KR20210046365A - 건축물 에너지 성능 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열관류율 등의 직접적인 측정이 없이도 건축물의 에너지 성능을 측정할 수 있는 건축물 에너지 성능 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면은, 제1 구역을 포함하는 건축물의 에너지 성능을 측정하는 측정 장치로서, 상기 제1 구역 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하는 정보 수집부; 및 상기 정보 수집부가 수집한 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출하는 분석부;를 포함하는 건축물 에너지 성능 측정 장치이다.

Description

건축물 에너지 성능 측정 장치 및 방법{BUILDING ENERGY PERFORMANCE MEASURING DEVICE AND A METHOD THEREOF}
본 발명은 건축물 에너지 성능 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 열관류율 등의 직접적인 측정이 없이도 건축물의 에너지 성능을 측정할 수 있는 건축물 에너지 성능 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
건축물의 에너지 성능을 나타내는 지표는 여러 가지가 있으며, 건축물의 에너지 성능을 종합적으로 평가하기 위해서는 다양한 지표를 측정해야 한다. 이러한 다양한 지표를 모두 측정하기 위해서는 많은 시간, 인력 및 장비가 필요하다. 예를 들어, 기상 데이터, 주향, 열용량, 난방 면적, 천장고, 체적, 외피 면적, 열관류율, 선형 열관류율, 일사 에너지 투과율(SHGC), 일사량, 침기율, 설비 효율, 조명 기기, 재실 인원 등에 대한 측정 및 데이터가 필요하다.
특히, 이들 지표 중에서 열관류율은 열관류에 의한 관류　열량의 계수로서, 단위 표면적을 통해 단위 시간에 고체 벽의 양쪽 유체가 단위　온도차일 때 한쪽 유체에서 다른쪽 유체로 전해지는 열량으로 정의될 수 있는데, 그 측정에 상당한 시간(통상 3일 이상) 및 노력이 필요하다는 문제가 있다.
이와 같이, 건축물의 에너지 성능을 측정하기 위한 기존의 방법은 수많은 데이터를 많은 시간과 노력을 투입하여 측정해야 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 열관류율 등에 대한 직접적인 측정이 불필요하고 측정 데이터의 항목을 줄여 건축물 에너지 성능을 용이하게 측정할 수 있는 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 제1 구역을 포함하는 건축물의 에너지 성능을 측정하는 측정 장치로서, 상기 제1 구역 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하는 정보 수집부; 및 상기 정보 수집부가 수집한 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출하는 분석부;를 포함하는 건축물 에너지 성능 측정 장치이다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 분석부는, 상기 수집된 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 손실량을 산출하고, 상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 표면 열전달율을 산출하며, 상기 산출된 표면 열전달율에 기초하여 열관류율을 산출하고, 상기 산출된 열관류율에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출할 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 분석부가 상기 에너지 손실량을 산출하는 것은, 실내 공기의 비열과 실내 온도의 변화량에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량을 산출하고, 실내의 대류 부하에 의해 실내로 공급되는 에너지(대류 부하 공급 에너지)와 난방장치에 의해 실내로 공급되는 에너지(난방장치 공급 에너지)에 기초하여 실내 공간에 공급된 에너지(실내 공급 에너지)를 산출하며, 상기 실내 공급 에너지에서 상기 실내 공기 축적 에너지 변화량을 차감한 값에 기초하여 상기 에너지 손실량을 산출할 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 실내 공기의 비열은 상기 실내 공기의 온도 및 습도에 기초하여 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 대류 부하는 인체 및 조명장치를 포함할 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 조명장치에 의해 실내로 공급되는 에너지는 상기 조명장치의 소비 전력에 대류 성분 비율을 곱하여 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 난방장치가 가스를 사용하는 경우, 상기 난방장치 공급 에너지는 상기 건축물 외부(실외)의 실외 온도, 상기 난방장치의 설정 온도 및 가동 시간에 기초하여 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 난방장치가 전기를 사용하는 경우, 상기 난방장치 공급 에너지는 상기 난방장치가 사용한 소비 전력에 기초하여 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 상기 표면 열전달율을 산출하는 것은, 실내와 실외 사이에서 벽체를 통한 대류 열전달량과 침기(infiltration)로 인한 열전달량(침기 열전달량)의 합이 상기 산출된 에너지 손실량에 대응되는 원리에 기초하여, 상기 침기 열전달량과 상기 에너지 손실량으로부터 상기 대류 열전달량이 산출되고, 상기 산출된 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 침기 열전달량은 침기를 통해 이동된 공기의 질량(또는 체적)과 비열, 실외 온도와 실내 온도의 차이에 기초하여 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출되는 것은, 벽체의 면적, 벽체의 실내 표면 온도 및 실내 온도 정보에 기초하여 상기 대류 열전달량으로부터 상기 표면 열전달율이 계산될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 제1 구역이 에너지 환경이 다른 적어도 하나의 제2 구역과 에너지 교환이 있을 경우, 상기 분석부는 상기 실내 공급 에너지를 산출할 때, 상기 적어도 하나의 제2 구역으로부터 상기 제1 구역으로 공급된 에너지(타구역 공급 에너지)를 합산할 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 제2 구역은 상기 제1 구역과 동일 건축물 내부의 다른 공간이거나 또는 다른 건축물의 내부 공간일 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 장치에 있어서, 상기 타구역 공급 에너지는 상기 제1 구역과 상기 제2 구역 사이에서 이동된 공기의 질량(또는 체적)과 비열, 상기 제1 구역의 온도와 상기 제2 구역의 온도 차이에 기초하여 산출될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은, 제1 구역을 포함하는 건축물의 에너지 성능을 측정하는 측정 장치에 의해 수행되는 건축물의 에너지 성능 측정 방법으로서, 상기 제1 구역 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하는 정보 수집 단계; 상기 수집된 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 손실량을 산출하는 에너지 손실량 산출 단계; 상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 표면 열전달율을 산출하는 표면 열전달율 산출 단계; 상기 산출된 표면 열전달율에 기초하여 열관류율을 산출하는 열관류율 산출 단계; 및 상기 산출된 열관류율에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출하는 에너지 성능 지수 산출 단계;를 포함하는 건축물 에너지 성능 측정 방법이다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 방법에 있어서, 상기 에너지 손실량을 산출하는 것은, 실내 공기의 비열과 실내 온도의 변화량에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량을 산출하고, 실내의 대류 부하에 의해 실내로 공급되는 에너지(대류 부하 공급 에너지)와 난방장치에 의해 실내로 공급되는 에너지(난방장치 공급 에너지)에 기초하여 실내 공간에 공급된 에너지(실내 공급 에너지)를 산출하며, 상기 실내 공급 에너지에서 상기 실내 공기 축적 에너지 변화량를 차감한 값에 기초하여 상기 에너지 손실량을 산출할 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 방법에 있어서, 상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 상기 표면 열전달율을 산출하는 것은, 실내와 실외 사이에서 벽체를 통한 대류 열전달량과 침기(infiltration)로 인한 열전달량(침기 열전달량)의 합이 상기 산출된 에너지 손실량에 대응되는 원리에 기초하여, 상기 침기 열전달량과 상기 에너지 손실량으로부터 상기 대류 열전달량이 산출되고, 상기 산출된 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 방법에 있어서, 상기 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출되는 것은, 벽체의 면적, 벽체의 실내 표면 온도 및 실내 온도 정보에 기초하여 상기 대류 열전달량으로부터 상기 표면 열전달율이 계산될 수 있다.
상기 건축물 에너지 성능 측정 방법에 있어서, 상기 제1 구역이 에너지 환경이 다른 적어도 하나의 제2 구역과 에너지 교환이 있을 경우, 상기 실내 공급 에너지를 산출할 때, 상기 적어도 하나의 제2 구역으로부터 상기 제1 구역으로 공급된 에너지(타구역 공급 에너지)를 합산할 수 있다.
본 발명에 의하면 실내 공급 에너지와 실내 공기 축적 에너지 변화량에 기초하여 에너지 손실량을 산출하고, 에너지 손실량을 이용하여 건축물의 에너지 성능지수를 산출하는 방법을 사용함으로써, 열관류율 등에 대한 직접적인 측정이 불필요하고 측정 데이터의 항목을 줄여 건축물 에너지 성능을 용이하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 에너지 성능 측정 장치가 사용되는 환경을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 에너지 성능 측정 장치의 블록도를 예시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 손실량 산출부를 예시한다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 에너지 손실량 산출부를 예시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 표면 열전달율 산출부를 예시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 열관류율 산출부와 에너지 성능지수 산출부를 예시한다.
도 7은 두 개의 건축물 사이의 에너지 교환이 있는 경우를 예시적으로 도시한다.
도 8은 일 실시예로서, 두 개의 건축물 사이의 에너지 교환이 있는 경우에 사용될 수 있는 에너지 손실량 산출부를 예시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 건축물 에너지 성능 측정 방법을 예시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 에너지 성능 측정 장치(100)가 사용되는 환경을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 건축물 에너지 성능 측정 장치(100)는 건축물(10)에 설치되어 건축물(10)의 에너지 성능을 측정하는데 사용될 수 있다. 실시예에 따라, 건축물 에너지 성능 측정 장치(100)는 건축물(10) 내부에 설치될 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다.
건축물 에너지 성능 측정 장치(100)는 구역(30) 내부의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하고, 이를 분석하여 건축물의 에너지 성능을 평가할 수 있다. 실시예에 따라, 건축물 에너지 성능 측정 장치(100)는 건축물의 에너지 성능을 수치화한 건축물의 에너지 성능 지수를 산출할 수 있다.
건축물(10)은 벽체(20)에 의해 구획되는 구역(30)을 포함할 수 있다. 이하 벽체(20) 내부의 구역(30)을 실내라고 표현하고, 벽체(20) 외부의 공간을 실외라고 표현하기도 한다.
건축물(10) 내부에는 여러 개의 구역이 존재할 수 있다. 건축물(10) 내부의 복수의 구역이 유사한 에너지 환경에 놓여 있는 경우, 예를 들면 복수의 구역이 동일 또는 유사한 온도를 유지할 경우, 하나의 구역인 것으로 가정하고 분석할 수 있다. 건축물(10) 내부에 서로 다른 에너지 환경을 가지는 복수의 구역이 존재하는 경우에 대해서는 아래에서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
건축물(10)에는 실내(30) 공간에 에너지를 공급하는 다양한 에너지 공급 요소(40)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 에너지 공급 요소(40)에는 난방장치가 포함될 수 있다. 난방 장치는 가스를 사용하는 종류와 전기를 사용하는 종류로 구분될 수 있다.
예를 들어, 에너지 공급 요소(40)에는 대류 부하가 포함될 수 있다. 대류 부하는 대류(convection) 현상에 의해 실내(30)로 에너지를 공급하는 요소로 이해될 수 있다. 예를 들어, 대류 부하는 재실자 또는 조명 장치, 컴퓨터, 냉장고, TV 등의 가전기기를 포함할 수 있다.
에너지 공급 요소(40)에 의해 실내(30)로 공급된 에너지 중의 일부는 다양한 경로를 통해 실외로 유출될 수 있다.
예를 들어, 실내(30)의 에너지는 벽체(20)를 통한 대류 열전달에 의해 외부로 유출될 수 있다. 또한, 예를 들어, 실내(30)의 에너지는 벽체(20)의 틈을 통해 공기가 이동하는 침기(infiltration) 열전달에 의해 외부로 유출될 수 있다.
에너지 공급 요소(40)에 의해 실내(30)로 공급된 에너지(실내 공급 에너지)에서 대류나 침기를 통해 실외로 유출된 에너지(에너지 손실량)를 차감한 에너지는 실내에 축적되어 실내(30) 온도 변화를 야기할 수 있다. 따라서, 아래 수학식 1과 같이 벽체(20)를 통한 대류 열전달과 벽체(20)의 틈을 통한 침기(infiltration) 열전달의 합(에너지 손실량 ΔQ)은 실내 공급 에너지(QS)와 실내(30)의 온도 변화(ΔTZ)의 함수로 표현될 수 있다. 즉, 에너지 손실량(ΔQ)은 열관류율 등의 직접적인 측정이 없이도 실내 공급 에너지(QS)와 실내(30)의 온도 변화(ΔTZ)로부터 간접적으로 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
건축물의 에너지 관점에서의 성능은 실내(30)의 에너지를 유지하는 능력으로 이해될 수 있다. 즉, 벽체(20)를 통한 대류 열전달과 벽체(20)의 틈을 통한 침기(infiltration) 열전달의 합(에너지 손실량 ΔQ)이 건축물의 에너지 성능을 결정하는 주요한 요소로 이해될 수 있다.
따라서, 건축물(30)의 에너지 성능은, 벽체(20)를 통한 대류 열전달을 직접적으로 측정하지 않고도, 수학식 1과 같이 실내 공급 에너지(QS)와 실내(30)의 온도 변화(ΔTZ)를 이용하여 에너지 손실량(ΔQ)을 산출함으로써 간접적으로 분석될 수 있다. 본 발명은 이러한 원리를 이용하여, 열관류율 등의 복잡한 측정 과정이 없이 간략한 방법으로 건축물(10)의 에너지 성능을 분석하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 에너지 성능 측정 장치(100)의 블록도를 예시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 건축물 에너지 성능 측정 장치(100)는 정보 수집부(110)와 분석부(120)를 포함할 수 있다.
정보 수집부(110)는 구역(30) 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집할 수 있다. 실시예에 따라, 정보 수집부(110)는 실내 온도, 실내 표면 온도, 실외 온도, 난방장치의 설정 온도 및 난방장치의 가동 시간 등에 대한 정보를 선택적으로 수집할 수 있다. 정보 수집부(110)는 그 외에도 후술할 바와 같은 정보들을 필요에 따라 선택적으로 수집할 수 있다.
분석부(120)는 정보 수집부(110)가 수집한 정보에 기초하여 건축물의 에너지 성능을 평가할 수 있다. 실시예에 따라, 분석부(120)는 건축물의 에너지 성능을 수치화한 건축물의 에너지 성능 지수를 산출할 수 있다.
예시적으로, 분석부(120)는 에너지 손실량 산출부(130), 표면 열전달율 산출부(140), 열관류율 산출부(150) 및 에너지 성능지수 산출부(160)를 포함할 수 있다.
에너지 손실량 산출부(130)는 정보 수집부(110)에 의해 수집된 정보에 기초하여 건축물의 에너지 손실량을 산출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 건축물의 에너지 손실량은, 열관류율 등을 사용하여 벽체(20)를 통한 대류 열전달을 직접적으로 측정하는 대신, 에너지 공급 요소(40)에 의한 실내 공급 에너지와 실내(30)의 온도 변화를 이용하여 산출될 수 있다. 에너지 손실량을 산출하는 구체적인 방법은 아래에서 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예는 이러한 원리를 이용함으로써, 열관류율 등의 복잡한 측정 과정이 불필요하여 측정 시간과 노력을 줄일 수 있다.
표면 열전달율 산출부(140)는 에너지 손실량 산출부(130)에 의해 산출된 에너지 손실량에 기초하여 표면 열전달율을 산출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 에너지 손실량은 벽체(20)를 통한 대류 열전달량과 벽체(20)의 틈을 통한 침기 열전달량의 합으로 이해될 수 있는데, 벽체(20)의 틈을 통한 침기 열전달량은 상대적으로 용이하게 산출될 수 있음에 반해, 열관류율을 알아야 구할 수 있는 대류 열전달량은 직접적으로 산출하기가 쉽지 않다.
본 실시예에서는, 아래 수학식 2 및 수학식 3에 예시된 바와 같이, 에너지 손실량(ΔQ)에서 침기 열전달량(QINF)을 차감하여 대류 열전달량(QH)을 산출하고, 산출된 대류 열전달량(QH)에서 표면 열전달율(h; 열관류율이 내재된 변수)을 역으로 산출하는 방법을 사용한다. 즉, 수학식 3과 같이 대류 열전달량(QH)은 표면 열전달율(h), 벽체 면적(A), 실내 표면 온도(TS), 실내 온도(TZ)를 포함하는 함수로 정의될 수 있는데, 본 실시예에서는 수학식 2를 통해 대류 열전달량(QH)을 먼저 구한 후에, 대류 열전달량(QH)을 이용하여 표면 열전달율(h)을 구하는 방식을 사용한다. 표면 열전달율(h)을 구하는 구체적인 방법은 아래에서 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
[수학식 2]
Figure pat00002
[수학식 3]
Figure pat00003
열관류율 산출부(150)는 표면 열전달율(h)에 기초하여 열관류율(u)을 산출할 수 있다. 에너지 성능지수 산출부(160)는 열관류율(u)에 기초하여 건축물의 에너지 성능 지수(EPI)를 산출할 수 있다. 열관류율 산출부(150)와 에너지 성능지수 산출부(160)에 대해서는 아래에서 도 6을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 손실량 산출부(130)를 예시한다.
도 3을 참조하면, 에너지 손실량 산출부(130)는 실내 온도(TZ)를 포함하는 여러 가지 정보를 이용하여 에너지 손실량(ΔQ)을 산출할 수 있다. 이를 위해, 에너지 손실량 산출부(130)는 실내 공기 축적 에너지 변화량 연산부(131), 대류 부하 공급 에너지 연산부(132), 난방장치 공급 에너지 연산부(133)를 포함할 수 있다.
실내 공기 축적 에너지 변화량 연산부(131)는 실내 온도(TZ)와 실내 습도(HZ)에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)을 산출할 수 있다. 예시적으로, 실내 공기 축적 에너지 변화량 연산부(131)는 아래 수학식 4와 같이 실내 공기의 비열(CZ)과 실내 온도의 변화량(ΔTZ)에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)을 산출할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00004
여기서, CZ는 실내 공기의 비열로서, 실내 공기의 온도(TZ)와 습도(HZ)에 기초하여 공지의 방법을 이용하여 산출될 수 있다. TZ는 실내 온도로서 직접 측정될 수 있다. ΔTZ는 제1 시점에서의 실내 온도와 제2 시점에서의 실내 온도의 차이로 정의될 수 있다. 즉, 수학식 4를 이용하여 제1 시점과 제2 시점의 사이에서의 실내 공기에 축적된 에너지의 변화량(ΔQZ)을 산출할 수 있다.
대류 부하 공급 에너지 연산부(132)는 재실자 수(NH)와 대류 부하의 소비 전력(PC) 등에 기초하여 대류 부하 공급 에너지(QC)를 산출할 수 있다. 대류 부하는, 전술한 바와 같이, 대류(convection) 현상에 의해 실내로 에너지를 공급하는 요소로 이해될 수 있다. 예를 들어, 대류 부하는 재실자 또는 조명 장치, 컴퓨터, 냉장고, TV 등의 가전기기를 포함할 수 있다.
대류 부하 공급 에너지(QC)는 아래 수학식 5와 같이 재실자 수(NH)와 대류 부하의 소비 전력(PC)를 변수로 포함하는 함수로 정의될 수 있으므로, 재실자 수(NH)와 대류 부하의 소비 전력(PC)에 기초하여 산출될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00005
예를 들어, 재실자에 의해 방출되는 대류 에너지는 인체 1인당 발열량에 재실자 수(NH)를 곱하여 산출될 수 있다. 인체 1인당 발열량은 공지의 데이터를 사용할 수 있다. 가전기기 등과 같이 전력을 소모하는 장치들의 경우, 각 장치의 소비 전력(PC)에 대류 성분 발생 비율을 곱하여 산출될 수 있다. 대류 성분 발생 비율은 공지의 데이터를 사용할 수 있다. 대류 성분 발생 비율은 각 장치의 특성을 반영하여 장치의 종류에 따라 서로 다른 값이 사용될 수 있다.
난방장치 공급 에너지 연산부(133)는 난방장치가 실내로 공급하는 에너지인 난방장치 공급 에너지(QSYS)를 산출할 수 있다. 난방장치가 가스를 사용하는 경우, 난방장치 공급 에너지(QSYS)는 건축물 외부(실외)의 실외 온도(TO), 난방장치의 설정 온도(TSET) 및 가동 시간(OTSYS)에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 난방장치 공급 에너지(QSYS)는 아래 수학식 6과 같이 실외 온도(TO), 난방장치의 설정 온도(TSET) 및 가동 시간(OTSYS)의 함수로 정의될 수 있으므로, 실외 온도(TO), 난방장치의 설정 온도(TSET) 및 가동 시간(OTSYS)에 기초하여 산출될 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00006
수학식 6은 가스를 사용하는 난방장치의 가스 사용량을 알기 어려운 경우에 적용될 수 있는 것이지만, 만약 난방장치의 가스 사용량을 알 수 있는 경우에는 난방장치의 가스 사용량에 소정의 계수를 곱하여 난방장치 공급 에너지(QSYS)를 산출할 수 있다.
실내로 공급된 에너지인 실내 공급 에너지(QS)는 대류 부하 공급 에너지(QC)와 난방장치 공급 에너지(QSYS)에 기초하여 산출될 수 있다. 예시적으로, 실내 공급 에너지(QS)는 아래 수학식 7과 같이 대류 부하 공급 에너지(QC)와 난방장치 공급 에너지(QSYS)의 합으로 산출될 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00007
에너지 손실량(ΔQ)은 실내 공급 에너지(QS)와 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들면, 아래 수학식 8과 같이, 에너지 손실량(ΔQ)은 실내 공급 에너지(QS)에서 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)을 차감하여 산출될 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00008
도 4는 다른 일 실시예에 따른 에너지 손실량 산출부(430)를 예시한다.
도 4를 참조하면, 에너지 손실량 산출부(430)는 난방장치 공급 에너지(QSYS) 산출 방법에서 도 3에 예시된 에너지 손실량 산출부(430)와 차이가 있다. 도 3에 예시된 에너지 손실량 산출부(130)에 대한 설명 중에서 아래에서 설명할 내용과 배치되지 않는 내용은 에너지 손실량 산출부(430)에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
난방장치 공급 에너지 산출부(433)는 전기를 사용하는 난방장치에 대해 난방장치 공급 에너지(QSYS)를 산출할 수 있다. 난방장치가 전기를 사용하는 경우, 난방장치 공급 에너지(QSYS)는 난방장치가 사용한 난방장치 소비 전력(PSYS)에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 난방장치 공급 에너지(QSYS)는 난방장치 소비 전력(PSYS)에 소정의 계수를 곱하여 산출될 수 있다. 소정의 계수는 데이터를 축적하여 산출되거나 공지의 데이터를 사용할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 표면 열전달율 산출부(140)를 예시한다.
도 5를 참조하면, 표면 열전달율 산출부(140)는 에너지 손실량(ΔQ)에 기초하여 표면 열전달율(h)을 산출할 수 있다. 이를 위해, 표면 열전달율 산출부(140)는 벽체의 틈을 통해 이동한 공기의 질량 또는 체적(minf)과 비열(CP), 실외 온도(TO), 실내 온도(TZ), 벽체 면적(A), 실내 표면 온도(TS) 중의 적어도 하나의 정보를 사용할 수 있다. 예시적으로, 표면 열전달율 산출부(140)는 침기 열전달량 연산부(141) 및 표면 열전달율 연산부(142)를 포함할 수 있다.
침기 열전달량 연산부(141)는 벽체의 틈을 통해 이동한 공기의 질량 또는 체적(minf)과 비열(CP), 실외 온도(TO), 실내 온도(TZ)에 기초하여 침기 열전달량(QINF)을 산출할 수 있다. 예시적으로, 침기 열전달량 연산부(141)는 아래 수학식 9를 이용하여 침기 열전달량(QINF)을 산출할 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00009
예시적으로, 이동한 공기의 질량 또는 체적(minf)은 실내 공기 전체의 질량 또는 체적에 환기율(또는 침기율)을 적용하여 산출될 수 있다. 이동한 공기의 비열(CP)은 이동 공기의 온도와 습도에 기초하여 산출될 수 있다.
다음으로 대류 열전달량(QH)은 에너지 손실량(ΔQ)과 침기 열전달량(QINF)에 기초하여 산출될 수 있다. 예시적으로, 대류 열전달량(QH)은, 위 수학식 2를 통해 설명한 바와 같이, 에너지 손실량(ΔQ)에서 침기 열전달량(QINF)을 차감하여 산출될 수 있다. 즉, 실내와 실외 사이에서 벽체를 통한 대류 열전달량(QH)과 침기로 인한 열전달량인 침기 열전달량(QINF)의 합이 에너지 손실량(ΔQ)에 대응되는 원리에 기초하여 대류 열전달량(QH)이 산출될 수 있다.
표면 열전달율 연산부(142)는 대류 열전달량(QH)에 기초하여 표면 열전달율(h)을 산출할 수 있다. 예시적으로, 표면 열전달율(h)은 벽체의 면적(A), 벽체의 실내 표면 온도(TS) 및 실내 온도(TZ) 정보에 기초하여 대류 열전달량(QH)으로부터 산출될 수 있다.
앞서 수학식 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 대류 열전달량(QH)은 표면 열전달율(h), 벽체 면적(A), 실내 표면 온도(TS), 실내 온도(TZ)를 변수에 포함하는 함수로 정의될 수 있는데, 본 실시예에서는 수학식 2을 사용하여 대류 열전달량(QH)을 먼저 구한 후에, 대류 열전달량(QH)을 이용하여 표면 열전달율(h)을 구할 수 있다. 예시적으로, 수학식 3을 아래 수학식 10과 같이 표면 열전달율(h)을 구하는 함수로 변경하고 대류 열전달량(QH)에 기초하여 표면 열전달율(h)을 구할 수 있다.
[수학식 10]
Figure pat00010
여기서, fCE -1는 수학식 3의 fCE의 역함수로 이해될 수 있는데, 명시적인 수식으로 표현될 수도 있지만 단지 개념적인 의미로 이해될 수도 있다. 즉, fCE -1를 수식으로 표현할 수도 있지만, 수학식 3에 공지의 수치해석 기법을 적용하여 대류 열전달량(QH)으로부터 표면 열전달율(h)을 구할 수 있다는 의미로도 이해될 수 있다.
예시적으로, 대류 열전달량(QH)은 아래 수학식 11과 같이 표면 열전달율(h)을 포함하는 함수로 표현될 수 있다.
[수학식 11]
Figure pat00011
여기서, NW는 벽체의 개수이고, hi는 i 번째 벽체의 표면 열전달율이며, Ai는 i 번째 벽체의 면적이고, TSi는 i 번째 벽체의 표면 온도이며, TZ는 실내 온도이다.
즉, 벽체의 표면 온도(TSi)와 실내 온도(TZ)에 따른 대류 열전달량(QH) 데이터가 확보되면 수학식 11을 이용하여 표면 열전달율(hi)이 구해질 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 열관류율 산출부(150)와 에너지 성능지수 산출부(160)를 예시한다.
열관류율 산출부(150)는 표면 열전달율(h)에 기초하여 열관류율(u)을 산출할 수 있다. 예시적으로, 표면 열전달율(h)은 아래 수학식 12과 같이 열관류율(u)의 함수로 정의될 수 있다. 따라서, 위 수학식 10 또는 수학식 11 등을 통해 표면 열전달율(h)이 구해지면 공지의 수치해석 기법을 통해 열관류율(u)이 산출될 수 있다.
[수학식 12]
Figure pat00012
에너지 성능지수 산출부(160)는 열관류율(u)에 기초하여 건축물의 에너지 성능 지수(EPI)를 산출할 수 있다. 예시적으로, 에너지 성능 지수(EPI)는 아래 수학식 13와 같이 열관류율(u)의 함수로 정의될 수 있다. 따라서, 위 수학식 12 등을 통해 열관류율(u)이 구해지면 에너지 성능 지수(EPI)가 산출될 수 있다.
[수학식 13]
Figure pat00013
이와 같이, 본 실시예에서는, 실내 공급 에너지(QS)와 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)에 기초하여 에너지 손실량(ΔQ)을 산출하고, 에너지 손실량(ΔQ)을 이용하여 표면 열전달율(h)을 산출하며, 표면 열전달율(h)을 이용하여 열관류율(u)을 산출하고, 열관류율(u)을 이용하여 건축물의 에너지 성능지수(EPI)를 산출하는 방법을 사용함으로써, 열관류율(u) 등을 직접 측정함에 따른 측정 시간과 노력을 줄일 수 있다.
도 7은 두 개의 건축물(711, 712) 사이의 에너지 교환이 있는 경우를 예시적으로 도시한다.
도 7을 참조하면, 제1 건축물(711) 내부에는 제1 구역(715)이 있고, 제2 건축물(712) 내부에는 제2 구역(716)이 존재할 수 있다. 제1 구역(715)과 제2 구역(716)은 각각 독립적인 에너지 환경을 가지고 서로 다른 실내 온도를 유지할 수 있다. 다만, 제1 구역(715)과 제2 구역(716) 사이에는 에너지 교환(714)이 가능한 통로(713)가 존재한다는 점에서 전술한 바와는 달리 분석할 필요가 있다. 즉, 제1 구역(715) 관점에서 제2 구역(716)을 단순한 실외 구역으로 처리할 경우 에너지 성능 측정의 정확성이 낮아질 수 있다. 이와 같이, 복수의 구역(715, 716)이 서로 다른 에너지 환경을 가지지만 상호간의 에너지 교환이 활발하게 일어나는 상황은 복수의 독립된 건축물에서 발생하거나 또는 하나의 건축물 내에서도 발생할 수 있다.
도 8은 일 실시예로서, 두 개의 건축물 사이의 에너지 교환이 있는 경우에 사용될 수 있는 에너지 손실량 산출부(830)를 예시한다.
도 8에 예시된 에너지 손실량 산출부(830)는 도 3에 예시된 에너지 손실량 산출부(130)에 비해 타구역 공급 에너지 연산부(834)를 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 도 3에 예시된 에너지 손실량 산출부(130)에 대한 설명 중에서 아래에서 설명할 내용과 배치되지 않는 내용은 에너지 손실량 산출부(830)에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 타구역 공급 에너지 연산부(834)는 제2 구역(716)으로부터 제1 구역(715)으로 공급된 에너지 또는 제1 구역(715)으로부터 제2 구역(716)으로 유출된 에너지를 산출할 수 있다. 예시적으로, 타구역 공급 에너지 연산부(834)는 제1 구역(715)과 제2 구역(716) 사이에서 이동된 공기의 질량 또는 체적(miz)과 비열(CIZ) 및 제1 구역의 온도(TZ1)와 제2 구역의 온도(TZ2) 차이에 기초하여 타구역 공급 에너지(QIZ)를 산출할 수 있다. 예시적으로, 타구역 공급 에너지(QIZ)는 아래 수학식 14를 이용하여 산출될 수 있다.
[수학식 14]
Figure pat00014
예시적으로, 구역간 이동한 공기의 질량 또는 체적(miz)은 실내 공기 전체의 질량 또는 체적에 환기율을 적용하여 산출될 수 있다. 구역간 이동한 공기의 비열(CIZ)은 구역간 이동 공기의 온도와 습도에 기초하여 산출될 수 있다.
예시적으로, 제1 구역(715)과 에너지 환경이 다르면서 에너지 교환이 활발한 제2 구역이 여러 개가 있는 경우에는 아래 수학식 15와 같이 복수의 제2 구역으로부터 제1 구역으로 이동한 에너지를 합산하여 타구역 공급 에너지(QIZ)가 산출될 수 있다.
[수학식 15]
Figure pat00015
여기서, NZ는 구역의 개수이다.
다음으로, 에너지 손실량 산출부(830)는 실내 공급 에너지(QS)를 산출할 때, 타구역 공급 에너지(QIZ)를 합산할 수 있다. 즉, 아래 수학식 16과 같이 실내 공급 에너지(QS)는 대류 부하 공급 에너지(QC)와 난방장치 공급 에너지(QSYS)에 타구역 공급 에너지(QIZ)를 합산하여 산출될 수 있다.
[수학식 16]
Figure pat00016
이와 같이, 복수의 구역이 서로 영향을 미치는 경우에는 타구역 공급 에너지(QIZ)를 더 반영하여 실내 공급 에너지(QS)에 합산하는 간단한 방법으로 건축물 에너지 성능 측정의 정확성을 높일 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 건축물 에너지 성능 측정 방법을 예시한다.
도 9에 예시된 건축물의 에너지 성능 측정 방법은 제1 구역을 포함하는 건축물의 에너지 성능을 측정하는 측정 장치에 의해 수행될 수 있다. 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명한 내용 중에서 아래에서 도 9를 참조하여 설명할 내용과 배치되지 않는 내용은 도 9에 예시된 방법에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
먼저, 제1 구역 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하는 정보 수집 단계(S910)가 수행될 수 있다.
다음으로, 수집된 정보에 기초하여 건축물의 에너지 손실량(ΔQ)을 산출하는 에너지 손실량 산출 단계(S920)가 수행될 수 있다. 예시적으로, 에너지 손실량(ΔQ)을 산출할 때, 실내 공기의 비열(CZ)과 실내 온도의 변화량(ΔTZ)에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)을 산출하고, 실내의 대류 부하에 의해 실내로 공급되는 에너지(대류 부하 공급 에너지, QC)와 난방장치에 의해 실내로 공급되는 에너지(난방장치 공급 에너지, QSYS)에 기초하여 실내 공간에 공급된 에너지(실내 공급 에너지, QS)를 산출하며, 실내 공급 에너지(QS)에서 실내 공기 축적 에너지 변화량(ΔQZ)을 차감한 값에 기초하여 에너지 손실량(ΔQ)을 산출할 수 있다. 예시적으로, 제1 구역이 에너지 환경이 다른 적어도 하나의 제2 구역과 에너지 교환이 있을 경우, 실내 공급 에너지(QS)를 산출할 때, 적어도 하나의 제2 구역으로부터 제1 구역으로 공급된 에너지(타구역 공급 에너지, QIZ)를 합산할 수 있다.
다음으로, 산출된 에너지 손실량(ΔQ)에 기초하여 표면 열전달율(h)을 산출하는 표면 열전달율 산출 단계(S930)가 수행될 수 있다. 예시적으로, 실내와 실외 사이에서 벽체를 통한 대류 열전달량(QH)과 침기로 인한 열전달량(침기 열전달량, QINF)의 합이 에너지 손실량(ΔQ)에 대응되는 원리에 기초하여, 침기 열전달량(QINF)과 에너지 손실량(ΔQ)으로부터 대류 열전달량(QH)이 먼저 산출되고, 산출된 대류 열전달량(QH)에 기초하여 표면 열전달율(h)이 산출될 수 있다. 대류 열전달량(QH)에 기초하여 표면 열전달율(h)이 산출되는 것은, 벽체의 면적, 벽체의 실내 표면 온도 및 실내 온도 정보에 기초하여 대류 열전달량(QH)으로부터 표면 열전달율(h)이 계산될 수 있다.
다음으로, 산출된 표면 열전달율(h)에 기초하여 열관류율(u)을 산출하는 열관류율 산출 단계(S940)가 수행되고, 산출된 열관류율(u)에 기초하여 건축물의 에너지 성능 지수(EPI)를 산출하는 에너지 성능 지수 산출 단계(S950)가 수행될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 실내 공급 에너지와 실내 공기 축적 에너지 변화량에 기초하여 에너지 손실량을 산출하고, 에너지 손실량을 이용하여 건축물의 에너지 성능지수를 산출하는 방법을 사용함으로써, 열관류율 등에 대한 직접적인 측정이 불필요하고 측정 데이터의 항목을 줄여 건축물 에너지 성능을 용이하게 측정할 수 있다.
본 명세서에서 어떤 파라미터를 구하기 위한 수학식을 언급하면서 해당 파라미터에 영향을 주는 변수를 특정하여 예시하고 있으나, 이는 언급된 변수만이 해당 파라미터에 영향을 준다는 것으로 이해될 것이 아니라, 다른 변수들도 해당 파라미터에 영향을 줄 수 있으나 설명의 편의상 언급을 생략한 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 수학식 12는 표면 열전달율(h)을 결정하는데 있어서 열관류율(u) 외의 다른 변수가 없다는 의미로 이해되기 보다는, 다른 변수도 존재할 수 있지만 열관류율(u)이 표면 열전달율(h)에 중요한 변수로 작용할 수 있다는 의미로 이해되어야 할 것이다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 제1 구역을 포함하는 건축물의 에너지 성능을 측정하는 측정 장치로서,
    상기 제1 구역 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하는 정보 수집부; 및
    상기 정보 수집부가 수집한 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출하는 분석부;를 포함하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 수집된 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 손실량을 산출하고,
    상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 표면 열전달율을 산출하며,
    상기 산출된 표면 열전달율에 기초하여 열관류율을 산출하고,
    상기 산출된 열관류율에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 분석부가 상기 에너지 손실량을 산출하는 것은,
    실내 공기의 비열과 실내 온도의 변화량에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량을 산출하고,
    실내의 대류 부하에 의해 실내로 공급되는 에너지(대류 부하 공급 에너지)와 난방장치에 의해 실내로 공급되는 에너지(난방장치 공급 에너지)에 기초하여 실내 공간에 공급된 에너지(실내 공급 에너지)를 산출하며,
    상기 실내 공급 에너지에서 상기 실내 공기 축적 에너지 변화량을 차감한 값에 기초하여 상기 에너지 손실량을 산출하는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 실내 공기의 비열은 상기 실내 공기의 온도 및 습도에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 대류 부하는 인체 및 조명장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 조명장치에 의해 실내로 공급되는 에너지는 상기 조명장치의 소비 전력에 대류 성분 비율을 곱하여 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 난방장치가 가스를 사용하는 경우, 상기 난방장치 공급 에너지는 상기 건축물 외부(실외)의 실외 온도, 상기 난방장치의 설정 온도 및 가동 시간에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 난방장치가 전기를 사용하는 경우, 상기 난방장치 공급 에너지는 상기 난방장치가 사용한 소비 전력에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 상기 표면 열전달율을 산출하는 것은,
    실내와 실외 사이에서 벽체를 통한 대류 열전달량과 침기(infiltration)로 인한 열전달량(침기 열전달량)의 합이 상기 산출된 에너지 손실량에 대응되는 원리에 기초하여, 상기 침기 열전달량과 상기 에너지 손실량으로부터 상기 대류 열전달량이 산출되고,
    상기 산출된 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 침기 열전달량은 침기를 통해 이동된 공기의 질량(또는 체적)과 비열, 실외 온도와 실내 온도의 차이에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출되는 것은,
    벽체의 면적, 벽체의 실내 표면 온도 및 실내 온도 정보에 기초하여 상기 대류 열전달량으로부터 상기 표면 열전달율이 계산되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 구역이 에너지 환경이 다른 적어도 하나의 제2 구역과 에너지 교환이 있을 경우,
    상기 분석부는 상기 실내 공급 에너지를 산출할 때, 상기 적어도 하나의 제2 구역으로부터 상기 제1 구역으로 공급된 에너지(타구역 공급 에너지)를 합산하는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 구역은 상기 제1 구역과 동일 건축물 내부의 다른 공간이거나 또는 다른 건축물의 내부 공간인 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 타구역 공급 에너지는 상기 제1 구역과 상기 제2 구역 사이에서 이동된 공기의 질량(또는 체적)과 비열, 상기 제1 구역의 온도와 상기 제2 구역의 온도 차이에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 장치.
  15. 제1 구역을 포함하는 건축물의 에너지 성능을 측정하는 측정 장치에 의해 수행되는 건축물의 에너지 성능 측정 방법으로서,
    상기 제1 구역 내부(실내)의 실내 온도를 포함하는 정보를 수집하는 정보 수집 단계;
    상기 수집된 정보에 기초하여 상기 건축물의 에너지 손실량을 산출하는 에너지 손실량 산출 단계;
    상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 표면 열전달율을 산출하는 표면 열전달율 산출 단계;
    상기 산출된 표면 열전달율에 기초하여 열관류율을 산출하는 열관류율 산출 단계; 및
    상기 산출된 열관류율에 기초하여 상기 건축물의 에너지 성능 지수를 산출하는 에너지 성능 지수 산출 단계;를 포함하는 건축물 에너지 성능 측정 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 에너지 손실량을 산출하는 것은,
    실내 공기의 비열과 실내 온도의 변화량에 기초하여 실내 공기 축적 에너지 변화량을 산출하고,
    실내의 대류 부하에 의해 실내로 공급되는 에너지(대류 부하 공급 에너지)와 난방장치에 의해 실내로 공급되는 에너지(난방장치 공급 에너지)에 기초하여 실내 공간에 공급된 에너지(실내 공급 에너지)를 산출하며,
    상기 실내 공급 에너지에서 상기 실내 공기 축적 에너지 변화량를 차감한 값에 기초하여 상기 에너지 손실량을 산출하는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 산출된 에너지 손실량에 기초하여 상기 표면 열전달율을 산출하는 것은,
    실내와 실외 사이에서 벽체를 통한 대류 열전달량과 침기(infiltration)로 인한 열전달량(침기 열전달량)의 합이 상기 산출된 에너지 손실량에 대응되는 원리에 기초하여, 상기 침기 열전달량과 상기 에너지 손실량으로부터 상기 대류 열전달량이 산출되고,
    상기 산출된 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 대류 열전달량에 기초하여 상기 표면 열전달율이 산출되는 것은,
    벽체의 면적, 벽체의 실내 표면 온도 및 실내 온도 정보에 기초하여 상기 대류 열전달량으로부터 상기 표면 열전달율이 계산되는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 구역이 에너지 환경이 다른 적어도 하나의 제2 구역과 에너지 교환이 있을 경우,
    상기 실내 공급 에너지를 산출할 때, 상기 적어도 하나의 제2 구역으로부터 상기 제1 구역으로 공급된 에너지(타구역 공급 에너지)를 합산하는 것을 특징으로 하는 건축물 에너지 성능 측정 방법.
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