[건물 에너지 시뮬레이션] 에너지 시뮬레이션에 활용되는 기후 데이터 종류와 활용법

에너지 시뮬레이션을 처음 접하면 꼭 마주치는 질문이 있습니다.

 

“기후 데이터는 어디서 구하나요?”
“TMY? CWEC? 이건 또 뭔가요?”

 

 

건물의 냉난방 부하나 연간 에너지 소비를 시뮬레이션할 때, 정확한 기후 데이터는 필수입니다.

이번 글에서는 TMY, AMY, CWEC, IWEC 등 주요 기후 데이터의 개념과, EnergyPlus에서의 활용법, 그리고 실제 다운로드 경로까지 하나하나 정리해보겠습니다.

 

 

기후 데이터가 왜 중요할까?

건물의 에너지 사용은 기후 조건에 크게 영향을 받습니다.
어떤 날씨 데이터를 입력하느냐에 따라 냉방 부하도 달라지고, 연간 에너지 소비도 완전히 달라질 수 있어요.

그래서 시뮬레이션에선 정확하고, 목적에 맞는 기후 데이터를 선택하는 것이 매우 중요합니다.

 

 

[그림 1] TMY 데이터를 기반으로 생성된 월별 평균 일사량 그래프. 지역별로 전형적인 연간 태양 복사 패턴을 시각화한 자료입니다 .※ 이미지 출처: Yuanming Kwan, Lisa Guan, "Design a Zero Energy House in Brisbane, Australia", 2015, Fig. 5. 본 이미지는 ResearchGate를 통해 공개된 논문의 일부를 활용한 것으로, Creative Commons BY-NC-ND 4.0 라이선스에 따라 사용되었습니다.

 

 

 

주요 기후 데이터 종류

1. TMY (Typical Meteorological Year)

• 정의: 평균적인 기상 조건을 대표하는 ‘전형적인 1년’의 데이터를 구성한 것
• 목적: 장기적인 에너지 소비 예측용
• 특징: 여러 해의 실제 기상 데이터를 기반으로, 매달 가장 ‘평균적인’ 조건의 해를 선택하여 조합
• 예시: TMY2, TMY3 (미국)

📎 다운로드 경로: EnergyPlus Weather Data (DOE)

 

2. AMY (Actual Meteorological Year)

• 정의: 특정한 실제 연도의 기상 데이터를 그대로 사용한 것
• 목적: 과거 특정 해의 실제 시뮬레이션 또는 검증용
• 특징: 시공 후 실제 에너지 사용량과 시뮬레이션 결과를 비교할 때 유용

📎 데이터 예시:
NSRDB – National Solar Radiation Database
Meteonorm (유료 / 글로벌 지역 가능)

 

NSRDB

 

 

3. CWEC (Canadian Weather for Energy Calculations)

• 정의: 캐나다 건물 에너지 계산용으로 개발된 표준 기후 데이터 세트
• 목적: 캐나다 내 에너지 규정, 시뮬레이션용
• 특징: TMY와 유사하지만 캐나다 기상국 데이터 기반

📎 다운로드 경로: NRCan CWEC 2016

Engineering Climate Datasets - Climate - Environment and Climate Change Canada

 

4. IWEC (International Weather for Energy Calculations)

• 정의: 미국 ASHRAE가 전 세계 주요 도시를 위해 만든 시뮬레이션용 기후 데이터
• 목적: 글로벌 시뮬레이션 적용
• 특징: 전 세계 1,400개 이상의 도시 포함, IWEC2는 더 정교한 버전 (2004~2018년 기반)

📎 IWEC 다운로드: EnergyPlus IWEC2 다운로드

 

 

EnergyPlus에서 기후 데이터 적용하는 법

• .epw: 기후 데이터
• .ddy: 설계조건 (냉난방 부하 계산용)
• .stat: 통계 요약
• .csv: 엑셀용 포맷

Weather 파일 불러오기:

• OpenStudio: File → Load Weather File (.epw)
• EnergyPlus (IDF Editor): Simulation Control → Site:Location → Weather File 지정

시뮬레이션 실행 시: .epw와 .ddy 파일이 함께 있으면, 설계조건도 자동으로 로드됩니다.

 

참고:https://ai-and-architecture.tistory.com/6

 

 

예시: 서울 지역 기후 데이터 사용하기

서울의 .epw 파일 (IWEC2 기준)

 

• KOR_Seoul.Incheon.471080_IWEC2.epw
• KOR_Seoul.Incheon.471080_IWEC2.ddy
• KOR_Seoul.Incheon.471080_IWEC2.stat

적용 방법:

1. 위 링크에서 .zip 파일 다운로드
2. 압축 해제 후, .epw 파일을 EnergyPlus 또는 OpenStudio에 불러오기
3. .ddy 파일로 냉난방 설계 조건 자동 설정

 

 

정리하며

기후 데이터는 단순한 날씨 정보가 아니라, 시뮬레이션 결과의 정확도를 좌우하는 핵심 요소입니다.

• TMY: 전형적인 해 / 일반적인 시뮬레이션에 적합
• AMY: 실제 연도 기준 / 성능 검증에 적합
• CWEC/IWEC: 국가·지역 특화된 국제 표준 데이터

🔹 기후 데이터를 잘 이해하고, 목적에 맞게 선택하여 적용하면 더 현실성 있는 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있어요.

 

 

 

 

다음 글 예고 

• EnergyPlus에서 .ddy 파일을 활용해 냉난방 설계조건 설정하는 방법
• 직접 사용하는 날씨 파일 편집해보기 (.epw → .csv → 다시 .epw)