그림 2.1. BAS의 종류 및 기능 예 35

그림 2.2. BAS의 구조 및 구성체계 36

그림 2.3. 기능과 시스템 구성 측면에서 본 BEMS의 개념 41

그림 2.4. 미래 정보화시스템으로서 BEMS의 전제조건 42

그림 2.5. BEMS 수준의 정의 및 진화에 따른 발전 전망 45

그림 2.6. BEMS 연계규격 제정 대상 및 범위 검토 49

그림 2.7. 기존 건물관리시스템의 플랫폼 개념도 51

그림 2.8. 신개념의 BEMS용 개방형 플랫폼 개념도 52

그림 2.9. 개방형 통합 플랫폼 설계 결과 54

그림 2.10. 개방형 통합 플랫폼 운영체계 구상 56

그림 2.11. Library와 개방형 플랫폼 지원 소프트웨어 사이의 상관관계 및 기능 57

그림 2.12. Data / Function Library의 데이터 처리체계 58

그림 2.13. 개방형 통합 플랫폼 작동성능 검증을 위한 시뮬레이터 계통도 63

그림 2.14. K-단지 화성청사 조감도 63

그림 2.15. K-단지 화성청사 평면도 63

그림 2.16. K-단지 화성청사 연도별 전... 65

그림 2.17. K-단지 화성청사 월간 전력... 65

그림 2.18. 현장에 설치된 전력량계 및 중계기 모습 69

그림 2.19. BEMS용 개방형 통합 플랫폼 상황실 전경 70

그림 2.20. K-단지 화성청사 관제점 선정 DM 화면 70

그림 2.21. 개방형 통합 플랫폼 BIM연계 DM 관제화면(관제뷰, 탐색뷰) 70

그림 2.22. 부하 비율 및 구역별 전력 부하 71

그림 2.23. 일간 전력부하 71

그림 2.24. 웹브라우저에 적용된 레이아웃 예시 71

그림 3.1. 연도별 전력예비율 10% 미만 일수 추이(2013년 5월 28일 기준) 72

그림 3.2. K-단지 총 외부 전경 73

그림 3.3. K-단지 내부 구성 지도 73

그림 3.4. K-단지 일산본원 연간 에너지원별 사용현황(2010~2015년)[원문불량;p.49] 74

그림 3.5. K-단지 일산본원 단지별 사용현황(2013~2015년)[원문불량;p.50] 75

그림 3.6. K-단지 일산본원 전력 사용현황(2013~2015년) 76

그림 3.7. K-건물 일산본원 전력공급 구성도 77

그림 3.8. KICT-EPMS의 주요 보유 기능 78

그림 3.9. 현장에 설치된 전력량계 및 중계기 모습 80

그림 3.10. 건물에너지관리정보센터 전경 81

그림 3.11. 관제센터 및 시스템 구축 계통도 81

그림 3.12. 월별 EPMS 및 iSmart 전력소비 비교 82

그림 3.13. EPMS 분석 절차 83

그림 3.14. K-단지 일산본원 월별 에너지원별 사용현황(2013~2015년)[원문불량;p.59] 84

그림 3.15. K-단지 일산본원 주요 건물별 근무일 전력소비 비율 85

그림 3.16. EPMS를 통한 용도별 전력소비 특성 분석(근무일) 93

그림 3.17. EPMS를 통한 용도별 전력소비 특성 분석(휴일) 95

그림 4.1. 데이터센터의 전력소비 현황 101

그림 4.2. 실증 대상 전산실 평면 배치도 102

그림 4.3. 실증 대상 전산실 서버 및 서버랙 배치 및 운영 현황 103

그림 4.4. 실증 대상 전산실 시설 및 운영 개선 방안 104

그림 4.5. 외기도입 유닛 개념도 105

그림 4.6. 외기도입 급/배기용 덕트 설치도 105

그림 4.7. 실증 데이터센터 모니터링 화면 106

그림 4.8. 실증 데이터센터 실내/외 온도, 습도 변화 107

그림 4.9. 시설 및 운영개선 전·후 실내 온도 비교 107

그림 4.10. 시설 및 운영개선 전/후 대표일 전력소비량 비교 108

그림 4.11. 일평균외기온도에 따른 시설 및 운영개선 전·후 전력소비량 비교 109

그림 4.12. 일평균 외기온도에 따른 시설 및 운영개선 전·후 전력소비량 비교 110

그림 4.13. 대상건물의 야간외기냉각(Night Purge) 개념도 111

그림 4.14. AHU-3의 온도계측 개략도 112

그림 4.15. 외기냉각 수행을 위한 공조덕트 시설개선 내역 113

그림 4.16. 외기냉각시 공조기의 급기와 환기... 114

그림 4.17. 외기냉각시 층별 급기온도와... 114

그림 4.18. 외기냉각시 층별... 115

그림 4.19. 계절 또는 외기온도에... 115

그림 4.20. 외기온도에 따른 외기냉각에 의한... 116

그림 4.21. 일간 최고 외기온도에 따른... 116

그림 4.22. Saving cooling energy ratio with maximum... 116

그림 5.1. 홈에너지관리시스템(HEMS)의 구성기기 및 주요 기능 118

그림 5.2. HEMS의 구성도 119

그림 5.3. AMI의 구성과 주요 서비스 120

그림 5.4. HEMS의 주요 기능 121

그림 5.5. 각 업체별 IHD의 화면 구성 123

그림 5.6. 가정에서의 스마트그리드 시스템 구성도 123

그림 5.7. 대림산업 e편한세상의 스마트홈 앱 화면 129

그림 5.8. General Electric의 스마트홈 플랫폼 개념도 130

그림 5.9. 애플의 홈킷 구성도 131

그림 5.10. 일본 오후나 스마트하우스의 HEMS 구성 개념도 132

그림 5.11. 일본 세키스이 하임의 HEMS 모니터링 화면 133

그림 5.12. 중국 Shenzhen Sailwider Electronics의 스마트홈 플랫폼 개념도 133

그림 5.13. 수요관리 방법의 구분 134

그림 5.14. 국내 전력부문 수요관리 체계 135

그림 5.15. 수요자원 거래시장의 거래절차 138

그림 5.16. A 아파트의 원격검침데이터와 K-apt 데이터의 월별 사용량 비교 140

그림 5.17. 6개 지역의 주거전용면적당 유틸리티 월별 사용요금 변화 141

그림 5.18. 6개 지역의 주거전용면적당 유틸리티의 월별 평균사용량 변화 142

그림 5.19. 전기의 전용면적당 일간 월별사용량(좌) 및 연평균(우) 소비패턴(A 아파트) 143

그림 5.20. 난방의 전용면적당 일간 시간대별 월별 소비패턴(A 아파트) 144

그림 5.21. 온수, 수도, 도시가스의 전용면적당 일간 시간대별 연평균 소비패턴(A 아파트) 144

그림 5.22. 대표적인 가전기기의 시간대별 수요패턴 146

그림 5.23. Copula 함수를 활용한 가전기기별 데이터 분류 절차 147

그림 5.24. 가전기기의 최적 제어 모델 148

그림 5.25. 가전기기 운전모드 및 에너지 스케줄링 149

그림 5.26. 가전기기 최적화 스케줄링 모델링 방법 149

그림 5.27. 가을철 실내 온도 예측과 실측 적합도 151

그림 5.28. 인공신경망 adaptive model과 fixed model 예측 성능비교 152

그림 5.29. ARX model structure 156

그림 5.30. ARMAX model 입출력 관계식 156

그림 5.31. ARMAX 기법을 이용한 시험데이터 적합도 연구 사례 157

그림 5.32. Cross-correlation between outdoor and indoor temperatures[원문불량;p.132] 157

그림 5.33. 실내 열환경 동적 거동의 인공신경망 예측 연구 사례 158

그림 5.34. 모델링 대상 평형 평면도(38평형) 160

그림 5.35. 벽체 열전달과 열용량 등가 모델링 164

그림 5.36. 공동주택 세대 칸막이 벽체 공사 164

그림 5.37. fmincon 최적화 함수에 의한 동적 모델 적합도 168

그림 3.38. Modeling of household heating in Matlab Simscape 170

그림 5.39. Modeling of indoor thermal dynamics in Matlab Simscape 170

그림 5.40. 시뮬레이션과 실험결과의 비교(901호)[원문불량;p.146] 171

그림 5.41. 시뮬레이션과 실험결과의 비교(301호)[원문불량;p.147] 172

그림 5.42. 실내 공기온도와 온수 공급온도의 반응 상관성(301호, 2013년 1월 9일)[원문불량;p.148] 173

그림 5.43. cross-correlation - 샘플 당 1분[원문불량;p.148] 173

그림 5.44. 예측제어와 비례 피드백 제어를 조합한 제어 알고리즘 제안 175

그림 5.45. 제안 알고리즘 시뮬레이션 성능 비교(901호, 2013년 1월 9일)[원문불량;p.150] 175

그림 5.46. 제안 알고리즘 시뮬레이션 성능 비교(301호, 2013년 1월 9일)[원문불량;p.151] 176

그림 5.47. 난방 배관망 일부 프로그램 사례[원문불량;p.153] 178

그림 5.48. 열교환기측 압력 거동[원문불량;p.153] 178

그림 5.49. 열교환기측 온도 거동[원문불량;p.153] 178

그림 5.50. 세대 차압 및 유량 거동[원문불량;p.153] 178

그림 5.51. 기계실 및 공동주택 모델링[원문불량;p.155] 180

그림 5.52. 배관의 열전달 모델링 180

그림 5.53. 세대 내 난방 제어 알고리즘 구현 모델 181

그림 5.54. 배관 요소 모델의 변수 입력창 내용 181

그림 5.55. 세대 정유량 밸브 적용 시 거동[원문불량;p.157] 182

그림 5.56. 세대 연속유량 제어 밸브 적용 시 거동[원문불량;p.157] 182

그림 5.57. 시뮬레이터가 설치된 실증주택 2층 평면도 184

그림 5.58. 실증주택 201호실의 평면도 184

그림 5.59. 전기 단자함 사진(실증주택 201호) 185

그림 5.60. 주거용 건물 에너지관리시스템(HEMS) 시뮬레이터 개념도 186

그림 5.61. 중앙집중난방방식에서의 R-BEMS 구성 개념도 188

그림 5.62. 난방관련 센서 및 계량기, 제어기 설치 모습 188

그림 5.63. 가스관련 센서, 제어기 및 가스, 수도, 급탕 계량기 설치 모습 188

그림 5.64. 전력센서, 차단기 및 PLC, 통신모듈 설치 모습 189

그림 5.65. R-BEMS S/W의 과거이력 데이터 검색화면 190

그림 6.1. 기존건물의 커미셔닝을 통한 에너지 절감효과 194

그림 6.2. 스마트 그린빌딩의 개념 194

그림 6.3. 국내외 M&V 현황 및 문제점 195

그림 6.4. 미국 연도별 M&V 지침서 개발 현황 195

그림 6.5. IPMVP M&V Option 196

그림 6.6. FEMP M&V 수행 절차 196

그림 6.7. 미국 M&V 기술자료 사례 197

그림 6.8. 프로젝트 단계별 IPMVP M&V 수행 방법 개념도 198

그림 6.9. IPMVP M&V 수행 절차 198

그림 6.10. ASHRAE Guideline M&V Options 선택 절차 200

그림 6.11. IPMVP M&V 에너지절감 산출 방법(Option C) 201

그림 6.12. IPMVP M&V Baseline 및... 202

그림 6.13. IPMVP M&V Design 사례(Option... 202

그림 6.14. IPMVP Boundary Conditions 적용사례(Option A&B)[원문불량;p.177] 202

그림 6.15. 신축건물 커미셔닝의 정의 및 기대효과 203

그림 6.16. 국내 LEED 프로젝트 등록 건수 및 인증 현황 204

그림 6.17. 국내 LEED 커미셔닝 수행 현황 204

그림 6.18. 미국 Texas LoanSTAR 프로그램 에너지개수(Retrofits) 및 지속적인... 205

그림 6.19. 미국 Texas A&M 대학건물 커미셔닝을 통한 에너지절감 사례 205

그림 6.20. 빌딩 커미셔닝 유형별 구성도 206

그림 6.21. 빌딩 커미셔닝 기술자료 사례 207

그림 6.22. Automated Continuous Commissioning 개념도 207

그림 6.23. BEMS-Assisted Commissioning 개념도 208

그림 6.24. Web-Based/Online Systems 개념도 208

그림 6.25. Embeded Commissioning 개념도 208

그림 6.26. 커미셔닝팀 조직도 211

그림 6.27. 빌딩 커미셔닝 단계별 수행 내용 213

그림 6.28. 냉동기 배관 도면과 현장설치 사진 214

그림 6.29. 난방 FTP 결과 그래프 216

그림 6.30. 국내외 공조시스템 현황 224

그림 6.31. 국내외 냉열원시스템 현황 225

그림 6.32. 국내외 온열원시스템 현황 226

그림 6.33. 미국 상업용건물... 228

그림 6.34. 미국 상업용건물... 228

그림 6.35. 미국 상업용건물... 228

그림 6.36. 국외 기존건물 BAS 현황 229

그림 6.37. 국외 기존건물 BAS Protocols 현황 및 ASHARE BACnet 기준서 229

그림 6.38. 국내 상업용건물 BAS 및 BEMS 구축 사례 230

그림 6.39. 국내 I사의 BAS(SIEMENS) 주요 화면 230

그림 6.41. 국내 S사의 BEMS 주요 화면 231

그림 6.42. 미국 NCSU 켐퍼스 BAS 및 EMS 구축 사례(Metasys and SiteNet Interface) 234

그림 6.43. 미국 NCSU 켐퍼스 BAS 및 EMS 구축 사례(Niagara Framework) 234

그림 6.44. Johnson Control Sustainable... 235

그림 6.45. Johnson Control Sustainable... 235

그림 6.46. Johnson Control Energy Analyzer... 236

그림 6.47. 국내 N사 SIEMSNS BEMS... 236

그림 6.48. 기존건물 M&V 및 커미셔닝 통합시스템(Mini-BEMS) 구성도 239

그림 6.49. M&V 및 커미셔닝 수행을 위한 Mini-BEMS 적용 방법 239

그림 6.50. M&V 및 커미셔닝 통합시스템(Mini-BEMS) 핵심변수 체계도 240

그림 6.51. M&V Option A 수행절차 241

그림 6.52. M&V Option A 분석 모델 241

그림 6.53. M&V Option B 수행절차 241

그림 6.54. M&V Option B 분석 모델 241

그림 6.55. M&V Option C 수행절차 241

그림 6.56. M&V Option C 분석 모델 241

그림 6.57. M&V Option D 수행절차 241

그림 6.58. M&V Option D 분석 모델 241

그림 6.59. Mini- BEMS Interface(Option D: Calibrated Simulation) 242

그림 6.60. 경기도청 열원시스템 현장 사진 246

그림 6.61. 경기도청 냉,난방 제어시스템 현장 사진 246

그림 6.62. 에너지드림센터 냉,난방 설비시스템 개념도 248

그림 6.63. 에너지드림센터 자동제어시스템 화면 248

그림 6.64. 에너지드림센터 연간(2013년) 전기에너지 사용량 및 태양광 전기생산량 249

그림 6.65. NCSU 대상건물 사진 251

그림 6.66. NCSU 캠퍼스 건물 BAS 및 EMS 구축 화면(Niagara Framework) 251

그림 6.67. NCSU Research IV 빌딩 사진 252

그림 6.68. NCSU Research IV 빌딩 Roof Top Unit 설치 사진 253

그림 6.69. NCSU Research IV 빌딩 BAS 및 EMS 구축 사진(Niagara Framework) 253

그림 6.70. NCSU Research IV 빌딩 자동제어 화면(Metasys) 254

그림 6.71. NCSU Research IV 빌딩 전력 모니터링 계통도 254

그림 6.72. 경기도청 제2별관 모니터링시스템 구성도 256

그림 6.73. 경기도청 기계실 열원시스템... 256

그림 6.74. 경기도청 제2별관 전력량... 256

그림 6.75. 경기도청 기계실 열원시스템... 256

그림 6.76. 경기도청 기계실 열원시스템... 256

그림 6.77. 경기도청 기계실 전력 모니터링... 257

그림 6.78. 경기도청 기계실 전력 모니터링... 257

그림 6.79. 경기도청 제2별관 개별 에어컨... 257

그림 6.80. 경기도청 제2별관 지하층 공조기... 257

그림 6.81. 경기도청 제2별관 4층 공조기... 257

그림 6.82. 경기도청 제2별관 옥상 공조기... 257

그림 6.83. 경기도청 전체 최근 3년간(2013년~2015년) 가스사용량 259

그림 6.84. 경기도청 전체 최근 3년간(2013년~2015년) 외기온도 대비 가스사용량 259

그림 6.85. 경기도청 전체 최근 3년간(2013년~2015년) 월별 전기사용량 260

그림 6.86. 경기도청 전체 최근 3년간(2013년~2015년) 월별 외기온도 대비 전기사용량... 261

그림 6.87. 경기도청 전체(냉온수기) 및 제2별관 2015년 월별 냉, 난방 열량 비교 263

그림 6.88. 경기도청 제2별관 2015년 월별 냉,난방 열량 구성 263

그림 6.89. 경기도청 전체 2015년 월별 전기사용량 구성(전산실 포함) 264

그림 6.90. 경기도청 전체 2015년 월별 전기사용량 구성(전산실 제외) 265

그림 6.91. 흡수식 냉온수기 및 공조기 운전 특성(2/9) 267

그림 6.92. 흡수식 냉온수기 및 공조기 운전 특성(2/16) 267

그림 6.93. 흡수식 냉온수기 및 공조기 운전 특성(2/23) 268

그림 6.94. 공조기 운전 및 실내온도 특성(2/09) 270

그림 6.95. 공조기 운전 및 실내온도 특성(2/16) 270

그림 6.96. 공조기 운전 및 실내온도 특성(2/23) 271

그림 6.97. 제2별관 5,6층 실내온도 측정 센서 설치 위치 272

그림 6.98. 제2별관 5,6층 실내온도 측정 센서 설치 사진 273

그림 6.99. 제2별관 5,6층 난방기간의 평균 실내온도(2015년 11월 26일 ~ 12월 28일) 274

그림 6.100. 5층 창문 상세 온습도 센서 설치 위치 및 사진 275

그림 6.101. 개수한 창문의 온도구배도(7월, 야간 : 0시, 3시, 6시, 21시) 275

그림 6.102. 개수한 창문의 온도구배도(7월, 주간 : 9시, 12시, 15시) 276

그림 6.103. 개수한 창문의 온도구배도(12월, 야간 : 0시, 3시, 6시, 21시) 276

그림 6.104. 개수한 창문의 온도구배도(12월, 주간 : 9시, 12시, 15시) 276

그림 6.105. 공조기 공급 및 환기온도 온습도 센서 설치 위치 및 사진 277

그림 6.106. 공조기 공급/환기온도, 5/6층 환기온도, 외기온도(냉방기간 7월25일~9월5일) 278

그림 6.107. 공조기 공급/환기온도, 5/6층 환기온도, 외기온도(난방기간 11월26일~12월28일) 279

그림 6.108. 대상건물 동측 및 서측 외관 사진 281

그림 6.109. 대상건물 시뮬레이션 모델 281

그림 6.110. 대상건물 입면도 및 주 단면도 282

그림 6.111. 대상건물 주요 구조부 단면 상세도 283

그림 6.112. 대상건물 기준층 전등 및 전열 모니터링 및 시뮬레이션 스케쥴 284

그림 6.113. 대상건물 공조 시스템 및 수직 조닝 286

그림 6.114. 대상건물 기준층 평면 및 시뮬레이션 조닝 286

그림 6.115. 대상건물 기준모델 및 보정모델의 용도별 에너지소요량 288

그림 6.116. 대상건물 기준모델 및 보정모델 월별 전기 소요량 비교 289

그림 6.117. 대상건물 기준모델, 보정모델, 및 모니터링 월별 냉난방 에너지소요량 비교 291

그림 6.118. 건물에너지 M&V 절차 292

그림 6.119. M&V 측정데이터 수집 및 분석 순서도 293

그림 6.120. 건물에너지 회귀모형 및... 295

그림 6.121. 건물에너지 변환점 탐색... 295

그림 6.122. 난방에너지 변환점 그래프 분석 예시 296

그림 6.123. 대상건물 건물에너지 M&V 시스템 메인화면 297

그림 6.124. 대상건물 M&V 시스템... 298

그림 6.125. 대상건물 M&V 시스템... 298

그림 6.126. 대상건물 건물에너지 M&V... 298

그림 6.127. 대상건물 건물에너지 M&V... 298

그림 6.128. 대상건물 M&V 시스템... 298

그림 6.129. 대상건물 M&V 시스템... 298

그림 6.130. M&V 시스템 건물에너지... 299

그림 6.131. M&V 시스템 건물에너지... 299

그림 6.132. M&V 시스템 건물에너지... 299

그림 6.133. M&V 시스템 건물에너지... 299

그림 6.134. M&V 시스템 에너지개수 전과 후의 냉, 난방에너지 그래프 분석 화면 299