| 2차년도 |
- 주관연구개발기관(㈜미래환경플랜건축사사무소) (성과 1-1) 기존건축물 내 열쾌적성 예측을 위한 온습도 가상센서 기술 개발 (성과 3-1) 건축물 정보를 이용한 에너지 영향변수 추출 기술 개발 (성과 3-2) 건물에너지 시뮬레이션 기반 에너지 데이터 증강 기술 개발 - 공동연구개발기관(케빈랩㈜) (성과 2-1) 무선 다채널 IoT 측정장치를 적용한 경량화 BEMS 기술 개발 (성과 2-2) 엣지클라우드 기반의 데이터관리 경량화 기술 개발 (성과 4-1) 기존건축물 설비 적용을 위한 IoT 제어장치와 원격 제어기술 개발
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○ (성과 1-1) 기존건축물 내 열쾌적성 예측을 위한 온습도 가상센서 기술 개발- 실내 온습도 측정값 및 가상센서 예측값을 이용하여 열쾌적성(PMV, PET)를 예측- 기존건축물 내 온습도 측정 위치 또는 측정 장치 설치가 용이한 지점의 측정값을 이용하여 미측정 지점의 온습도를 예측하는 가상센서 알고리즘 개발- 기존건축물 온습도 측정값을 이용한 실내 열쾌적성 예측 가상센서 기술 개발 ○ (성과 3-1) 건축물 정보를 이용한 에너지 영향변수 추출 기술 개발- 건축정보를 이용한 에너지 영향 설계인자 식별 기술 개발 및 적용- 에너지 시뮬레이션 및 유사 유형 건물군 데이터 비교를 위한 건축물의 에너지 특성 도출 ○ (성과 3-2) 건물에너지 시뮬레이션 기반 에너지 데이터 증강 기술 개발- 건축물 정보에 기반하여 에너지시뮬레이션용 물리모델을 생성- 외기환경 및 패시브요소 등 변수 조정을 통한 에너지시뮬레이션 데이터를 도출- 물리모델 시뮬레이션 데이터에 기반한 에너지 데이터 증강 기술 개발 및 적용 ○ (성과 2-1) 무선 다채널 IoT 측정장치을 적용한 경량화 BEMS 기술 개발- 기존건축물 설치한계 보완한 콤팩트한 무선 다채널 IoT 측정 장치 개발- 무선통신방식을 이용한 시스템 효율화 ○ (성과 2-2) 엣지클라우드 기반의 데이터관리 경량화 기술 개발- 서버(게이트웨이)부화 최소화 위한 Edge 데이터 전처리 및 데이터 처리 기술- Massive Data 처리용 서비스 허브(Service Hub) 개발- 현장모니터 및 웹서버모니터링 기능을 구비한 클라우드연계형 엣지게이트웨이(탭) 개발 ○ (성과 4-1) 기존건축물 설비 적용을 위한 IoT 제어장치와 원격 제어기술 개발- 제어 수준에 따른 IoT 제어장치 연결/데이터수집/로컬분석/자동화 분류에 따른 제어 명령 수신 - 엣지클라우드를 이용한 1분 단위 제어모니터링- 재실자의 사용목표(쾌적재실, 최대절약, 국민DR참여 등)에 따라 열쾌적성과 에너지사용량의 허용 범위를 산정하고 목표달성을 위한 제어 시나리오 개발
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
○ 기술적 기대효과 - 비용 절감형 IoT 측정 및 제어장치, 엣지클라우드 서버 등 BEMS 장치 개발의 기초기술을 확보하여 추후 다양한 형태와 용도의 BEMS를 개발하기 위한 기술 기반을 마련함 - 경량화 BEMS에서 수집된 데이터의 활용성을 높이기 위해 본 연구에서 개발되는 클라우드 원격 자동제어기술과 에너지 데이터 증강화 및 쾌적도 분석 기술로 BEMS 수집 데이터의 활용성을 증대하는 기술을 확보할 수 있음. - 그린리모델링, 기존건축물 에너지 성능 개선 등 BEMS 설치 확산이 필요한 다양한 사업 추진 시 경량화 BEMS를 적용함으로써 편리성과 효율성 증대를 기대할 수 있음 - 기존건축물 및 소규모 건축물에 BEMS를 설치함에 따라 세부적인 에너지원별, 용도별 에너지사용량 데이터를 확보하여 추후 건물 에너지 연구를 위한 공공 통계 데이터로 이용되어 활용도를 증대할 수 있음
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 경제·산업적 기대효과 - 전문인력 배치, 센서 설치로 인해 발생하는 비용과 다르게 본 연구에서 개발하고자 하는 BEMS는 비전문가 역시 사용이 가능하며, 가상 센싱 및 관제점을 최소화하여 하드웨어 비용 및 공사 비용이 감소함에 따라 기존 BEMS 대비 초기 설치 및 운영 비용을 절감하여 에너지 관리의 경제적 효과를 높임 - 연면적 500-1,000㎡ 규모의 중소형 신축 건축물 및 기존건축물의 그린리모델링 등 제로에너지건축물 인증 및 BEMS 설치인증이 대상이 확대되고 있으므로, 경량화 BEMS의 개발은 중소형 건축물 대상의 BEMS 시장을 활성화하는 경제적 기대 효과가 있음 - 중소형 건축물에 규모적/비용적 측면에서 설치가 어려워 경량화 BEMS 연구를 통해 기술 확보 시 해당 시장의 기술 선점이 가능하며 해외 시장으로의 수출을 기대할 수 있으며, 타 분야의 친환경 건축물 기술과의 연계 효과를 기대할 수 있음○ 사회적 기대효과 - 건물 에너지관리를 위한 핵심기술인 BEMS의 도입 비용을 절감하고 제어·관리가 간소화됨으로써, 개별 건축주의 BEMS 설치를 유도하고 BEMS 확산 정책의 효과를 높여 중소형 규모 및 기존건축물의 BEMS 설치 및 건물 에너지관리를 활성화 할 수 있음 - 건물 에너지 관리에 대한 규제가 강화됨에 따라 발생할 수 있는 금전적인 부담과 운영상 어려움을 줄임으로써 규제에 대한 반발을 완화하고 국내외 사회적 요구에 따른 에너지관리 정책 추진을 가능하게 함. - 건물의 에너지 모니터링 및 제어를 통하여 건물 분야의 에너지 절감 목표 달성에 기여하고 국가 탄소 배출량 저감 및 그린뉴딜 정책 추진에 기술적 기반을 마련하여 친환경 정책의 선도적 국가 위상을 제고할 수 있음. - 본 연구를 통해 개발된 경량화 BEMS를 통해 기존건축물의 에너지 성능 개선을 활성화함으로써, 건축물의 유지관리비뿐만 아니라 재실자의 열적 쾌적성을 만족시킴으로써 삶의 질 향상에 기여 가능함.
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| 활용방안 |
○ 실무 분야에서의 활용 방안 - 기존건축물 및 중소형 건축물 대상으로 적은 비용의 경량화 BEMS 설치를 제공하고, IoT 및 클라우드 등 신기술을 이용하여 건물 에너지 관리 업무의 경제성 및 효율성을 높임 - 경제적 효용성이 낮아 BEMS 도입이 어려웠던 그린리모델링 사업대상지 또는 ZEB 인증대상지에 경량화 BEMS를 설치하여 에너지관리 효과를 높일 수 있음 - BEMS 운영 전문인력이 부재하더라도 건물 내 에너지사용량 데이터 확인을 통한 제어가 가능하고, 사용자가 직접 건물의 최적 제어 방안을 설정하여 건물 에너지사용량 절감이 가능함 - 에너지데이터 분석 및 예측기능, 센서 배치 최적화 기능 등 알고리즘을 기반으로 BEMS 및 건물 에너지 통합관리 프로그램의 응용 라이브러리를 개발 가능함○ 정책 분야에서의 활용 방안 - 경량화 BEMS의 비용 절감 효과에 기반하여 건물 에너지관리의 경제적 효용을 높이고 효과적인 그린리모델링 및 BEMS 설치 인증 확대화 정책 수립이 가능함 - 클라우드 기반의 BEMS 설치 건물의 서버 운영 비용을 더욱 절감할 수 있도록 에너지데이터 통합운영센터 및 공공클라우드 운영 정책을 시행하고, 이를 통한 추가 비용 절감효과로 BEMS 보급을 촉진할 수 있음 - BEMS 설치 의무화 대상이 아닌 중소형 기존건축물의 자발적인 BEMS 설치를 촉진하는 기반으로 활용하고, 공공클라우드 기반의 건축물 에너지사용량 공공데이터를 구축할 수 있음○ 연구 분야에서의 활용 방안 - BEMS 개별 요소의 소형화, 비용 절감화를 위한 기초 기술을 확보하여, 이를 기반으로 사용 목적 및 설치 대상에 따라 다양한 BEMS 제품군 적용 기술을 개발할 수 있음 - IoT 및 엣지클라우드, 인공지능 자동제어 등 4차산업혁명 기반 기술을 BEMS 개발에 적용하기 위한 기초 연구 자료로 활용하여 BEMS 분석 및 제어 기술을 향상할 수 있음 - 해외의 BEMS 연구기관 및 건물 에너지 정책 기관과의 경량화 BEMS의 적용사례를 공유하고, 경량화 분야의 선도적인 기술 확보를 바탕으로 BEMS 분야 국제 공동 연구를 활성화함
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