ECO2에서 자연채광에 따른 Dimming-control의 에너지 절감 효과 표현 방법 = Calculation Method of Energy Saving effect for Dimming-control according to Day-lighting in ECO2

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 건물에너지 절감을 위해 많이 활용되고 있는 자연채광에 따른 디밍제어의 에너지 절감 효과를 국내 건물에너지 성능 평가프로그램인 ECO2 프로그램에서 표현하는 방법을 제안하고, 이를 구현하기 위해 조명에너지 관련 입력값인 조명밀도의 보정계수를 산정하였다.
ECO2 프로그램에서 조명에너지의 분석은 자연채광에 따른 조도 변화에 상관없이 실내 조명 대수에 따른 조명밀도[W/m2]로 고정하여 분석하기 때문에 디밍제어에 따른 조명에너지 감소를 표현할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 ECO2 프로그램의 조명에너지 평가 방식 중 입력치 방식이 조명밀도 입력값만으로 조명에너지를 계산하는 점을 이용해 디밍제어를 적용할 때의 조명밀도를 산출하였다.
먼저, RELUX 시뮬레이션을 통해 대상 공간에 유입되는 자연채광을 분석하고, 자연채광의 유입 정도에 따라 인공 조명의 대수를 줄이는 인공 조명 설계를 진행하였다. 자연채광의 유입을 고려한 조명밀도는 계절 및 시간에 따라 변화하기 때문에 이를 단일 값으로 조정하기 위해 계절별 맑은 날씨와 흐린 날씨의 비율을 사용하였다.
본 연구 방법을 사용하여 계산된 최종 조명밀도를 ECO2 프로그램에 입력하여 디밍제어를 적용할 경우 최대 58.6%의 조명에너지 절감률을 확인하였다. 이후 디밍제어를 적용한 조명밀도와 본래 조명밀도 간의 비율을 활용하여 조명밀도에 대한 보정계수를 산정하였다.
ECO2 프로그램에 조명밀도를 입력할 때, 대상 공간이 디밍제어를 사용한다면 본래 조명밀도에 본 연구에서 산정한 보정계수를 곱하여 입력하면 디밍제어에 따른 조명에너지 절감 효과를 표현할 수 있다.
본 연구는 자연채광에 따른 디밍 제어의 에너지 절감 효과를 ECO2 프로그램에서 표현하는 방법을 제안하는 것이 주된 목적인만큼 본 연구에서 제시한 연구 방법과 보정계수의 개념은 ECO2 프로그램을 이용하여 자연채광, 디밍제어를 통한 조명에너지의 절감 효과를 정량적으로 평가하고자 하는 연구자, 설계자들에게 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구의 방법론을 사용하여 보정계수를 산정할 수 있으며, 범용성을 갖기 위한 추가적인 변수를 고려한다면 자연채광에 따른 디밍제어의 에너지 절감효과를 보정계수를 통해 쉽게 표현할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 연구에서는 건물에너지 관점에서 디밍제어에 따른 조명에너지의 절감이 냉난방 부하를 얼마나 줄일 수 있을지에 대한 검토를 진행하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objective of this research was to devise a methodology for quantifying the lighting energy conservation benefits afforded by dimming controls in daylight-responsive buildings, utilizing the ECO2 program. Initially, the influx of natural light into the designated area was quantified via RELUX simulation, allowing for the tailoring of artificial lighting levels at each location to correspond with the fluctuating density of daylight across different seasons and times of day. Through employing varying proportions of natural illumination during both clear and overcast conditions throughout the year, the artificial lighting intensity was accordingly modulated. Upon implemention of this approach, the maximum achievable lighting energy efficiency through dimming control was identified to be 58.6%. Furthermore, correction coefficients for the established ECO2 lighting intensity were determined by comparing the lighting intensities with and without the implementation of dimming control. Hence, by integrating these calibrated lighting intensities that account for dimming controls into daylighting environments, the energy-saving potential can be effectively depicted in ECO2.

참고문헌 (Reference)

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