• KIEAE Journal
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• 제15권5호
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• pp.95-105
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• 2015

Purpose: This paper presents a framework development for BIM (Building Information Modeling)-based OOPM (Object-Oriented Physical Modeling) for Building Thermal Simulation. The framework facilitates decision-making in the design process by integrating two object-oriented modeling approaches (BIM and OOPM) and efficiently providing object-based thermal simulation results into the BIM environment. Method: The framework consists of a system interface between BIM and OOPM-based building energy modeling (BEM) and the visualization of simulation results for building designers. The interface enables a BIM models to be translated into OOPM-based BEM automatically and the thermal simulation from the created BEM model immediately. The visualization module enables the simulation results to be presented in BIM for building designers to comprehend the relationships between design decisions and the building performances. For the framework implementation, we utilized the Modelica Buildings Library developed by the Lawrence Berkeley National Laboratory as a thermal simulation solver. We also conducted an experiment to validate the framework simulation results and demonstrate our framework. Result: This paper demonstrates a new methodology to integrate BIM and OOPM-based BEM for building thermal simulation, which enables an automatic translation BIM into OOPM-based BEM with high efficiency and accuracy.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권3호
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• pp.265-270
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• 2011

본 연구는 건물에너지 효율 향상을 위한 목적으로 기상데이터 변화에 따른 건물 냉 난방부하량을 예측하고 결과를 비교 분석한 것으로, 연구 성과는 다음과 같다. 1)기상청에서 입수데이터를 평가툴인 ESP-r에 활용할 수 있도록 항목별 기상데이터를 개발하였다. 표준기상 데이터의 외기온도, 습도, 풍속은 대부분의 경우 기상청데이터 보다 크거나 높았다. 수평면전일사량은 기상청데이터가 높았고, 직달일사량은 겨울철에는 표준기상데이터가, 여름철에는 기상청데이터가 많은 것으로 나타났다. 2)대학교 캠퍼스 내에 신축된 후생복지관을 대상으로 한 시뮬레이션 결과, 최대난방부하의 경우 표준년도, 2006년, 2009년이 비슷한 반면 2007년은 표준년도 대비 81%, 2008년은 96% 수준이었고, 연간난방부하는 2006년, 2008년의 순으로 난방수요가 많았다. 한편, 냉방부하의 경우에는, 상대적으로 최대냉방부하가 큰 2007년, 2009년의 연간 냉방부하보다 최대냉방부하가 가장 적은 2008년의 연간냉방부하가 더 큰 결과를 보였다. 3)냉 난방기기의 상당시간가동률을 평가한 결과, 표준년도의 최대부하대비 상당시간가동률은 2006~2009년이 표준년도에 비해 대부분 가동률이 낮았다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.72-77
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• 2008

About 25% of overall energy use of Korea had been spent in buildings. It is crucial to acknowledge the importance of saving energy in buildings. In order to save energy, it is important to predict accurate energy use. There are numerous energy simulation program that predicts both energy load and energy use. The problem of the energy simulation program is that it holds too many input variables, and it needs experts to model a building. So, our purpose of this study is to develop the simplified thermal load calculation program for building energy analysis which eliminates coordinates of building components instead of using full coordinates by using DOE2. Since the engine of the program is DOE2, we verified the validity of S-DOE by comparing peak heating & cooling load results and annual energy use results. The results shows that there are little difference between VisualDOE and S-DOE. Also it showed that S-DOE took less time to input variables than VisualDOE. These results reveals that the application of S-DOE is possible to accurately predict energy load and energy use of the building and still have strong point that it takes less time to analyse building energy.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.181-189
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• 2023

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최대 난방 용량 449,578kJ·h^-1, 냉방 용량 431,187kJ·h^-1이 산정되었다.

• 설비공학논문집
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• 제21권1호
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• pp.9-15
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• 2009

There are various types of energy simulation tool to predict both thermal load and energy use. However, the problem about these software is that they have too much input variables and need expert with skills to run the simulation. Therefore, the purpose of this study is to develop the thermal analysis simulation program with input variables which eliminates coordinates of building components instead of using full coordinates by using DOE2. Since the simulation engine of the program is DOE2, the validity of S-DOE is performed by comparing peak heating and cooling load results with VisualDOE and annual energy use results with actual energy use of 1996. The results have shown that there are little difference between VisualDOE and S-DOE. Also it showed that there are little difference between actual energy use and S-DOE energy use results. S-DOE took less time to model a building than VisualDOE. These results reveals that the application of S-DOE have potentials in accurately predicting both energy load and energy use of the building and still have an advantage of taking less time to model a building.

• 설비공학논문집
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• 제18권12호
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• pp.947-954
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• 2006

Building energy consumption according to the ventilation has been considered to be an important subject. The purpose of this study is to investigate the cooling and heating loads in a test space with a forced ventilating system. In the test space, on/off controlled air-conditioning and forced ventilating facility were operated between 8 : 30 to 21 : 00 during 4 days and some important data like temperatures and energy consumption were measured to obtain actual thermal loads. The simulation was carried out in a mode of temperature level control using a TRNSYS 15.3 with a precisely measured air change amount and performance data of air-conditioner. Heating load and cooling load including sensible and latent were compared between by experiment and by simulation. Both of thermal loads associated with ventilation show a close agreement within an engineering tolerance.

• 설비공학논문집
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• 제14권2호
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• pp.153-160
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• 2002

As a way to assess the reliability of programs for building energy analysis, verification experiment and calculation of heating load are simultaneously conducted for a well-defined test space. Experimental conditions are carefully set to minimize uncertainties associated with radiation heating, air change, infiltration, and room-to-room interaction. Dyna- mic load calculations using TRNSYS, which are performed for two different computation domains, rely on the energy rate control that represents inherent load characteristics of a space. The predicted instantaneous heating load favorably simulates the overall behavior the measured one, though the latter fluctuates much more rapidly than the former Comparison of the accumulative load between the experiment and calculations shows a close agreement within an engineering tolerance, regardless of the computation model. It is deduced from such findings that the present experimental results along with weather information can serve as a set of reference data for validating load calculation softwares from the users'standpoint. In order to enhance the completeness of this work, a complementary study on the cooling load for the same test space is highly recommended.

• 한국환경생태학회지
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• 제29권6호
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• pp.936-946
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• 2015

본 연구는 도심의 열환경 개선 및 건물에너지저감 효과가 입증된 벽면녹화 중 기존 건물에 적용 가능한 패널형 벽면녹화 식재기반 유형에 따른 건물에너지 저감 성능을 분석하고자 하였다. 식재기반 유형은 총 4가지 유형으로 하였으며, Case A는 벽면녹화가 미적용된 유형으로 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case B는 식재층 + 무기다공성블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였으며, Case C는 식재층 + 코코피트블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case D는 식재층 + 마사토블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. 분석항목으로는 열전도율, 열관류율, 건물에너지시뮬레이션을 실시하였다. 식재기반 유형별 열전도율은 Case C(0.053W/mK) > Case B(0.1W/mK) > Case D(0.17W/mK)의 순이었다. 에너지시뮬레이션 결과 중 단위면적당 냉방피크부하저감은 미적용인 Case A 대비 Case C(1.19%) > Case B(1.14%) > Case D(1.01%)이며, 난방피크부하저감은 Case A 대비 Case C(2.38%) > Case B(1.82%) > case D(1.50%)로 산정되었다. 연간 냉 난방부하저감은 미적용 Case A대비 벽면녹화 유형에서 0.92~1.28% 저감률을 나타내었다. 연간 냉난방에너지사용량은 3.04~3.22%의 저감률을 보였으며, 1차에너지사용량은 Case A대비 나머지 유형에서 평균 5,844 kWh/yr의 저감량을 보였다. 연간 이산화탄소발생량은 벽면녹화 미적용 Case A대비 평균 996kg 저감량을 보였다. 식재위치별 에너지성능평가 결과 동향 > 서향 > 남향 > 북향 순이었다. 벽면녹화비율에 따른 에너지성능평가 결과 녹화 비율이 높아짐에 따라 양호한 결과를 나타내었으며, 20~80%의 비율보다 100% 녹화시 약 2배의 저감률을 보였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.515-527
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• 2013

국내에서 주로 사용되고 있는 건물에너지 성능평가 시뮬레이션 마다 상이한 재료의 열전도율로 평가 되고 있음이 파악되었다. 시뮬레이션을 통한 정확한 건물에너지부하를 평가하기 위하여, 각 시뮬레이션에서 목조건축물의 스터드로 사용되고 있는 목재의 열전도율을 확인하고, 이에 따른 벽체의 열관류율과 부재 접합부위에서의 선형열교 차이를 연구하였다. 각 시뮬레이션은 동일 수종에 대해 상이한 열전도율을 채택 후, 각 시뮬레이션에서 추출한 열전도율 간의 차이가 가장 상이한 소나무의 열전도율을 스터드에 적용하였다. 시뮬레이션 간 지붕, 벽체, 지면 슬래브의 열관류율 중 최대오차는 $0.023W/m^2{\cdot}K$이었으며, 지붕의 서까래 접합부, 지붕-벽체 접합부, 지면슬래브-벽체 접합부 중 최대 선형열교 오차는 $0.025W/m{\cdot}K$이었다. 또한, HEAT2 정상상태전열해석 프로그램을 활용하여 선형열교 및 벽체의 온도변화에 대한 전열해석 이미지를 분석하였다. 구조체에 온도 분포를 선으로 표시하여 단열이 부족한 곳에서는 온도선이 급격하게 변하는 것이 확인되었고, 온도선이 급격하게 변하는 부위에서는 다른 곳보다 온도가 낮으며, 다른 구조체 부분보다 더 많은 열류가 손실됨이 확인되었다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.168-178
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• 2012

본 연구는 업무용 건물에 적용되는 이중외피의 성능을 설계단계에서 평가할 수 있는 정량적인 평가방법을 정립하기 위한 기초적인 평가 수행을 목적으로 하였다. 이를 위하여 평가대상 건물을 선정하여 이중외피 적용을 위한 설계안에 대하여 이중외피 적용 전후의 연간 냉난방 부하를 동적 열부하 해석 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 보다 현실적인 평가 결과의 도출을 위하여 CFD를 활용한 풍압계수 도출 및 이를 적용한 환기량 해석을 병행하였고, 이중외피의 환기구 및 중공층 내부의 차양 제어를 위한 모드 설정 및 제어를 통하여 이중외피의 적용 및 제어에 따른 효과를 보다 현실적으로 수행할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 통하여 대상 건물에 대한 이중외피 적용에 따른 연간 냉난방부하를 해석하여 적용 효과를 정량적으로 도출할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 이중외피의 형태에 따른 중공층 환경 변화를 확인하였다.