R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515CTAP-C078849-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 건물에너지 모델의 정확도 95% 달성을 위한 확률보정 자동화 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-10-16 ~ 2016-10-26 | |||||
| 연구책임자 | 윤근영 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
6명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 58,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 58,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 100,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 100,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 경희대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 15CTAP-C078849-02 | |||||
| ISBN | 11-1613000-001715-01 | |||||
| 주요 내용 |
- 건물에너지 시뮬레이션은 건축물의 에너지 절약과 쾌적한 실내환경의 제공은 물론 관련 신기술의 개발에 필수적인 기반 기술임. - 반면, 최근 실증 연구결과에 따르면 건물에너지 시뮬레이션의 결과가 실제 에너지 사용량과 큰 편차를 나타내 시뮬레이션의 실제 적용이 제한적인 실정임. - 본 연구에서 개발하고자 하는 건물에너지 모델의 확률보정 자동화 기술은 전문적인 지식이 없이도 건물에너지 시뮬레이션의 예측 정확도가 높으며 건물 에너지 모델의 구축에 필요한 시간과 비용을 획기적으로 단축할 수 있음. -또한, 본 기술개발은 건물에너지 모델의 보정에 확률 이론을 적용하며, 시뮬레이션의 정확도 95%를 달성한다는 점에서 매우 창의적이며 모험적인 성격을 지니고 있음. [최종목표] 본 연구는 건물에너지 모델의 에너지 소모량 예측치의 부정확성을 개선하기 위해 시뮬레이션 입력변수의 확률적 특성을 고려한 확률보정 기법을 개발하고, 이를 활용하여 대상 건물에 대한 최소한의 정보만으로 시뮬레이션 모델의 예측 정확도 95%를 달성할 수 있는 건물에너지 모델의 확률 보정 자동화 기술을 개발하는 것을 최종 목표로 하며, 주요 연구개발 목표는 아래와 같음. - 건물에너지 모델의 입력 변수별 확률 분포 및 입력 표준안 개발 - 시뮬레이션의 입력 변수 생성을 위한 최적의 샘플링 기법 개발 - 건물에너지 모델의 확률보정 자동화 기술 개발 [연구내용 및 범위] 본 연구의 개발 목표를 달성하기 위한 연구내용 및 범위는 아래와 같음. - 건물에너지 모델의 오차를 유발하는 입력변수 - 건물에너지 소비의 3대 요소인 건물, 시스템 및 사용자에 대하여 미국 DOE의 표준 건물을 대상으로 오차요소 도출 - 미국 DOE의 표준건물, 영국의 CIBSE 표준 오피스를 이용하여 각 변수별 확률분포 산정 - 건물에너지 모델의 입력변수별 확률분포 산정 - 입력변수 관련 국내 건축물 기준 조사 - 일반적 샘플링 기법인 몬테까를로 기법과 집단의 특정 클래스의 불확실성 평가에 유리한 라틴하이퍼큐브 (LHS) 기법의 비교 분석 - 미지 변수에 대한 라틴하이퍼큐브(LHS) 기법을 활용한 확률적 분포 특성을 반영하는 샘플링 기법 선정 - 확률보정의 주요 단계별 요소 및 입력 기준 도출 - 건물에너지 모델의 확률보정 개념 정립 - 대상 건물의 입력 변수에 대한 예상 확률분포를 이용한 확률보정 기법의 개념 정의 - 건물에너지 시뮬레이션의 신뢰성 확보를 위한 가장 필수적인 데이터로 건물에너지 모델링의 구축을 위한 데이터베이스 구축 - 수동 보정의 한계를 극복하기 위하여 건물에너지 모델의 입력 변수를 단일 값이 아닌 확률분포를 지닌 변수로 생성할 수 있는 기반 기술을 구축 - 건물에너지 모델의 다 입력변수에 대한 모델링 샘플링이 가능하며 동시에 연산 시간을 단축할 수 있는 이론적으로 우수하며 실제 구현이 용이한 샘플링 기법을 도출 - 확률적 샘플링 기법을 이용한 시뮬레이션 입력 변수별 데이터 도출 - 모델링 된 대상 건물의 idf 파일을 통하여 보정요소, 보정범위 선정 - 동일한 건물을 대상으로 실측보정과 확률보정을 하여 두 모델 비교 - 비주거용 사무소 건물에 대한 최소한의 정보만으로 시뮬레이션 모델의 예측 정확도 90%를 달성할 수 있는 건물에너지 모델의 확률 보정 수행 - 확률보정의 실행을 일괄적으로 처리할 수 있는 자동화 시스템을 EnergyPlus, jEplus을 이용하여 구현 - 다 변수 입력 요소에 대한 건물에너지 모델 자동화 생성기술 개발 - 일반 사무소 건물 대상 실제 에너지 사용량 데이터 입수 - 실측데이터와 확률보정 자동화 시스템의 예측량 비교 - 실제 건물을 대상으로 개발된 자동화 확률보정 기술의 정확성 검증 |
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| 색인어 | 한글 | 건물 에너지 | 에너지 시뮬레이션 | 확률 보정 | 건물에너지 모델 | 불확실성 |
| 영문 | Building Energy | Energy Simulation | Probabilistic Calibration | Building Energy Model | Uncertainty | |
| 최종보고서 | 최종 보고서_수정본_2017_01_20.pdf | |||||