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보고서 요약서
요약문
SUMMARY
TABLE OF CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 14
제1절 연구개발 목표 14
1. 연구개발 최종목표 14
제2절 연구개발의 필요성 15
1. 핵심기술의 범위 15
2. 연구의 비전 15
제3절 연구개발의 목표 및 내용 16
1. 연차별 연구개발의 목표 및 내용 16
2. 연구목표 설정 근거 18
제2장 국내외 기술개발 현황 19
제1절 국내.외 기술개발 현황 19
1. 국내 기술개발 현황 19
2. 국외 기술개발 현황 41
제3장 연구개발 수행내용 및 결과 46
제1절 연구개발 내용 및 범위 46
1. 1차년도 46
2. 2차년도 46
3. 3차년도 46
4. 기술개발결과 47
제2절 DataBase 구축 48
1. 기상자료 DataBase 구축 48
2. 국내 자재 DataBase 구축 50
3. 건물운영스케줄 DataBase 구축 54
4. DataBase 제작 55
5. DataBase 적용프로젝트 59
제3절 IFC 변환테스트 및 모델링 가이드 60
1. IFC 변환테스트 60
2. 모델링가이드 제작 62
제4절 일조 및 에너지분석 모듈 개발 65
1. 일조분석모듈개발 65
2. IFC형상정보 추출모듈개발 68
3. IDF파일 생성모듈 개발 69
4. 에너지효율등급 예측모듈 개발 70
제5절 시스템 개발 72
1. 분배 및 분석서버 개발 72
2. Web Server 개발 76
3. Web기반 Green BIM System 80
제6절 Web기반 Green BIM System 성능평가 84
1. 분배/분석 서버의 Job 분배 및 모니터링 성능 테스트 84
2. 유사 에너지분석 프로그램과의 결과 비교 88
3. 유사 에너지분석 프로그램과의 작업 시간 비교 92
4. 수요자 만족도 조사 98
5. 연구성과 101
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 105
제1절 주요 연구목표 달성도 105
1. 연구개발 수행 진도율 105
2. 연구개발 목표의 달성도 108
제2절 관련분야 기여도 109
제5장 연구개발결과의 활용계획 110
제1절 연구개발의 활용방안 110
제2절 연구개발의 기대효과 111
1. 공공적 측면 111
2. 기술적 측면 111
3. 경제·산업적 측면 112
제3절 일조 및 에너지분석 활용범위 113
제4절 관련 후속 연구개발의 전망 및 활성화 방안 113
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 115
제1절 연구논문 115
제2절 해외보고서 자료 118
제3절 BIM 및 에너지해석 프로그램 127
제7장 참고문헌 133
부록 138
부록 1. Web기반 Green BIM System -일조 및 에너지분석 사용메뉴얼- 138
부록 2. Web기반 Green BIM System -자문보고서- 174
초록보기 더보기
I. 제목
Web기반 Green BIM System개발 - 설계초기단계에서의 일조 및 에너지분석 도구개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
우리나라의 녹색성장 정책 중 BIM(Building Information Modeling, 건축정보모델링)과 관련하여 2012년부터는 500억원 이상의 현상공모 및 턴키공사에 BIM을 적용하여, BIM에 의한 에너지 19.6%, 공사비 22.4% 절감효과라는 구체적인 목표를 제시함으로써 앞으로 국가차원에서의 BIM정책이 강력히 추진될 것임을 밝힌바 있다. 이에 현재 국내의 BIM 도입은 2010년 국토해양부 및 조달청에서 BIM 도입 가이드라인 발표를 기점으로 건축, 구조, 기계, 전기 등 건축계획 대부분의 분야에서 BIM 활용이 크게 증가하고 있다. 또한, BIM설계 시 친환경분야에서도 Green BIM 분석이 요구되어지고 이를 위해 설계초기단계에서 다양한 설계안에 대한 초기분석이 필요하게 되었다. 따라서 건물환경분석 요구자의 접근성 및 편이성을 높이고 BIM 도구간의 호환을 가능케하는 IFC파일을 활용하여 일조권 만족 여부 및 건물에너지분석을 수행할 수 있는 웹기반의 시스템개발이 필요하다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구는 친환경분석을 위한 BIM데이터의 합리적인 체계를 구축하고 건축 BIM모델을 활용하여 웹에서 일조 및 에너지 분석을 실시함으로서 설계초기단계에서 다양한 설계안을 검토할 수 있도록 분석도구를 개발하는 것을 최종목표로 한다. 1차년도 연구에서는 IFC파일에서 일조분석에 필요한 변수를 추출할 수 있는 모듈의 개발 및 국내일조기준을 판단할 수 있는 알고리즘을 사용하여 분석도구를 개발하였다. 2차년도 연구에서는 일조분석을 위해 웹에서 태양의 기하학적 위치정보를 입력할 수 있도록 구글맵과 연계시켰다. 또한, IFC파일에서 에너지분석에 필요한 형상정보를 추출할 수 있는 모듈을 개발하였고, 웹에서 직접 입력하는 기상데이타, 자재물성치 및 건물운영스케줄과 연계시켜 최종적으로 건물 연간에너지요구량 및 소요량을 계산, 건물에너지효율등급을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 또한, 일조 및 에너지분석 도구를 웹에서 구현하기위한 시스템을 구축하였다.
IV. 연구개발 결과
본 연구과제를 통해 IFC파일을 이용한 웹기반 일조분석 및 에너지 분석 시스템을 구축하였다. 설계안의 에너지 소비량 예측을 위해 사용자가 BIM도구를 이용하여 Core(비공조공간)와 Shell(냉난방공간)로 모델링한 후 IFC파일로 변환하여 웹상에 업로드 할 수 있도록 모델링가이드를 작성하였다. 또한, 업로드된 IFC파일에서 형상과 존에 대한 정보를 추출할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 웹에서 기상데이터와 건물운영스케줄을 파일단위로 연결하고 자재물성치는 DB에 입력된 값을 가져와 분석할 수 있도록 하였으며, 설비시스템은 간략화 하여 적용할 수 있도록 구성하였다. 에너지분석 엔진으로 Energy plus를 사용하기 때문에 웹에서 입력한 모든 정보를 IDF파일로 제작할 수 있는 별도의 변환모듈을 개발하였으며, 결과 값은 현재 건축물에너지효율등급 평가도구의 결과물 형식으로 구현될 수 있도록 개발되었다.
V. 연구개발 결과의 활용계획
본 연구의 성과물인 웹기반 일조 및 에너지분석 도구를 활용하여 BIM 기반 건축설계시 초기단계에서 에너지 절약적 건축물 구현을 위한 대안분석에 활용될 수 있을 것이다. 후속 연구과제로 시스템 안정화를 위한 실증연구를 거친 후, 호스팅서비스를 개시하게 된다면, 중소규모의 건축설계사에서는 독자적인 하드웨어나 소프트웨어 및 전문 인력을 확보하지 않더라도 설계안에 대한 일조 및 에너지 분석이 가능하게 될 것이며, 이는 시간 및 경제적 비용절감 효과를 기대할 수 있을 것이다.
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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