BIM을 활용한 에너지 성능분석의 정확도 향상 방안에 관한 연구

Abstract

현재 전세계적으로 건축분야에서는 환경개선 및 온실가스를 줄이는 방안으로 리모델링 사업이 활성화되고 있다. 리모델링의 경우 재료의 재사용율을 높이고 자원 낭비와 환경오염을 줄이며, 신축공사에 비해 적은 비용으로 건물을 지을 수 있기 때문에 선호되고 있다. 국내 건축시장에도 리모델링에 대한 인식이 고조되고 있으며, 이에 따라 기존의 많은 건축물들이 리모델링을 통해 건물의 기능적 개선 및 경제적 요구를 충족시키고 있다. 하지만 기능적, 경제적으로 최적화된 디자인을 위해서는 에너지 성능분석이 반드시 필요하며, 에너지 성능 분석은 정확한 자료조사와 다양한 입력변수를 고려하여 이루어져야 한다. 정확한 에너지 분석을 통해 설계자는 성능 개선을 위한 디자인 대안들을 도출할 수 있으며, 이에 따라 기능적, 경제적으로 최적화된 디자인을 선출할 수 있어 필요하다.

따라서 본 연구에서는 연구의 범위를 기존 건축물 리모델링 계획 시 이루어지는 에너지 분석으로 제한했다. 신축건물의 설계단계에서 이루어지는 에너지 분석의 경우 누적된 에너지 사용량이 없고 대상건물을 선정할 수 없어 객관적인 비교를 할 수 없기 때문이다. 그리고 정확도 높은 분석을 방안을 도출하기 위해 사용자 선택이 가능한 기상데이터 분석으로 한정했다. 나머지 입력변수인 재실자 패턴, 시스템 제어, 건물 재료 등은 대상건물의 사전조사를 통해 시뮬레이션에 반영할 수 있지만, 기상데이터의 경우 산출방법에 따라 종류가 많고 데이터 선택에 따라 시뮬레이션 결과가 틀려지기 때문이다.

이를 위해 본 연구는 다음과 같은 방법으로 연구가 진행되었다. 첫째, 연구의 배경 및 목적, 범위 및 방법에 대해서 살펴본다. 둘째, 관련문헌 고찰을 통해 연구의 필요성을 알아보고, 리모델링 설계단계에서 사용할 수 있는 에너지 분석 도구를 살펴본다. 셋째, 대상건물을 선정하고 에너지 분석을 위한 자료조사를 실시하며, 이를 모델링에 반영한다. 넷째, 대상 건물의 냉난방시스템 종류, 운영시간, 에너지 소비 구조의 분석 등을 조사하여, 에너지 사용량을 파악하고 이를 시뮬레이션에 반영한다. 그리고 마지막으로 대상건물 에너지 사용량과 기상데이터 별 시뮬레이션 결과를 비교하며, 이를 통해 기상데이터 별 시뮬레이션의 정확도를 알아보고 이에 대한 시뮬레이션 향상 방안을 고안한다.

에너지 시뮬레이션의 정확도 향상 방안은 리모델링 설계단계에서 에너지 시뮬레이션 결과의 신뢰도를 높여 줄 것으로 예상되며, 이는 사용자가 디자인 대안을 다양하게 도출하고 신속히 결정할 수 있게 할 것이다.