수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소 연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절 약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해 서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온 실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉 난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하 는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기 상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피 복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위 해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석 을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최 대 난방 용량 449,578kJ·h-1, 냉방 용량 431,187kJ·h-1이 산정 되었다.

This study is about the control method of smart skin applying SPD(Suspended Particles Display). Smart skin is a self-developed composite window system for the purpose of reducing the cooling load and lighting load. The simulation by TRNSYS18 was modeled in detail based on an actual office located in Jeonju. The previously studied smart skin control method (case1) is a time-dependent control method, and a new control method (case2) was devised based on the data that consideration of daily insolation is important in an actual environment. As a result of simulation by case1, it was found that the amount of cooling energy and lighting energy saved was reduced by 15.1% and 39.2%, respectively, compared to the general model. As a result of the simulation by case2, it was found that the amount of cooling energy and lighting energy saved was reduced to 17.6% and 57.5%, respectively, compared to the general model. Therefore, the newly proposed control method considering the amount of insolation and time was found to be effective in reducing cooling energy and lighting energy.

In this study, a smart skin system that combines SPD (suspended particle display) and LGG (Lighting Guide Glass) and its optimal control method was developed for the purpose of simultaneously reducing the lighting load and cooling load in office buildings. And a demonstration site was built to test the results. The demonstration site was constructed as an experimental group with a smart skin system installed and a control group with a general window system installed. When the cooling energy consumption of the experimental group to which the smart skin system was applied was reduced by about 36.9% compared to the control group, the lighting energy was also reduced by 54.4%.

In this study, the energy use of buildings was compared and analyzed by using weather data predicted with machine running techniques. Python was used as a predictive program to predict weather data and TRNSYS was used to simulate the energy usage of buildings. For weather forecasting, weather data from 1 August to 7 August were studied to forecast ambient air temperature and solar radiation. The lowest error came in seven days, with the outside air temperature standing at 1.8 percent and the solar radiation at 2.4 percent. The energy use of the building was simulated by using weather data predicted through the 7 days learning data with the lowest error. As a result , the error rate of cooling energy use was 1.92%, the sum of cooling energy and lighting energy use was 1.79%, and the building control by using predicted weather data didn’t show a big difference with just control.

In this study, an algorithm for control of SPD(Suspended Particles Display) on Smart Skin was proposed. The office with SPD located in Jeonju, Jeollabuk-do was modeled and simulated using TRNSYS18. Through simulation, the energy and lighting consumption of building were analyzed The two kinds of control algorithm(SPD and dimming control method for cool energy and lighting energy saving(CASE 1) and improved control method(CASE 2)) were compared. For this research, Two models(with and without SPD and dimming control) were analyzed by comparing the cooling energy and the light energy consumption was reduced 15.1%, and the lightind energy consumption was reduced by 39.2% more than the model without SPD and dimming control. But, at the improved control method(CASE 2) the cooling energy consumption was reduced of more 2.5% and lighting energy consumptions was reduced of more 18.3% than CASE 1. When using SPD and dimming control, lighting energy consumptions showed more sensitive to solar radiation than cooling energy consumptions. As the improved control method(CASE 2) showed more advantageous saving tate than SPD and dimming control metrhod for cool energy and lighting energy saving(CASE 1), it was found that the improved control method (CASE 2) must be utilized in practice for SPD and dimming control.

본 연구에서는 BES 기법을 활용하여 온실을 대상으로 실시간 에너지교환 시뮬레이션 모델 개발 및 검증을 수행하고 냉·난방부하 산정 및 경향성을 분석하였다. 우선 BES 기법과 현장실험을 기반으로 온실의 실시간 에너지 교환 모델을 개발하였다. 광흡수율, 엽면적지수, 잎 특성 길이 등 대상작물인 애플망고의 특성 값들과 온실 내부 이산화탄소 농도, 광량, 온도 등 실시간 입력 자료를 고려하여 작물 및 토양의 에너지교환을 구현하였다. 모델의 검증은 온실 내부 기온으로 수행하였으며 실측 내부 기온과 연산된 내부 기온 간의 결정계수, 일치도로 평가 하였다. 내부 기온 비교는 결정계수 0.89, 일치도 0.93으로 높은 유사성을 확인하였으며 모델의 유의성을 판단하였다. 개발한 모델과 2005년부터 2014년까지의 기상자료, 대상작물의 생육단계별 적정생육온도를 이용하여 대상온실의 냉·난방부하 산정하였다. 연도별 냉·난방부하산정 및 경향성을 파악하였으며 최대 냉·난방부하 산정을 통하여 대상온실의 냉·난방장치 용량설계의 기초자료를 확보하였다. 최근 10년 치 기상자료를 통하여 평균 최대 난방부하 525,473 kJ·hr-1, 평균 최대냉방부하 630,870 kJ·hr-1가 산정되었으며 대상 온실에 지열, 온배수, 태양열 등 신재생에너지를 활용할 경우 유용하게 활용될 것으로 판단된다. 본 연구를 통하여 온실 내 각 구성요소 간의 실시간 에너지교환을 모의할 수 있었으며 추후 온배수 활용을 위한 저류조, 히트펌프, 축열조 등의 설비를 구현함에 따라 전반적인 냉·난방 시스템의 구현 가능성을 확인하였다. 또한 동적 해석방법을 통하여 재배작물, 생육단계 및 토양을 고려하였으며 온실 에너지교환 모델에 다양한 형태로 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 도심의 열환경 개선 및 건물에너지저감 효과가 입증된 벽면녹화 중 기존 건물에 적용 가능한 패널형 벽면녹화 식재기반 유형에 따른 건물에너지 저감 성능을 분석하고자 하였다. 식재기반 유형은 총 4가지 유형으로 하였으며, Case A는 벽면녹화가 미적용된 유형으로 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case B는 식재층 + 무기다공성블 록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였으며, Case C는 식재층 + 코코피트블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. Case D는 식재층 + 마사토블록 + 콘크리트 + 단열재로 구성하였다. 분석항목으로는 열전도율, 열관류율, 건물에너지시 뮬레이션을 실시하였다. 식재기반 유형별 열전도율은 Case C(0.053W/mK) > Case B(0.1W/mK) > Case D(0.17W/mK)의 순이었다. 에너지시뮬레이션 결과 중 단위면적당 냉방피크부하저감은 미적용인 Case A 대비 Case C(1.19%) > Case B(1.14%) > Case D(1.01%)이며, 난방피크부하저감은 Case A 대비 Case C(2.38%) > Case B(1.82%) > case D(1.50%)로 산정되었다. 연간 냉·난방부하저감은 미적용 Case A대비 벽면녹화 유형에서 0.92~1.28% 저감률을 나타내었다. 연간 냉난방에너지사용량은 3.04~3.22%의 저감률을 보였으며, 1차에너지사용량은 Case A대비 나머지 유형에서 평균 5,844 kWh/yr의 저감량을 보였다. 연간 이산화탄소발생량은 벽면녹화 미적용 Case A대비 평균 996㎏ 저감량을 보였다. 식재위치별 에너지성능평가 결과 동향 > 서향 > 남향 > 북향 순이었다. 벽면녹화비율에 따른 에너지성능평가 결과 녹화 비율이 높아짐에 따라 양호한 결과를 나타내었으며, 20~80%의 비율보 다 100% 녹화시 약 2배의 저감률을 보였다.

요 약 급격히 증가한 세계의 에너지 소비에 따른 문제로 에너지 공급의 어려움과 자원의 고갈, 환경에 심각한 영향이 발생 하면서 국제적으로 에너지 사용량 절감에 대한 관심이 높아 지고 있다. 또한, 기후변화에 대한 대응으로 선진국에 온실 가스 감축의무가 부과되면서 에너지 절약이 사회적으로 대 두되고 있다. 도심은 건물축물 및 불투수포장면 증가로 도 시 열환경에 큰 악영향을 미치고 도시열섬현상이 발생하기 이르렀다. 도시열섬 완화를 위해 다양한 방법이 모색되고 있지만 바람길과 녹지의 확보가 가장 중요한 요소이다. 녹 지 확보가 지상을 중심으로 넓게 이루어진다면 가장 양호하 겠지만, 녹지 확보공간이 불충분한 도심지역에서는 옥상녹 화 등의 건축물 녹화가 최선의 대안으로 여겨진다. 특히 옥 상녹화는 도시환경 개선뿐 아니라, 건물에너지 절감 측면에 서도 매우 유용한 특성을 가지고 있다. 즉 옥상녹화는 옥상 에 녹지의 창출과 더불어 건물 외피의 성격으로 외단열 형 태이며, 이는 건물에너지 절감에 기여하고 있을 것으로 예 측된다. 현재까지의 옥상녹화는 주로 생태적측면의 연구와 기온저감에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 저에너지 건 축물 및 도시 조성 차원에서 건물에 미치는 에너지 절감효 과에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 이러한 배경에서 옥상녹화시스템에 대한 열성능 시뮬레이션의 필요성과 대 략적 방법론이 제시되어 에너지저감효과에 대한 분석이 이 루어 졌으나, 대부분 토양과 식재만을 고려하여 분석하였다 는 제한점이 있다. 또한 대도심 건축물의 주를 이루고 있는 오피스건물에서 옥상녹화 유·무에 따른 건물에너지절감에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 도심지에 서 가장 많이 이용되고 있는 오피스 건물을 대상으로 옥상 녹화시스템이 건물에너지절감에 미치는 영향 및 비교·분석 을 통해 향후 대도시 지역의 건물에너지 절감을 실현할 수 있는 옥상녹화시스템 개발의 기초자료로 제공하고자 한다. 본 연구의 시뮬레이션 프로그램은 EnergyPlus7.2를 이용 하였다. EnergyPlus는 미국 DOE(Department Of Energy) 에서 개발된 프로그램으로 에너지사용량 평가에 유용한 툴 로서 국내외에서 타당성이 검증된 시뮬레이션 프로그램이 다. EnergyPlus는 기존 해석 도구인 DOE-2, BLAST, COM IS의 장점을 통하여 개발된 도구로서 CTF(Condcuction Tr ansfer Function)과 CFD(Conduction Finite Difference), H AMT(Combined Heat and Moisture Transfer) 등과 같은 벽체 열전달 계산 알고리즘을 이용하여 기존 해석 도구에서 불완전했던 실내 온도 예측과 같은 점이 보완되었다. Energ yPlus는 상세 에너지 해석이 가능하며 해석기간 동안 수시 로 변화하는 건물의 실내외 조건, 벽체의 축열부하를 고려 하여 매 시간당 에너지균형(Energy Balance)을 계산하기 위해 유한차분법, 응답계수법 등과 같은 수치해석 방법을 채택하고 있다. 일정 시간 간격으로 외벽을 통한 관류열, 시간에 따른 실내 현열 및 잠열, 발열, 환기 및 침기에 의한 열손실/취득, 일사, 천공복사, 내벽체간 복사, 주위건물 음 영, 건물 내·외부 대류 열전달 등, 여러 가지 열전달 경로를 통하여 동시에 발생되는 열부하를 통합하여 계산한다. 적용 모델의 건물은 3층 규모로 설정하였으며 연면적 1,200㎡, 창면적 210㎡ 이며, 옥상녹화유형별 에너지절감효과를 정 량적으로 분석하기 위해 식재층 재료, 토양층 재료, 배수판 재료, 단열재 적용 유무 등을 고려하여 5개 type으로 설정하 였으며, 이외 옥상녹화가 미적용된 type을 포함하여 총 6개 type의 시뮬레이션을 실시하여 미적용 대비 옥상녹화의 에 너지절감효과 및 옥상녹화시스템별 에너지절감 차이를 정 량적으로 제시하였다. 옥상녹화시스템 유형은 저관리경량 형으로 type B, C, D, E를, 관리중량형으로 type F를 설정하 였다. 시뮬레이션에 적용된 type별 구조를 구체적으로 제시 하면, 옥상녹화가 미적용된 type A는 콘크리트 210㎜, 단열 재 110㎜이고, 이외 5개 type에서도 건물구조는 type A와 동일하게 설정하였다. type B 구조는 식재층(100㎜)+GBblock(100㎜)+방근시트(2㎜)+배수판(50㎜), type C 구조는 식재층(100㎜)+펄라이트(70㎜)+부직포(2㎜)+화산석(80㎜)+sedemblock(80㎜), type D 구조는 식재층(100㎜)+펄 라이트(115㎜)+부직포(2㎜)+배수판(35㎜), type E 구조는 식재층(100㎜)+마사토(85㎜)+펄라이트(30㎜)+부직포(2 ㎜)+배수판(35㎜), type F 구조는 식재층(100㎜)+마사토(3 00㎜)+펄라이트(30㎜)+부직포(2㎜)+배수판(35㎜)으로 구 성하였다. 적용건물의 설정조건으로는 냉·난방 설정 온도 각각 22℃, 24℃, 공조방식은 Fan-coil unit 방식을 적용하 였다. 또한 난방기(Heat Generation)와 냉방기(Chiller)의 성능 계수는 각각 0.83, 1.67로 설정하여 분석하였다. 조명 설계는 사무공간으로 목표조도 400lux, 조명부하 5 W/㎡·1 00lux이며, 창면적비율은 30%, 재실인원 0.11 people/㎡, 인체발열 123 W/person, 환기량 10 l/s·person, 급탕 0.2 l/ ㎡·day, 건물운용 24시간(근무시간 9:00~18:00)으로 설정 하였으며, 기상데이터는 중부지역의 충주지역의 기상데이 터를 이용하여 분석을 수행하였다. 옥상녹화 면의 열관류율(U-Value)은 type A 0.332 W/ ㎡·K, type B 0.25 W/㎡·K, type C 0.281 W/㎡·K, type D 0.287 W/㎡·K, type E 0.284 W/㎡·K, type F 0.271 W/ ㎡·K로 분석되었다. 열저항성(R-Value)은 type B > type F > type C > type E > type D > type A 순으로 나타났다. 건물부하는 시시각각 변화하지만 이것이 최대가 되는 시각 에 대해서만 열량을 계산하며, 이것을 최대부하시간(Peak Hour)에 대하여 행한 부하계산을 최대부하계산법(Peak Lo ad Design)이라 한다. 피크부하 중 난방피크부하량은 type A > type D > type E > type C > type F > type B 순이며, 미적용 유형인 type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 0.6 ~ 0.9% 절감효과가 예측되었다. 또한, 냉방피크부하 량은 type A > type E > type D > type C > type B > type F 순이며, type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 1.1 ~ 1.2% 절감효과가 예상되었다. 연간냉·난방부하량 은 type A > type E > type D > type C > type B > type F 순이며, type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 1.14 ~ 1.18% 절감효과가 예측되었다. 연간에너지사용량은 type A > type D > type E > type C > type F > type B 순이며, type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 0.5 ~ 0.9% 절감효과를 보였다. 최상층의 에너지성능분석을 한 결과, 난방피크부하량은 type A > type D > type E > type C > type F > type B 순이며, 미적용 유형인 type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 1.3 ~ 2.1% 절감효과가 예측 되었다. 또한, 냉방피크부하량은 type A > type E > type D > type C > type B > type F 순이며, type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 1.2 ~ 1.5% 절감효과가 예상되었 다. 연간피크난방부하량은 type A > type D > type E > type C > type F > type B 순이며, 미적용 유형인 type A 대비 type B, C, D, E, F 유형은 약 6.0 ~ 9.0% 절감율을 보였으며, 연간피크냉방부하량은 type B > type A > type F > type C > type E > type D 순이다. type B를 제외한 유형에서는 냉방부하저감을 보였으나, type B는 다른 유형 에 비해 높은 단열성으로 인해 내부의 열이 외부로 방출되 지 못한 결과로 사료된다. 이상의 결과로 옥상녹화 적용에 따른 에너지저감효과는 냉방시기 보다 난방시기에 높은 효과를 보였으며, 향후 다 양한 옥상녹화시스템 및 유형별 조성에 따른 검토가 이루어 져야 할 것이다.

The annual energy demand of the standard rural house models Nongrim-10-26 -ga was analyzed using the DesignBuilder. Size of window and type of window were selected as simulation parameters. As a result, heating energy demand was 8.3 times higher than cooling energy demand and reducing heating energy demand is important factor in reducing total building energy. When increasing window glazing size, internal heat gain and loss was changed depending on the outdoor weather conditions. Cooling energy demand increases in summer and heating energy demand increases in winter. When the type of window was changed, cooling energy demand was decreased as the SHGC value was decreased. However, heating energy demand was changed depending on both of the SHGC value and U-value of the selected window type.

기업의 건물 및 설비에 대한 에너지 절감의 방법을 9단계로 제시하였다. 인류에게 직면한 에너지 절감의 문제는 지혜로운 사람이나 조직에게는 새로운 기회를 제시할 것이다. 에너지 절감의 방안 사무실이나 가정 등 모든 곳에서 실시할 수 있다. 낭비적 인 에너지 사용을 파악하여 줄여나가게 되면 에너지 원가뿐만 아니라 경쟁력 있는 원 가를 확보하게 되어 이익향상에도 바로 연결될 것이다.

Four different buildings having various wall construction are analyzed for the effect of wall mass on the thermal performance and inside building air and wall temperature transient and also for calculating the energy consumption load. This analytical study was motivated by the experimental work of Burch et al. An analytical solution of one-dimensional, linear, partial differential equations is obtained using the Laplace transform method, Bromwich and modified Bromwich contour method. A simple dynamic model using steady state analysis as simplified methods is developed and results of energy consumption loads are compared with results obtained using the analytical solution. Typical Meteorological Year data are processed to yield hourly average monthly values. This study is conducted using weather data from two different locations in Korea: Daegu having severe weather in summer and winter and Jeju having mild weather almost all year round. There is a significant wall mass effect on the thermal performance of a building in mild weather condition. Buildings of heavyweight construction with insulation show the highest comfort level in mild weather condition. A proportional controller provides the higher comfort level in comparison with buildings using on-off controller. The steady state analysis gives an accurate estimate of energy load for all types of construction. Finally, it appears that both mass and wall insulation are important factors in the thermal performance of buildings, but their relative merits should be decided in each building by a strict analysis of the building layout, weather conditions and site condition.

In this study the real situation of apartment house in seoul is reproduced with multi-zone modeling program CONTAM2.4. This model include disinfection system which is consist of dilution, filtration, UVGI(ultra violet germicidal irradiation). It's energy consumption was also analyzed through the linked model of CONTAM and TRNSYS according to the combination of components. The comparison of total energy consumption through energy analysis revealed that adjusting the air change rate of the UVGI air sterilizer to maintain the same indoor microbe removal capability was more advantageous in terms of energy consumption.

유산양의 에너지 및 단백질 이용성을 조사하기 위하여 대조구(A), TDN 증량구(B), 조단백질 증량구(C) 그리고 TDN 및 조단백질 증량구(D)로 구분하여 섭취량, 소화율과 질소 및 에너지 이용성을 시험하였다. 공시축은 유산양(Saanen, 평균체중 17.5kg, female) 12두를 공시하였고, 2008년 10월 20일부터 11월 9일까지 충남대학교 부설동물사육장에서 수행하였다. 건물 섭취량은 D구에서 가장 높았으며 B구가 C구보다 유의적으로 높

This study is on the development of energy dissipation control algorithms for vibration control of a 76 -story building under wind excitation. Velocity feedback, bang-bang, and energy gain control algorithms are proposed based on the Lyapunov stability theory and the performance of them are evaluated and compared. Saturation problem is considered in the design of velocity feedback and energy gain control algorithms, and chattering problem in bang-bang control is solved by using boundary layer. Numerical results show that the proposed control algorithms can dissipate the structural energy induced by wind loads, and thus they provide good control performance.

본 연구에서는 지진하중에 의하여 철골 모멘트저항골조(MRF)와 좌굴이 방지된 가새골조(BRBF) 그리고 힌지로 접합된 좌굴이 방지된 가새골조(HBRBF)에서 발생하는 층별 이력에너지의 분포에 대하여 고찰하였다. 예제 구조물의 에너지 요구량을 산정하기 위하여 다른 지반조건에서 계측된 60개의 지진기록을 사용하였다. 해석결과에 따르면 MRF와 BRBF에서의 이력에너지는 밑면에서 최대가 되고 상부층으로 갈수록 점진적으로 감소하여, 상부층에서는 부재의 이력거동이 거의 발생하지 않았다. 그러나 HBRBF에서의 층별 이력에너지는 구조물의 높이에 따라 상대적으로 균등하게 분포하였으며, 이러한 경우 손상이 한 층에 집중적으로 발생하지 않아 다른 시스템에 비하여 보다 바람직하다고 할 수 있다. 연암 지반, 연약한 토사, 단층 근처의 지반 조건에 따른 에너지의 분포형태는 거의 동일하게 나타났다.

In equivalent static nonlinear analysis and in energy-based design, the structures are generally transforrned into an equivalent SDOF system. In this study the seismic energy demands in multi story structures, such as three-, eight-, and twenty-story steel moment-resisting frames (MRF), buckling restrained braced frames (BRBF) and a damage tolerant buckIing restrained braced frame (DTBRBF), are compared with those of equivalent single degree of freedom (ESDOF) systems. Sixty earthquake ground motions recorded in different soil conditions, which are soft rock, soft soil, and near fault, were used to compute the input and hysteretic energy demands in model structures. In case the modal mass coefficient is less than 0.8, the effects of higher modes are considered in the process of converting into ESDOF. According to the analysis results, the hysteretic and input energies obtained from three story and eight story MRF and DTBF agreed well with the results from analysis of equivalent SDOF systems. However in the twenty' story BRBF the results from ESDOF underestimated those obtained from the original structures

원전 격납건물은 내진 안정성을 확보하기 위해 설계단계에서 여유나 보수성을 부여하게 된다. 원전 구조물의 내진성능 평가는 이러한 여유나 보수성을 배제한 실질적인 성능 및 응답을 기준으로 평가하게 된다. 본 연구에서는 내진성능 평가에 고려되는 구조물의 성능 및 응답관련 계수들 중 그 기여도가 비교적 큰 비탄성 에너지 흡수계수의 산정방법에 대한 비교를 수행하였다. 또한 각종 방법에 따라 산정된 비탄성 에너지 흡수계수에 따른 HCLPF(high confidence of low probability of failure)값의 변화를 분석하였다. 연구결과 원전 격납건물의 비탄성 에너지 흡수계수는 1.5~1.75로 나타났다. 구조물의 내진성능을 명확히 평가하기 위해서는 먼저 구조물의 비선형 거동 및 연성도를 정확히 평가하여야 함을 알 수 있다.