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RESEARCH

연구의 목표
본 연구는 건축물의 기획 및 기본설계단계에서 건축물의 전과정 환경부하를 사전에 평가하고 목표로 하는 건축물의 환경성능과 일정, 예산에 따라 환경부하를 효과적으로 저감할 수 있는 최적의 친환경건축기술 조합을 도출하기 위한 기술 개발 연구이다. 이에 따라 건축물의 친환경 요소기술의 환경성 및 경제성에 대한 데이터베이스 구축, 건축물 전과정 관점의 환경성 및 경제성 통합평가 기술 개발, 최적화 알고리즘을 활용한 건축물의 최적설계 및 평가 기술 개발을 목적으로 한다.
연구의 필요성
건축물의 기획 및 기본설계단계에서 전과정 관점의 환경성 및 경제성을 결정짓는 친환경건축 요소기술의 적용은 기획 및 기본설계단계에서 대다수가 결정된다. 이에 건축물의 환경부하 저감을 극대화하기 위해서는 건축물에 적용 가능한 친환경 요소기술의 데이터베이스가 필요하며, 건축사업 초기에 건축물의 전과정 환경부하와 경제성을 사전에 평가할 수 있는 환경성 및 경제성 통합평가 기술이 요구된다. 또한 건축사업에서 목표로 하는 환경성능 및 예산에 따라 친환경건축 요소기술의 최적 조합과 설계대안의 제시가 가능한 건축물의 최적 설계 및 평가 기술 개발 연구가 절실히 요구되고 있다.
건축물 최적 설계
건축물 최적 설계란 건축물의 설계사양에 대해 목적함수(Objective Function), 구속조건(Constraint Function), 설계변수(Decision Variable), 설계변수의 제약조건(Side Constraint) 등의 수학적 모델인 최적화 알고리즘을 구성하여 설계 목표를 도출하는 자동화 설계기법이다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘(GA)에 기초하여 건축물의 전과정 관점에서 목표로 하는 환경성능, 일정, 예산(경제성)을 만족시키는 친환경건축 요소기술의 최적 조합 도출하고 이를 적용한 최적의 건축물 설계대안과 건축시공 공법을 제안한다.
연구 영역
건축물 최적 설계 및 평가 시스템 개발 연구의 주요 연구내용은 건축물 친환경 요소기술의 환경성 및 경제성 데이터베이스 구축 연구, 친환경건축 요소기술의 적용에 따라 건축물의 환경성과 경제성을 통합 평가할 수 있는 건축물의 환경성 및 경제성 통합평가 기술 개발 연구, 최적화 알고리즘을 활용하여 통합 평가의 결과를 최적화할 수 있는 건축물 최적설계 및 평가 기술 개발 연구로 구성된다.
건축물의 친환경 요소기술 데이터베이스 구축
건축물의 친환경 요소기술 데이터베이스 구축 연구는 건축물의 환경부하를 저감하기 위해 최적 설계 및 평가 기술에서 적용되는 친환경건축기술에 대한 데이터베이스의 구축 연구이다. 본 연구에서는 건축물의 방위 및 형태, 친환경 건축자재 등 Passive 요소기술의 적용에 따라 건축물의 전과정 단계에 걸쳐 저감 및 개선되는 환경부하와 경제성을 분석하여 데이터베이스로 구축하는 연구와 고효율 에너지설비, 신재생에너지 등 Active 요소기술의 성능과 경제적 편익을 데이터베이스로 구축하는 연구를 수행한다.
건축물의 환경성 및 경제성 통합평가 기술 개발
건축물의 환경성 및 경제성 통합평가 기술 개발 연구는 건축물 LCA 기술을 응용한 연구로서 친환경 요소기술의 적용에 따른 건축물의 전과정 환경부하와 경제성을 동시에 평가하는 기술 개발 연구이다. 본 연구에서는 건축물의 설계조건에 따라 친환경 요소기술 데이터베이스와 연계되어 건축물의 전과정 환경부하 및 경제성을 평가할 수 있는 평가기술 및 프로그램(해석기)의 개발 연구를 주로 수행한다. 최근에는 BIM과 연계한 건축물의 환경성 및 경제성 통합평가 기술 개발 연구를 수행하고 있다.
건축물 최적 설계 및 평가 기술 개발
건축물의 최적 설계 및 평가 기술 개발 연구는 유전자 알고리즘(GA) 등 최적화 알고리즘을 활용하여 건축물의 기획 및 설계단계에서 해당 건축물에 대한 최적의 친환경건축기술을 도출하고 최적의 설계대안을 제안하는 기술 개발 연구이다. 본 연구에서는 친환경 요소기술 데이터베이스와 통합평가 기술을 유기적으로 조합할 수 있는 최적화 알고리즘의 분석 연구와 이를 사용자가 활용 가능한 형태로 프로그램을 개발하는 연구를 주로 수행한다.
친환경건축 요소기술 DB 예시
(혼화재 투입량에 따른 CO2 배출 저감 성능)
건축물의 환경성 및 경제성 통합평가 기술
건축물 최적 설계 기술 예시
(SUSB-OPTIMUM)
건축물 최적설계 관련 프로그램
[SUSB-OPTIMUM / 한양대 친환경건축연구센터,
㈜엑스퍼트벤처 건축사 사무소 공동 연구성과]
[SUSB-COAS / 한양대 친환경건축연구센터 공동 연구 중]
연구 성과
논문
SeungJun Roh, SungHo Tae, SungWoo Shin, JeeHwan Woo : Development of an Optimum Design Program (SUSB-OPTIMUM) for the Life Cycle CO2 Assessment of an Apartment House in Korea, Building and Environment 2014, Vol.73, pp.40-54
SungWoo Shin, SungHo Tae, JeeHwan Woo, SeungJun Roh : The Development of Environmental Load Evaluation System of a Standard Korean Apartment House, Renewable & Sustainable Energy Reviews 2011, Vol.15, pp.1239-1249
금원석, 신성우, 노승준, 태성호 : 친환경 건축 대안평가방식의 건축물 LCCO2 평가 프로그램 개발, 대한건축학회논문집 구조계 2012, 제28권, 제5호, pp.79-86
백정훈, 태성호, 노승준, 이주호, 신성우 : 건축물 계획단계 LCCO2 평가시스템의 필요요소에 관한 연구, 한국건설관리학회논문집 2011, 제12권, 제3호, pp.31-41
태성호, 우지환, 노승준, 신성우 : 공동주택의 전 생애 환경부하(LCCO2) 간이평가 시스템 개발에 관한 연구, 대한건축학회논문집 구조계 2010, 제26권, 제8호, pp.37-44
지적재산권
환경부하 및 경제성을 고려한 건축물의 최적설계 평가방법 (특허등록, 제10-1184982호)
지속가능한 공동주택 환경부하 및 경제성 평가 시스템 (프로그램등록, 제C-2014-028786호)
공동주택의 전과정 CO2 배출량 및 경제성 간이평가 프로그램 (프로그램등록, 제C-2014-028785호)