| 연구개발개요 |
본 연구는 반경 400m 크기의 공간범위인 지구(근린) 공간범위를 대상으로 ①도시·건축 빅데이터에서 추출할 수 있는 건축물 및 건축물군의 형태가 주변 환경에 미치는 영향을 파악하고, 다시 ②그 환경이 지구(근린)의 미기후에 미치는 영향을 파악한 후, ③미기후가 다시 주변 개별 건축물의 에너지 소비량에 미치는 일련의 상관관계를 바탕으로 하는 알고리즘을 도출하고자 함. 최종적으로 ④알고리즘과 지구단위계획을 결합하므로써 기성시가지 건축물 에너지 소비량을 10% 원천적으로 감소시키는 계획모델을 개발하고자 함 연구목표를 달성하기 위해 ①도시·건축 빅데이터를 기반으로 4개 분석 대상지(반경 400m)의 지구(근린) 및 건축물군의 형태를 분석하고, 주변의 표면온도 및 환경을 열화상카메라와 이동식 자동기상관측시스템(AWS. Automatic Weather System)를 이용하여 측정하고자 함. ②주변의 표면온도 및 환경이 지구(근린)의 미기후에 미치는 영향을 지점별 고정식 AWS를 이용·측정 후, 공간회귀분석을 이용해 영향 범위 및 관계를 도출하고자 함. ③미기후가 건축물의 에너지 소비량에 미치는 영향 파악을 위해 국토교통부의 건축물 에너지 소비량 자료 활용, 그 관계를 파악하고자 함. ④구조방정식을 이용, 통합 알고리즘을 도출하고, ⑤검증을 위해 4개 대상지 중 알고리즘 구축을 위해 이용되지 않은 1개 대상지 자료를 알고리즘에 투입하여 1차 검증하고자 함. ⑥이를 기존 시가지 지구단위계획에 반영 전·후를 시뮬레이션하므로써 절감성능을 검증하고자 함 건축물군의 형태요소 - 미기후 - 에너지 소비량 알고리즘과 이를 반영한 지구단위계획모델. 본 최종성과물을 통해 기존시가지 도시관리와 환경, 에너지 분야의 융·복합적, 선도적 지구단위 에너지관리 기술력 확보를 통한 시장경쟁력 확보가 기대됨
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| 연구내용 및 범위 |
(1) 핵심성과1: 건축물군의 형태요소 - 미기후 ？ 에너지 소비 행태간 연계를 통한 건축물 에너지 소비량 예측모델(알고리즘)？？ 분석대상 지구(근린)- 기상청 설치 AWS 중심으로 반경 400m(분석 단위)와 1km(영향 통제단위)로 구성됨- 23개 지구(근린) 중 저층고밀 주거지역인 영등포구 당산동 인근, 강북구 수유3동 인근, 중랑구 면목본동 인근, 서초구 서초동 인근 4개 지역을 선정하되, 3개 지구(근린)은 알고리즘 개발용으로, 1개 지구(근린)은 알고리즘 검증용으로 활용？？ 건축물 및 건축물군의 형태요소는 다음과 같이 조작적 정의 및 측정이 가능함- 데이터 활용: 국토교통부의 UPIS(Urban Planning Information System), 세움터 자료 등 - 건축물군: 전반적인 건축후퇴선, 전반적인 향, 건축물간 간격 등- 개별 건축물？？ 미시환경은 다음과 같이 조작적 정의 및 측정이 가능함- 국지공간 내의 독특한 건축물 등 인공환경과 수공간, 녹지공간 등 자연환경 등과 연관을 맺어 발생하는 독특한 기후환경을 지칭하며, ①국지온도, ②국지습도, ③국지풍속 및 풍향, ④국지 일사량, ⑤UV(자외선)량, 체감온도 등으로 규정 - 측정방법？ 분석대상 지구(근린) 내에서 이동형 AWS를 이용하여 지점별 미기후 측정, 이동형 열화상카메라로 측정？ AWS에서는 풍속, 풍량, 온도, 습도, 일사량, 자외선량, 체감온도 등 제공？？ 건축물들 재실자의 에너지 사용량, 사용 패턴 및 프로파일 DB 구축- 건축물별 에너지 소비량 자료는 국토교통부에서 구축한 건축물 에너지 사용량 정보임- 대상지 내 거주자에 대해서 지원자를 모집하여 IoT장치와 대면면접식 설문조사 등으로 재실자의 에너지 사용량, 사용 패턴 및 프로파일 데이터를 수집하여 DB를 구축- 최종적으로 기존의 건축물 및 건축물군 형태와 환경부하를 연계한 형태-환경 모델에 연결하여, 형태-환경-행태 모델 완성？？ 알고리즘 도출을 위한 분석방법- 최종 알고리즘을 위한 변수간 관계도를 도식화하면 아래 그림과 같음- 1번째와 2번째 핵심성과물들을 활용하되 각 DB 측정 지점의 공간적 인접성 고려가능한 공간회귀분석 및 다양한 변수관계를 한번에 분석하여 처리할 수 있는 구조방정식 이용？？ 알고리즘 도출 후, 검증- 최종결과물인 알고리즘을 도출한 후, 검증을 위해서 나머지 1개 대상 지구(근린)의 자료를 알고리즘에 투입하여 결과 검증(2) 핵심성과2: 건축물 에너지 소비량 예측을 위한 형태 ？ 환경 ？ 행태모델(알고리즘)을 반영한 지구단위계획모델？？ 개발된 모델(알고리즘)을 지구단위계획에 적용 후, 에너지 절감율 검증- 최종결과물인 알고리즘을 지구단위계획안에 적용하기 위해서 4개 연구대상지 범위 안에 있거나 주변 가까이에 위치하고 있는 지구단위계획 대상지 및 관련 계획정보를 활용- ①지구단위계획 적용 이전, ②기존의 지구단위계획 적용 후, ③새롭게 본 연구결과를 반영한 지구단위계획 적용 후에 대한 세 가지 상황을 환경시뮬레이션을 통해서 비교하여 에너지 절감율을 비교？？ 형태-환경-행태 모델(알고리즘)의 지구단위계획에 대한 적용 방안 도출- 최종결과물인 알고리즘을 지구단위계획안에 적용하기 위해서 4개 연구대상지 범위 안에 있거나 주변 가까이에 위치하고 있는 지구단위계획 대상지 및 관련 계획정보를 활용하여 본 연구결과를 반영한 지구단위계획을 적용하여 새롭게 도시설계를 수행- 새롭게 적용된 지구단위계획안의 현실성 및 적정성은 전문가 자문 및 전문가 설문을 통해서 검증 및 확보할 계획
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