여름철 쾌적성
중요한 실의 온도 변화를 분석합니다. 유리, 외부 차양, 축열량, 야간 환기 등의 대안을 비교합니다.
열 시뮬레이션 자세히 보기
동적 건물 시뮬레이션
에너지, 실내 환경, 설계를 위한 건물 시뮬레이션
여름철 실내 온도는 얼마나 높아질까요? 필요한 냉방 용량은 얼마일까요? 외피, 차양, 환기는 어떻게 상호작용할까요? TIAN Building Engineering은 동적 건물 모델을 활용해 신축, 기존 건물, 리모델링 프로젝트의 이러한 과제를 분석합니다.
베를린을 기반으로 독일 및 해외 프로젝트에 엔지니어링 서비스를 제공합니다.
기본 원리
동적 건물 시뮬레이션이란 무엇인가요?
건물 시뮬레이션은 건물 전체 또는 개별 실의 거동을 컴퓨터 모델로 재현합니다. 동적 모델은 기상, 사용 조건, 설비 운전에 따라 온도, 열류, 난방 및 냉방 수요가 어떻게 변하는지 계산합니다. 건물 부재의 축열뿐 아니라 일사와 재실자, 조명, 기기로 인한 내부 발열도 고려합니다.
예를 들어 차양이 있어도 사무실이 과열되는지, 야간 환기가 어떤 효과를 내는지, 외피의 차이가 에너지 수요에 어떻게 영향을 미치는지 검토할 수 있습니다. 구체적인 설계 과제에 맞춰 모델링과 평가 방법을 정합니다.
건물 시뮬레이션, 열 시뮬레이션, CFD
열·에너지 건물 시뮬레이션은 실과 구역의 시간에 따른 변화를 평가합니다. 이를 보완하는 CFD 시뮬레이션은 기류와 온도 분포를 공간적으로 해석하여 급기구 위치나 드래프트 위험 등을 검토합니다. Radiance를 이용한 자연채광 계산을 함께 적용해 외피와 자연채광에 대한 평가를 보완합니다.
열·에너지 계산에는 EnergyPlus 등을 사용합니다. 해석 방법의 조합은 건물, 용도, 지원해야 할 설계 결정에 따라 정합니다.
설계 과제
어떤 경우에 건물 시뮬레이션이 유용한가요?
단순화한 가정만으로는 건물, 사용 조건, 설비의 상호작용을 충분히 표현하기 어려울 때 특히 유용합니다.
에너지 수요와 설비
난방 및 냉방 부하와 시간별 수요 프로파일은 설비 방식과 운전 시간을 평가하는 데 도움이 됩니다. 대안을 비교하면 쾌적성과 에너지 수요 사이의 절충 관계를 확인할 수 있습니다.
에너지 시뮬레이션 자세히 보기외피와 자연채광
창 면적, 차양, 방위는 자연채광과 일사 열취득에 동시에 영향을 줍니다. 이를 함께 평가해 건축 설계와 설비 설계의 조율을 지원합니다.
창호와 외피 시스템 자세히 보기기존 건물에서는 운전 데이터와 측정값으로 가정의 범위를 좁힐 수 있습니다. 신축 건물은 초기 설계 단계부터 대안을 비교할 수 있습니다.
협업 절차
초기 도면에서 근거를 확인할 수 있는 평가까지
먼저 구체적인 질문을 정합니다. 이를 바탕으로 모델 범위, 경계조건, 비교할 설계 대안을 도출합니다.
- 01
과제와 목표 정의
용도, 중요한 실, 설계 단계, 목표값을 논의하고 시뮬레이션이 지원할 설계 결정을 명확히 합니다.
- 02
모델과 데이터 조율
형상, 부재 특성, 기상 데이터, 부하, 운전 시간을 취합합니다. 부족한 정보와 적용한 가정은 명확히 기록합니다.
- 03
설계 대안 계산
기준안과 합의한 대안을 비교 가능한 경계조건에서 해석합니다. 모델 가정과 결과의 타당성을 점검합니다.
- 04
결과 해석
주요 지표와 시계열을 비교하고 외피, 환기, 냉방, 운전에 어떤 의미가 있는지 설명합니다.
어떤 자료가 필요한가요?
초기 검토에는 설계 질문과 현재 보유한 자료면 충분합니다. 필요한 상세 수준은 협의하여 정합니다.
- 평면도, 단면도 및 제공 가능한 3D 또는 BIM 데이터
- 외피, 지붕, 창호, 차양의 구성과 성능값
- 사용 시간, 재실 인원, 조명, 기기 정보
- 환기, 난방, 냉방, 제어에 관한 정보
- 위치, 목표값 및 기존 건물에서 확보할 수 있는 측정 데이터
설계 판단의 근거
시뮬레이션에서 어떤 결과를 얻을 수 있나요?
평가 내용은 합의한 업무 범위에 따라 결정됩니다. 대표적인 결과는 기술 지표를 구체적인 설계 결정과 연결합니다.
| 평가 항목 | 확인할 수 있는 내용 | 활용 방법 |
|---|---|---|
| 실내 온도와 쾌적성 | 합의한 사용 조건에서의 시계열 및 문제 상황의 발생 빈도 | 차양, 야간 환기, 냉방 방식을 비교 |
| 난방 및 냉방 부하 | 대상 실 또는 구역의 필요 용량과 최대 부하 발생 시점 | 용량 산정 가정과 설비 방식을 검토 |
| 에너지 수요와 부하 프로파일 | 시간별 계산 수요 및 대안 간 차이 | 건물 외피, 설비, 운전 전략을 조율 |
| 자연채광과 일사 열취득 | 외피와 차양에 따른 채광 및 열취득의 차이 | 창 면적 비율과 차양을 함께 평가 |
보고서에는 주요 가정, 경계조건, 설계 대안의 해석을 포함합니다. 계산된 에너지 수요는 모델에 기반한 예측값입니다. 이후 실제 소비량은 실제 사용 조건, 기상, 운전 방식에도 영향을 받습니다.
프로젝트 실적
시뮬레이션 프로젝트 사례
다양한 건물 유형과 여러 해석 방법을 조합한 프로젝트 실적을 보유하고 있습니다.
미술관, 베를린
National Galerie 20
National Galerie 20에서는 건물·열·기류 시뮬레이션과 자연채광 계산을 함께 수행했습니다. 건물 전체의 평가를 실내 환경 및 자연채광 분석과 연결했습니다.
업무 범위:건물, 열, 기류, 자연채광 시뮬레이션.
극장, 코부르크
Globe Theater Coburg
코부르크 신축 극장에서 열 시뮬레이션과 CFD를 수행했습니다. 열적 거동과 기류의 공간 분포를 모두 검토했습니다.
업무 범위:열 시뮬레이션 및 CFD.
자주 묻는 질문
건물 시뮬레이션 의뢰
정적 계산과 시뮬레이션은 어떻게 다른가요?
정적 계산은 방법에 따라 고정된 상태나 집계된 지표를 사용합니다. 동적 시뮬레이션은 시간에 따른 변화를 분석하고 건물 부재의 축열 등을 고려합니다. 어떤 방법이 적합한지는 해결할 질문에 따라 달라집니다.
어느 설계 단계에서 시뮬레이션이 유용한가요?
초기 단계에는 외피, 차양, 설비 방식에 대한 기본 결정을 비교할 수 있습니다. 이후 단계에는 특정 실, 운전 조건, 용량 산정 문제를 검토할 수 있습니다. 사용 가능한 데이터에 맞춰 모델을 조정합니다.
기존 건물에도 유용한가요?
네. 리모델링 대안과 운전 전략 변경을 비교하거나 쾌적성 문제를 좁혀가는 데 도움이 됩니다. 기존 소비량 데이터와 측정값은 모델의 타당성 점검에 활용할 수 있습니다.
완성된 BIM 모델이 필요한가요?
적합한 BIM 모델은 데이터 준비에 도움이 됩니다. 평면도, 단면도, 부재 정보를 바탕으로 시뮬레이션 모델을 만들 수도 있습니다. 프로젝트 시작 전에 필요한 자료를 확인합니다.
비용과 소요 기간은 어떻게 결정되나요?
작업량과 기간은 건물 규모, 해석 구역 수, 데이터 품질, 대안 수, 평가 범위 등에 따라 달라집니다. 제공 자료와 설계 질문을 바탕으로 일정이 협의된 프로젝트별 견적을 제안합니다.
완료 후 어떤 자료를 받나요?
의뢰 범위에 따라 모델 가정, 경계조건, 주요 지표, 시계열, 대안 비교를 담은 보고서를 제공합니다. 결과가 합의한 설계 질문에 어떤 의미가 있는지 설명합니다.
다음 설계 단계
TIAN과 프로젝트 상담시뮬레이션으로 어떤 질문에 답하고 싶으신가요?
건물, 설계 단계, 필요한 의사결정을 알려 주세요. 적절한 시뮬레이션 범위와 필요한 데이터를 함께 논의하겠습니다.