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BIM 기반 에너지 모델링 지침 소개
2017-07-04 1,699 25

BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크

이번 호에서는 미국 조달청 GSA의 BIM 기반 에너지 성능 관리 지침에 대한 핵심 내용 중 에너지 모델링 부분을 소개한다.


■ 강태욱 | 공학박사, 한국건설기술연구원 수석연구원, 한국BIM학회 교육위원회 간사로 활동 중이다. 건설 공학과 소프트웨어 공학을 전공하였으며, 세상을 연구하고 근본 원리를 성찰하기를 좋아하며, 건설과 소프트웨어 공학의 조화로운 융합을 추구하고 있다. 최근에는 VDC, BIM, GIS 및 O&M, 3D 역설계 등 관련 연구를 하고 있다.
E-mail | laputa99999@gmail.com
Homepage | sites.google.com/site/bimprinciple


GSA(United States General Services Administration)는 현재 프로젝트에 따라 에너지 성능 분석 및 운영 관행을 지원하기 위해 BIM 기술을 권장하고, 문서화하여 평가하고 있다. GSA는 우수한 솔루션, 서비스 및 관리 정책을 최상의 가치로 제공하여, 연방 기관이 대중에게 더 나은 서비스를 제공 할 수 있도록 지원하는 것이다.
GSA 내에서 PBS(Procurement Business Services)는 민간 연방 정부를 위해 3억6200만 평방 피트 이상의 작업 공간을 관리한다. 연간 14 조 9000억 BTU(British Thermal Unit)의 에너지를 사용하여 이런 공간을 계속 유지 관리한다. GSA PBS 디자인 및 건설 프로그램 사무국은 건축, 엔지니어링, 도시 개발, 건설 서비스 및 프로젝트 관리 분야 11개 GSA 부문에 리더십과 정책 방향을 제공한다.
GSA와 건축 업계는 건물 수명주기 전반에 걸쳐 지속 가능성을 향상시키는데 관심이 많다. 환경 영향을 줄이기 위한 많은 기회가 디자인, 건설 중에 실현될 수 있다. 건물은 정보 및 상호 운용성 공유로 인한 효율성 개선의 높은 잠재력이 있다. 건물 소유주이자 관리자인 GSA는 입주자의 안락함과 생산성을 희생하지 않으면서, 효율성과 에너지 성능을 극대화하기 위해 최선을 다하고 있다. 이 지침은 건물 수명주기 전 단계에서 BIM 기술을 사용하여 효율성을 높이기 위한 것이다.


1. 디자인, 건설 및 운영을 위한 에너지 모델링
(1) 개요

이 장은 GSA 직원이 프로젝트 설계, 건설 및 운영 단계에서 BIM 기반 에너지 모델링의 활용을 평가하기 위한 것이다. 여기에는 에너지 모델링을 통해 다루는 비즈니스 요구 사항 및 목표 유형, 프로젝트 수명주기 전반에 걸쳐 에너지 모델을 사용하는 방법, 고려해야 할 주요 요인을 식별할 수 있다.
첫째 에너지 모델링에 대한 간단한 배경 지식이 제공된다. 둘째 BIM 기반 에너지 모델링 기법을 프로젝트에 포함시키는 의사 결정 프로세스에 대한 개요가 논의된다. 셋째 BIM 기반 에너지 모델링이 기존 에너지 모델링과 다른 점을 요약해서 설명한다. 마지막으로 이러한 방법론을 구현하는 방법 및 가능성을 고려한다.


(2) 배경
건물의 에너지 소비는 외부 환경, 건물 구성 요소의 모양과 특성, 장비 부하, 조명, 기계 시스템, 빌딩 외피 및 공기 분배 전략 간의 복잡한 상호 관계의 결과이다. 최소한의 리소스를 소비하면서 최대한의 효율성과 환경적 건전성을 달성하는 빌딩 최적화는 이런 상호 관계와 통합된 전체 건물 설계 프로세스에 대한 이해가 필요하다. 이러한 관계는 컴퓨터 및 에너지 시뮬레이션 도구를 사용하지 않으면 예측하기가 어렵다.
건물 에너지 시뮬레이션은 건물 에너지 성능을 연구하고 건축 및 기계 설계를 평가하는 강력한 방법이다. 에너지 시뮬레이션 모델링을 통해 설계 팀은 고려 중인 다양한 설계 옵션의 열 영향을 평가하고 효과적인 빌딩 형태 및 설계 전략을 개발할 수 있다. 복잡한 설계 문제를 조사하고 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 사용하여 성능을 정량화하고 평가할 수 있다. 이 프로세스는 시너지 효과, 절충, 계단식 효과 및 기타 컴퓨터 상호 작용 방식을 사용하여 인식 및 관리할 수 없는 상호 관계를 나타낼 수 있다.
건물 및 시스템의 에너지 특성을 결정하려면 건물 열 부하 및 에너지 소비량을 계산해야 한다. 부하 계산은 장비 및 공장 규모에 대한 최대 설계 하중을 결정하며, 에너지 시뮬레이션은 설비의 연간 에너지 요구량을 계산한다. 시뮬레이션 결과는 건물 에너지 소비 및 유틸리티 비용, 실내 환경 조건 및 열 쾌적성에 대한 정보를 제공한다.
에너지 시뮬레이션 도구는 일반적으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 열 계산 엔진으로 구성된다. 시뮬레이션 엔진은 사용자가 건물의 기하학적 구조와 레이아웃(Thermal Zoning 포함), 구성, 운전 일정, 장비 부하(조명, 장비 등), 가열, 환기 및 공기조화(HVAC) 시스템, 지역 기상 데이터 및 유틸리티 요금이 포함된다.

BIM Energy1.jpg
그림 1. 시뮬레이션 엔진의 일반적인 데이터 흐름


강태욱 laputa99999@gmail.com


출처 : CAD&Graphics 2017년 07월호

포인트 : 무료

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