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건물 에너지 시뮬레이션

[건물 에너지 모델] 거주용 프로토타입 건물 모델(Residential Prototype Building Models)이란?

↓ 이전 글을 읽고 오시면 이 글을 읽는데 도움이 되실거에요.

 

DOE와 PNNL이 개발한 미국 프로토타입 건물 모델(Prototype Building Models)

미국 에너지부(U.S. Department of Energy, DOE)와 태평양북서부국립연구소(Pacific Northwest National Laboratory , PNNL)가 개발한 프로토타입 건물 모델(Prototype Building Models)을 살펴보겠습니다. DOE와 PNNL은 미국 전

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 글에서는 실제로 거주용(Residential) 프로토타입 건물 모델을 다운로드 받아서 살펴보도록 하겠습니다.

 

이전 글에서, 미국의 프로토타입 빌딩 모델을 어디에서 다운로드 할 수 있는지 웹사이트 링크를 알려드렸죠.

 

https://www.energycodes.gov/prototype-building-models

 

Prototype Building Models | Building Energy Codes Program

Prototype Building Models

www.energycodes.gov

 

 

위에 웹사이트에 접속해서 Table 4를 살펴보도록 할게요.

 

거주용 프로토타입 건물 모델이 Climate Zone 별로 나누어 데이터가 구축되어 있습니다.

 

Climate Zone Map from IECC 2021, 미국은 국토면적이 대한민국의 98배라고 한다

 

 

ASHRAE Climate Zone은 미국 전역을 기후대 별로 나눈 것인데요, 미국이 워낙 땅덩이가 크다보니 지역마다 기후가 너무 달라서 만들어낸 개념이죠. 이에 대해서는 다른 글에서 좀 더 자세히 다루기로 하고요,

 

오늘은 아래 테이블에서 ZIP 파일을 클릭해서 다운로드 받아보도록 합니다. 

 

거주용 프로토타입 건물 모델 데이터

 

 

다운로드 된 zip 파일을 열어보시면,

 

US+SF+CZ1AWHTS+oilfurnace+unheatedbsmt+IECC_2021.idf

 

그리고

 

US+SF+CZ1AWHTS+oilfurnace+unheatedbsmt+IECC_2021.html

 

이런 이름의 파일들이 보입니다.

 

여기에서 확장자가 Idf인 파일이 바로 우리가 찾는 건물 에너지 모델이에요.

Idf는 Input Data File의 줄임말입니다.

Energy Plus와 같은 에너지 시뮬레이션 프로그램의 인풋 파일이고요, 텍스트로 이루어진 파일입니다.

열어보면 건물 지오메트리(형상), 열적 특성, HVAC 시스템, Occupancy 스케줄 등 다양한 시뮬레이션 매개변수 등이 텍스트로 구축되어 있을 거에요. 

 

어떤 연구자들은, 이렇게 텍스트로 구성된 Idf파일을 직접 다루는 것을 선호하기도 하고요, 어떤 연구자들은 Idf파일을 osm(OpenStudio Model)파일로 변환해서 다루는 것을 선호하기도 합니다.  

 

확장자가 html인 파일은 Idf 파일을 이용해서 에너지 시뮬레이션을 수행한 결과 파일이에요.

html 파일을 열어보면 아래와 같이 건물의 정보와 함께 건물의 에너지 소비를 예측한 시뮬레이션 결과가 나와있어요. 

 

 

 

US+SF+CZ1AWHTS+oilfurnace+unheatedbsmt+IECC_2021.html

 

우리는 다음 글에서 직접 Idf 파일을 이용해 건물 에너지 시뮬레이션을 수행해서 위와 같은 결과를 얻어보도록 할거에요. 

 

그전에, 파일 이름 US+SF+CZ1AWHTS+oilfurnace+unheatedbsmt+IECC_2021.idf  을 좀 더 살펴볼게요.

 

  • 태평양북서부국립연구소(Pacific Northwest National Laboratory , PNNL)은 기본적으로 거주용 프로토타입 건물모델을 두 가지 타입으로 구축했어요.
  • SF 싱글 패밀리 하우스 : 우리나라 말로 단독 주택이라고 볼 수 있겠네요.
  • MF 멀티패밀리-저층 하우스 : 우리나라에서 다세대 저층 주택의 개념과 비슷할 거라고 유추가능해요.
  • US+SF+CZ1AWHTS+oilfurnace+unheatedbsmt+IECC_2021.idf 에서 파일이름에 SF가 들어가죠? 즉 이 데이터 파일은 싱글 패밀리, 단독주택 파일이라는 겁니다. 
  • CZ1AWHTS는 건물이 위치한 곳의 기후를 나타내는 거에요. ASHRAE Climate Zone 1, moisture regime A, Warm-Humid라는 것을 뜻하죠. 
  • oilfurnace 는 건물의 난방 시스템을 나타내요. 건물의 난방 시스템은 보통 Electric Resistance, Gas Furnace, Oil Furnace, Heat Pump중 하나입니다.
  • unheatedbsmt는 건물의 Foundation 유형을 나타내요. 건물의 Foundation 유형은 보통 slab, crawlspace, heated basement, unheated basement 중 하나입니다.
  • IECC는 International Energy Conservation Code의 줄임말이고요,
  • 2021은 이 데이터가 만들어진 년도를 나타내요. 건물이 지어진 년도가 아니라는 걸 주의하세요.

자, 이렇게 주거용 건물 프로토타입 파일을 직접 다운로드해서 이름까지 살펴봤는데요,

다음 글에서는 주거용 건물 프로토타입 파일을 좀 더 자세히 열어서 살펴볼까해요.

 

다음 글에서는 아래와 같이 건물 모델을 시각화해서 볼 수 있습니다.

 

싱글 패밀리 프로토타입 건물 모델

 

 

다음 글에서 만나요!

 

다음 글 ↓

 

프로토타입 건물 모델과 에너지 플러스(Energy Plus)를 이용한 건물 에너지 시뮬레이션

자, 우리가 가지고 있는 idf 파일을 가지고 에너지 시뮬레이션을 수행하는 것은 어렵지 않습니다. 가장 기본적으로, Energy Plus 프로그램을 이용하는 거에요. Energy Plus는 가장 많이 사용하는 건물

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