WO2020059970A1 - 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치 - Google Patents

건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020059970A1
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construction
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remodeling
envelope
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태성호
김낙현
임효진
이종건
노승준
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Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for selecting a construction scenario for remodeling a building envelope, and more particularly, to a method and apparatus for selecting a construction scenario for remodeling a building envelope that can take into account energy performance, economic efficiency, and environmental load for green remodeling.
  • the energy consumption of MDUs is generated by the envelope system that directly faces the outside air, and in order to improve the energy efficiency of MDUs through green remodeling, it is absolutely necessary to improve the performance of the aging envelope system.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a construction scenario selection method and apparatus for remodeling a building envelope that can select an environmentally friendly construction scenario with high energy performance and economy in remodeling the exterior walls and windows of a building. will be.
  • the method for selecting a construction scenario for remodeling a building envelope includes calculating a heat permeation rate value for each of a plurality of construction scenarios for building exterior remodeling, and among the plurality of construction scenarios, the heat permeation rate value is greater than or equal to a reference value Classifying construction scenarios into candidate construction scenarios, calculating an environmental impact assessment value and economic feasibility value for each of the candidate construction scenarios, and the candidate construction scenarios according to the environmental impact assessment value and the economic feasibility assessment value And selecting at least one construction scenario as a recommended construction scenario.
  • Each of the plurality of construction scenarios may include construction method and input material information.
  • the construction method may be a replacement construction method in which an existing envelope is replaced with a new envelope, or a padding construction method in which an additional envelope is applied to the existing envelope.
  • the reference value may be determined by the location of the building in accordance with the regional heat permeability standard.
  • the heat permeability value may be calculated according to the equation, wherein the equation
  • k m is the heat permeability value
  • k f is the outer wall partial heat permeability value
  • F f is the outer wall partial area
  • k w is the window partial heat permeability value
  • F w is the window partial area
  • the environmental impact evaluation value may include at least one of a global warming effect value, a resource depletion effect value, an acidification effect value, an eutrophication nutrient value, an ozone layer destruction effect value, and a photochemical oxide effect value on the input material.
  • the economic evaluation value may be calculated based on at least one of a unit cost of input materials, a construction waste treatment cost, and a construction cost.
  • the apparatus for selecting a construction scenario for remodeling a building envelope calculates a heat permeation rate value for each of a plurality of construction scenarios for a building envelope remodeling, and among the plurality of construction scenarios, the heat permeation rate value is greater than or equal to a reference value
  • An energy performance evaluation unit that classifies scenarios into candidate construction scenarios
  • an environmental impact evaluation unit that calculates an environmental impact assessment value for each of the candidate construction scenarios
  • an economic efficiency assessment that calculates an economic evaluation value for each of the candidate construction scenarios
  • a recommended construction scenario selection module for selecting at least one construction scenario among the candidate construction scenarios as a recommended construction scenario according to the module and the environmental impact assessment value and the economic feasibility assessment value.
  • Each of the plurality of construction scenarios may include construction method and input material information.
  • the construction method may be a replacement construction method in which an existing envelope is replaced with a new envelope, or a padding construction method in which an additional envelope is applied to the existing envelope.
  • the energy performance evaluation unit may determine a value corresponding to the location of the building among the heat transfer rate reference values for each region as the reference value.
  • the energy performance evaluation unit may calculate the heat permeability value according to the equation, wherein the equation,
  • k m is the heat permeability value
  • k f is the outer wall partial heat permeability
  • F f is the outer wall partial area
  • k w is the window partial heat permeability
  • F w is the window area.
  • the environmental impact assessment unit based on at least one of the global warming effect value, resource depletion effect value, acidification effect value, eutrophication nutrient value, ozone layer destruction effect value and photochemical oxide effect value on the input material Can be calculated.
  • the economic evaluation unit may calculate the economic evaluation value based on at least one of a unit cost of input materials, a construction waste treatment cost, and a construction cost.
  • the recommended construction scenario selection module may select the recommended construction scenario based on a weighted sum of the heat permeability value, the environmental impact evaluation value, and the economic evaluation value.
  • the recommended construction scenario selection module may select the recommended construction scenario based on one of the heat permeation rate value, the environmental impact evaluation value, and the economic evaluation value according to the priority determined by the user.
  • the construction scenario selection method and apparatus for remodeling a building envelope provide recommended construction scenarios with high economic efficiency and eco-friendliness while satisfying energy performance even when a user inputs simple information in remodeling a building envelope. You can.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a construction scenario selection device for remodeling a building envelope according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the construction scenario selection device for remodeling the building envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the energy performance evaluation unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 and 5 show an example of an input screen through which a user can input information about the exterior of a building in the construction scenario selection device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 6 shows an example of a result screen in which the construction scenario selection device illustrated in FIG. 1 selects a recommended construction scenario.
  • first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, 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. 1 is a block diagram showing a construction scenario selection device for remodeling a building envelope according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of a construction scenario selection device for remodeling a building envelope shown in FIG. 1. (flow chart).
  • the construction scenario selection device 100 includes a construction scenario generation unit 110, an energy performance evaluation unit 120, an environmental impact evaluation unit 130, an economic evaluation unit 140, and recommended construction It may include a scenario selection unit 150.
  • the database 200 is shown to be configured separately from the construction scenario selection device 100, but this is only an example for convenience of description and various modifications are possible.
  • the construction scenario selection device 100 may include the database 200.
  • Construction scenario generation unit 110 generates a plurality of construction scenarios according to the user's input information (S100).
  • S100 user's input information
  • the construction scenario selection device 100 may construct a plurality of constructions that can be constructed in connection with the information. Create scenarios.
  • Each of the plurality of construction scenarios may include construction method and input material information.
  • the construction method may be a replacement construction method in which the existing envelope of the building is replaced with a new envelope or a padding construction method of constructing an additional envelope while maintaining the existing envelope of the building.
  • the input material information relates to types of input materials.
  • the construction scenario generating unit 110 adds two types of extrusion methods to the existing inner insulating outer wall, gypsum board and wallpaper Method, replacement construction method to remove the T50 rock surface and the gypsum board of the existing inner heat-insulating outer wall and add new bead method, gypsum board and wallpaper, and remove the T50 rock surface and the gypsum board of the existing inner heat-insulating outer wall
  • the bead method 2 gypsum board, wallpaper, insulation mortar and replacement construction method to add a new water-based paint can be generated as the plurality of construction scenarios.
  • the construction scenario generation unit 110 may load a plurality of construction scenarios stored in the database 200 from the database 200.
  • the database 200 stores the types of input materials
  • the construction scenario generation unit 110 may generate a plurality of construction scenarios by combining the input materials.
  • the construction scenario generation unit 110 may generate the plurality of construction scenarios so that input materials or construction methods that the user does not want are not included.
  • the energy performance evaluation unit 120 evaluates energy performance for each of a plurality of construction scenarios generated by the construction scenario generation unit 110 and candidate construction scenarios in which the evaluated energy performance satisfies a predetermined energy performance standard It is classified as a scenario (S200).
  • the energy performance evaluation unit 120 may evaluate energy performance for each direction of a building and select a candidate construction scenario according to the evaluation result.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the energy performance evaluation unit shown in FIG. 1.
  • the energy performance evaluation unit 120 calculates a heat permeability value for each of a plurality of construction scenarios (S210).
  • the energy performance evaluation unit 120 calculates the heat permeability value as a weighted average of the heat permeability value of the window part and the heat permeability value of the outer wall part. For example, the energy performance evaluation unit 120 calculates the heat permeability value according to Equation (1).
  • k m is the heat permeability value
  • k f is the outer wall partial heat permeability value
  • F f is the outer wall partial area
  • k w is the window partial heat permeability value
  • F w is the window partial area.
  • the energy performance evaluation unit 120 may calculate the heat permeability value of the outer wall part based on the heat resistance value for each of the input materials of the outer wall part. In addition, the energy performance evaluation unit 120 may calculate the heat permeability value of the window part based on the heat resistance value for each of the input materials of the window part.
  • the heat resistance values of the input materials may be stored in the database 200.
  • the energy performance evaluating unit 120 may calculate a partial heat permeability of the outer wall and a partial heat permeability of the window according to Equation (2).
  • U is the partial heat permeability of the outer wall or the thermal permeability of the window (W / m 2 K)
  • R i is the indoor surface heat transfer resistance (m 2 K / W)
  • R o is the outdoor surface heat transfer resistance (m 2 K / W)
  • a n is the thermal resistance (m 2 K / W) of the input material.
  • the energy performance evaluation unit 120 compares the calculated heat permeability value with a reference value (S220).
  • the reference value may be determined by the location of the building in accordance with the regional heat permeability standard.
  • the heat transfer rate criteria for each region may be stored in the database 200.
  • the heat transfer rate standard for each region may be the KS standard of Korea and the energy conservation design standard of the Energy Management Corporation.
  • the energy performance evaluation unit 120 selects the corresponding construction scenario as a candidate construction scenario (S230). Conversely, when the calculated heat permeability value is less than the reference value (No branch in S220), the energy performance evaluation unit 120 does not select the corresponding construction scenario as a candidate construction scenario (S240).
  • the energy performance evaluation unit 120 may calculate heat permeability values for each orientation. For example, the energy performance evaluation unit 120 may calculate the heat permeation rate values for the front, rear, and side parts of the building and select the corresponding construction scenario as a candidate construction scenario when all of the calculated heat permeability values are greater than or equal to a reference value.
  • the environmental impact evaluation unit 130 calculates an environmental impact evaluation value for candidate construction scenarios
  • the economic feasibility evaluation unit 140 calculates economic evaluation evaluation values for the candidate construction scenarios (S300).
  • the environmental impact evaluation unit 130 loads at least one environmental impact value for input materials from the database 200 and calculates an environmental impact assessment value based on the at least one environmental impact value loaded.
  • the database 200 may store impact values for six environmental impact categories such as global warming, resource depletion, acidification, eutrophication, ozone layer destruction, and photochemical oxides for each of the input materials.
  • the environmental impact evaluation unit 130 is based on at least one of the global warming effect value, resource depletion effect value, acidification effect value, eutrophication effect value, ozone layer destruction effect value, and photochemical effect on the input materials of the construction scenario to be evaluated.
  • the environmental impact assessment unit 130 may calculate a weighted sum of the impact values and determine the environmental impact assessment value. The weight in the weighted sum may be determined by the user.
  • the environmental impact evaluation unit 130 may calculate the environmental impact evaluation value in consideration of the environmental impact values for demolition materials, that is, construction waste. For example, the environmental impact evaluation unit 130 may reflect environmental nutrition values for demolition materials as well as environmental impact values for input materials when calculating the environmental impact evaluation values for the construction scenario of the replacement construction method. have.
  • the economic evaluation unit 140 loads at least one of the input material cost, the construction waste treatment cost, and the construction cost from the database 200 and calculates the economic evaluation value based on the loaded value.
  • the database 200 may store input material cost, construction cost, and disposal cost for demolished materials.
  • the recommended construction scenario selection unit 150 selects a recommended construction scenario from candidate construction scenarios based on at least one of an energy performance evaluation value, an environmental impact evaluation value, and an economic efficiency evaluation value (S400).
  • the recommended construction scenario selection unit 150 may select some of the candidate construction scenarios as the recommended construction scenario based on the weighted average or weighted sum of the heat permeability value, environmental impact evaluation value, and economic evaluation value.
  • the recommended construction scenario selection unit 150 may select a recommended construction scenario based on at least one of a heat permeation rate value, an environmental impact evaluation value, and an economic evaluation value according to a priority determined by a user.
  • FIG. 4 and 5 show an example of an input screen through which a user can input information about the exterior of a building to the construction scenario selection device illustrated in FIG. 1, and FIG. 6 shows the construction scenario selection apparatus illustrated in FIG. 1
  • the following is an example of the screen for selecting a recommended construction scenario.
  • the construction scenario selection device 100 may provide an input screen through which a user can input information about a building, as shown in FIGS. 4 or 5.
  • a user inputs information on a building, for example, an area and structure of an outer wall and an area and structure of a window in a building envelope
  • the construction scenario selection device 100 performs a construction scenario selection process.
  • the information may be input by being classified for each bearing of the building.
  • the construction scenario selection device 100 generates a plurality of construction scenarios corresponding to the inputted information, loads data about the construction method and input materials of each of the generated multiple construction scenarios from the database 200, and loads Energy performance evaluation, environmental impact evaluation and economic evaluation can be performed based on the data.
  • the construction scenario selection device 100 may output recommended construction scenarios as shown in FIG. 6 according to the evaluation result.
  • the ranking of the recommended construction scenarios may be determined according to a weighted average or weighted sum of the energy performance evaluation result, the environmental impact evaluation result, and the economic evaluation result, or according to a criterion determined by the user.

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Abstract

건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법은 건물 외피 리모델링에 대한 복수의 시공 시나리오들 각각에 대하여 열관류율값을 계산하는 단계, 상기 복수의 시공 시나리오들 중에서 상기 열관류율값이 기준값 이상인 시공 시나리오들을 후보 시공 시나리오들로 분류하는 단계, 상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 환경영향 평가값 및 경제성 평가값을 계산하는 단계 및 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값에 따라 상기 후보 시공 시나리오들 중에서 적어도 하나의 시공 시나리오를 추천 시공 시나리오로 선정하는 단계를 포함한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 07.03.2019]　건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치
본 발명은 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 그린 리모델링을 위해 에너지성능, 경제성 및 환경부하를 고려할 수 있는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 전지구적 차원의 기후변화에 대한 우려가 높아짐에 따라 환경문제에 대한 관심이 구체적인 협약형태로 마련되고 있다. 특히 지구 온난화의 문제는 상당히 구체적으로 제기되고 있으며, 그 영향은 전 세계에 미치기 때문에 각국은 개별 국가 차원에서 온실가스 감축을 위한 노력을 벌이고 있을 뿐 아니라 국제적인 협약을 통해 범지구적으로 온실가스 감축을 위한 연구가 활발히 진행 중에 있다.
이에 기후변화 대응을 위한 각종 탄소 중심의 환경정책들이 시행되고 국가 수준의 산업 활동에 따른 환경부하 저감의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 정부는 신 기후변화체제에 대비하기 위해 자발적 환경부하 감축목표인 INDC(Intended Nationally Determined Contributions)를 공시하여, 2030년까지 국가 에너지 효율 40% 향상이라는 세부목표를 설정하였다. 국내와 같이 산업화가 완료된 단계에 있는 국가일수록 산업부문보다는 건축물부문에서의 환경부하 배출 비중이 크게 증가하는 경향을 보인다. 현재 건축물에너지 소비에 따른 환경부하가 점차 늘어나고 있는 추세로, 신축 건축물에 대한 에너지 절감뿐만 아니라 전체 건축물의 70%를 차지하는 기존 건축물에 대한 에너지절감이 불가피한 상황이다. 건축물은 전과정에 걸쳐 많은 에너지를 소모하게 되는데, 건축물의 자재생산단계와 운영단계에서 투입된 에너지를 포함할 경우 국내 연간 에너지소비량의 37%를 차지하며, 그 중 대표적 주거용 건축물인 공동주택의 경우 건축물 연간 에너지소비량의 약 40%를 차지할 정도로 전과정에서의 공동주택의 에너지 차지 비율이 매우 크다. 공동주택의 에너지소비는 외기에 직접 면하는 외피시스템에 의해 발생되는데, 그린 리모델링을 통한 공동주택의 에너지 효율 향상을 위해서는 노후화된 외피시스템에 대한 성능개선이 절대적으로 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 건물의 외벽 및 창호 등 외피를 리모델링함에 있어 에너지성능과 경제성이 높고 친환경적인 시공 시나리오를 선정할 수 있는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법은 건물 외피 리모델링에 대한 복수의 시공 시나리오들 각각에 대하여 열관류율값을 계산하는 단계, 상기 복수의 시공 시나리오들 중에서 상기 열관류율값이 기준값 이상인 시공 시나리오들을 후보 시공 시나리오들로 분류하는 단계, 상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 환경영향 평가값 및 경제성 평가값을 계산하는 단계 및 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값에 따라 상기 후보 시공 시나리오들 중에서 적어도 하나의 시공 시나리오를 추천 시공 시나리오로 선정하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 시공 시나리오들 각각은 시공 방식과 투입 자재 정보를 포함할 수 있다.
상기 시공 방식은 기존 외피를 새로운 외피로 교체하는 교체 시공 방식 또는 상기 기존 외피에 추가 외피를 시공하는 덧댐 시공 방식일 수 있다.
상기 기준값은 지역별 열관류율기준에 따라 상기 건물의 위치에 의해 결정될 수 있다.
상기 열관류율값은 수학식에 따라 계산될 수 있고, 상기 수학식은
Figure PCTKR2018016833-appb-img-000001
이며, 여기서, k m은 상기 열관류율값이고 k f는 외벽 부분 열관류율값이고 F f는 외벽 부분 면적이고 k w는 창호 부분 열관류율값이고 F w는 창호 부분 면적이다.
상기 환경영향 평가값은 투입 자재에 대한 지구온난화 영향값, 자원고갈 영향값, 산성화 영향값, 부영양화 영양값, 오존층파괴 영향값 및 광화학적산화물 영향값 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 경제성 평가값은 투입 자재의 단가, 건축폐기물 처리비용 및 시공비용 중 적어도 어느 하나에 기초하여 계산될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치는 건물 외피 리모델링에 대한 복수의 시공 시나리오들 각각에 대하여 열관류율값을 계산하고, 상기 복수의 시공 시나리오들 중에서 상기 열관류율값이 기준값 이상인 시공 시나리오들을 후보 시공 시나리오들로 분류하는 에너지성능 평가부, 상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 환경영향 평가값을 계산하는 환경영향 평가부, 상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 경제성 평가값을 계산하는 경제성 평가 모듈 및 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값에 따라 상기 후보 시공 시나리오들 중에서 적어도 하나의 시공 시나리오를 추천 시공 시나리오로 선정하는 추천 시공 시나리오 선정 모듈을 포함한다.
상기 복수의 시공 시나리오들 각각은 시공 방식과 투입 자재 정보를 포함할 수 있다.
상기 시공 방식은 기존 외피를 새로운 외피로 교체하는 교체 시공 방식 또는 상기 기존 외피에 추가 외피를 시공하는 덧댐 시공 방식일 수 있다.
상기 에너지성능 평가부는 지역별 열관류율기준값들 중에서 상기 건물의 소재지에 대응하는 값을 상기 기준값으로 결정항 수 있다.
상기 에너지성능 평가부는 수학식에 따라 상기 열관류율값을 계산할 수 있고, 상기 수학식은,
Figure PCTKR2018016833-appb-img-000002
이며, 여기서 k m은 상기 열관류율값이고 k f는 외벽 부분 열관류율값이고 F f는 외벽 부분 면적이고 k w는 창호 부분 열관류율값이고 F w는 창호 부분 면적이다.
상기 환경영향 평가부는 투입 자재에 대한 지구온난화 영향값, 자원고갈 영향값, 산성화 영향값, 부영양화 영양값, 오존층파괴 영향값 및 광화학적산화물 영향값 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 환경영향 평가값을 계산할 수 있다.
상기 경제성 평가부는 투입 자재의 단가, 건축폐기물 처리비용 및 시공비용 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 경제성 평가값을 계산할 수 있다.
상기 추천 시공 시나리오 선정 모듈은 상기 열관류율값, 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값의 가중합에 기초하여 상기 추천 시공 시나리오를 선정할 수 있다.
상기 추천 시공 시나리오 선정 모듈은 사용자의 의해 결정된 우선 순위에 따라 상기 열관류율값, 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값 중 어느 하나에 기초하여 상기 추천 시공 시나리오를 선정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법 및 장치는 건물의 외피를 리모델링함에 있어 사용자가 단순한 정보만 입력해도 에너지성능을 만족하면서 경제성과 친환경성이 높은 추천 시공 시나리오들을 제시할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
도 3은 도 1에 도시된 에너지성능 평가부의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 시공 시나리오 선정 장치에 사용자가 건물의 외피에 대한 정보를 입력할 수 있는 입력 화면의 예시를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 시공 시나리오 선정 장치가 추천 시공 시나리오를 선정한 결과 화면의 예시를 나타낸다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치를 나타내는 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 시공 시나리오 선정 장치(100)는 시공 시나리오 생성부(110), 에너지성능 평가부(120), 환경영향 평가부(130), 경제성 평가부(140) 및 추천 시공 시나리오 선정부(150)를 포함할 수 있다.
도 1에서는 데이터베이스(200)가 시공 시나리오 선정 장치(100)와 별도로 구성되는 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 실시 예일 뿐이며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 시공 시나리오 선정 장치(100)가 데이터베이스(200)를 포함할 수 있다.
시공 시나리오 생성부(110)는 사용자의 입력정보에 따라 복수의 시공 시나리오들을 생성한다(S100). 사용자가 건물에 대한 정보들, 예를 들어, 소재지 정보, 외벽의 구조와 면적 및 창호의 구조와 면적 등을 입력하면, 시공 시나리오 선정 장치(100)는 상기 정보들과 관련하여 시공 가능한 복수의 시공 시나리오들을 생성한다.
복수의 시공 시나리오들 각각은 시공 방식과 투입 자재 정보를 포함할 수 있다. 상기 시공 방식은 건물의 기존 외피를 새로운 외피로 교체하는 교체 시공 방식 또는 상기 건물의 상기 기존 외피를 유지하면서 추가 외피를 시공하는 덧댐 시공 방식일 수 있다. 상기 투입 자재 정보는 투입 자재들의 종류에 관한 것이다.
예를 들어, 기존 내단열 외벽이 콘크리트, T50 암면, 석고보드 및 벽지로 구성된 경우, 시공 시나리오 생성부(110)는 상기 기존 내단열 외벽에 압출법 2종, 석고보드 및 벽지를 추가하는 덧댐 시공 방식, 상기 기존 내단열 외벽의 상기 T50 암면과 상기 석고보드를 철거하고 비드법 2종, 석고보드와 벽지를 새롭게 추가하는 교체 시공 방식 및 상기 기존 내단열 외벽의 상기 T50 암면과 상기 석고보드를 철거하고 비드법 2종, 석고보드, 벽지, 단열몰탈과 수성페인트를 새롭게 추가하는 교체 시공 방식을 상기 복수의 시공 시나리오들로 생성할 수 있다.
실시 예에 따라, 시공 시나리오 생성부(110)는 데이터베이스(200)에 저장된 복수의 시공 시나리오들을 데이터베이스(200)로부터 로드(load)할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 데이터베이스(200)는 투입 자재들의 종류를 저장하고, 시공 시나리오 생성부(110)가 상기 투입 자재들을 조합하여 복수의 시공 시나리오들을 생성할 수 있다.
시공 시나리오 생성부(110)는 사용자가 원하지 않는 투입 자재들 또는 시공 방식이 포함되지 않도록 상기 복수의 시공 시나리오들을 생성할 수 있다.
에너지성능 평가부(120)는 시공 시나리오 생성부(110)에 의해 생성된 복수의 시공 시나리오들 각각에 대한 에너지성능을 평가하고 평가된 에너지성능이 소정의 에너지성능기준을 만족하는 시공 시나리오를 후보 시공 시나리오로 분류한다(S200).
실시 예에 따라, 에너지성능 평가부(120)는 건물의 방위별로 에너지성능을 평가하고 평과 결과에 따라 후보 시공 시나리오를 선정할 수 있다.
에너지성능 평가부(120)의 상세한 동작은 도 3을 통해 보다 상세히 설명된다. 도 3은 도 1에 도시된 에너지성능 평가부의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 3을 참조하면, 에너지성능 평가부(120)는 복수의 시공 시나리오들 각각에 대하여 열관류율값을 계산한다(S210). 에너지성능 평가부(120)는 창호 부분 열관류율값과 외벽 부분 열관류율값의 가중 평균으로 상기 열관류율값을 계산한다. 예를 들어, 에너지성능 평가부(120)는 수학식 1에 따라 열관류율값을 계산한다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018016833-appb-img-000003
여기서, k m은 열관류율값이고 k f는 외벽 부분 열관류율값이고 F f는 외벽 부분 면적이고 k w는 창호 부분 열관류율값이며 F w는 창호 부분 면적이다.
에너지성능 평가부(120)는 외벽 부분 투입 자재들 각각에 대한 열저항값을 기초하여 외벽 부분 열관류율값을 계산할 수 있다. 또한, 에너지성능 평가부(120)는 창호 부분 투입 자재들 각각에 대한 열저항값을 기초하여 창호 부분 열관류율값을 계산할 수 있다. 투입 자재들의 열저항값은 데이터베이스(200)에 저장되어 있을 수 있다.
예를 들어, 에너지성능 평가부(120)는 외벽 부분 열관류율값과 창호 부분 열관류율값을 수학식 2에 따라 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2018016833-appb-img-000004
여기서, U는 외벽 부분 열관류율값 또는 창호 부분 열관류율값(W/m 2K)이고, R i는 실내표면열전달저항(m 2K/W)이고, R o는 실외표면열전달저항(m 2K/W)이며, a n은 투입 자재의 열저항(m 2K/W)이다.
에너지성능 평가부(120)는 계산된 열관류율값과 기준값을 비교한다(S220). 상기 기준값은 지역별 열관류율기준에 따라 상기 건물의 위치에 의해 결정될 수 있다. 상기 지역별 열관류율기준은 데이터베이스(200)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 상기 지역별 열관류율기준은 한국 KS 기준 및 에너지관리공단의 건출물에너지절약설계기준일 수 있다.
계산된 열관류율값이 기준값 이상인 경우(S220의 Yes 브랜치), 에너지성능 평가부(120)는 해당 시공 시나리오를 후보 시공 시나리오로 선정한다(S230). 반대로, 계산된 열관류율값이 기준값 미만인 경우(S220의 No 브랜치), 에너지성능 평가부(120)는 해당 시공 시나리오를 후보 시공 시나리오로 선정하지 않는다(S240).
실시 예에 따라, 에너지성능 평가부(120)는 방위별로 열관류율값들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 에너지성능 평가부(120)는 건물의 전면부, 후면부 및 측면부 에 대한 열관류율값들을 계산하고 계산된 열관류율값들 모두가 기준값 이상인 경우 해당 시공 시나리오를 후보 시공 시나리오로 선정할 수 있다.
환경영향 평가부(130)는 후보 시공 시나리오들에 대하여 환경영향 평가값을 계산하며, 경제성 평가부(140)는 상기 후보 시공 시나리오들에 대하여 경제성 평가값을 계산한다(S300).
환경영향 평가부(130)는 데이터베이스(200)로부터 투입 자재들에 대한 적어도 하나의 환경 영향값을 로드하고, 로드된 적어도 하나의 환경 영향값에 기초하여 환경영향 평가값을 계산한다.
예를 들어, 데이터베이스(200)는 투입 자재들 각각에 대한 지구온난화, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 오존층파괴 및 광화학적산화물 등 6대 환경영향범주에 대한 영향값을 저장하고 있을 수 있다. 환경영향 평가부(130)는 평가대상 시공 시나리오의 투입자재들에 대한 지구온난화 영향값, 자원고갈 영향값, 산성화 영향값, 부영양화 영향값, 오존층파괴 영향값 및 광화확적 영향값 중에서 적어도 하나에 기초하여 환경영향 평가값을 계산한다. 예를 들어, 환경영향 평가부(130)는 상기 영향값들의 가중 합을 계산하여 환경영향 평가값으로 결정할 수 있다. 상기 가중 합에서의 가중치는 사용자에 의해 결정될 수 있다.
환경영향 평가부(130)는 철거 자재들, 즉, 건축폐기물에 대한 환경 영향값도 고려하여 환경영향 평가값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 환경영향 평가부(130)는 교체 시공 방식의 시공 시나리오에 대한 환경영향 평가값을 계산할 때 투입 자재들에 대한 환경 영향값들 뿐만 아니라 철거 자재들에 대한 환경 영양값들을 반영할 수 있다.
경제성 평가부(140)는 데이터베이스(200)로부터 투입 자재 단가, 건축폐기물 처리비용 및 시공비용 중 적어도 하나를 로드하고, 로드된 값에 기초하여 경제성 평가값을 계산한다. 데이터베이스(200)는 투입 자재 단가와 시공 비용, 철거 자재에 대한 폐기비용을 저장하고 있을 수 있다.
추천 시공 시나리오 선정부(150)는 에너지성능 평가값, 환경영향 평가값 및 경제성 평가값 중 적어도 하나를 기준으로 후보 시공 시나리오들 중에서 추천 시공 시나리오를 선정한다(S400).
실시 예에 따라, 추천 시공 시나리오 선정부(150)는 열관류율값, 환경영향 평가값 및 경제성 평가값의 가중 평균 또는 가중 합을 기준으로 후보 시공 시나리오들 중에서 일부를 추천 시공 시나리오로 선정할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 추천 시공 시나리오 선정부(150)는 사용자의 의해 결정된 우선 순위에 따라 열관류율값, 환경영향 평가값 및 경제성 평가값 중에서 적어도 하나를 기준으로 추천 시공 시나리오를 선정할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 시공 시나리오 선정 장치에 사용자가 건물의 외피에 대한 정보를 입력할 수 있는 입력 화면의 예시를 나타낸고, 도 6은 도 1에 도시된 시공 시나리오 선정 장치가 추천 시공 시나리오를 선정한 결과 화면의 예시를 나타낸다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 시공 시나리오 선정 장치(100)는 도 4 또는 도 5와 같이 사용자가 건물에 대한 정보를 입력할 수 있는 입력 화면을 제공할 수 있다. 사용자가 건물에 대한 정보, 예를 들어, 건물 외피 중 외벽의 면적과 구조 및 창호의 면적과 구조를 입력하면, 시공 시나리오 선정 장치(100)는 시공 시나리오 선정 프로세스를 수행한다. 이때, 상기 정보는 건물의 방위별로 구분되어 입력될 수 있다.
시공 시나리오 선정 장치(100)는 입력된 정보에 대응하는 복수의 시공 시나리오들을 생성하고, 생성된 복수의 시공 시나리오들 각각의 시공 방식 및 투입 자재에 대한 데이터를 데이터베이스(200)로부터 로드하고, 로드된 데이터에 기초하여 에너지성능 평가, 환경영향 평가 및 경제성 평가를 수행할 수 있다.
시공 시나리오 선정 장치(100)는 평가 결과에 따라 추천 시공 시나리오들을 도 6과 같이 출력할 수 있다. 이때, 추천 시공 시나리오들의 순위는 에너지성능 평가 결과, 환경영향 평가 결과 및 경제성 평가 결과의 가중평균 또는 가중합에 결정되거나 사용자에 의해 정해된 기준에 따라 결정될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
- 부호의 설명
100: 시공 시나리오 선정 장치
110: 시공 시나리오 생성부
120: 에너지성능 평가부
130: 환경영향 평가부
140: 경제성 평가부
150: 추천 시공 시나리오 선정부

Claims (16)

  1. 건물 외피 리모델링에 대한 복수의 시공 시나리오들 각각에 대하여 열관류율값을 계산하는 단계;
    상기 복수의 시공 시나리오들 중에서 상기 열관류율값이 기준값 이상인 시공 시나리오들을 후보 시공 시나리오들로 분류하는 단계;
    상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 환경영향 평가값 및 경제성 평가값을 계산하는 단계; 및
    상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값에 따라 상기 후보 시공 시나리오들 중에서 적어도 하나의 시공 시나리오를 추천 시공 시나리오로 선정하는 단계를 포함하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 시공 시나리오들 각각은 시공 방식과 투입 자재를 포함하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시공 방식은 기존 외피를 새로운 외피로 교체하는 교체 시공 방식 또는 상기 기존 외피에 추가 외피를 시공하는 덧댐 시공 방식인 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준값은 지역별 열관류율기준에 따라 상기 건물의 위치에 의해 결정되는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열관류율값은, 수학식에 따라 계산되며,
    상기 수학식은,
    Figure PCTKR2018016833-appb-img-000005
    이며,
    k m은 상기 열관류율값이고 k f는 외벽 부분 열관류율값이고 F f는 외벽 부분 면적이고 k w는 창호 부분 열관류율값이고 F w는 창호 부분 면적인 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 환경영향 평가값은 투입 자재에 대한 지구온난화 영향값, 자원고갈 영향값, 산성화 영향값, 부영양화 영양값, 오존층파괴 영향값 및 광화학적산화물 영향값 중 적어도 어느 하나를 포함하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경제성 평가값은 투입 자재의 단가, 건축폐기물 처리비용 및 시공비용 중 적어도 어느 하나에 기초하여 계산되는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 방법.
  8. 건물 외피 리모델링에 대한 복수의 시공 시나리오들 각각에 대하여 열관류율값을 계산하고, 상기 복수의 시공 시나리오들 중에서 상기 열관류율값이 기준값 이상인 시공 시나리오들을 후보 시공 시나리오들로 분류하는 에너지성능 평가부;
    상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 환경영향 평가값을 계산하는 환경영향 평가부;
    상기 후보 시공 시나리오들 각각에 대하여 경제성 평가값을 계산하는 경제성 평가 모듈; 및
    상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값에 따라 상기 후보 시공 시나리오들 중에서 적어도 하나의 시공 시나리오를 추천 시공 시나리오로 선정하는 추천 시공 시나리오 선정 모듈을 포함하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 시공 시나리오들 각각은 시공 방식과 투입 자재를 포함하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 시공 방식은 기존 외피를 새로운 외피로 교체하는 교체 시공 방식 또는 상기 기존 외피에 추가 외피를 시공하는 덧댐 시공 방식인 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 에너지성능 평가부는 지역별 열관류율기준값들 중에서 상기 건물의 소재지에 대응하는 값을 상기 기준값으로 결정하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 에너지성능 평가부는 수학식에 따라 상기 열관류율값을 계산하고,
    상기 수학식은,
    Figure PCTKR2018016833-appb-img-000006
    이며,
    k m은 상기 열관류율값이고 k f는 외벽 부분 열관류율값이고 F f는 외벽 부분 면적이고 k w는 창호 부분 열관류율값이고 F w는 창호 부분 면적인 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 환경영향 평가부는 투입 자재에 대한 지구온난화 영향값, 자원고갈 영향값, 산성화 영향값, 부영양화 영양값, 오존층파괴 영향값 및 광화학적산화물 영향값 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 환경영향 평가값을 계산하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 경제성 평가부는 투입 자재의 단가, 건축폐기물 처리비용 및 시공비용 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 경제성 평가값을 계산하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 추천 시공 시나리오 선정 모듈은 상기 열관류율값, 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값의 가중합에 기초하여 상기 추천 시공 시나리오를 선정하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 추천 시공 시나리오 선정 모듈은 사용자의 의해 결정된 우선 순위에 따라 상기 열관류율값, 상기 환경영향 평가값 및 상기 경제성 평가값 중 어느 하나에 기초하여 상기 추천 시공 시나리오를 선정하는 건물 외피 리모델링을 위한 시공 시나리오 선정 장치.
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