건물 에너지 시뮬레이션

건물 전체에 대한 에너지 시뮬레이션 단계에서는 컴퓨터 프로그램을 통해 연간 에너지 사용량을 측정합니다. 대부분의 경우, 건축가와 건물주는 이러한 모델링에 대한 경험이 없거나 부족하며, 시뮬레이션 결과를 설계 및 의사결정 과정에 적용하지 못합니다. 이러한 시뮬레이션 프로그램에 대한 적절한 사용은 건물 설계팀으로 하여금 건물의 에너지 사용 효율을 최대한으로 이끌 수 있도록 돕습니다.

건물 에너지 시뮬레이션은 다음과 같은 과정에 이용됩니다.

  • 건물의 에너지 소비량 예측
  • 비용 효율이 높은 방안을 선택하여 연간 에너지 소모량 감축
  • 프로젝트 상에 구현된 에너지 절약 조치 관련하여 설계팀의 결정을 도움
  • 코드 준수 입증
  • LEED EA credit1 “최적 에너지 성능” 포인트 획득


에너지 모델은 설계 과정이 진행될수록 더 정교해지고, 수정되고 정확해집니다.

프로젝트 개념설계에서 에너지 모델링은 매우 가치있는 과정입니다. 숙련된 모델링 기술자는 주요 구역당 하나의 공간 정도의 간단한 모델을 빠르게 생성할 수 있습니다. 이는 건물의 형태, 방향, 체적, 채광 공간 그리고 외형 특성과 같은 요소들을 결정하는데 영향을 미칩니다.이러한 피드백은 설계과정 초기에도 가능합니다.

기본설계 과정에서, 에너지 모델링은 설계과정에 포함된 요소들이 가장 유망한 에너지 절약 방식에 초점을 둘 수 있도록 합니다.




연구에 따르면, 건물 냉방과 실내조명이 건물 전체 에너지 소비량의 50%이상을 차지합니다. 그러므로 에너지 효율 측정 시 이 두 항목에 중점을 두어야 합니다. 냉방부하를 감소하는 전략을 세우는 것이 현명 할 것입니다. 우리가 알고 있듯, 냉방부하가 떨어지면, 팬과 펌프 구동 에너지 소비는 감소합니다. 또한 조명으로 발생하는 에너지는 냉방 시스템에 의해 제거됩니다. 그러므로 조명 에너지 감축은 냉방 에너지 소비 절감으로 이어집니다.




다음단계는, 건물 냉방 부하의 감소에 주목하는 것입니다. 연구에 따르면, 냉방부하의 가장 큰 두가지 원인은 채광으로 전해지는 태양에너지와 빛에 의한 열 흡수입니다. 이 요소들을 제어 할 수 있는 전략에는 방향에 따른 창문 개수, 효율적인 조명시스템과 제어, 유리를 통한 태양열 흡수율의 감소, 해가림 등 이 있습니다.



설계 개발 과정에서, 에너지 모델링은 여러 변수들을 해결 할 수 있습니다.구체적인 에너지 절약 방법은 조명전력밀도, 절연체 두께, 유리의 일사열취득계수(SHGC), HVAC 장비의 효율, 제어 전략 등과 같은 요소들이 전체적인 건물 에너지 소비에 미치는 영향을 예측하기 위해 각각의 요소들을 변경해 가며 모델링 하는 과정에서 개발 될 수 있습니다.

시공 계획서 작성 단계에서는, 에너지 모델링은 규제에 위반되지 않는 최소한의 건물설계와 제안된 설계의 비교를 가능케 합니다.



건물 에너지 시뮬레이션 소프트웨어

GreenBIM Engineering의 에너지 모델러는 건물 전체의 정교한 에너지 시뮬레이션과 설계팀에 유용한 정보전달을 위해 최신식의 소프트웨어를 사용합니다. 에너지 모델링팀은 Autodesk사의 revit을 이용하여 프로젝트 도면에 기초한 간단한 3D 모델을 구축합니다. 건축정보모델링(BIM)은 공간 뿐만 아니라 HVAC 구역, 건물 외형, 내부적인 요인(사람, 조명 및 장비) 그리고 작동 일정을 포함한 정보를 구축합니다.

Green Building XML (gbXML) open schema를 통해, 건물의 특성이 Revit의 3D 모델로 저장되어 공학 해석 프로그램으로 전달됩니다. 건물 전체의 세부적인 에너지 시뮬레이션은 다음과 같은 전문적인 프로그램에 의해 수행됩니다.

• eQuest v3.65
• Trane Trace 700
• Energy Plus



LEED와 건물 에너지 시뮬레이션

에너지 성능은 그린 빌딩의 통합적인 설계에 있어서 매우 중요한 요소입니다. 미국 그린빌딩 위원회의 LEED 등급제도는 에너지 모델링을 통한 건물 에너지 사용량에 대한 평가 및 제안된 설계로 인해 절감된 에너지의 정량화를 요구합니다.

  • LEED v4 의 ‘통합 과정’ credit : 높은 성능 지원, 시스템 간 상호관계의 초기 분석을 통한 비용효율이 높은 프로젝트 결과

  • LEED EA 전제조건 2 “ 최소 에너지 성능” : ASHRAE 90.1 기준 건물 성능과 비교하여 최소 10% 개선의 입증 필요

  • LEED EA 크레딧1 “ 최적 에너지 성능 ” : 새로운 시공 프로젝트에 대해 19점까지 가능

GreenBIM Engineering에서 수행된 모든 에너지 모델은 그린빌딩 인증기관으로부터 인증되었습니다.