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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조재훈
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구에서는 비정형 형상과 구동을 가진 외부 가변차양을 제어하기 위해서, 에너지 절감 및 현휘 방지를 위한 차양 제어 알고리즘을 제안하였다. 외부 차양의 제어를 통한 열 및 빛 환경 성능의 만족을 위해 차폐면적비(Fs)와 프로파일각을 제어 변수로 설정하였으며, 현휘 방지, 에너지 절감, 조도 확보가 가능한 최적 차폐면적비를 계산하였다. 차폐면적비를 고려한 외부 가변차양 제어 알고리즘을 적용하여 설정된 제어 방법에 따라 에너지 성능을 평가하였다.
본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
1)외부 가변차양의 제어 알고리즘을 도출하기 위해, 차양의 유형, 차양의 제어 방법, 차양의 제어 목표에 대해 고찰하였으며 열 및 빛 환경 성능 개선을 위한 제어 목표를 설정하였다. 에너지 절감과 현휘 방지를 위해 외부 차양이 설치된 경우 열 및 빛 환경에 영향을 주는 인자를 고찰하였고, 열 및 빛 환경 조절을 위한 제어 변수로 차폐면적비와 프로파일각을 각각 설정하였다.
2)일영면적 계산 도구(shading calculation tool)는 비정형 형태와 다양한 구동을 가진 외부 가변차양을 대상으로 차폐면적비에 따른 제어를 적용하기 위해 개발되었다. 차양의 구동 변화는 구동의 범위를 일정 간격으로 나누어 시간에 따라 고려되었다. 다각형 면적 방법과 간격 적용 방법을 적용하여 비정형 차양의 시간과 구동에 따른 차폐면적비 계산방법을 도출하였다.
3)외부 가변차양의 제어 알고리즘을 마련하기 위해 차폐면적비와 프로파일각을 적용한 4가지 단계의 평가 과정을 구축하였으며, 각 단계의 주요 내용은 다음과 같다.
①건물 정보 및 환경 정보를 반영한 기본 건물의 에너지 시뮬레이션 실시
②현휘가 발생하지 않는 범위 및 허용 조도 범위와의 비교를 통한 빛 환경 허용 범위 도출
③시간 별 최저 부하를 가지는 Fs 및 시간 별 구동에 따른 Fs와의 비교를 통한 열 환경 최적 Fs 도출
④빛 환경 Fs 범위와 열 환경 최적 Fs의 비교를 통해 최종 Fs 및 적용 차양의 구동 값 도출
4)외부 차양 제어 알고리즘을 구현할 수 있는 도구인 트랜시스(TRNSYS)를 활용하여 3가지의 설정된 제어 방법(최소 에너지 제어, 현휘+에너지 제어, 현휘+조도 제어)과 2가지의 기존 제어 방법(일사량 제어, 현휘 제어)에 대하여 에너지 시뮬레이션을 실시하였다. 에너지 시뮬레이션을 통해, 각 차양 제어 방법에 따른 에너지 성능, 구동 변화 및 Fs의 변화를 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 3가지 유형의 제어 방법은 기존에 적용되고 있는 제어 방법에 비해 에너지 절감에 효과적임을 나타냈다.
본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
1)외부 가변차양의 제어 알고리즘을 도출하기 위해, 차양의 유형, 차양의 제어 방법, 차양의 제어 목표에 대해 고찰하였으며 열 및 빛 환경 성능 개선을 위한 제어 목표를 설정하였다. 에너지 절감과 현휘 방지를 위해 외부 차양이 설치된 경우 열 및 빛 환경에 영향을 주는 인자를 고찰하였고, 열 및 빛 환경 조절을 위한 제어 변수로 차폐면적비와 프로파일각을 각각 설정하였다.
2)일영면적 계산 도구(shading calculation tool)는 비정형 형태와 다양한 구동을 가진 외부 가변차양을 대상으로 차폐면적비에 따른 제어를 적용하기 위해 개발되었다. 차양의 구동 변화는 구동의 범위를 일정 간격으로 나누어 시간에 따라 고려되었다. 다각형 면적 방법과 간격 적용 방법을 적용하여 비정형 차양의 시간과 구동에 따른 차폐면적비 계산방법을 도출하였다.
3)외부 가변차양의 제어 알고리즘을 마련하기 위해 차폐면적비와 프로파일각을 적용한 4가지 단계의 평가 과정을 구축하였으며, 각 단계의 주요 내용은 다음과 같다.
①건물 정보 및 환경 정보를 반영한 기본 건물의 에너지 시뮬레이션 실시
②현휘가 발생하지 않는 범위 및 허용 조도 범위와의 비교를 통한 빛 환경 허용 범위 도출
③시간 별 최저 부하를 가지는 Fs 및 시간 별 구동에 따른 Fs와의 비교를 통한 열 환경 최적 Fs 도출
④빛 환경 Fs 범위와 열 환경 최적 Fs의 비교를 통해 최종 Fs 및 적용 차양의 구동 값 도출
4)외부 차양 제어 알고리즘을 구현할 수 있는 도구인 트랜시스(TRNSYS)를 활용하여 3가지의 설정된 제어 방법(최소 에너지 제어, 현휘+에너지 제어, 현휘+조도 제어)과 2가지의 기존 제어 방법(일사량 제어, 현휘 제어)에 대하여 에너지 시뮬레이션을 실시하였다. 에너지 시뮬레이션을 통해, 각 차양 제어 방법에 따른 에너지 성능, 구동 변화 및 Fs의 변화를 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 3가지 유형의 제어 방법은 기존에 적용되고 있는 제어 방법에 비해 에너지 절감에 효과적임을 나타냈다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.2 연구의 범위 및 방법 3제 2 장 차양 제어에 관한 예비적 고찰 52.1 차양의 유형 52.2 차양의 제어 방법 92.3 차양 제어에 관한 기존연구 고찰 112.4 소결 17제 3 장 외부 차양의 제어 목표 설정 183.1 열 환경 성능 183.2 빛 환경 성능 203.3 차양의 제어 목표 설정 243.4 소결 27제 4 장 차폐면적비를 고려한 외부 차양 제어 알고리즘284.1 제어 목표를 위한 제어 변수 설정 284.1.1 에너지 절감을 위한 제어 변수 - 차폐면적비284.1.2 현휘 방지를 위한 제어 변수 - 프로파일각324.2 제어 변수 계산 방법 334.2.1 차폐면적비 계산방법 334.2.2 프로파일각 계산방법 414.3 차폐면적비를 고려한 제어 알고리즘 454.4 소결 51제 5 장 외부 차양 제어 알고리즘 에너지 성능평가 535.1 차양 제어 알고리즘 평가 방법 설정 535.1.1 제어 알고리즘 적용 도구 535.1.2 제어 알고리즘 적용 방법 555.2 알고리즘 적용에 따른 에너지 성능평가 585.2.1 에너지 성능평가를 위한 제어 방법 설정 585.2.2 평가 모델 및 경계조건 설정 605.2.3 에너지 성능평가 및 결과 분석 635.3 소결 74제 6 장 결 론 75참고문헌 78
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