[표지] 1
제출문 3
목차 4
1. 연구개발과제의 개요 11
1.1. 연구개요 11
1.2. 연구배경 및 필요성 11
1.2.1. 과제추진 배경 및 필요성 11
1.2.2. 주요사업 지원 필요성 13
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 14
2.1. 연구개발의 최종목표 14
2.2. 성과지표 및 목표치 16
2.3. 연구개발과제의 연구 내용 19
2.3.1. WBS1: 실증 기반 건물에너지 DB 및 저효율 건축물 표준모델 구축 19
2.3.2. WBS2: 그린뉴딜 맞춤형 공공건축물 에너지 저효율 의심건물 선별 지표 개발 45
2.3.3. WBS3: 제로에너지건축물 최적지원시스템 구축 52
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 119
3.1. 정성적 연구개발성과 119
3.3.1. WBS1: 실증 기반 건물에너지 DB 및 저효율 건축물 표준모델 구축 119
3.3.2. WBS2: 그린뉴딜 맞춤형 공공건축물 에너지 저효율 의심건물 선별 지표 개발 120
3.3.3. WBS3: 제로에너지건축물 최적지원시스템 구축 120
3.2. 정량적 연구개발성과 122
4. 차년도 연구개발계획 124
4.1. 연구개발 목표 및 내용 124
4.1.1. WBC1: 실증 기반 건물에너지 DB 및 저효율 건축물 표준모델 구축 124
4.1.2. WBC2: 그린뉴딜 맞춤형 공공건축물 에너지 저효율 의심 건물 선별 지표 개발 125
4.1.3. WBS3: 제로에너지건축물 최적지원시스템 구축 126
4.2. 연구개발 추진전략 127
4.2.1. 연구개발과제의 추진전략·방법 127
4.2.2. 연구개발과제의 추진체계 128
4.3. 연구개발 일정 및 기대 성과 129
4.4. 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 130
4.4.1. 연구개발 성과의 활용방안 130
4.4.2. 연구개발 성과의 기대효과 131
부록 134
[붙임1] WBS1-1: 10개 건축물 설치 관련 증빙자료 134
[붙임2] WBS1-3: Building Energy Performance Analysis(Beta version) 결과 리포트 170
서지자료 233
Bibliographic Data 234
판권기 235
표 2-1. 모니터링 대상건물 리스트 19
표 2-2. 업무시설의 에너지사용 용도 분류 27
표 2-3. 건물 특성 및 침기 특성 간 Pearson 상관분석표 34
표 2-4. BEPA report 분석 대상건물 44
표 2-5. 서울시 구별 난방 에너지 사용 총량(1) 49
표 2-6. 서울시 구별 에너지 사용 총량(2) 50
표 2-7. 그린리모델링 건축물 정보 55
표 2-8. 자재구성 56
표 2-9. 건축공사 방법 57
표 2-10. 할증 58
표 2-11. 공사비 계산 59
표 2-12. 결과값 60
표 2-13. 창호 프레임의 단위면적당 단가 산정 프로세스 72
표 2-14. 창호 유리의 단위면적당 단가 산정 프로세스 72
표 2-15. 임의의 프레임+유리 조합에 따른 창호 종류 및 단위면적당 단가 72
표 2-16. 고성능 알루미늄 창호 재료비/노무비/경비 단가 산정 프로세스 73
표 2-17. GHP 단가 산정 프로세스 77
표 2-18. 용도별 그린리모델링 공사비 기초통계량 81
표 2-19. TAIL 측정 시 참고사항 92
표 2-20. TAIL 측정 방법 93
표 2-21. TAIL 등급 도출 기준 94
표 2-22. 실내환경 모니터링 데이터 평균값: 10월 3일(월)~7일(금) 9:00~17:00 95
표 2-23. 실내환경 모니터링 데이터 평균값: 10월 24일(월)~28일(금) 9:00~17:00 95
표 2-24. 실증사업 대상 건물의 기간별 실내온도 평균값 및 TAIL 예상등급 96
표 2-25. 실증사업 대상 건물의 기간별 습도 평균값 및 TAIL 예상등급 96
표 2-26. 실증사업 대상 건물의 기간별 이산화탄소 평균값 및 TAIL 예상등급 97
표 2-27. 실증사업 대상 건물의 기간별 조도 평균값 및 TAIL 예상등급 97
표 2-28. 실증사업 대상 건물의 기간별 소음도 평균값 및 TAIL 예상등급 98
표 2-29. 1주 평균값과 1-2월 평균값 비교 110
표 2-30. 2주 평균값과 1-2월 평균값 비교 110
표 2-31. 하루 평균값과 1-2월 평균값 비교 111
표 2-32. 실내환경 성능 수준 분류 112
표 2-33. 냉·난방기 실내온도 설정 조건 112
표 2-34. 가습 또는 제습이 필요한 상대습도 113
표 2-35. 실내환경 설계시 이산화탄소 농도 권장치 114
표 2-36. EN실내환경 설계시 이산화탄소 농도 권장치 115
표 2-37. 소음도 크기에 따른 등급 117
표 2-38. 전문가 평가 의견 요약 118
표 4-1. 예상성과 활용시기 및 효과 131
표 4-2. 개발 성과의 경제적 연도별 파급효과 예상(안) 132
표 4-3. 개발 시스템의 사회적 기대효과 133
그림 1-1. 제로에너지 건물 최적설계·시공 연구 개요도 11
그림 1-2. 국내·외 제로에너지 빌딩 로드맵 12
그림 2-1. 설치 기기스팩 22
그림 2-2. 센서 설치 예시(건설기술연구원 도로실험동) 23
그림 2-3. 관제시스템 예시 예시(건설기술연구원 도로실험동) 25
그림 2-4. 비대면 에너지사용량 분석체계 도식도 26
그림 2-5. 인자별 추세식 및 결정인자 도출 27
그림 2-6. 인자별 추세식 그래프 30
그림 2-7. Segmented Linear Regression 기반 침기량 추정 31
그림 2-8. Hampel 필터를 활용한 이상치 제거 예시 결과 32
그림 2-9. 월별 대표 침기량 산정 예시 32
그림 2-10. 13개소 1월-10월 침기량 분포 분석 결과 33
그림 2-11. 공공건물 현장조사 33
그림 2-12. 공장건물 현장조사 34
그림 2-13. A공종 공장건물 30일 간 CO2 농도 추이 35
그림 2-14. 공종별 2개월 CO2 농도 측정치 기반 침기량 대푯값 산출 35
그림 2-15. 재실자 CO2 기반 침기량 도출 검증을 위한 블로우도어 테스트 수행 36
그림 2-16. 블로우도어 테스트 결과 36
그림 2-17. 재실자 CO2 기반 침기량 결과 37
그림 2-18. 외기온도에 따른 내부 온도 및 습도 민감도 결과 39
그림 2-19. DB구축 프로세스 40
그림 2-20. 초기값 설정 로직 41
그림 2-21. 출력절차 41
그림 2-22. PDF/CDF 모듈 42
그림 2-23. Change Point 모듈 도식도 42
그림 2-24. 사용특성 비교모듈 도식도 43
그림 2-25. 월별사용량 출령 모듈 43
그림 2-26. 자동화 봇 화면 예시 44
그림 2-27. 고지서 사용기간 vs 달력 맞춤 사용기간 개념 46
그림 2-28. 달력맞춤 프로토타입 46
그림 2-29. Calendarization 전후 R2 분포 비교(전: 44%, 후: 65%) 47
그림 2-30. 17개 지자체별 건물부문 온실가스 비율 48
그림 2-31. 그린리모델링 공사비 예측 시스템 안내 화면 61
그림 2-32. 공종 선택 화면 61
그림 2-33. 데이터 입력 화면 - 기존 건축물 기본 정보 62
그림 2-34. 데이터 입력 화면 - 그린리모델링 공종별 물량 정보 62
그림 2-35. 데이터 입력 화면 - 단열(자재구성) 62
그림 2-36. 데이터 입력 화면 - 단열(건축공사방법) 63
그림 2-37. 데이터 입력 화면 - 창호(자재구성) 63
그림 2-38. 데이터 입력 화면 - 창호(건축공사방법) 63
그림 2-39. 데이터 입력 화면 - 조명(자재구성) 64
그림 2-40. 데이터 입력 화면 - 조명(건축공사방법) 64
그림 2-41. 데이터 입력 화면 - 설비(자재구성) 64
그림 2-42. 데이터 입력 화면 - 설비(건축공사방법) 65
그림 2-43. 데이터 입력 화면 - 신재생(자재구성) 65
그림 2-44. 데이터 입력 화면 - 신재생(건축공사방법) 65
그림 2-45. 데이터 확인 화면 66
그림 2-46. 공사비 산출 결과 화면 66
그림 2-47. 단열공사(벽체) 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 69
그림 2-48. 단열공사(최상층지붕) 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 70
그림 2-49. 단열공사(최하층바닥) 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 70
그림 2-50. 창호공사 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 71
그림 2-51. 조명공사 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 73
그림 2-52. 설비공사(난방) 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 75
그림 2-53. 설비공사(급탕) 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 76
그림 2-54. 설비공사(냉난방) 부문 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 78
그림 2-55. 신재생공사 그린리모델링 공사비단가 데이터베이스 79
그림 2-56. 그린리모델링 데이터(73건) 수집현황 80
그림 2-57. 준공연도에 따른 총공사비(좌: 공공프로젝트, 우: 민간프로젝트) 81
그림 2-58. 용도(노유자시설/주택)에 따른 전체 프로젝트 총공사비 81
그림 2-59. 준공연도에 따른 민간프로젝트 창호공사비 82
그림 2-60. 프로그램 GUI 구성(1) 83
그림 2-61. BIM의 IFC 컨버팅(종로 평창 파출소) 83
그림 2-62. BIM의 IFC 컨버팅(오산 궐동 지구대) 84
그림 2-63. 구조해석을 위한 하중입력(1) 85
그림 2-64. 구조해석을 위한 하중입력(2) 85
그림 2-65. 구조해석을 위한 하중입력(3) 86
그림 2-66. 구조해석을 위한 하중입력(4) 86
그림 2-67. 프로그램 GUI 구성(2) 87
그림 2-68. PV패널 DB로부터 종류 선정 87
그림 2-69. PV패널 영역 그리기 88
그림 2-70. 옥상 PV패널 설치하중 자동 산정 88
그림 2-71. 구조해석을 위한 하중입력 89
그림 2-72. 연구 수행 절차 89
그림 2-73. TAIL의 12가지 파라미터 90
그림 2-74. TAIL 지수와 각 IEQ 수준에 따른 종합 등급 산정 예시 90
그림 2-75. 건축물 에너지 리노베이션 전과 후 TAIL 활용 사례 91
그림 2-76. 계절별 평균 계측결과와 유사한 단기측정 기간 연구 103
그림 2-77. 시계열 데이터 변환 103
그림 2-78. 온도 1주 평균값과 1-2월 평균값 비교 104
그림 2-79. 온도 2주 평균값과 1-2월 평균값 비교 104
그림 2-80. 온도 하루 평균값과 1-2월 평균값 비교 104
그림 2-81. 습도 1주 평균값과 1-2월 평균값 비교 105
그림 2-82. 습도 2주 평균값과 1-2월 평균값 비교 105
그림 2-83. 습도 하루 평균값과 1-2월 평균값 비교 105
그림 2-84. 이산화탄소 농도 1주 평균값과 1-2월 평균값 비교 106
그림 2-85. 이산화탄소 농도 2주 평균값과 1-2월 평균값 비교 106
그림 2-86. 이산화탄소 농도 하루 평균값과 1-2월 평균값 비교 106
그림 2-87. 조도 1주 평균값과 1-2월 평균값 비교 107
그림 2-88. 조도 2주 평균값과 1-2월 평균값 비교 107
그림 2-89. 조도 하루 평균값과 1-2월 평균값 비교 107
그림 2-90. 온도 단기 측정기간에 따른 및 장기 측정결과와 비교 108
그림 2-91. 습도 단기 측정기간에 따른 및 장기 측정결과와 비교 108
그림 2-92. 이산화탄소 농도 단기 측정기간에 따른 및 장기 측정결과와 비교 109
그림 2-93. 조도 단기 측정기간에 따른 및 장기 측정결과와 비교 109
그림 3-1. 옥상 PV패널 설치하중 자동 산정 121
그림 4-1. 연구개발과제의 WBS 체계 128
그림 4-2. 데이터 기반 건물 에너지 성능 평가 활용 방안 130
그림 4-3. 온실가스 총량제 수행을 위한 제도 및 체계 정립 활용 방안 130
그림 4-4. 기존 건물의 리모델링 효과 검증 툴 제안 131