A Study of Microscopic Energy Simulation based on BIM - Illuminance & Energy Analysis of Illuminance Sensor Lighting

BIM 기반의 미시적 에너지 시뮬레이션에 관한 연구 -조도센서등의 조도 및 에너지 분석을 중심으로

Abstract

The importance of architecture design focused on eco-friendly and low energy continues to grow. In addition, the energy conservation design is required from a micro-perspective. Energy simulations based on BIM have attracted recent attention because of the high efficiency. On the other hand, the parameters concerned with microscopic energy are not included in BIM data. This study examined the necessity of the sensor-light parameter using a simulation of illuminance sensor light. In this study, illuminance sensors were installed into the BIM data and the operating schedule data of sensor light were generated by an illuminance simulation. The schedule data was then inputted into the simulation application, and the reduction ratio of power consumption was verified by the simulation. According to research, the power consumption and thermal load decreased by more than 20 %. Therefore, it is necessary to supplement the sensor-light parameter into BIM data for microscopic energy conservation design. This study was not confined to checking whether sensor-light parameter is necessary or not, but to ascertaining the necessary of applying a microscopic factor to generate BIM data.

친환경 저에너지 중점의 건축설계의 중요성이 점점 커져가고 있다. 또 한편으로는 좀 더 미시적인 관점의 에너지 절약 설계 기법이 요구되고 있다. 이러한 분위기 속에서 에너지 시뮬레이션의 필요성이 점차 증가하고 있으며, 특히 BIM 기반의 에너지 시뮬레이션은 높은 효율성으로 인해 주목받고 있다. 하지만 BIM의 데이터는 아직까지는 미시적인 에너지와 관련된 파라메터가 적용되어 있지 않다. 따라서 본 연구는 조도 센서에 의한 조명 제어 시뮬레이션을 통해 센서 조명 파라메터의 생성 필요성에 대해서 연구하고자 한다. 연구는 BIM을 통해 생성된 데이터를 바탕으로 조도 센서를 설치하고 조도 시뮬레이션을 통해 센서등의 스케줄 데이터를 생성하였다. 그리고 이렇게 생성된 스케줄 데이터를 바탕으로 에너지 시뮬레이션을 실시하여 소비전력의 감소율을 확인하였다. 연구에 따르면 조명에 따른 열부하량과 소비전력량이 각각 20%이상 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 센서 조명 파라메터는 미시적인 에너지 절약 설계를 위해서 BIM 데이터 내에 생성될 필요가 있다고 판단된다. 본 연구는 센서 조명 파라메터의 생성에 국한된 것이 아니라, 이와 같이 미시적인 변인들을 검토하고 BIM 데이터 내에 적용할 필요가 있음을 밝히기 위해 수행되었다.

Fig. 1. Light Distribution Curve

Fig. 2. Plan of Test Building

Fig. 3. Exterior of Test Building

Fig. 4. Process of Test Simulation

Fig. 5. Location of Light

Fig. 7. Lighting Analysis of Daylight

Fig. 8. Lighting Analysis of Light & Daylight

Fig. 9. Schedule of Light-Out

Fig. 10. Annual cooling and heating loads and lighting power consumption

Fig. 11. 2018.1.2 Thermal Load

Fig. 12. 2018.8.15 Thermal Load

Fig. 8. Lighting Analysis of Light

Table 1. Design Criteria for Analysis

Table 2. Design Criteria for Analysis

Table 3. Light-out Pattern