R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 200605건설핵심C04 | |||||
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| 연구사업명 | 도시건축연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 건축기계설비설계용 실내환경평가 소프트웨어개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2005-07-29 ~ 2007-07-28 | |||||
| 연구책임자 | 한화택 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
30명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
64명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 135,000,000 원 기업 : 49,903,000 원 계 : 184,903,000 원 |
총연구비 | 정부 : 274,000,000 원 기업 : 100,882,000 원 계 : 374,882,000 원 |
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| 연구기관명 | 국민대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
건축기계설비의 효율적인 설계를 위해서는 단순 작도기능에 추가하여 설계에 의하여 결과적으로 나타나는 실내기류의 해석은 물론 온열쾌적감 및 환기성능에 대한 해석을 수행할 수 있어야 한다. 설계단계에서 직접 실내환경에 대한 평가를 수행하고 해석결과를 다시 설계에 피드백함으로써 보다 에너지 효율적이면서 쾌적한 실내환경을 제공하는 설계기술이 정보기술의 기반하에서 발전할 수 있을 것으로 기대된다. [최종목표] 본 연구과제의 목표는 건축물에 설계된 공조시스템이 실내 온열쾌적감과 실내 공기질에 미치는 영향을 설계단계에서 초급 및 중급기술자가 손쉽게 분석, 예측할 수 있도록 하기 위하여 현재 국내에서 널리 사용되고 있는 3차원 기계설비 작도프로그램인 Free Shop에 열유체유동 해석 및 가시화 기능이 추가된 건축기계설비 설계용 실내환경 평가 프로그램을 개발하는 것이다. [연구내용 및 범위] 본 연구과제에서는 CAD기반에서 작업할 수 있는 Free Shop과 연동되어 활성화할 수 있는 3차원 실내환경평가 프로그램을 개발하기 위해, 협동연구기관인 신흥대학과 참여기업인 (주)DCS와 공동으로 연구를 수행한다. 국민대학에서는 그동안 환기효율 및 실내온열쾌적감에 관한 이론적 연구결과를 바탕으로 실제 건축환경에 적용할 수 있도록 관련 알고리즘을 개발하여 적용시키고 신흥대학에서는 전산유체역학적 배경과 기계설비업체에서의 실무경험을 바탕으로 시뮬레이션 프로그램을 개발하며, (주)DCS에서는 Free Shop, CO-Me 등 그동안 기계설비 관련 소프트웨어 개발 경험을 바탕으로 실내환경평가 프로그램의 그래픽 유저 인터페이스를 개발한다. 본 프로그램은 범용 CFD 프로그램과 차별화하여 기류 및 온습도분포 해석은 물론 환기효율, 쾌적온열감, 기류확산성능, 기류불만족률 등 실내환경을 평가할 수 있는 기능을 갖도록 한다. 프로그램은 3단계(경계조건 입력, 주 프로그램, 계산결과 확인)로 구분하여 구성되며 1차년도에는 결과출력창을 제외한 경계조건입력창, 경계조건입력파일, 사용자정의, 주 프로그램 알고리즘 개발, 계산조건 입력창 및 계산과정 점검창의 기능을 개발할 것이다. 2차년도에는 벡터형태의 기류해석결과를 포함한 환기성능 및 실내의 온열쾌적감, 국부 불만족률 등을 콘투어 형태로 표시할 수 있는 결과출력창을 개발하여 프로그램을 완성하고 유동가시화 모델실험을 통하여 프로그램을 검증하는 작업을 수행한다. 또 사용자 그룹과 전문가 그룹을 활용하여 개발된 프로그램에 대한 평가를 바탕으로 사용자 편의성을 제고한다. 경계조건의 입력은 시판중인 건축기계설비 3차원 작도 프로그램인 Free Shop에서 구성된 실의 형상 데이터(벽체, 창 및 출입문의 위치) 그리고 급기구와 배기구의 위치, 치수, 풍량 및 풍속 데이터를 3차워 기류해석 시뮬레이션을 위한 3차원 형상 경계조건 입력창으로 구성한다. 주 프로그램은 시뮬레이션 변수를 설정하고 변수별 소스항(부력항 등), 이완계수, 확산계수를 선정하여 계산이 수행되도록 구성한다. 또한 계산과정 중에 임의 지점에서의 변수 값의 변화율을 GUI환경으로 표현하며 계산중에 이완계수와 입력계수를 변경할 수 있는 기능을 포함시킨다. 기류분포 결과를 바탕으로 실내의 평균연령 개념에 근거한 국소환기효율 및 실평균환기효율을 계산하며, 온도분포와 벽체의 평균복사온도, 그리고 기류속도를 기반으로 열적쾌적성을 평가하는 기능을 갖도록 한다. |
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| 색인어 | 한글 | 건축기계 설비설계 | 정보기술 | 전산유체역학 | 쾌적온열감 | 환기성능 |
| 영문 | building mechanical design | Information technology | computational fluid dynamics | thermal comfort | ventilation performance | |
| 최종보고서 | 0103_건축기계설비설계용 실내환경평가 소프트웨어개발.pdf | |||||