그룹별 목표 및 결과물

Center for Carbon Neutrality in Buildings C·CNB

탄소중립 건축 달성을 위한 건물 전생애주기 관점에서의 통합 건출 기술 개발 및 운영 그룹 목표 및 결과물

그룹연구자최종목표[1단계] 핵심기술개발[2단계] 통합기술개발·실증·운영·고도화
1그룹정민희전주기 탄소중립
환경계획
[핵심기술]
전주기 탄소중립 모델, 에너지소비행태 개선모델
인공위성, 기상, 건축, 에너지 통합 DB
도시열섬 효과 및 중규모 기상 연동 미기후 모델
에너지 프로슈머 기반 분산형 네트워크 설계 및 운영 기법
에너지소비량 및 에너지 생산량 예측모델
건물 실내환경 및 HVAC 시스템 에너지, 비용 예측모델
최적 HVAC 제어알고리즘
그린리모델링 대상건물 DB
기대효과 산출방안 및 의사결정Tool
[핵심기술]
환경계획 모델(TRL7)
블록규모 에너지 모델(TRL7)
CPS 통합환경제어 플랫폼(TRL 7)
의사결정 모델 및 가이드라인 검증(TRL 7)
윤근영블록규모 건물 에너지
환경 모델링 기술
이광호에너지 프로슈머 기반
분산형 네트워크 플랫폼
문진우재실자 중심 지능형 건물 환경 최적 제어(OCC)전략 및 CPS 기반 플랫폼
박진철그린리모델링 기술 개발 및 적용

탄소중립 환경기술

Carbon-neutral building environmental technology

기술목표

탄소중립 건출 환경 계획, 설비 기술, 최적제어 및 그린리모델링 기술을 개발하고 이를 통합 실증 및 운용

최종 성과물

환경계획·운영 가이드라인, 프로슈머 설비프로토타입, 최적제어알고리즘, 그린리모델링 기술 및 CPS기반 통합제어 플랫폼

최종 성과 목표

논문 SCI급 109편, 등재지 44편, 프로그램3건, 가이드라인 4건, 특허23건, 신기술 1건, 기술이전 1건, 창업 1건, 인력양성 62명 등

연구진 구성 및 핵심기술

1-1 전주기 탄소중립 환경계획 기술

1-2 블록규모 에너지 및 환경모델링 기술

1-3 에너지 프로슈머 설비 기술

1-4 지능형 건물 환경 예측 및 설비 최적제어 알고리즘 기술

1-5 그린리모델링 기술

그룹별 연구내용 [1그룹]

전주기 탄소중립 환경계획 기술

탄소배출 영향력이 높은 우영단계에서 재실자에 의한 에너지 소비와 건물 노후화에 따른 에너지서능 저하 등을 고려한 에너지성능 기준 및 탄소중립 유지를 위한 계획·운영가이드라인 제시

01. 전주기 탄소 중립 모델 개발

기존 건물의 전주기 에너지소비량/탄소배출량 평가를 통해 탄소중립 잠재성을 평가

03. 에너지소비형태 개선모델개발

실행가능한 에너지 소비형태 개선안을 제시하고 이에 따른 건물에너지 절감 가능성 평가

05. 경년변화를 고려한운영단계 에너지성능분석

건물의 물성 및 설비효율 변화를 종합적으로 고려한 운영단계의 에너지 성능평가 실시

07. 탄소중립건물 계획 가이드라인 개발

시범사업 대상 건물의 전주기 탄소중립 달성 평가 및 탄소중립 모델 설계 및 운영 가이드라인 개발

02. 재실자에 의한 에너지 소비형태 조사·분석

재실자에 의한 에너지 소비특성을 조사하고 라이프사이클 변화에 따른 기기부하 분석

04. 경년변화에 따른 물리적 성능분석

준공연도별 건물의 물리적 성능 및 설비시스템의
효율변화 조사

06. 전주기 탄소중립모델 평가

운영단계 시나리오 변화와 기후변화를 감안한 탄소중립 성능 기준 등 탄소중립 모델 제안 및 평가

블록규모 에너지환경 모델기술

도시열섬효과 전이학습 알고리즘과 중규모 기상연동 도시미기후 모델 개발 및 이와 연동된 블록규모 건물에너지 모델 구현
확장이 용이한 블록규모 건물에너지와 미기후 환경 모델링 기술 기반 탄소중립 건축 계획 및 운영에 기여

01. 인공위성·기상·건축·에너지 빅데이터 연계통합DB 개발

서울지역 인공위성 데이터, 상세관측기상자료(AWS), 건물정보, 건물에너지 통합 DB, 최근 거리 탐색 모델 개발

03. 최신 딥러닝 알고리즘 기반 도시열섬효과 예측모델개발

기상조건지표면 특성의 도시열섬효과 규명 및 통합 DB 기반 도시열섬 시계열 예측모델 개발

05. 중규모 기상 모델 기반도시 미기후모델 및 외부공간

중규모 기상 시뮬레이션 기반 건물에너지 해석 기상데이터 개발
도시 외부 공간 열쾌적 및 열지수 산정 모델 개발

07. 지속적인 성능평가와 업데이트를통한실증 및 기술고도화

통합 DB의 지속적 업데이트 및 연계성 개선
도시열섬효과 및 에너지 효율 향상 기술 검증

02. 인공위성 기반 도시 표면온도공간분포 분석모델개발

전운량 정보 기반 인공위성 데이터 전처리 기계학습 모델 개발
방사율, 알비도 및 표면온도, 도시표면 열섬효과 산출 모듈 개발

04. 도시열섬효과전이학습용 Pretrained model 개발

타지역에 적용가능한 딥러닝 기반 Base model 구축
전이학습을 위한 딥러닝 & 비지도 학습 기반 Pretrained model 개발

06. 도시 미기후 데이터 적용가능한블록규모 건물에너지 모델개발

중규모 기상 시뮬레이션 기반 건물에너지 해석 기상데이터 개발
AI 기반 도시열섬 연계 건물에너지 전달함수 모델 개발

에너지 프로슈머 설비 기술

냉·난방용 에너지 공급 최적 분담 및 운영과 탄소중립 실현을 위해 에너지 프로슈머 설비 기술 제안
냉·난방 설비 에너지소비량, 신재생에너지 시스템 생산량 예측모델, 분산형 네트워크 기술 개발 및 운용을 통해 에너지 및 비용절감 유도

01. 냉난방설비 에너지소비량 예측모델 개발

에너지소비량 학습데이터 구축 및 소비량 예측모델 개발

03. 에너지 프로슈머 구현을위한설비·신재생에너지용량 산정 및 설계기법 개발

설비 및 신재생 시스템의 용량·구성에 따른 민감도 분석을 실시하고 시스템 용량 산정 기술 제안

05. 실증대상단지 에너지 프로슈머 분산형 네트워크 설계 및 탑재

실증을 위한 분산형 에너지 공급체계 설비와 신재생 설비 구성, 용량 산정 및 설계

07. 에너지 프로슈머구현에 따른 에너지 및 비용절감효과
분석 및 기술고도화

에너지 및 비용 절감 효과 분석
확장형 프로슈머 모델 제안

02. 신재생에너지 시스템 생산량 예측모델 개발

신재생 생산량 학습데이터 구축 및 생산량 예측모델 개발

04. 에너지 프로슈머 기반 분산형 네트워크 설계·운영기법 개발

프로슈머 기반 분산형 네트워크의 민감도 분석 실시 및 다양한 운영 조건에 따른 통합 DB 확보

06. 에너지 프로슈머 분산형 네트워크구현에 따른 에너지 및 비용 데이터 구축·운영

에너지 프로슈머 분산 에너지 공급체계 시범 운영 및 데이터 분석에 따른 보완사항 도출

지능형 건물 환경 예측 및 설비 최적 제어 기술

건물 유지·관리 단계에서의 에너지 절감 및 탄소중립 실현을 위해 지능형 건물 환경예측 및 최적제어 기술 제안
이를 위하여 AI 기반 지능형 실시간 재실자·실내환경·에너지 예측모델 및 제어 알고리즘을 개발하고 CPS 플랫폼으로의 적용을 통하여 최적의 시스템 운영 및 실내환경을 제공

01. 예측 및 산출모델 개발을 위한
리빙랩과 DB구축

IoT 기반 환경센서 및 실시간 HVAC 제어시스템 설치
클라우드 기반의 실시간 센서 데이터 저장 DB 구축

03. 영상기반 재실자스케쥴 및 MET&CLO산출모델개발

실시간 영상 데이터 기반 재실자 검측 및 스케쥴 산출모델 개발
다중인원에 대한 대표 MET & CLO 산출 모델 개발

05. HVAC 시스템 에너지소비량 및 비용 예측모델 개발

에너지소비량, 비용 예측범위 설정 및 제어에 따른
에너지소비량, 에너지 프로슈머 연계형 예측모델 개발

07. 빅데이터 기반 CPS통합환경제어 플랫폼 개발

통합 DB 연계형 실시간 환경 모니터링 및 통합제어 CPS 플랫폼 개발

02. 최신딥러닝 기반 실내 열환경 및 공기환경 예측모델개발

DNN, LSTM 등 최신 딥러닝 기법을 활용한 적응형 실내 열환경 및 공기환경 예측모델 개발

04. 최적 설비시스템 운영을 위한 시스템 가동방안 및 설정값 산출 최적제어 알고리즘 개발

실내 열·공기환경, 에너지를 통합적으로 고려한 최적 HVAC 시스템 가동방안 및 설정 값 산출 알고리즘 개발

06. CPS통합개발을위한환경구축

핵심기술들의 통합적 적용이 가능하도록 CPS 구현 범위 설정 및 인터페이스 정의

그린 리모델링 기술

탄소중립 실현을 위해 기존 건물에너지 및 실내환경 성능 개선 시 적용 가능한 그린리모델링 핵심기술과 효과를 사전에 검토할 수 있는 의사결정Tool 제안
그린리모델링 전과정의 운영 및 유지관리 가이드라인 제공

01. 그린리모델링 대상건물DB 구축

기존 리모델링과 그린리모델링 대상 건물의 용도, 지역 등의 특성을 분류한 DB 구축

03. 그린리모델링 적용고려요소 도출

설계, 시공, 구조, 에너지, 환경 등 그린리모델링 분야별 고려요소 도출
전생애주기 중 재활용 재료, 냉난방 고조 신기술 등 신규 적용 고려요소 도출

05. 그린리모델링 Test-bed 구축

그린리모델링 Test-bed 선정, 적정 그린요소기술 도출, 설계, 현장 적용 및 운영

07. 그린리모델링 가이드라인도출

그린리모델링 설계, 계획, 구조, 시공, 자원 활용 방안, 운영 및 유지관리 가이드라인 도출

02. DB 기반 건물 탄소저감효과분석

건물 특성과 핵심기술에 따른 순환경제 기반 탄소 저감 효과 분석

04. 그린리모델링 기대효과산출방안 도출 및 의사결정Tool 개발

그린리모델링 적용 요소별 기대효과(탄소 및 에너지 절감량,

06. Test-bed 운영 및 유지관리 방안 도출

Test-bed 실사용 data 기반 운영
유지관리 방안 분석(비용, 자원 사용 등)

전주기 탄소중립 환경계획 기술

전주기 탄소중립 환경계획 기술

탄소배출 영향력이 높은 우영단계에서 재실자에 의한 에너지 소비와 건물 노후화에 따른 에너지서능 저하 등을 고려한 에너지성능 기준 및 탄소중립 유지를 위한 계획·운영가이드라인 제시

01. 전주기 탄소 중립 모델 개발

기존 건물의 전주기 에너지소비량/탄소배출량 평가를 통해 탄소중립 잠재성을 평가

03. 에너지소비형태 개선모델개발

실행가능한 에너지 소비형태 개선안을 제시하고 이에 따른 건물에너지 절감 가능성 평가

05. 경년변화를 고려한운영단계 에너지성능분석

건물의 물성 및 설비효율 변화를 종합적으로 고려한 운영단계의 에너지 성능평가 실시

07. 탄소중립건물 계획 가이드라인 개발

시범사업 대상 건물의 전주기 탄소중립 달성 평가 및 탄소중립 모델 설계 및 운영 가이드라인 개발

02. 재실자에 의한 에너지 소비형태 조사·분석

재실자에 의한 에너지 소비특성을 조사하고 라이프사이클 변화에 따른 기기부하 분석

04. 경년변화에 따른 물리적 성능분석

준공연도별 건물의 물리적 성능 및 설비시스템의
효율변화 조사

06. 전주기 탄소중립모델 평가

운영단계 시나리오 변화와 기후변화를 감안한 탄소중립 성능 기준 등 탄소중립 모델 제안 및 평가

블록규모 에너지 및 환경 모델기술

블록규모 에너지환경 모델기술

도시열섬효과 전이학습 알고리즘과 중규모 기상연동 도시미기후 모델 개발 및 이와 연동된 블록규모 건물에너지 모델 구현
확장이 용이한 블록규모 건물에너지와 미기후 환경 모델링 기술 기반 탄소중립 건축 계획 및 운영에 기여

01. 인공위성·기상·건축·에너지 빅데이터 연계통합DB 개발

서울지역 인공위성 데이터, 상세관측기상자료(AWS), 건물정보, 건물에너지 통합 DB, 최근 거리 탐색 모델 개발

03. 최신 딥러닝 알고리즘 기반 도시열섬효과 예측모델개발

기상조건지표면 특성의 도시열섬효과 규명 및 통합 DB 기반 도시열섬 시계열 예측모델 개발

05. 중규모 기상 모델 기반도시 미기후모델 및 외부공간

중규모 기상 시뮬레이션 기반 건물에너지 해석 기상데이터 개발
도시 외부 공간 열쾌적 및 열지수 산정 모델 개발

07. 지속적인 성능평가와 업데이트를통한실증 및 기술고도화

통합 DB의 지속적 업데이트 및 연계성 개선
도시열섬효과 및 에너지 효율 향상 기술 검증

02. 인공위성 기반 도시 표면온도공간분포 분석모델개발

전운량 정보 기반 인공위성 데이터 전처리 기계학습 모델 개발
방사율, 알비도 및 표면온도, 도시표면 열섬효과 산출 모듈 개발

04. 도시열섬효과전이학습용 Pretrained model 개발

타지역에 적용가능한 딥러닝 기반 Base model 구축
전이학습을 위한 딥러닝 & 비지도 학습 기반 Pretrained model 개발

06. 도시 미기후 데이터 적용가능한블록규모 건물에너지 모델개발

중규모 기상 시뮬레이션 기반 건물에너지 해석 기상데이터 개발
AI 기반 도시열섬 연계 건물에너지 전달함수 모델 개발

에너지 프로슈머 설비 기술

에너지 프로슈머 설비 기술

냉·난방용 에너지 공급 최적 분담 및 운영과 탄소중립 실현을 위해 에너지 프로슈머 설비 기술 제안
냉·난방 설비 에너지소비량, 신재생에너지 시스템 생산량 예측모델, 분산형 네트워크 기술 개발 및 운용을 통해 에너지 및 비용절감 유도

01. 냉난방설비 에너지소비량 예측모델 개발

에너지소비량 학습데이터 구축 및 소비량 예측모델 개발

03. 에너지 프로슈머 구현을위한설비·신재생에너지용량 산정 및 설계기법 개발

설비 및 신재생 시스템의 용량·구성에 따른 민감도 분석을 실시하고 시스템 용량 산정 기술 제안

05. 실증대상단지 에너지 프로슈머 분산형 네트워크 설계 및 탑재

실증을 위한 분산형 에너지 공급체계 설비와 신재생 설비 구성, 용량 산정 및 설계

07. 에너지 프로슈머구현에 따른 에너지 및 비용절감효과
분석 및 기술고도화

에너지 및 비용 절감 효과 분석
확장형 프로슈머 모델 제안

02. 신재생에너지 시스템 생산량 예측모델 개발

신재생 생산량 학습데이터 구축 및 생산량 예측모델 개발

04. 에너지 프로슈머 기반 분산형 네트워크 설계·운영기법 개발

프로슈머 기반 분산형 네트워크의 민감도 분석 실시 및 다양한 운영 조건에 따른 통합 DB 확보

06. 에너지 프로슈머 분산형 네트워크구현에 따른 에너지 및 비용 데이터 구축·운영

에너지 프로슈머 분산 에너지 공급체계 시범 운영 및 데이터 분석에 따른 보완사항 도출

지능형 건물 환경 예측 및 설비 최적 제어 기술

지능형 건물 환경 예측 및 설비 최적 제어 기술

건물 유지·관리 단계에서의 에너지 절감 및 탄소중립 실현을 위해 지능형 건물 환경예측 및 최적제어 기술 제안
이를 위하여 AI 기반 지능형 실시간 재실자·실내환경·에너지 예측모델 및 제어 알고리즘을 개발하고 CPS 플랫폼으로의 적용을 통하여 최적의 시스템 운영 및 실내환경을 제공

01. 예측 및 산출모델 개발을 위한
리빙랩과 DB구축

IoT 기반 환경센서 및 실시간 HVAC 제어시스템 설치
클라우드 기반의 실시간 센서 데이터 저장 DB 구축

03. 영상기반 재실자스케쥴 및 MET&CLO산출모델개발

실시간 영상 데이터 기반 재실자 검측 및 스케쥴 산출모델 개발
다중인원에 대한 대표 MET & CLO 산출 모델 개발

05. HVAC 시스템 에너지소비량 및 비용 예측모델 개발

에너지소비량, 비용 예측범위 설정 및 제어에 따른
에너지소비량, 에너지 프로슈머 연계형 예측모델 개발

07. 빅데이터 기반 CPS통합환경제어 플랫폼 개발

통합 DB 연계형 실시간 환경 모니터링 및 통합제어 CPS 플랫폼 개발

02. 최신딥러닝 기반 실내 열환경 및 공기환경 예측모델개발

DNN, LSTM 등 최신 딥러닝 기법을 활용한 적응형 실내 열환경 및 공기환경 예측모델 개발

04. 최적 설비시스템 운영을 위한 시스템 가동방안 및 설정값 산출 최적제어 알고리즘 개발

실내 열·공기환경, 에너지를 통합적으로 고려한 최적 HVAC 시스템 가동방안 및 설정 값 산출 알고리즘 개발

06. CPS통합개발을위한환경구축

핵심기술들의 통합적 적용이 가능하도록 CPS 구현 범위 설정 및 인터페이스 정의

그린리모델링 기술

그린 리모델링 기술

탄소중립 실현을 위해 기존 건물에너지 및 실내환경 성능 개선 시 적용 가능한 그린리모델링 핵심기술과 효과를 사전에 검토할 수 있는 의사결정Tool 제안
그린리모델링 전과정의 운영 및 유지관리 가이드라인 제공

01. 그린리모델링 대상건물DB 구축

기존 리모델링과 그린리모델링 대상 건물의 용도, 지역 등의 특성을 분류한 DB 구축

03. 그린리모델링 적용고려요소 도출

설계, 시공, 구조, 에너지, 환경 등 그린리모델링 분야별 고려요소 도출
전생애주기 중 재활용 재료, 냉난방 고조 신기술 등 신규 적용 고려요소 도출

05. 그린리모델링 Test-bed 구축

그린리모델링 Test-bed 선정, 적정 그린요소기술 도출, 설계, 현장 적용 및 운영

07. 그린리모델링 가이드라인도출

그린리모델링 설계, 계획, 구조, 시공, 자원 활용 방안, 운영 및 유지관리 가이드라인 도출

02. DB 기반 건물 탄소저감효과분석

건물 특성과 핵심기술에 따른 순환경제 기반 탄소 저감 효과 분석

04. 그린리모델링 기대효과산출방안 도출 및 의사결정Tool 개발

그린리모델링 적용 요소별 기대효과(탄소 및 에너지 절감량,

06. Test-bed 운영 및 유지관리 방안 도출

Test-bed 실사용 data 기반 운영
유지관리 방안 분석(비용, 자원 사용 등)

통합 운영 플랫폼 구성 및 원천성

Unified Operations Platform Configuration and Sourceability