measure the energy load, it must match the materials of the exterior walls, interior walls, roofs, and floors, which must be changed according to the purpose of the building, and can be verified by simulation to facilitate this.

이러한 단계를 통하여 본 발명은 건물의 설계 단계에서부터 탄소저감을 위하여 에너지 효율을 반영하고 있으며, 구체적으로는 기후요소, 일사량 및 부지특성과 같은 환경정보를 시뮬레이션하여 고 에너지 효율의 건물 설계를 제공하며, 에너지 절약 요소기술과 재생에너지 활용기술을 병행 접목하여 '탄소 무배출 주택(zero emission house)'을 제공할 수 있다.Through these steps, the present invention reflects energy efficiency in order to reduce carbon from the design stage of the building, and specifically provides a high energy efficiency building design by simulating environmental information such as climate factors, solar radiation, and site characteristics. It is possible to provide a 'zero emission house' by combining energy saving element technology and renewable energy utilization technology.

그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은, 상기 S4 단계 이후에 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 도입하는 단계(S5')를 더 포함할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the building design method having high energy efficiency further includes a step (S5 ') of introducing a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target value after the step S4. It may include.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면으로, 재생에너지 활용 시스템이 도시되어 있다.2 is a diagram showing a building design system configuration diagram having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention, a renewable energy utilization system is shown.

상기 검토된 에너지 절약 요소기술이 적용된 건물 설계에 의해서 에너지 절감을 통하여 탄소 저감을 실현할 수 있지만, 재생에너지 활용기술을 활용한다며 더 높은 에너지 효율을 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 설계 방법은 추가적으로 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 도입할 수 있다.Although the reduction of carbon can be achieved through energy saving by the building design to which the energy saving element technology discussed above is applied, higher energy efficiency can be achieved by utilizing renewable energy utilization technology. Therefore, the design method of the present invention may further introduce a renewable energy utilization system to achieve the carbon reduction target.

이러한 재생에너지 활용 시스템은 기존의 화석에너지나 원자력 에너지를 사용하지 않거나, 건물의 운용에 따라 발생하는 음식쓰레기 등의 재활용하여 바이오에탄올 연료를 생산하여 사용하는 등의 에너지 활용 시스템을 의미한다. 이러한 재생에너지 활용 시스템으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 태양열난방 시스템, 태양열발전 시스템, 태양광발전 시스템 및 수직축 풍력 터빈발전 시스템 등을 사용할 수 있다.Such a renewable energy utilization system refers to an energy utilization system that does not use existing fossil energy or nuclear energy, or produces and uses bioethanol fuel by recycling food waste generated by the operation of a building. Such a renewable energy utilization system is not particularly limited in its type, but may be used as a solar heating system, a solar power generation system, a solar power generation system, and a vertical axis wind turbine power generation system.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은, 에너지 효율성 평가 모듈이 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여 상기 S3, S4 및 S5 단계의 재수행 여부를 결정하는 단계(S6);를 더 포함할 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the building design method having a high energy efficiency, the energy efficiency evaluation module evaluates the energy efficiency of the designed building and compared with the carbon reduction target value S3, S4 and S5 Determining whether or not to perform the step ( S6 ); may further include.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면으로, 에너지 효율성 평가 모듈이 도시되어 있다.3 is a block diagram showing a building design system having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention, an energy efficiency evaluation module is shown.

상기 에너지 효율성 평가 모듈은 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하는데, 이는 주택에서 발생하는 탄소 발생량과 저감량을 측정 설계 초기 단계에서 컨트롤 할 수 있는 방안 마련하기 위함이며, 또한 각종 에너지 부하량을 측정하여 일부분만이 아닌 건물 전체에서의 에너지 부하량 컨트롤하기 위한 방안이다.The energy efficiency evaluation module evaluates the energy efficiency of the designed building, in order to prepare a way to control the amount of carbon generation and reduction generated in the house in the early stage of measurement design, and also to measure various energy loads. This is not a way to control the energy load throughout the building.

도 17에는 'Autodesk Green Building Studio'를 사용한 탄소 발생량을 평가 결과가 나타나있으며, 도 18에는 각종 에너지 부하량 측정에 대한 예를 제시하고 있다.17 shows the results of evaluating carbon generation using 'Autodesk Green Building Studio', and FIG. 18 shows examples of measuring various energy loads.

상기 에너지 효율성 평가 모듈은 이렇게 측정된 에너지 효율성을 상기 설정된 탄소 저감 목표치와 비교하게 된다. 설계된 건물의 에너지 효율성이 탄소 저감 목표치를 만족하면 몇 가지 부가적인 후속 작업을 거쳐 건물의 설계를 확정하게 된다. 그러나, 설계된 건물의 에너지 효율성이 탄소 저감 목표치를 만족하지 못하면 피드백을 통하여 상기 S3, S4 및 S5 단계의 재수행하도록 할 수 있다. 또한, 선택적으로 상기의 재생에너지 활용 시스템을 도입할 수도 있다(도 4 참고).The energy efficiency evaluation module compares the measured energy efficiency with the set carbon reduction target. If the energy efficiency of the designed building meets the carbon reduction target, there are some additional follow-up steps to finalize the building's design. However, if the energy efficiency of the designed building does not meet the carbon reduction target value, it may be possible to re-perform the steps S3, S4 and S5 through feedback. In addition, the renewable energy utilization system may be optionally introduced (see FIG. 4).

또한, 본 발명은 탄소 저감 목표치를 설정하는 탄소저감목표 설정모듈; 기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집하는 환경정보 수집 모듈; 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정하는 건물 외형 결정 모듈; 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계하는 건물 외피 설계 모듈; 및 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계하는 건물 내벽 설계 모듈;을 포함하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템을 제공한다. 본 발명은 건물의 설계 단계에서부터 탄소저감을 위하여 에너지 효율을 반영하고 있으며, 구체적으로는 기후요소, 일사량 및 부지특성과 같은 환경정보를 시뮬레이션하여 고 에너지 효율의 건물 설계를 제공하며, 에너지 절약 요소기술과 재생에너지 활용기술을 병행 접목하여 '탄소 무배출 주택(zero emission house)'을 제공할 수 있다.The present invention also provides a carbon reduction target setting module for setting a carbon reduction target value; An environmental information collection module for collecting environmental information on climate factors, solar radiation, and site characteristics; A building appearance determination module for determining an optimal orientation of a building that can minimize an air conditioning heating by simulating the environmental information, and determining an optimal shape of a building to predict an energy load by the solar radiation to achieve the carbon reduction target value; Predict the energy load by the amount of solar radiation to determine the exterior of the building to maximize its energy load, analyze the amount of sunshine flowing into the interior, and simulate the useful illuminance to minimize the lighting energy and to reduce the flow of airflow inside and outside the building. Building envelope design module for designing the position and size of the window to measure and facilitate air circulation and ventilation; And by measuring the flow of air in and out of the building by simulating the environmental information to determine the layout of the inner wall of the building to facilitate the circulation and ventilation of the air flow, and predict the cooling and heating energy load of the building to achieve the carbon reduction target value It provides a building design system having a high energy efficiency, including; building inner wall design module for designing the material. The present invention reflects energy efficiency in order to reduce carbon from the design stage of the building. Specifically, it provides a high energy efficiency building design by simulating environmental information such as climate factors, solar radiation and site characteristics, and energy saving element technology. And a renewable energy utilization technology can be combined to provide a 'zero emission house'.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템은, 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 더 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 재생에너지 활용 시스템으로는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니지만 태양열난방 시스템, 태양열발전 시스템, 태양광발전 시스템 및 수직축 풍력 터빈발전 시스템 등을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the building design system having high energy efficiency may further include a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target value. The renewable energy utilization system may include, but is not particularly limited to, a solar heating system, a solar power generation system, a solar power generation system, and a vertical axis wind turbine power generation system.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템은, 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여 상기 건물 외형 결정 모듈,건물 외피 설계 모듈 및 건물 내벽 설계 모듈의 실행 여부를 결정하는 에너지 효율성 평가 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the building design system having a high energy efficiency, the building appearance determination module, building envelope design module and building by evaluating the energy efficiency of the designed building and compared with the carbon reduction target value The apparatus may further include an energy efficiency evaluation module for determining whether to execute the inner wall design module.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도(자연형 디자인)를 나타낸 도면이다. 이러한 건물 설계 시스템은 자체 개발한 자연형 디자인 Design Process를 사용하여 지역의 기후에 맞는 설계와 시뮬레이션을 통하여 형태디자인, 평면디자인, 외피디자인을 계획하여 효율적 평가가 가능하도록 계획되었다. 크게 기초 접근 단계와 분석 발전 단계로 구분되며, 패시브 디자인 계획을 기본으로 선택적으로 액티브 디자인 계획을 포함할 수 있다.5 is a view showing a building design system configuration diagram (natural design) having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention. This building design system was designed to enable efficient evaluation by planning the shape design, plan design and skin design through the design and simulation according to the local climate using the self-developed natural design design process. It is largely divided into the basic access phase and the analysis development phase, and can optionally include an active design plan based on the passive design plan.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템 구성도를 나타낸 도면이다. 상기 도 5에 나타낸 자연형 디자인과 결합한 탄소 저감을 위한 신재생 에너지 기술융합 디자인 프로세스로 설계전략 수립할 수 있다. 이러한 건물 설계 시스템은 탄소 저감 목표를 설정하고 이러한 목표치를 만족하기 위한 기획, 기본계획, 기본설계 및 실시설계로 이루어진 환경분석 시뮬레이션을 수행하며, 이와 상응하는 BIM 프로세스를 수행할 수 있다. 또한, 초기설계(부지특성 분석, 기초 자료조사,기후분석)과 중간평가(대안설계, 대안평가), 세부 분석단계(에너지절약계획, 건축계획, 패시브디자인계획, 액티브디자인계획)과 최종성능평가에 이르는 디자인 프로세스는 상기 환경 시뮬레이션에 상응하도록 진행된다.6 is a diagram showing a building design system configuration having a high energy efficiency according to an embodiment of the present invention. The design strategy can be established by a renewable energy technology convergence design process for carbon reduction combined with the natural design shown in FIG. These building design systems can set carbon reduction targets, perform environmental analysis simulations of planning, master planning, basic design and implementation design to meet these targets, and can perform corresponding BIM processes. In addition, initial design (site characteristic analysis, basic data research, climate analysis) and intermediate evaluation (alternative design, alternative evaluation), detailed analysis steps (energy saving plan, building plan, passive design plan, active design plan) and final performance evaluation The design process leads to corresponding environmental simulation.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 일 실시예의 설계 방법에 따른 구체적인 설계 도면을 참고하여 더 자세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to the specific design drawings according to the design method of a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 19 및 도 20에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 설계 방법에 따른 구체적인 설계 도면을 도시하고 있다.19 and 20 illustrate specific design drawings according to a design method of an exemplary embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 지붕의 일부가 개방되어 있어, 거실로의 자연채광이 가능하고, 자연환기가 가능하다. 전면부의 온실에는 온실공기순환시스템이 채택되어 있고 자연채광이 가능하여 에너지 효율을 높일 수 있었다. 지붕에는 태양광발전 시스템이 장착되어 있어 재생에너지 활용 시스템 이용하여 에너지 효율을 높이고 있다. 도 20을 참조하면, 툇마루 공간을 사용한 맞통풍 시스템이 작동하고 있으며, 바이오 에탄올 생성 장치 및 친환경 음식물 탈수기 등을 갖추고 있다. 그리고, 도 21을 참조하면, 상기 설계된 건물은 전체적으로 30가지의 에너지 절약 기법의 사용으로 그 성능을 검증받고 있음을 알 수 있다.Referring to Figure 19, a part of the roof is open, natural light to the living room is possible, natural ventilation is possible. Greenhouse air circulation system is adopted in the front greenhouse, and it is possible to increase the energy efficiency by allowing natural light. The roof is equipped with a photovoltaic power generation system to increase energy efficiency using renewable energy utilization systems. Referring to FIG. 20, a direct ventilation system using a floor space is operating, and is equipped with a bioethanol generator and an eco-friendly food dehydrator. In addition, referring to FIG. 21, it can be seen that the designed building has been verified for its performance through the use of 30 energy saving techniques.

본 발명의 설계된 건물은 패시브 디자인을 적용하여, 지역의 기후에 순응하는 공간고조 구축과 친환경 건축재료만을 사용하여 에너지 부하는 저감시키는 디자인을 구성하였고, 건축물의 향, 각 실의 레이아웃, 개구부의 설계, 창호 종류, 재료 선정 등을 최적화하였다.The designed building of the present invention applies a passive design, constructing a design to reduce the energy load using only the construction of space heights and environmentally friendly building materials in compliance with the local climate, the design of the building, the layout of each room, the design of the opening Optimized window type and material selection.

도 22에는 난방시스템을 도시하고 있으며, 건물을 크게 4개의 구획으로 구분하고, 에너지 저감 효과를 위하여 입체적인 구조의 친환경 재료를 사용 최적향 설계를 위한 시뮬레이션과 각각의 실들의 레이어를 난방 구역과 비난방 구역으로 계획하였다. 이러한 계획에 따라 그에 따른 개구부, 창호, 재료의 선정도 필요하다.FIG. 22 shows a heating system, which is divided into four sections, and using a three-dimensional structure-friendly material for energy reduction effect. Planned by zone. This plan also requires the selection of openings, windows and materials.

도 23에는 본 발명의 설계 건물의 자연광 유입을 위한 채광특성을 도시하고 있다. 간접광을 고려하여 채광 효율을 높였으며, 계절변화에 따른 채광도 고려하였다.Figure 23 shows the light characteristics for the natural light inflow of the design building of the present invention. Mining efficiency was increased by considering indirect light, and mining due to seasonal change was also considered.

도 24에는 본 발명의 설계 건물의 통풍 특성을 도시하고 있다. 모니터 창을 사용하여 베르누이 효과로 인한 통풍 효율을 높였으며, 남북방형의 맞통풍이 가능하도록 하였다.24 shows the ventilation characteristics of the design building of the present invention. The monitor window was used to increase the ventilation efficiency due to the Bernoulli effect and to allow the north-south cross-wind.

도 25에는 내부 기류순환 및 내부 맞통풍 특성을 도시하고 있다. 겨울에는 발코니를 통한 내부 기류순환이 가능하고, 여름에는 개구부 디자인을 통한 내부 맞통풍이 가능하다.25 shows the internal air circulation and the internal direct air flow characteristics. In the winter it is possible to circulate the internal airflow through the balcony, and in the summer it is possible to have internal ventilation through the opening design.

도 26에는 본 발명의 발코니 블라인드를 통한 차양 및 단열 특성을 도시하고 있다. 발코니 블라인드를 통한 이중 차양효과와 단열효과가 동시에 가능하도록 하였다.Figure 26 shows the shade and insulation properties through the balcony blinds of the present invention. The double shade effect and insulation effect through the balcony blinds are possible at the same time.

도 27에는 본 발명의 일조 유입 및 차단 조절 특성을 도시하고 있다. 개구부의 상부 루버와 광선반을 통한 계절별 일조 유입과 차단 조절할 수 있다. 27 shows the solar inflow and shut-off control characteristics of the present invention. Seasonal sunshine ingress and blockage through the top louver and light shelves in the openings.

도 28에는 실내 조도 측정을 통한 내부 LED 조명배치 방법을 도시하고 있으며, 도 29에는 건물후면 툇마루 개념으로 맞통풍 유도 특성을 도시하고 있다. 또한, 도 30에는 건물의 우수 이용시스템을 도시하고 있으며, 도 31에는 에너지 부하를 줄이기 위한 그린루프 설치 된 지붕을 도시하고 있다.FIG. 28 illustrates a method of arranging internal LED lighting through indoor illuminance measurement, and FIG. 29 illustrates a direct air induction characteristic in a rear-flooring concept. In addition, FIG. 30 illustrates a rainwater utilization system of the building, and FIG. 31 illustrates a roof having a green roof installed to reduce energy load.

도 32, 도 33에는 일반 주택의 콘크리트 벽체와 친환경 건축 부재를 사용했을 시의 에너지 시뮬레이션의 측정치를 도시하고 있으며, 도 34에는 이들의 비교 결과값을 도시하고 있다. 도 34를 참조하면, 친환경 건축 부재를 사용하여 39.6%의 에너지 절감 효과를 가져올 수 있음을 알 수 있다.32 and 33 show measurement values of energy simulations when concrete walls and environmentally friendly building members of a general house are used, and comparison results thereof are shown in FIG. 34. Referring to FIG. 34, it can be seen that an energy saving effect of 39.6% can be achieved by using an environmentally friendly building member.

도 35에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 설계 방법과 BIM과의 관계가 나타나 있다. 기존 친환경 건축물을 설계하기 위해서는 건축 재료, 냉난방 부하, 기후요소 등 설비분야의 전문적인 의사결정필요 때문에 친환경요소를 적용하기 위해서는 설비설계가 완료된 후에야 건축물의 에너지성능을 평가할 수 있다. 이러한 에너지 성능 분석 도구들은 건축설계 초기단계에 만들어진 BIM(Building Information Modeling)을 활용하여 에너지 부하 계산을 제공하기 때문에 최적의 계획안을 얻을 때까지 피드백 과정을 거치게 된다. 또한, 각각의 설계요소에 적용할 수 있는 다양한 건축시뮬레이션 도구의 사용이 가능하며 실제 계획에 적용할 수 있다. 이러한 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 사용가능한 많은 시뮬레이션 도구가 존재하지만, 사용이 용이한 시뮬레이션 도구를 하기 표 1에 정리하였다.35 shows a relationship between a BIM and a design method according to an exemplary embodiment of the present invention. In order to design existing eco-friendly buildings, the energy performance of buildings can be evaluated only after the facility design is completed in order to apply eco-friendly factors because of the professional decision-making in the field of building materials, heating and cooling loads, and climate factors. These energy performance analysis tools use BIM (Building Information Modeling), which is built early in the building design, to provide energy load calculations, which are then fed back until optimal planning is achieved. In addition, it is possible to use a variety of architectural simulation tools that can be applied to each design element and can be applied to the actual plan. There are many simulation tools that can be used to perform such a simulation, but easy-to-use simulation tools are summarized in Table 1 below.

시뮬레이션 모델Simulation model 분석 종류Analysis type 분석 대상Analysis target ECOTECT WINAIR 4 FloventECOTECT WINAIR 4 Flovent Solar access analysisSolar access analysis 계절풍, 열분석, 일영권 분석, 일조권, 시야분석, 조도분석Monsoon, Thermal Analysis, Japan-Russian Analysis, Sunshine, Field of View Analysis, Illumination Analysis Lighting analysisLighting analysis Right-to-light analysisRight-to-light analysis Visibility analysisVisibility analysis Thermal analysisThermal analysis Prevailing analysisPrevailing analysis Energy PlusEnergy plus Solar Access ProcessSolar Access Process 열평행부하, 동일시간대 풍향부하, 시스템 플랜트 계산, HVAC 시스템 해석Thermal Parallel Load, Same Time Wind Load, System Plant Calculation, HVAC System Analysis Thermal AnalysisThermal Analysis Green Building StudioGreen building studio EnergyEnergy 웹 기반 협업으로 에너지 탄소배출량 EPA Energy Star LEED Glazing 빌딩에너지 소모Energy Carbon Emissions through Web-based Collaboration EPA Energy Star LEED Glazing Building Energy Consumption Resource useResource use Carbon emissionCarbon emission Simulation assumptionSimulation assumption Performance metricsPerformance metrics costscosts IES/VEIES / VE Energy UsageEnergy usage 열 부하, 조명, 태양음영 해석, CFD, 실내조도, 배기, 피난분석, LEED기준 결과 값Heat load, lighting, solar shade analysis, CFD, room illuminance, exhaust, evacuation analysis, LEED standard Carbon emissionCarbon emission Heating and cooling loadsHeating and cooling loads Dynamic thermal simulationDynamic thermal simulation Daylighting assesmentDaylighting assesment Solar assesmentSolar assesment

Claims (9)

탄소저감목표 설정모듈이 탄소 저감 목표치를 설정하는 단계(S1);
환경정보 수집 모듈이 기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집하는 단계(S2);
건물 외형 결정 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정하는 단계(S3);
건물 외피 설계 모듈이 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계하는 단계(S4); 및
건물 내벽 설계 모듈이 상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계하는 단계(S5);를 포함하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법.
Setting, by the carbon reduction target setting module, a carbon reduction target value (S1);
Collecting, by the environmental information collection module, environmental information regarding climate factors, solar radiation, and site characteristics (S2);
The building appearance determination module simulates the environmental information to determine the optimal orientation of the building to minimize the heating and cooling load, and to determine the optimal shape of the building to achieve the carbon reduction target by predicting the energy load by the solar radiation amount (S3);
The building envelope design module predicts the energy load due to the solar radiation to determine the envelope of the building to maximize its energy load, analyzes the amount of sunlight flowing into the interior and simulates the useful illuminance to minimize the lighting energy. Designing the position and size of the window to measure the flow of air in the air stream to facilitate circulation and ventilation (S4); And
The building wall design module simulates the environmental information to measure the flow of air in and out of the building to determine the layout of the building's inner wall for smooth air circulation and ventilation, and predicts the heating and cooling energy load of the building to achieve the carbon reduction target. And designing a material of an inner wall of the building so as to (S5).
제1항에 있어서,
상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은,
상기 S4 단계 이후에 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 도입하는 단계(S5');를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법.
The method of claim 1,
The building design method having a high energy efficiency,
Introducing a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target value after the step S4 (S5 '); Building design method having a high energy efficiency further comprising.
제2항에 있어서,
상기 재생에너지 활용 시스템은 태양열난방 시스템, 태양열발전 시스템, 태양광발전 시스템 및 수직축 풍력 터빈발전 시스템을 포함하는 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법.
3. The method of claim 2,
The renewable energy utilization system is a building design method having a high energy efficiency, characterized in that at least one selected from the group consisting of a solar heating system, solar thermal power generation system, photovoltaic power generation system and vertical axis wind turbine power generation system.
제1항에 있어서,
상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은,
에너지 효율성 평가 모듈이 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여 상기 S3, S4 및 S5 단계의 재수행 여부를 결정하는 단계(S6);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법.
The method of claim 1,
The building design method having a high energy efficiency,
And an energy efficiency evaluation module for evaluating the energy efficiency of the designed building and determining whether to perform the steps S3, S4 and S5 again in comparison with the carbon reduction target value (S6). Building design method with efficiency.
제1항에 있어서,
상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법은,
에너지 효율성 평가 모듈이 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여, 상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 도입하는 단계(S5')의 포함 여부를 결정하는 단계(S6);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계방법.
The method of claim 1,
The building design method having a high energy efficiency,
Determining, by the energy efficiency evaluation module, whether to include a step (S5 ′) of evaluating the energy efficiency of the designed building and comparing the carbon reduction target with a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target ( S6); building design method having a high energy efficiency further comprising.
탄소저감을 위한 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템에 있어서,
탄소 저감 목표치를 설정하는 탄소저감목표 설정모듈;
기후요소, 일사량 및 부지특성에 관한 환경정보를 수집하는 환경정보 수집 모듈;
상기 환경정보를 시뮬레이션하여 냉난방 부하를 최소화할 수 있는 건물의 최적 방위를 결정하고, 상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 최적 형태를 결정하는 건물 외형 결정 모듈;
상기 일사량에 의한 에너지 부하량을 예측하여 그 에너지 부하량이 최대가 되도록 건물의 외피를 결정하고, 실내 내부로 유입되는 일조량을 분석하고 유용조도를 시뮬레이션하여 조명에너지를 최소화하도록 하며 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 창의 위치와 크기를 설계하는 건물 외피 설계 모듈; 및
상기 환경정보를 시뮬레이션하여 건물 내외부의 기류의 흐름을 측정하여 기류 순환 및 통풍이 원활하도록 건물의 내벽의 배치를 결정하고, 건축물의 냉난방 에너지 부하를 예측하여 상기 탄소 저감 목표치를 달성하도록 건물의 내벽의 재질을 설계하는 건물 내벽 설계 모듈;을 포함하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템.
In a building design system with high energy efficiency for carbon reduction,
A carbon reduction target setting module for setting a carbon reduction target value;
An environmental information collection module for collecting environmental information on climate factors, solar radiation, and site characteristics;
A building appearance determination module for determining an optimal orientation of a building that can minimize an air conditioning heating by simulating the environmental information, and determining an optimal shape of a building to predict an energy load by the solar radiation to achieve the carbon reduction target value;
Predict the energy load by the amount of solar radiation to determine the exterior of the building to maximize its energy load, analyze the amount of sunshine flowing into the interior, and simulate the useful illuminance to minimize the lighting energy and to reduce the flow of airflow inside and outside the building. Building envelope design module for designing the position and size of the window to measure and facilitate air circulation and ventilation; And
Simulate the environmental information to measure the flow of air in and out of the building to determine the layout of the building's inner wall to facilitate air circulation and ventilation, and predict the heating and cooling energy load of the building to achieve the carbon reduction target. Building design system having a high energy efficiency, including; building inner wall design module for designing materials.
제6항에 있어서,
상기 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템은,
상기 탄소 저감 목표치를 달성하기 위한 재생에너지 활용 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템.
The method according to claim 6,
The building design system having a high energy efficiency,
And a renewable energy utilization system for achieving the carbon reduction target value.
제7항에 있어서,
상기 재생에너지 활용 시스템은 태양열난방 시스템, 태양열발전 시스템, 태양광발전 시스템 및 수직축 풍력 터빈발전 시스템을 포함하는 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템.
The method of claim 7, wherein
The renewable energy utilization system is a building design system having a high energy efficiency, characterized in that at least one selected from the group consisting of a solar heating system, solar thermal power generation system, solar power generation system and vertical axis wind turbine power generation system.
제6항에 있어서,
고 에너지 효율을 갖는 건물 설계시스템은, 상기 설계된 건물의 에너지 효율성을 평가하고 상기 탄소 저감 목표치와 비교하여 상기 건물 외형 결정 모듈,건물 외피 설계 모듈 및 건물 내벽 설계 모듈의 실행 여부를 결정하는 에너지 효율성 평가 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고 에너지 효율을 갖는 건물 설계 시스템.
The method according to claim 6,
The building design system having a high energy efficiency evaluates the energy efficiency of the designed building and compares the carbon reduction target with an energy efficiency evaluation to determine whether to execute the building appearance determining module, the building envelope design module, and the building interior wall design module. Building design system having a high energy efficiency, characterized in that it further comprises a module.
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