KR101741015B1 - 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BIM 설계 데이터를 기반으로 모델링 작업을 통해 일조, 조망, 통풍, 프라이버시 등 환경성능을 분석함과 동시에, BIM과 연계되는 건물에너지 모델을 생성하여 에너지 분석을 수행할 수 있는 BIM기반 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, BIM 기반 단지모델링을 통해 환경성능·에너지 해석을 실행하되. 주거 환경 및 에너지 분석을 위한 데이터를 수집 분석하고; 상기 주거 환경 및 에너지 분석을 위한 주변 환경을 모델링하는 것을 포함하고, 상기 BIM 기반 단지 모델링은 분석 모델 타입을 설정하고, 단지 레이어를 설명하며, 각각의 동을 구분하기 위한 주동 등록을 실행하고, 세데 구분 작업을 실행하며, 주동 라인을 설정하는 것을 포함하고, 상기 주거 환경 분석은 일조분석, 조망분석, 향분석, 통풍분석, 프라이버시 분석을 포함하고, 상기 에너지 분석은 BEM 형상을 자동 추출하고, 에너지 속성을 추출하고, BEM 형상과 복합재질을 매칭시키는 것을 포함하되, BEM에서 세대별 기하학 정보와 에너지 재질정보를 추출하는 동적 분석과 예측 에너지 사용량을 산출하는 정정 분석을 실행하며, 환경성능·에너지 해석의 분석 결과를 리포트하는 것을 포함하는 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 방법이 제공된다.

Description

공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법{INTEGRATED ANALYSIS SYSTEM AND INTEGRATED ANALYSIS METHOD FOR INTERPRETTING ENVIRONMENTAL PERFORMANCE·ENERGY OF APARTMENT}

본 발명은 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BIM 설계를 통하여 제공되는 데이터를 기반으로 한 번의 모델링 작업을 통해 일조, 조망, 통풍, 프라이버시 등 환경성능을 분석함과 동시에, BIM과 연계되는 건물에너지 모델을 생성하여 에너지 분석을 수행할 수 있어 업무 생산성을 크게 증대시키고, 분석 결과를 신속하게 피드백할 수 있어 최적의 설계안을 도출하여 친환경 설계 기술 반영 및 설계 품질 향상을 도모할 수 있는 BIM기반 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법에 관한 것이다.

산업 발전에 따른 급격한 도시화의 촉진으로 대도시를 중심으로 아파트와 같은 대단위 집단 주거 단지가 건설되고, 전체적인 생활수준의 향상으로 쾌적한 생활환경에 대한 욕구가 증대되고 있다.

일반적으로, 아파트의 건축에 있어서, 단지 전체를 하나의 건축 프로젝트로 하여 진행하는 경우가 많다. 이때, 이 건축 프로젝트에 포함되는 단지의 특성은, 동수, 평형수, 세대수, 단지 및 동 배치에 따른 환경 성능, 편의시설의 유무와 종류, 및 난방방식 등의 건축구성요소에 의하여 결정된다.

특히, 단지 및 동 배치에 따른 환경 성능은 건설할 주택 단지의 분양가 산정과 주거 환경 및 세대별 매매 가격에 전체적으로 중요한 영향을 미친다. 이때, 주택 단지의 배치에 따른 환경 성능 평가에 중요한 영향을 미치는 요소로는 일조, 조망, 통풍, 및 프라이버시 등이 있다.

기존에는 주택 단지의 배치에 따른 환경 성능 평가를 별도로 실시하지 않고, 추천되는 환경 성능에 따라 결정된 정보에 기초하여 주택 단지의 배치를 설계하였다. 이와 같이, 결정된 정보에 기초하여 설계된 주택 단지 배치 정보를 설계하는 경우, 건설할 주택 단지를 포함하는 주변의 지리 조건에 의해 주택 단지의 최적 배치 설계 조건이 변경될 수 있다.

따라서, 건설할 주택 단지 및 주변 지리 환경을 고려하여 주택 단지의 배치에 따른 환경 성능 평가 요소에 대한 단지의 최적 배치 설계가 요구된다. 이때, 단지의 최적 배치 설계는 일조, 조망, 통풍, 및 프라이버시 등 주택 환경 성능 평가 요소에 따라 가변적이기 때문에, 주택 단지의 배치 설계 전에 다양한 배치 시뮬레이션 과정을 통한 최적 배치 설계를 도출하는 것이 필요하다.

특히, 최근 친환경 건축물에 대한 중요성이 증가함에 따라 친환경 관련 성능에 대한 정량적인 분석에 대한 수요 또한 증가하게 되었고, 특히 공동주택과 관련하여 건설사의 경우 계획단계에서는 최적의 설계안 도출을 필요로 하고, 분양단계에서는 자사 상품의 비교 우위 설명을 위하여 객관적인 환경 분석 데이터를, 공사 단계에서 민원 예방 및 관리를 위하여 환경 분석 데이터가 필요하게 되었다. 또한 녹색건축인증, 건물에너지효율등급제도 등 에너지 관련 인증제가 시행되면서 계획단계에서부터 에너지 소비량 분석의 필요성이 높아지고 있다.

한편, 최근 건설산업에서는 3D 정보를 근간으로 하는 BIM(Building Information Modeling) 기술이 도입되어 확산되고 있으며, 향후 건설산업의 업무 또한 BIM 기술을 기반으로 운영될 것이 예측되고 있다.

특히 컴퓨팅 성능의 발달과 IT 환경의 변화로 기존 2D 기반 CAD 중심의 건축에서 3D 기반 BIM 중심의 건축으로 건설 시장이 진화하고 있으며 동시에 BIM 기반 기술도 발전하고 있는 추세이다. 나아가 BIM설계가 점차 확대되어 향후 공동주택 설계 자체가 BIM으로 이루어질 경우를 대비해 이에 부합하는 환경 및 에너지 성능을 평가할 수 있는 BIM기반의 시스템 개발과 연구가 필요한 실정이다.

(문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0097252호(2001.11.08) (문헌 2) 대한민국 등록공개공보 제10-11292010호(2012.03.15) (문헌 3) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0020017호(2009.02.26)

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, BIM 설계를 통하여 제공되는 데이터를 기반으로 한 번의 모델링 작업을 통해 일조, 조망, 통풍, 프라이버시 등 환경성능을 분석함과 동시에, BIM과 연계되는 건물에너지 모델을 생성하여 에너지 분석을 수행할 수 있어 업무 생산성을 크게 증대시키고, 분석 결과를 신속하게 피드백할 수 있어 최적의 설계안을 도출하여 친환경 설계 기술 반영 및 설계 품질 향상을 도모할 수 있는 BIM기반 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템에 있어서, 객체기반 또는 BIM기반에 의해 단지모델링을 설정하고, 상기 단지모델링으로부터 BEM 분석을 위한 BEM분석모델을 설정하는 모델링모듈; 상기 BEM분석모델에 의해 일조분석을 수행하는 일조 분석모듈; 상기 BEM분석모델에 의해 조망분석을 수행하는 조망 분석모듈; 상기 BEM분석모델에 의해 향 분석을 수행하는 향 분석모듈; 상기 BEM분석모델에 의해 통풍분석을 수행하는 통풍분석모듈; 상기 BEM분석모델에 의해 프라이버시분석을 수행하는 프라이버시 분석모듈;및 상기 BEM분석모델에 의해 에너지 분석을 수행하는 에너지분석모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 모델링모듈은 분석의 대상이 될 거주공간에 대한 모델링을 수행하기 위한 단지모델링모듈; 상기 단지모델링모듈을 BEM분석을 위한 표준모델로 변경하기 위한 BEM모델링모듈;및 단지 외부의 환경을 모델링하기 위한 외부환경 모델링모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 단지모델링모듈은 대상 평면도를 기준으로 3차원 유닛 객체를 모델링하는 객체기반 단지모델링모듈과, BIM 정보를 이용하여 단순화된 3차원 유닛 객체를 모델링하는 BIM기반 단지모델링모듈을 포함하고, 상기 객체기반 단지모델링모듈 또는 상기 BIM기반 단지모델링모듈을 선택적으로 실행하여 단지모델링을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 객체기반 단지모델링모듈은 상기 평면도를 기준으로 선정하고, 상기 평면도의 외벽라인 및 슬라브라인을 따라 캐드 폴리선을 생성하여 단위세대 또는 단위코어를 생성하여 상기 3차원 유닛 객체를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 BIM기반 단지모델링모듈은 BIM 관련 정보 중 일정 두께 이상의 벽체, 슬라브, 또는 창문과 같은 기초 공간정보만을 선택하여 이동시키는 기초공간정보 이동부; 상기 기초 공간정보에 의해 건물 외벽형상을 폴리라인으로 자동 추출하는 외벽 폴리라인 추출부; 상기 건물 외벽형상에 기초하여 사용자가 드로잉하는 세대구분라인을 벽체의 중심선에 맞춰서 자동정렬시키는 세대구분 정렬부;및 상기 건물 외벽형상, 상기 세대구분벽, 및 벽높이를 조합하여 한 세대 타입의 기본 공간(Zone)을 생성하는 동 모델생성부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 외벽 폴리라인 추출부는 벽체들의 4정점을 추출하여 벽체들의 모서리를 자동정합시키되, 일부 정점에서 모서리가 자동정합되지 않을 경우에는 각 정점을 이은 선분의 끝단을 확장하여 연결함으로써 모서리를 자동완성시키고, 외벽에 해당하는 정점이 확실한 Y좌표 상의 최소 점을 선택한 후, 검색한 최소 점을 시작으로 이어지는 선분을 미로찾기 알고리즘을 이용하여 탐색함으로써 외벽을 추출하는 것이 바람직하다.

본 발명의 BEM모델링모듈은 단지 내 최고층을 선정하여 최고 층에 +1을 더한 워크시트를 생성하고, 객체 또는 BIM 기반 분석모델 생성시 발견하지 못한 세대간의 오차를 수정하고, 동 라인 전체에 일괄하여 수정된 내용을 적용하고, 에너지 분석 요소에 재질에 대한 사항을 적용하여 BEM모델을 완성한 후, BEM 수정검사를 통해 오류가 발견되면 일련의 프로세스를 다시 수행하여 오류가 발생하지 않도록 재조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 BEM모델링모듈은 펜트하우스에 대한 추가 드로잉을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 에너지 분석모듈은 BEM에서 Geometry정보와 에너지 재질정보 추출하고 난방부하비용, 냉방부하비용, CO2 배출량, 세대정보, 기상정보, 스케줄에 대한 정보를 통해 IDF파일을 생성하고, 이를 에너지분석 도구로 시뮬레이션 후 결과를 분석하여 월별 에너지 사용량 그래프를 표현하고, 세대별 에너지 사용 정보를 DB에 저장하는 동적분석과, BEM에서 세대 장단변비 및 창면적비 산출하고 지역, 창호 기밀도, 및 SHGC(Solar Heat Gain Coefficent)를 입력하여 실제 에너지소비량기반으로 개발된 예측식에 의해 에너지사용량을 산출한 후, 세대별 DB에 저장하는 정적분석을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일관점에 의하면, BIM 기반 단지모델링을 통해 환경성능·에너지 해석을 실행하되. 주거 환경 및 에너지 분석을 위한 데이터를 수집 분석하고; 상기 주거 환경 및 에너지 분석을 위한 주변 환경을 모델링하는 것을 포함하고, 상기 BIM 기반 단지 모델링은 분석 모델 타입을 설정하고, 단지 레이어를 설정하며, 각각의 동을 구분하기 위한 주동 등록을 실행하고, 세데 구분 작업을 실행하며, 주동 라인을 설정하는 것을 포함하고, 상기 주거 환경 분석은 일조분석, 조망분석, 향분석, 통풍분석, 및 프라이버시 분석을 포함하고, 상기 에너지 분석은 BEM 형상을 자동 추출하고, 에너지 속성을 추출하고, BEM 형상과 복합재질을 매칭시키는 것을 포함하되, BEM에서 세대별 기하학 정보와 에너지 재질정보를 추출하고 냉난방부하 비용, 세대정보, 기상정보에 대한 동적 분석과 예측 에너지 사용량을 산출하는 정정 분석을 실행하며, 환경성능·에너지 해석의 분석 결과를 리포트하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법은, BIM 데이터를 이용하여 환경 분석을 하는 건물 환경 성능 분석 및 에너지 해석 통합 솔루션 시스템을 제공함으로써, 사용자는 BIM 설계를 통하여 만들어진 데이터를 그대로 사용함으로써 한 번의 모델링 작업을 통해 일조, 조망, 통풍, 프라이버시 등 환경성능 분석과 에너지 분석을 수행할 수 있게 되어 업무 생산성이 크게 증대시킬 수 있고, 이러한 분석 결과를 신속하게 피드백(Feed Back) 할 수 있어 최적의 설계안을 도출하여 친환경 설계 기술 반영 및 설계 품질 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템의 바람직한 실시예를 보인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템의 BIM기반 모델링모듈을 보인 구성도이다.
도 3은 분석을 위한 자료 입력과 이를 통한 모델링 절차를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 주거 환경 및 에너지 분석에 필요한 필요 입력 데이터를 나타내는 표이다.
도 5 내지 도 7은 외부 환경 모델링에 대한 도면으로서, 도 5는 디지털 맵을 나타내고, 도 6는 도 5의 디지털 맵으로 생성된 메쉬(mesh) 도면이며, 도 7은 주위 빌딩들을 나타내는 도면이다.
도 8은 대상 기반 복합 모델링 기능을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 3D View로 생성된 동을 검토한 이미지다.
도 10은 BIM 기반 복합 모델링 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 주동 등록에서 구성요소의 수가 감소되는 경우를 나타내는 도면이다.
도 12는 기초공간이동정보부에 의해 분석모델로 간략화된 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 BIM기반 단지모델링모듈에 의해 외벽, 세대간 벽, 벽 높이를 기반으로 각 세대단위의 공간(Zone)형상을 만들어 배치하고, 각 공간(Zone)들을 하나의 레이어로 묶어서 한 개의 동을 구성하는 과정을 보인 도면이다.
도 14는 세대구분 정렬부에 의해 사용자의 폴리라인을 벽체의 중심선에 맞춰 자동으로 정렬하는 상태를 보인 도면이다.
도 15는 동 라인 편집 창에서 동 모델을 생성하는 상태를 보인 도면이다.
도 16은 BIM 기반 또는 객체 기반 모델에서 자동 추출한 형상을 배치하여 각 Line 면과 창호에 복합 재질을 매칭하여 BEM모델링모듈에 의해 BEM 모델링을 완성하는 상태를 보인 도면이다.
도 17a 내지 도 17e는 BEM모델링모듈에 의해 BEM 모델링을 설정하는 상태를 순차적으로 보인 도면이다.
도 18은 향상된 디테일의 분석 모델을 나타내는 도면이다.
도 19는 일조 분석 UI를 예시한 도면이다.
도 20은 3D 렌더링을 통한 그림자의 형성을 나타낸 도면이다.
도 21은 한 세대에 대한 일조 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 22는 3D 모델을 통한 스펙트럼 도면이다.
도 23은 조망 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이다.
도 24는 조망 분석 결과 UI 예시를 나타내는 도면이다.
도 25는 향 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이다.
도 26은 통풍 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이다.
도 27은 통풍 분석-풍압을 2D로 나타낸 도면이다.
도 28은 통풍 분석-풍압을 3D로 나타낸 도면이다.
도 29는 프라이버시 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이다.
도 30은 프라이버시 분석에 대한 평가 등급을 나타낸 도면이다.
도 31은 정적 분석과 동적 분석 간의 차이점을 나타낸 표이다.
도 32는 BEM을 나타낸 도면이다.
도 33은 BEM 자동 추출 형태의 예시를 나타낸 도면이다.
도 34는 에너지 속성 추출 대상의 에너지 속성 추출의 예시를 나타낸 도면이다.
도 35는 BEM 형상과 복합재질 매칭을 나타낸 도면이다.
도 36은 동적 에너지 분석의 과정과 결과에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 37은 정적 에너지 분석의 과정과 결과에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 38은 최종 보고서의 일 예시를 나타낸 도면이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법에서, 아래 설명되는 각 구성요소와 이의 동작을 실행할 수 있는 소프트웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 컴퓨터와 같은 하드웨어적 구성을 통해 구현될 수 있는 것임은 해당 기술분야의 당업자라면 충분히 이해할 수 있으므로 이에 대한 주체와 세부 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명에 따른 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법은 외부환경 및 단지 모델링을 수행하는 모델링모듈과; 상기 모델링모듈을 통해 일조분석을 수행하는 일조분석모듈과; 상기 모델링모듈을 통해 조망분석을 수행하는 조망분석모듈과; 상기 모델링모듈을 통해 향분석을 수행하는 향 분석모듈과; 상기 모델링모듈을 통해 프라이버시를 분석하는 프라이버시 분석모듈과; 상기 모델링모듈을 통해 통풍을 분석하는 통풍분석모듈과; 상기 모델링모듈을 통해 에너지분석을 수행하는 에너지분석모듈과; 상기 모듈들에 의해 분석결과를 출력하는 출력모듈과; 상기 모듈들을 관리, 제어하기 위한 관리모듈을 포함한다.

본 발명의 외부환경 및 단지 모델링을 수행하는 모델링모듈(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 통합 분석 시스템에 의해 분석의 대상이 될 거주공간에 대한 모델링을 수행하기 위한 단지모델링모듈(1100, 1200)과, 상기 단지모델링모듈(1100, 1200)을 BEM분석을 위한 표준모델로 변경하기 위한 BEM모델링모듈(1300)과, 단지 주변(외부)의 분석용 모델을 마련하기 위한 것으로서 단지 모델링 전에 대지, 강, 주변 건물등을 모델링하기 위한 외부환경 모델링모듈(1400) 을 포함한다.

상기 단지모델링모듈(1100, 1200)은, 도 3에 도시된 바와 같이 객체기반 단지모델링모듈(1100)과, BIM기반 단지모델링모듈(1200)을 포함하고, 상기 2개의 모듈 중 어느 하나를 선택하여 단지모델링이 수행된다.

상기 객체기반 단지모델링모듈(1100)은 동 평면도나 단위세대 평면도를 기준(Reference)으로 선정하고, 유닛 형태를 바탕으로 GDL로 작성된 유닛 객체를 형성하기 위하여 평면도의 외벽라인 및 슬라브라인을 따라 캐드 폴리선(polyline)을 생성한다.

상기와 같이 추출한 캐드 폴리선을 단위세대(Unit)나 단위코어(Core)로 등록하여 건물 동의 기본구성요소로 사용한다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 단위세대나 단위코어를 별도로 등록하고 등록된 객체를 조합하여 층수와 층고를 입력한 후, 동을 만들면 GDL 객체로 동이 생성된다. 도 8은 대상 기반 복합 모델링 기능을 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 9는 3D View로 생성된 동을 검토한 이미지다.

상기 BIM기반 단지모델링모듈(1200)은 환경 분석의 대상인 분석용 모델을 만들기 위해서 상기 객체 기반 모델링모듈(1100)에서는 2D 설계도면의 건물 형상을 근간으로 P-Line 작성 및 층고를 입력하는 작업 등을 하는 데 반해, BIM기반 단지 모델링모듈(1200)에서는 BIM 모델의 정보를 활용하여 많은 부분 자동화를 하여 업무 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

그러나, 2D 설계 도면보다 많은 정보를 지닌 BIM정보를 이용하기 위해 다음과 같은 프로세스로 분석을 위한 모델링이 단순화 처리된다. 도 10은 BIM 기반 복합 모델링 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 BIM기반 단지모델링모듈(1200)은 외벽, 세대간 벽, 벽 높이를 기반으로 각 세대단위의 공간(Zone)형상을 만들어 배치하고, 각 공간(Zone)들을 하나의 레이어로 묶어서 한 개의 동을 구성한다.

먼저, 상기 BIM기반 단지모델링모듈(1200)는 기초공간정보 이동부(1210)에 의해 공간(Zone) 생성 프로세스를 수행하는데, 기초공간정보 이동부(1210)는 동 이름의 레이어를 생성하고 각 동의 모델에 대한 BIM 정보를 해당 레이어로 옮긴다. 이때, 각 동의 모델에 대한 BIM의 모든 관련 정보를 이동시키는 것이 아니라, 일정 두께 이상의 벽체, 슬라브, 창문과 같은 기초 공간정보만을 선택하여 이동시키도록 구성한다.

이와 같이 기초공간정보 이동부(1210)에 의해 기초 공간정보만을 선택하여 이동하면, 도 11에 도시된 바와 같이 관련 오브젝트의 개수가 대략 1/5가량으로 감소시킬 수 있다.

상기와 같이 기초 공간정보만을 선택하여 이동시킨 후, 외벽 폴리라인 추출부(1220)에 의해 동 전체의 외벽형상을 폴리라인으로 자동 추출한다. 외벽 폴리라인 추출부(1220)에 의한 폴리라인 자동추출과정은 BIM 정보로부터 기초 공간정보만을 선택하여 이동시킨 정보가 완벽하지 않을 경우 이를 최종 완성하고 동 전체의 외벽형상을 완전하게 자동 추출하기 위한 과정이다.

외벽 폴리라인 추출부(1220)는 벽체들의 4정점을 추출하여, 벽체들의 모서리를 자동정합시키되, 일부 정점에서 모서리가 자동정합되지 않을 경우에는 각 정점을 이은 선분의 끝단을 확장하여 연결함으로써 모서리를 자동완성시킨다. 그리고, 외벽에 해당하는 정점이 확실한 Y좌표 상의 최소 점을 선택한 후, 검색한 최소 점을 시작으로 이어지는 선분을 미로찾기 알고리즘을 이용하여 탐색함으로써 외벽을 추출한다.

상기와 같이 외벽라인이 자동으로 추출되면, 전체 외벽라인으로 한정되는 공간 내에서 세대구분을 위한 벽을 정렬시킨다. BIM 설계모델에서는 세대를 구분하는 벽에 대한 표준화된 가이드라인이 없기 때문에 사용자가 직접 드로잉을 통해 구분해야 한다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 사용자가 직접 세대 구분벽을 따라 폴리라인을 드로잉하면 세대구분 정렬부(1230)에 의해 폴리라인을 벽체의 중심선에 맞춰 자동으로 정렬시켜준다. 이와 같은 중심선 정렬은 외벽라인 추출에서와 같이 벽체를 구성하는 4각박스를 만들어 모서리쪽 선분의 중심점을 찾는 방식을 사용한다.

상기와 같이 외벽라인 및 세대 구분벽이 완성되면, 자동 추출한 세대 외벽, 세대 구분벽, 벽 높이를 조합하여 한 세대 타입의 기본 공간(Zone)이 생성되는데, 이를 바탕으로 동 모델생성부(1240)에 의해 동 라인 단위의 동 모델을 생성한다.

상기 동 모델생성부(1240)는, 도 15에 도시된 바와 같이 동 라인 편집 창에서 동 모델을 생성하는 역할을 하는 것으로서, 동 라인을 추가, 삭제, 선택할 수 있으며(1241), 동 라인의 전체 층 수를 설정할 수 있고(1242), 1층 지상고를 설정할 수 있고(1243), 편집을 위한 각 층별 정보 리스트를 검색할 수 있으며(1244), 동 라인을 구성할 세대 타입을 선택할 수 있고(1245), 동 라인을 구성할 공간(Zone)을 생성할 수 있다(1246).

한편, 본 발명의 통합분석시스템의 주거 환경 및 에너지 분석에 있어서, 각 모듈별로 필요한 자료들은 도 2의 표와 같다. 도 2는 주거 환경 및 에너지 분석에 필요한 필요 입력 데이터를 나타내는 표이다. 상기 객체기반 모델링모듈(1100)과 BIM기반 단지모델링모듈(1200) 두 가지 방식 모두 동일한 데이터를 활용하여 분석을 진행하게 된다.

상기와 같이 객체기반 단지모델링모듈(1100) 또는 BIM기반 단지모델링모듈(1200)에 의해 단지모델링이 수행되면, BEM모델링모듈(1300)에 의해 상기 단지모델링모듈(1100, 1200)을 BEM분석을 위한 표준모델로 변경한다.

BEM은 Building Energy Model의 약자로써 분석 모델에 에너지 관련 속성을 매칭시킨 모델이라 할 수 있다. BEM은 ArchiCAD Worksheet 영역에 드로잉 되고 사용자의 재질 매칭과 잘못된 형상 수정을 거쳐 BEM 입력 데이터로 활용된다.

도 16에 도시된 바와 같이 BIM 툴의 Worksheet 창에 BIM 기반 또는 객체 기반 모델에서 자동 추출한 형상을 배치하고, 각 Line 면과 창호에 복합 재질을 매칭하여 BEM모델링모듈(1300)에 의해 BEM 모델링을 완성할 수 있다.

BEM 모델링모듈(1300)은 최고층 개수에서 +1을 하여 워크시트를 생성하고, 사용자가 어긋난 형상을 수정하면 해당 수정 형상을 동 라인 전체에 적용하고, 펜트하우스 아래층 천정 슬라브를 수정하고, 벽, 슬라브, 창 별로 단지에 재질을 매칭한 후, BEM 검사로 잘못된 요소를 발견하여 수정과정을 거침으로써 BEM모델을 완성할 수 있다.

먼저, 도 17a에 도시된 바와 같이, 단지 내 최고 층을 찾아서, 최고 층에 +1을 더한 워크시트를 생성한다. 그리고, 도 17b에 도시된 바와 같이, 객체 또는 BIM 기반 분석모델 생성시 발견하지 못한 세대간의 오차를 수정한다. 분석모델 차원에서 수정하기 위해서는 모델을 삭제하고 다시 만들어야 하지만, BEM에서는 단순히 라인 이동정도로 수정이 가능하다.

상기와 같이 오차 수정이 완료되면, 도 17c에 도시된 바와 같이 동 라인 전체에 일괄하여 수정된 내용을 적용한다. 즉, 동 라인에서 한 층을 수정하면 같은 타입의 세대 전체를 수정해야 하기 때문에 자동화를 통해 사용자의 작업 편의성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 에너지 분석의 가장 중요한 요소 중 하나인 벽, 슬라브, 창에 재질에 대한 사항을 적용한다. 재질 적용은 선택한 요소에 의해 입력이 가능하고 단지 전체에 특정 재질로 일괄 입력도 가능하다.

한편, 펜트하우스는 아래층과 타입이 다른 세대이기 때문에 아래층과 맞닿는 슬라브의 형상이 다르다. 따라서, 도 17e에 도시된 바와 같이 서로 맞닿는 벽이나 슬라브 간에 형상을 일치시키기 위해 사용자가 별도로 추가 드로잉을 실시할 수 있다.

상기와 같이 일련의 BEM모델을 완성한 이후에, BEM 수정검사를 통해 오류가 발견되면 상기와 같은 일련의 프로세스를 다시 수행하여 오류가 발생하지 않도록 재조정할 수 있다.

상기 외부환경 모델링모듈(1300)에 의한 외부환경구성은 단지 주변(외부)의 분석용 모델을 마련하는 부분으로 단지 모델링 전에 대지, 강, 주변 건물 등을 수치 지형도에서 추출하여 외부환경을 모델링한다.

상기 외부환경 모델링모듈(1300)은 지형과 단지 밖 외부건물, 공원/산/강 요소를 생성한다. 지형 생성부분은 수치지형도를 기반으로 ArchiTerra(지형 생성을 위한 Add-on)을 이용하여 지형 메쉬를 생성한다.

외부 건물도 수치 지형도에서 일정부분을 선택 후 층고를 추가하면 수치지형도의 건물외각선을 자동 추출하여 층고에 맞는 건물들이 자동으로 생성된다. 수치지형도에 외부도로 라인이 있는 경우 해당 라인을 따라 폴리라인을 그린다. 수치지형도에 외부도로 라인이 없는 경우 부지정지계획도의 단지 외부 도로 라인을 따라 폴리라인을 그리고 등록한다. 추가로, 공원/산/강 요소들도 선택하여 등록할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 외부환경 모델링모듈(1300)에 의한 외부 환경 모델링에 있어 도 3은 디지털 맵을 나타내고, 도 4는 도 3의 디지털 맵으로 생성된 메쉬(mesh) 도면이며, 도 5는 주위 빌딩들을 나타내는 도면이다.

다음으로, 본 발명에 따른 BIM기반 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법은 주거 환경 분석 모듈을 통해 다음과 같은 주거 환경 분석을 실행한다.

(1) 일조 분석

일조 분석은 일조 분석모듈(200)에 의해 수행되고, 일조 분석모듈(200)은 건축법에 명시되어 있는 조건을 만족하면서 보다 확장된 개념을 도입하여, 계산 포인트 설정을 통한 일조 분석방법(이하 'Point 방식')과 계산면을 설정하여, 그 면에 대한 음영면적 비율로 일조 여부를 판단하는 방법(이하 'Area 방식')을 구현한다.

단지 내 공동주택은 외부환경을 고려한 일조와 고려하지 않은 일조 분석, 외부건물의 경우 공동 주택의 개발전과 개발 후의 분석이 가능하도록 한다. 일조 분석은 4종류가 있으며, 단지 일조는 '외부건물 고려'라는 옵션으로 2가지를 처리한다.

- 자체 단지내의 일조 분석

- 외부건물의 영향을 고려한 일조 분석

- 외부건물을 주체로 개발 전 일조 분석

- 외부건물을 주체로 개발 후 일조 분석

또한, 일조 방식은 Point 방식과 Area 방식으로 나누어진다. Point 방식은 발코니 끝에서 거실창의 중앙점이 만나는 지점을 기본 일조점으로 하여 분석하는 방식이며, Area방식은 거실창의 위치에서 거실창의 면적에 일조 여부를 파악하여 면적으로 계산하고, 환경설정의 적용 비율에 의해 일조 여부를 판단하는 방식으로 구현된다.

세대별 일조 데이터는 일조 수인한도를 적용하여 NICE, GOOD, BAD로 DB에 저장되고 출력모듈(800)에 의해 리포트시 활용되도록 한다. 세대별 일조 데이터와 바닥일영도를 바탕으로 바닥일영 3D, 스펙트럼이 적용된 3D Model View 등의 기능을 통해 실행된다. 도 19는 일조 분석 UI를 예시한 도면이고, 도 20은 3D 렌더링을 통한 그림자의 형성을 나타낸 도면이다.

하나의 세대만 선택하여 일조분석을 하는 경우 도 20은 같은 일조 스펙트럼을 볼 수 있다. 일조 스펙트럼은 태양의 이동 경로를 따라 생성되며, 음영 시각은 파란색으로, 일조 시각은 붉은 색으로 표현되어 각 세대의 일조 정보를 스펙트럼으로 표현한다. 도 21은 한 세대에 대한 일조 스펙트럼을 나타낸 도면이며, 도 22는 3D 모델을 통한 스펙트럼 도면이다.

(2) 조망 분석

조망분석은 조망분석모듈(300)에 의해 수행되고, 조망분석모듈(300)은 조망을 평가하는 기준점과 기준점에 의해 계산된 조망을 평가하는 천공률, 대지율, 방해율, 경관율 등에 의해 계산하며, 이론과 현실의 차이를 최소화하기 위해 프로그램에서 다양한 경우의 처리가 가능하도록 한다. 예를 들면, 조망점 설정 시, 고정된 지점이 아니라 카메라의 위치를 사용자가 조정하여 분석할 수 있도록 하고, 환경 설정에 의해 카메라의 화각을 조정할 수 있도록 한다.

조망분석모듈(300)에 의한 조망 분석은 단지 조망 분석과 사용자 조망 분석으로 수행될 수 있으며, 단지 조망분석의 경우는 세대별 분석 방법으로 배치되어 있는 각 세대의 정보를 리스트로 제공하며, 분석을 원하는 동/라인/세대를 선택하여 조망 분석을 수행한다.

조망 분석은 ArchiCAD의 렌더링 기능을 활용한 방식으로, 미리 설정된 특정 색상을 기준으로 렌더링된 이미지를 분석하여, 해당 세대의 천공률, 대지율, 방해율, 경관율을 계산하는 방식을 사용한다. 이런 계산방식은 속도 개선을 위해서 외부프로그램으로 처리할 수 있다. 이렇게 계산된 개방률을 3단계 기준값을 이용하여 분류하여 NICE, GOOD, BAD 중의 하나의 값으로 DB에 저장된다. 도 23은 조망 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이고, 도 24는 조망 분석 결과 UI 예시를 나타내는 도면이다.

(3) 향 분석

향 분석은 향 분석모듈(400)에 의해 수행되고, 향 분석모듈(400)은 메인 거실의 창문의 방향으로 결정되며, 창문의 방향을 동의 라인 별로 분석된다. 향은 8개의 방향으로 구분되며 남, 남동, 남서가 NICE이며 동, 서가 GOOD 그리고 북북서, 북동이 BAD로 분석되고 DB에 저장된다. 도 25는 향 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이다.

(4) 통풍 분석

통풍 분석은 통풍분석모듈(500)에 의해 수행되고, 통풍분석모듈(500)은 공동주택의 배치에 따른 세대 단위의 압력차 및 단지 통풍을 분석한다. 통풍분석모듈(500)은 전처리부, 해석부, 후처리부로 나누어지며, 전처리와 후처리는 ArchiCAD 기반에서 이루어지고, 해석은 유한요소 분석 시스템에서 이루어지도록 구성될 수 있다.

그리고, 단지대지를 셀 단위로 분할하여 통풍의 풍압, 풍속, 기압차를 산출하고 세대별로 기압 차를 3단계 기준값을 이용하여 분류하여 NICE, GOOD, BAD 중 하나의 값으로 DB에 저장된다. 그리고 풍압을 2D와 3D 풍압도로 표현할 수 있다. 도 26은 통풍 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이고, 도 27은 통풍 분석-풍압을 2D로 나타낸 도면이며, 도 28은 통풍 분석-풍압을 3D로 나타낸 도면이다.

(5) 프라이버시 분석

프라이버스 분석모듈(600)에 의해 프라이버시의 기본 요소로 관측점이 유닛 생성시 추가되며, 관측점이란 관찰자의 위치를 말하는 것으로 거실창의 중앙점을 관찰대상자 위치로 설정한다. 관측점의 설정은 X, Y의 좌표를 선택하며, Z에 대해서는 바닥으로부터 1.5m 지점을 설정한다. 프라이버시 분석은 최대침해 등급을 분석하는 것으로, 공지된 예측식을 근거로 계산하며 예측식 데이터의 특성상 근사치 값으로 분석한다.

세대별 최대 프라이버시 침해 등급을 계산하는 것을 원칙으로 하기 때문에, 거실창의 중앙점으로부터 관측점으로 가상선을 이어 모든 경우의 수를 계산하여야 하므로, '세대 수x관측점 수=침해등급판단총수'의 연산을 수행한다. 프라이버시 분석의 평가기준을 두고 등급을 산정하여 DB에 저장한다. 도 29는 프라이버시 분석 UI의 예시를 나타낸 도면이고, 도 30은 프라이버시 분석에 대한 평가 등급을 나타낸 도면이다.

다음으로, 에너지 분석 모듈(700)에 대하여 설명한다. 에너지 분석모듈(700)은 도 31과 같이 정적 분석과 동적 분석 등 두 가지 방법에 의해 해석할 수 있도록 이루어지며, 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.

도 31은 정적 분석과 동적 분석 간의 차이점을 나타낸 표이다. 에너지 분석 프로세스는 크게 2단계로 나뉘는데 1단계는 BEM모델링모듈(1300)에 의해 BEM(Building Energy Model)을 생성하여 분석 모델의 Geometry 정보와 분석 모델에 없는 재질 정보(열관류율, 두께 등)를 매핑하는 단계이고, 2단계는 에너지 분석모듈(700)에 의해 2가지의 에너지 해석 엔진을 가지고 정적 및 동적 에너지를 분석하여 에너지 소비량을 산출한다. 도 31은 에너지 분석 과정을 나타낸 도면이다.

에너지 해석은 기존의 에너지 분석도구들이 벽체나 공간의 열전달에 관한 해석이 불완전했던 단점을 보완하기 위하여 CFD, HAMT 등과 같은 열전달 알고리즘을 추가하여 분석에 이용하고 있으며, 기상자료를 이용하여 부하계산과 에너지 소비 특성을 해석하게 되고, 건물의 열 및 습기 전달의 계산도 가능한 특징을 갖는다. 여기에서, 본 발명에 따른 에너지 해석은 정량적이고 동적인 분석이 가능하고 건물의 특성과 상황에 맞는 에너지 효율화 해결책을 제공할 수 있다.

또한, 에너지 분석 프로세스는 BEM모델링모듈(1300)에 의해 생성된 BEM 을 이용하여 에너지 분석을 수행한다. BEM(Building Energy Model)이란 객체기반 분석용 모델과 BIM기반 분석용 모델에서 건물의 단위 세대를 구성하는 Line(벽, 창문)과 Fill(바닥)에 에너지 정보를 통합한 정보이다.

BEM모델링모듈(1300)에 의한 BEM 생성 분석은 BEM 형상을 자동 추출하고, 에너지 속성을 추출하며, BEM 형상과 복합재질을 매칭하는 것을 포함한다.

BEM 형상 자동 추출은 BIM 또는 Object 분석모델 전층의 외형을 Line(외벽, 내벽), PolyLine(창문) Fill(바닥)로 자동 추출하여 Worksheet에 배치한다. 이때 형상이 복잡할 경우 에너지 분석 시간 단축을 위해 사용자가 Line과 Fill을 단순화 시킬 수 있다. 도 33은 BEM 자동 추출 형태의 예시를 나타낸 도면이다.

계속해서, 에너지 속성 추출은 일반적인 공동주택 및 건물에 사용되는 자재의 열전도율 등의 재질 속성을 정리하여 환경DB에 저장한다. 저장된 환경DB(에너지 속성)는 BEM 생성 창에서 복합 재질 정의 리스트로 사용되며, 필요한 경우 사용자가 재질을 추가하여 사용자화 할 수 있다. 도 34는 에너지 속성 추출 대상의 에너지 속성 추출의 예시를 나타낸 도면이다.

다음으로, BEM 형상과 복합재질 매칭은 최초에 BEM을 생성할 때에, Line(외벽, 내벽), PolyLine(창문), Fill(바닥)의 각 요소별로 환경설정에서 지정한 기본 값이 매칭되어 있다. 여기에 사용자가 원하는 부분만 재료입력 기능을 통해 추가로 복합 재질을 변경할 수 있다. 도 35는 BEM 형상과 복합재질 매칭을 나타낸 도면이다.

한편, 동적 분석과 정적 분석은 다음과 같이 이루어진다.

동적 분석은 BEM에서 Geometry정보와 에너지 재질정보 추출하고 난방부하비용, 냉방부하비용, CO2 배출량, 세대정보, 기상정보, 스케줄 등 입력창을 통하여 입력 받아 IDF파일을 생성하게 된다. 에너지분석 도구(예를 들면, EnergyPlus)로 시뮬레이션 후 결과를 분석하여 월별 에너지 사용량 그래프를 표현하고, 세대별 에너지 사용 정보를 DB에 저장한다. 도 36은 동적 에너지 분석의 과정과 결과에 대한 예시를 나타낸 도면이다.

정적 분석은 BEM에서 세대 장단변비, 창면적비 산출하고 입력 창에서 지역, 창호 기밀도, SHGC(Solar Heat Gain Coefficent)를 입력하면, 실제 에너지소비량기반으로 개발된 예측식에 의해 에너지사용량을 산출한 후, 세대별 DB에 저장한다. 도 37은 정적 에너지 분석의 과정과 결과에 대한 예시를 나타낸 도면이다.

상기와 같은 과정을 걸쳐 도출된 결과에 따라 출력모듈(800)이 최종 리포트를 생성한다. 최종 리포트 생성은 분석 모델을 바탕으로 일조, 조망, 통풍, 프라이버시 및 에너지 분석을 진행하며, 분석된 각종 결과를 DB에서 정리하여 엑셀(Excel) 서식 기반으로 보고서를 자동 생성한다. 보고서에는 단지 기준, 동 기준 및 세대 기준 등에 따라 7개 항목을 기본적으로 포함하는 보고서가 제공되도록 할 수 있다. 도 38은 출력모듈(800)에 의한 최종 보고서의 일 예시를 나타낸 도면이다.

추가로 관리모듈(900)은 본 발명의 각 모듈의 설정값을 제어하거나 전체 모듈의 작동상태를 제어할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 BIM기반 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템 및 분석 방법은, BIM 데이터를 이용하여 환경 분석을 하는 건물 환경 성능 분석 및 에너지 해석 통합 솔루션 시스템을 제공함으로써, 사용자는 BIM 설계를 통하여 만들어진 데이터를 그대로 사용함으로써 한 번의 모델링 작업을 통해 일조, 조망, 통풍, 프라이버시 등 환경성능 분석과 에너지 분석을 수행할 수 있게 되어 업무 생산성이 크게 증대시킬 수 있고, 이러한 분석 결과를 신속하게 피드백(Feed Back) 할 수 있어 최적의 설계안을 도출하여 친환경 설계 기술 반영 및 설계 품질 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템에 있어서,
   객체기반과 단순화된 BIM기반에 의해 단지모델링을 설정하고, 상기 단지모델링을 동일한 데이터를 기준으로 BEM 분석을 위한 BEM분석모델을 설정하는 모델링모듈;
   상기 BEM분석모델에 의해 일조분석을 수행하는 일조 분석모듈;
   상기 BEM분석모델에 의해 조망분석을 수행하는 조망 분석모듈;
   상기 BEM분석모델에 의해 향 분석을 수행하는 향 분석모듈;
   상기 BEM분석모델에 의해 통풍분석을 수행하는 통풍분석모듈;
   상기 BEM분석모델에 의해 프라이버시분석을 수행하는 프라이버시 분석모듈;및
   상기 BEM분석모델에 의해 에너지 분석을 수행하는 에너지분석모듈을 포함하되,
   상기 모델링모듈은
   분석의 대상이 될 거주공간에 대한 모델링을 수행하기 위한 단지모델링모듈;
   상기 단지모델링모듈을 BEM분석을 위한 표준모델로 변경하기 위한 BEM모델링모듈;및
   단지 외부의 환경을 모델링하기 위한 외부환경 모델링모듈을 포함하고,
   상기 단지모델링모듈은
   대상 평면도를 기준으로 3차원 유닛 객체를 모델링하는 객체기반 단지모델링모듈과,
   BIM 정보를 이용하여 단순화된 3차원 유닛 객체를 모델링하는 BIM기반 단지모델링모듈을 포함하고,
   상기 객체기반 단지모델링모듈 또는 상기 BIM기반 단지모델링모듈을 선택적으로 실행하여 단지모델링을 수행하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 객체기반 단지모델링모듈은
   상기 평면도를 기준으로 선정하고, 상기 평면도의 외벽라인 및 슬라브라인을 따라 캐드 폴리선을 생성하여 단위세대 또는 단위코어를 생성하여 상기 3차원 유닛 객체를 형성하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 BIM기반 단지모델링모듈은
   BIM 관련 정보 중 일정 두께 이상의 벽체, 슬라브, 또는 창문과 같은 기초 공간정보만을 선택하여 이동시키는 기초공간정보 이동부;
   상기 기초 공간정보에 의해 건물 외벽형상을 폴리라인으로 자동 추출하는 외벽 폴리라인 추출부;
   상기 건물 외벽형상에 기초하여 사용자가 드로잉하는 세대구분라인을 벽체의 중심선에 맞춰서 자동정렬시키는 세대구분 정렬부;및
   상기 건물 외벽형상, 상기 세대구분벽, 및 벽높이를 조합하여 한 세대 타입의 기본 공간(Zone)을 생성하는 동 모델생성부를 포함하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 외벽 폴리라인 추출부는
   벽체들의 4정점을 추출하여 벽체들의 모서리를 자동정합시키되, 일부 정점에서 모서리가 자동정합되지 않을 경우에는 각 정점을 이은 선분의 끝단을 확장하여 연결함으로써 모서리를 자동완성시키고, 외벽에 해당하는 정점이 확실한 Y좌표 상의 최소 점을 선택한 후, 검색한 최소 점을 시작으로 이어지는 선분을 미로찾기 알고리즘을 이용하여 탐색함으로써 외벽을 추출하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 BEM모델링모듈은
   단지 내 최고층을 선정하여 최고 층에 +1을 더한 워크시트를 생성하고, 객체 또는 BIM 기반 분석모델 생성시 발견하지 못한 세대간의 오차를 수정하고, 동 라인 전체에 일괄하여 수정된 내용을 적용하고, 에너지 분석 요소에 재질에 대한 사항을 적용하여 BEM모델을 완성한 후, BEM 수정검사를 통해 오류가 발견되면 일련의 프로세스를 다시 수행하여 오류가 발생하지 않도록 재조정하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 BEM모델링모듈은
   펜트하우스에 대한 추가 드로잉을 수행하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
9. 제1항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 에너지 분석모듈은
   BEM에서 Geometry정보와 에너지 재질정보 추출하고 난방부하비용, 냉방부하비용, CO₂ 배출량, 세대정보, 기상정보, 스케줄에 대한 정보를 통해 IDF파일을 생성하고, 이를 에너지분석 도구로 시뮬레이션 후 결과를 분석하여 월별 에너지 사용량 그래프를 표현하고, 세대별 에너지 사용 정보를 DB에 저장하는 동적분석과,
   BEM에서 세대 장단변비 및 창면적비 산출하고 지역, 창호 기밀도, 및 SHGC(Solar Heat Gain Coefficent)를 입력하여 실제 에너지소비량기반으로 개발된 예측식에 의해 에너지사용량을 산출한 후, 세대별 DB에 저장하는 정적분석을 수행하는
   공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 시스템.
   
10. 객체기반과 단순화된 BIM 기반의 단지모델링을 통해 환경성능·에너지 해석을 실행하되. 주거 환경 및 에너지 분석을 위한 데이터를 수집 분석하고; 상기 주거 환경 및 에너지 분석을 위한 외부 환경을 모델링하는 것을 포함하고,
    상기 객체기반과 단순화된 BIM 기반의 단지모델링은 동일한 데이터를 기준으로 분석 모델 타입을 설정하고, 단지 레이어를 설정하며, 각각의 동을 구분하기 위한 주동 등록을 실행하고, 세대 구분 작업을 실행하며, 주동 라인을 설정하는 것을 포함하고,
    상기 주거 환경 분석은 일조분석, 조망분석, 향분석, 통풍분석, 및 프라이버시 분석을 포함하고,
    상기 에너지 분석은 BEM 형상을 자동 추출하고, 에너지 속성을 추출하고, BEM 형상과 복합재질을 매칭시키는 것을 포함하되, BEM에서 세대별 기하학 정보와 에너지 재질정보를 추출하고 냉난방부하 비용, 세대정보, 기상정보에 대한 동적 분석과 예측 에너지 사용량을 산출하는 정정 분석을 실행하며,
    환경성능·에너지 해석의 분석 결과를 리포트하는 것을 포함하는
    공동주택의 환경성능·에너지 해석을 위한 통합 분석 방법.

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