WO2019230997A1 - 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 bim 정보의 자동 가공 시스템 및 방법 - Google Patents

창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 bim 정보의 자동 가공 시스템 및 방법 Download PDF

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bim
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cross
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박창영
장향인
김연아
김창민
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(주)미래환경플랜건축사사무소
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Definitions

  • the present invention relates to the evaluation of thermal transmittance of a window set and the automatic processing of building information modeling (BIM) information therein. Specifically, open BIM information for automated evaluation of thermal permeability simulation of a window set. Of the automatic processing system and method.
  • BIM building information modeling
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a thermal permeability simulation evaluation process of a conventional window set
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a problem of a thermal permeability simulation evaluation process of a conventional window set. It demonstrates with reference to FIG. 1 and FIG.
  • the most influential member when estimating the thermal efficiency of a building is the window set of the building.
  • a window set is one of the most important thermal efficiency calculation factors because the thermal efficiency varies depending on the size of the window, the material of the frame or the shape of the edge.
  • the window set is also significantly affected by thermal transmittance depending on the shape, thickness, and the like in which the various members constituting the window set overlap in cross section.
  • the drawing of the existing building is mainly based on the 2D CAD (2-dimensional computer aided design) to calculate the thermal permeability of the window set, so the various frames, glass, spacer, glass between the window set.
  • 2D CAD 2-dimensional computer aided design
  • the thermal permeability is simulated by processing the drawing on the existing 2D CAD drawing by directly inputting the attribute information of each member.
  • drawing processing is required to change the 2D CAD drawing from DWG extension to DXF extension, and the attribute information of each member constituting the window set must be manually input.
  • the heat permeability simulation work based on the 2D CAD drawing has a drawback in that it takes input errors and a considerable amount of work by hand, and there is a problem of reworking the drawing or re-entering the property information when changing the building design. Simulation becomes difficult due to rapid design changes, and rapid response is not possible.
  • Another object of the present invention is to provide a method for automatically processing open BIM information for evaluating thermal permeability simulation of a window set.
  • an automatic processing system for open BIM information for evaluating thermal permeability simulation of a window set includes: a BIM information database storing three-dimensional BIM information; An extraction module for automatically extracting shape information of a window set from three-dimensional BIM information stored in the BIM information database, and automatically extracting attribute information of a member of the window set; A cross section according to the type of the window set is generated from the shape information extracted by the extraction module and converted into drawing information, and the cross section is configured by using the members constituting the generated cross section and the attribute information extracted by the extraction module.
  • a transformation module for matching attributes and boundary conditions for each member; The output module may be configured to output a thermal transmittance of the window set according to the drawing information converted by the conversion module and the attributes and boundary conditions matched by the conversion module. .
  • the output module may be configured to output the simulation of the thermal permeability in consideration of the shape and size of the frame, the glass center portion and the glass edge of the window set.
  • an automatic processing method of open BIM information for evaluating thermal permeation rate simulation of a window set is provided.
  • the extraction module has a shape of a window set from three-dimensional BIM information previously stored in a BIM information database. Automatically extracting information, and automatically extracting attribute information of the member of the window set;
  • the conversion module generates a cross section according to the type of the window set from the shape information extracted by the extraction module and converts it into drawing information, and uses the members constituting the generated cross section and the attribute information extracted by the extraction module. Matching attributes and boundary conditions for each member constituting the cross section; And outputting the output module to simulate thermal transmittance of the window set according to the drawing information converted in the conversion module and attributes and boundary conditions matched in the conversion module. Can be.
  • the output module may be configured to simulate the thermal permeability of the window set according to the drawing information converted by the conversion module, the attributes and boundary conditions matched by the conversion module, and include a frame of the window set. ), And the heat permeability can be simulated to be output in consideration of the shape and size of the glass center portion and the glass edge.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a thermal permeability simulation evaluation process of a conventional window set.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a problem of a thermal permeability simulation evaluation process of a conventional window set.
  • FIG. 3 is a block diagram of an automatic processing system of open BIM information for automated evaluation of thermal permeability simulation of a window set according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a process for automated evaluation of heat permeability simulation of a window set according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for automatically processing open BIM information for evaluating thermal perfusion rate simulation of a window set according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a detailed flowchart of a method for automatically processing open BIM information for automatically evaluating thermal perfusion rate simulation of a window set according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 3 is a block diagram of a system for automatically processing open BIM information for evaluating thermal permeability simulation of a window set according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a thermal permeability of a window set according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of a simulation automation evaluation process.
  • an automatic processing system of open BIM information for automatic evaluation of thermal transmittance simulation of a window set may include a building information modeling (BIM) database. 110, the extraction module 120, the conversion module 130, and the output module 140.
  • BIM building information modeling
  • Automatic BIM information processing system 100 for automated evaluation of thermal permeability simulation of a window set uses three-dimensional building information modeling (BIM) information to determine the shape and angle of each member constituting the cross section of the window set. It is configured to simulate the correct thermal permeability using the properties of the member.
  • BIM building information modeling
  • 2D CAD (2-dimensional computer aided design) is transformed into 3D and generated by transforming the shape information, and all the attribute information is manually input, but the present invention is configured to perform thermal permeability simulation using 3D BIM information. . Accurate and reliable simulation results are obtained by eliminating input errors or subjective judgment of the simulation evaluator. In addition, the simulation can be performed quickly and conveniently when changing the building design.
  • the BIM information database 110 may be configured to store three-dimensional building information modeling (BIM) information about a building.
  • the 3D BIM information may be open information, and may be composed of information applicable to anyone.
  • the 3D BIM information may be composed of IFC (industry foundation classes) BIM information.
  • the extraction module 120 may be configured to automatically extract shape information of the window set from the 3D BIM information stored in the BIM information database 110.
  • the shape information may include information on the size, area, thickness, and the like of the various members constituting the window set and information on the three-dimensional shape.
  • it may be configured to include the overall shape of the window set formed by combining various members, the planar information, and the cross-sectional information thereof.
  • the extraction module 120 may be configured to extract the vertex coordinates of the triangles constituting each member and to simplify each individual face. And it can be configured to store the vertex coordinates of each surface constituting the member to specify the shape information.
  • the data to be stored may vary depending on the storage format.
  • the extraction module 120 may be configured to automatically extract attribute information of the members of the window set.
  • the extraction module 120 may be configured to first calculate the number of members constituting the window set and to extract the material name of each member. And it can be configured to match and extract the attribute information of the BIM information database 110 according to the material name.
  • the extraction module 120 may be configured to extract thermal conductivity, absorption rate, and emissivity, respectively, of the members constituting the window set.
  • the conversion module 130 may be configured to generate a cross section according to the type of the window set from the shape information extracted by the extraction module 120 and convert the cross section into drawing information. First, the conversion module 130 may be configured to read the vertex coordinates of each member extracted by the extraction module 120 and to distinguish the glass and the frame according to the shape of the member. The conversion module 130 may be configured to receive any one of a predetermined type of window set and generate a cross section according to the type of the window set.
  • the conversion module 130 may be configured to match the attributes and boundary conditions for each member constituting the cross-section using the member constituting the cross-section generated previously and the attribute information extracted by the extraction module 120. It may be configured to determine the vertex coordinates and the type of the material of each member extracted previously, and to connect the properties of the material for each member constituting the cross section.
  • the output module 140 may be configured to output a simulation of the thermal permeability of the window set according to the drawing information converted by the conversion module 130 and matching attributes and boundary conditions in the conversion module 130.
  • the output module 140 may be configured to rearrange vertex coordinates of the cross-sectional configuration in which various members are combined in the cross section generated by the transformation module 130. And it can be configured to simulate the shape by inputting to the polygon item of the cross-sectional configuration, and to input the property of the material of each member constituting the cross section of the window set to the material item, and to simulate the properties It can be configured to output in THMX form using the item and material item.
  • the output module 140 may be configured to simulate and output a heat permeability in consideration of shapes and sizes of a frame, a glass center portion, and a glass edge of the window set. Since the heat permeability of the glass center portion and the glass edge portion are different from each other, it can be configured to accurately simulate the heat permeability according to its shape and size.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for automatically processing open BIM information for evaluating thermal perfusion rate simulation of a window set according to an embodiment of the present invention.
  • the extraction module 120 automatically extracts shape information of a window set from three-dimensional BIM information previously stored in the BIM information database 110, and automatically extracts attribute information of a member of the window set. Extracted to (S101).
  • the conversion module 130 generates a cross section according to the type of the window set from the shape information previously extracted by the extraction module 120 and converts it into drawing information, and extracts it from the members and the extraction module constituting the generated cross section. Attributes and boundary conditions are matched for each member constituting the cross-section using the obtained attribute information (S102).
  • the output module 140 simulates and outputs a thermal transmittance of the window set according to the drawing information converted by the conversion module 130 and the attributes and boundary conditions matched by the conversion module (S103). ).
  • the output module 140 may be configured to output the heat permeability to be simulated in consideration of shapes and sizes of the frame, the glass center portion, and the glass edge of the window set, respectively.
  • FIG. 6 is a detailed flowchart of a method for automatically processing open BIM information for automatically evaluating thermal perfusion rate simulation of a window set according to an embodiment of the present invention.
  • IFC BIS information is extracted from the BIM information database 110 to calculate the number of members constituting the window set.
  • the shape information may be extracted according to a storage format of the shape information with respect to one or more members constituting the window set.
  • the vertex coordinates of the triangles constituting the member may be extracted, and the individual coordinates may be simplified to store the vertex coordinates.
  • the vertex coordinates of the member may be extracted and stored.
  • the shape information may be extracted for each member.
  • the attribute information is performed by the following process.
  • the number of materials constituting the window set is calculated. If the number of materials is 1 or more, the material name may be extracted, and the BIM information database 110 may be configured to match and store attribute information such as thermal conductivity, water absorption, and emissivity according to the material name. This attribute information matching process is repeated for all materials according to the number of materials.
  • vertex coordinates constituting the member are retrieved.
  • it may be configured to distinguish the glass and the frame according to the member shape.
  • the window set may be provided with several predetermined types in advance.
  • the window set may be received from a user and configured to generate and store a cross section of the window set according to the type of the window set received.
  • the attribute information matching process is performed as follows.
  • the material type according to the shape of the members corresponding to the extracted vertex coordinates for the members constituting the window set is determined.
  • it may be configured to connect and store the material properties for each member of the cross-sectional configuration of the window set.
  • the simulation output process is performed as follows.
  • the present invention relates to the evaluation of thermal transmittance of window sets and the automatic processing of building information modeling (BIM) information thereon, and may be applied to the field of architectural design and construction technology.
  • BIM building information modeling

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Abstract

3차원 BIM(building information modeling) 정보가 저장되는 BIM 정보 데이터베이스; 상기 BIM 정보 데이터베이스에 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하고, 상기 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출하는 추출 모듈; 상기 추출 모듈에서 추출된 형상 정보로부터 상기 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하고, 상기 생성된 단면을 구성하는 부재 및 상기 추출 모듈에서 추출된 속성 정보를 이용하여 상기 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭하는 변환 모듈; 상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율(thermal transmittance)을 시뮬레이션(simulation)하여 출력하는 출력 모듈을 구성한다. 본 발명에 의하면, 창 세트의 도면 가공 작업이나 속성 정보를 입력할 필요가 없으므로, 입력 과정에서의 오류가 줄어들어 정확한 열 관류율 시뮬레이션을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템 및 방법
본 발명은 창 세트(window set)의 열 관류율(thermal transmittance) 평가 및 이에 관한 BIM(building information modeling) 정보의 자동 가공에 관한 것으로서, 구체적으로는 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 평가 프로세스의 모식도이고, 도 2는 종래의 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 평가 프로세스의 문제점을 나타내는 모식도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저 건물의 열 효율을 산정하는 경우 가장 큰 영향을 미치는 부재는 건물의 창 세트(window set)이다. 창 세트는 창의 크기, 프레임의 재질이나 가장 자리의 형상 등에 따라서 열 효율이 달라지기 때문에 매우 중요한 열 효율 산정 요소의 하나이다.
창 세트는 창 세트를 구성하는 다양한 부재들이 단면상으로 겹쳐지는 형상이나 두께 등에 따라서도 열 관류율(thermal transmittance)에 상당한 영향을 받는다.
이에, 창 세트의 열 관류율을 정확하게 산출하기 위해서는 창 세트의 3차원적인 형상과 부재들의 재질, 크기 등을 복합적으로 정확하게 산출해야 한다.
그런데, 기존의 건물의 도면은 주로 2D CAD(2-dimensional computer aided design) 기반으로 창 세트의 열 관류율을 산정하기 때문에 창 세트를 구성하는 다양한 프레임(frame), 유리, 간봉(spacer), 유리 사이의 충진 가스(gas) 등의 다양한 부재에 대한 복잡한 단면 형상과 속성을 정확하게 반영하여 열 관류율을 산출하는 데에는 한계가 있다.
이에, 기존의 2D CAD 도면에 대해 도면을 가공하여 각 부재의 속성 정보를 직접 입력하여 열 관류율을 시뮬레이션하고 있다. 이때, 2D CAD 도면을 DWG 확장자에서 DXF 확장자로 변경하는 도면 가공 작업이 요구되며, 창 세트를 구성하는 각 부재의 속성 정보를 직접 수작업으로 입력해야 한다.
이러한 2D CAD 도면에 기반한 열 관류율 시뮬레이션 작업은 수작업에 따른 입력 오류와 상당한 작업량이 소요되는 단점이 있으며, 건물 설계 변경시에는 도면을 재가공하거나 속성 정보를 재입력하여야 하는 문제점이 있다. 신속한 설계 변경에 따른 시뮬레이션이 불편해지며, 신속한 대응이 불가능해진다.
또한, 도면 가공이나 직접 입력 과정이 정형화되어 있지 않기 때문에 작업자의 인위적인 판단으로 인한 주관이 개입되는 경우가 많고 이로 인해 입력의 복잡성은 물론 시뮬레이션의 정확성이 현저하게 떨어지게 된다. 작업자에 따라 시뮬레이션 결과가 달라지게 된다.
본 발명의 목적은 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템은, 3차원 BIM(building information modeling) 정보가 저장되는 BIM 정보 데이터베이스; 상기 BIM 정보 데이터베이스에 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하고, 상기 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출하는 추출 모듈; 상기 추출 모듈에서 추출된 형상 정보로부터 상기 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하고, 상기 생성된 단면을 구성하는 부재 및 상기 추출 모듈에서 추출된 속성 정보를 이용하여 상기 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭하는 변환 모듈; 상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율(thermal transmittance)을 시뮬레이션(simulation)할 수 있도록 출력하는 출력 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 출력 모듈은, 상기 창 세트의 프레임(frame), 유리 중심 부위 및 유리 가장 자리의 형상 및 크기를 고려하여 열 관류율의 시뮬레이션이 가능하게 출력하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법은, 추출 모듈이 BIM 정보 데이터베이스에 미리 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하고, 상기 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출하는 단계; 변환 모듈이 상기 추출 모듈에서 추출된 형상 정보로부터 상기 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하고, 상기 생성된 단면을 구성하는 부재 및 상기 추출 모듈에서 추출된 속성 정보를 이용하여 상기 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭하는 단계; 출력 모듈이 상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율(thermal transmittance)을 시뮬레이션(simulation)할 수 있도록 출력하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 출력 모듈이 상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율을 시뮬레이션 할 수 있도록 출력하는 단계는, 상기 창 세트의 프레임(frame), 유리 중심 부위 및 유리 가장 자리의 형상 및 크기를 고려하여 열 관류율이 시뮬레이션될 수 있게 출력하도록 구성될 수 있다.
상술한 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템 및 방법에 의하면, 창 세트의 도면 가공 작업이나 속성 정보를 입력할 필요가 없으므로, 입력 과정에서의 오류가 줄어들고 정확한 열 관류율 시뮬레이션을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다양한 설계 변경과 열 관류율 시뮬레이션을 신속하고 정확하게 수행할 수 있으므로, 설계 변경에 따른 시뮬레이션의 부담이 줄어들고 작업자의 주관이 배제되어 객관적이고 신뢰성있는 열 관류율 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 평가 프로세스의 모식도이다.
도 2는 종래의 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 평가 프로세스의 문제점을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가 프로세스의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법의 상세 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템의 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가 프로세스의 모식도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트(window set)의 열 관류율(thermal transmittance) 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템은 BIM(building information modeling) 정보 데이터베이스(110), 추출 모듈(120), 변환 모듈(130) 및 출력 모듈(140)을 포함하도록 구성될 수 있다.
창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템(100)은 3차원 BIM(building information modeling) 정보를 이용하여 창 세트(window set)의 단면을 구성하는 각 부재의 형상과 각 부재의 속성을 이용하여 정확한 열 관류율을 시뮬레이션할 수 있도록 구성된다.
기존에는 2D CAD(2-dimensional computer aided design)를 3D로 변환하여 형상 정보를 변형하여 생성하고 속성 정보도 모두 수동으로 입력하였지만, 본 발명에서는 3D BIM 정보를 이용하여 열 관류율 시뮬레이션을 수행하도록 구성된다. 입력 오류나 시뮬레이션 평가자의 주관적인 판단이 배제되어 정확하고 신뢰성 있는 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있다. 또한, 건물 설계 변경시에도 편리하고 신속하게 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
BIM 정보 데이터베이스(110)는 건물에 관한 3차원 BIM(building information modeling) 정보가 저장되도록 구성될 수 있다. 여기서, 3차원 BIM 정보는 개방형 정보가 되어 누구든지 적용 가능한 정보로 구성될 수 있으며, 일례로 IFC(industry foundation classes) BIM 정보로 구성될 수 있다.
추출 모듈(120)은 BIM 정보 데이터베이스(110)에 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 형상 정보는 창 세트를 구성하는 각종 부재들의 크기, 면적, 두께 등의 정보와 3차원 형상에 대한 정보로 구성될 수 있다. 또한, 각종 부재들이 결합되어 형성되는 창 세트의 전체적인 형상과 그 평면 정보 그리고 그 단면 정보를 포함하도록 구성될 수 있다.
추출 모듈(120)은 각 부재를 구성하는 삼각형의 꼭 지점 좌표를 추출하고 각 개별 면을 단순화하도록 구성될 수 있다. 그리고 부재를 구성하는 각 면의 꼭지점 좌표를 저장하여 형상 정보를 특정하도록 구성될 수 있다. 저장 형식에 따라 저장하는 데이터가 달라질 수 있다.
추출 모듈(120)은 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출하도록 구성될 수 있다.
추출 모듈(120)은 먼저 창 세트를 구성하는 부재의 개수를 산정하고, 각 부재의 자재명을 추출하도록 구성될 수 있다. 그리고 자재명에 따라서 BIM 정보 데이터베이스(110)의 속성 정보를 매칭하여 추출하도록 구성될 수 있다.
추출 모듈(120)은 창 세트를 구성하는 부재의 열전도율, 흡수율, 방사율을 각각 추출하도록 구성될 수 있다.
변환 모듈(130)은 추출 모듈(120)에서 추출된 형상 정보로부터 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하도록 구성될 수 있다. 먼저 변환 모듈(130)은 추출 모듈(120)에서 추출한 각 부재의 꼭지점 좌표를 독출하고, 부재 형태에 따라 유리와 프레임(frame)을 구분하도록 구성될 수 있다. 그리고 변환 모듈(130)은 미리 정해진 창 세트의 유형 중 어느 하나를 입력받고, 창 세트의 유형에 따라 단면을 생성하도록 구성될 수 있다.
한편, 변환 모듈(130)은 앞서 생성된 단면을 구성하는 부재 및 추출 모듈(120)에서 추출된 속성 정보를 이용하여 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭하도록 구성될 수 있다. 앞서 추출한 각 부재의 꼭지점 좌표와 해당 자재의 종류를 결정하고, 단면을 구성하는 각 부재별 자재의 속성을 연결하도록 구성될 수 있다.
출력 모듈(140)은 변환 모듈(130)에서 변환된 도면 정보 및 변환 모듈(130)에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 창 세트의 열 관류율을 시뮬레이션이 가능하게 출력하도록 구성될 수 있다.
출력 모듈(140)은 변환 모듈(130)에서 생성한 단면에서 다양한 부재들이 결합한 단면 구성의 꼭지점 좌표를 재배열하도록 구성될 수 있다. 그리고 단면 구성의 폴리곤(polygon) 항목에 입력하여 형상을 시뮬레이션하고, 창 세트의 단면을 구성하는 각 부재별 자재의 속성을 재료(material) 항목에 입력하여 속성을 시뮬레이션하도록 구성될 수 있으며, 이러한 폴리곤 항목과 재료 항목을 이용하여 THMX 형태로 출력하도록 구성될 수 있다.
이때, 출력 모듈(140)은 창 세트의 프레임(frame), 유리 중심 부위 및 유리 가장 자리의 형상 및 크기를 각각 고려하여 열 관류율을 시뮬레이션하여 출력하도록 구성될 수 있다. 유리 중심 부위와 유리 가장 자리 부위의 열 관류율이 각각 다르게 나타나므로, 그 형상과 크기에 따라 정확하게 열 관류율을 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 추출 모듈(120)이 BIM 정보 데이터베이스(110)에 미리 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하고, 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출한다(S101).
다음으로, 변환 모듈(130)이 추출 모듈(120)에서 앞서 추출된 형상 정보로부터 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하고, 위 생성된 단면을 구성하는 부재 및 추출 모듈에서 추출된 속성 정보를 이용하여 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭한다(S102).
다음으로, 출력 모듈(140)이 변환 모듈(130)에서 변환된 도면 정보 및 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 창 세트의 열 관류율(thermal transmittance)을 시뮬레이션(simulation)하여 출력한다(S103).
여기서, 출력 모듈(140)은 창 세트의 프레임(frame), 유리 중심 부위 및 유리 가장 자리의 형상 및 크기를 각각 고려하여 열 관류율을 시뮬레이션할 수 있게 출력하도록 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법의 상세 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 BIM 정보 데이터베이스(110)에서 IFC BIS 정보를 추출하여 창 세트를 구성하는 부재의 개수를 산정한다. 이때, 창 세트를 구성하는 부재가 하나 이상인 부재에 대해서 형상 정보의 저장 형식에 따라 형상 정보를 추출하도록 구성될 수 있다.
Brep 형식인 경우에는 부재를 구성하는 삼각형의 꼭지점 좌표를 추출하고, 각 개별 면을 단순화하여 꼭지점 좌표를 저장하도록 구성될 수 있다. 그리고 Swept Solid 형식인 경우에는 부재를 구성하는 꼭지점 좌표를 추출하여 저장하도록 구성될 수 있다.
부재의 개수가 여러 개인 경우에는 각 부재마다 형상 정보를 추출하도록 구성될 수 있다.
한편, 속성 정보는 다음과 같은 프로세스에 의해 수행된다.
먼저 창 세트를 구성하는 부재의 개수를 산정한 후에는 창 세트를 구성하는 자재의 개수를 산정한다. 자재의 개수가 1 이상이면 자재명을 추출하고 그 자재명에 따라 BIM 정보 데이터베이스(110)에서 열 전도율, 흡수율, 방사율 등의 속성 정보를 매칭하여 저장하도록 구성될 수 있다. 자재의 수에 따라 모든 자재에 대해 이와 같은 속성 정보 매칭 프로세스를 반복 수행한다.
도면 정보의 변환은 다음의 프로세스를 따른다.
먼저 형상 정보 추출 프로세스에서 형상 정보가 추출된 경우 부재를 구성하는 꼭지점 좌표를 불러온다. 이때, 부재 형태에 따라 유리와 프레임을 구분하도록 구성될 수 있다. 창 세트는 미리 정해진 여러 유형들이 미리 마련되어 있을 수 있다. 창 세트를 사용자로부터 입력받고 입력받은 창 세트의 유형에 따라 창 세트의 단면을 생성하여 저장하도록 구성될 수 있다.
속성 정보 매칭 프로세스는 다음과 같이 수행된다.
먼저 창 세트를 구성하는 부재에 대해 앞서 추출된 꼭지점 좌표에 상응하는 부재들의 형상에 따른 자재 종류를 결정한다. 이때, 창 세트의 단면 구성의 부재별로 자재 속성을 연결하여 저장하도록 구성될 수 있다.
시뮬레이션 출력 프로세스는 다음과 같이 수행된다.
도면 정보 변환 프로세스에서 저장된 창 세트 유형별 단면을 이용하여 창 세트의 단면 구성의 꼭지점 좌표를 재배열한다. 그리고 폴리곤(polygon) 항목에 재배열된 꼭지점 좌표를 입력한다. 그리고 속성 정보 매칭 프로세스에서 저장된 창 세트의 단면 구성의 부재별 자재 속성을 재료(material) 항목에 입력한다. 그리고 폴리곤 항목과 재료 항목을 각각 THMX 형태로 출력한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 창 세트(window set)의 열 관류율(thermal transmittance) 평가 및 이에 관한 BIM(building information modeling) 정보의 자동 가공에 관한 것으로서, 건축설계 및 시공 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 3차원 BIM(building information modeling) 정보가 저장되는 BIM 정보 데이터베이스;
    상기 BIM 정보 데이터베이스에 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하고, 상기 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출하는 추출 모듈;
    상기 추출 모듈에서 추출된 형상 정보로부터 상기 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하고, 상기 생성된 단면을 구성하는 부재 및 상기 추출 모듈에서 추출된 속성 정보를 이용하여 상기 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭하는 변환 모듈;
    상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율(thermal transmittance)을 시뮬레이션(simulation) 할 수 있게 출력하는 출력 모듈을 포함하는 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 출력 모듈은,
    상기 창 세트의 프레임(frame), 유리 중심 부위 및 유리 가장 자리의 형상 및 크기를 고려하여 열 관류율을 시뮬레이션 할 수 있게 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 시스템.
  3. 추출 모듈이 BIM 정보 데이터베이스에 미리 저장된 3차원 BIM 정보로부터 창 세트(window set)의 형상 정보를 자동 추출하고, 상기 창 세트의 부재의 속성 정보를 자동으로 추출하는 단계;
    변환 모듈이 상기 추출 모듈에서 추출된 형상 정보로부터 상기 창 세트의 유형에 따른 단면을 생성하여 도면 정보로 변환하고, 상기 생성된 단면을 구성하는 부재 및 상기 추출 모듈에서 추출된 속성 정보를 이용하여 상기 단면을 구성하는 부재별로 속성 및 경계 조건을 매칭하는 단계;
    출력 모듈이 상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율(thermal transmittance)을 시뮬레이션(simulation) 할 수 있게 출력하는 단계를 포함하는 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출력 모듈이 상기 변환 모듈에서 변환된 도면 정보 및 상기 변환 모듈에서 매칭된 속성 및 경계 조건에 따라 상기 창 세트의 열 관류율을 시뮬레이션을 할 수 있게 출력하는 단계는,
    상기 창 세트의 프레임(frame), 유리 중심 부위 및 유리 가장 자리의 형상 및 크기를 고려하여 열 관류율을 시뮬레이션을 할 수 있게 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 창 세트의 열 관류율 시뮬레이션 자동화 평가를 위한 개방형 BIM 정보의 자동 가공 방법.
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