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웹 및 건물정보모델기반 실내 환경 디지털 시각화 -온습도와 미세먼지 농도 데이터를 중심으로-
Web and Building Information Model-based Visualization of Indoor Environment -Focusing on the Data of Temperature, Humidity and Dust Density- 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.17 no.2, 2017년, pp.327 - 336  

황금화 (한양대학교 실내건축디자인학과) ,  이진국 (한양대학교 실내건축디자인학과) ,  전규엽 (제주대학교 건축학부)

초록
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최근 실외 및 실내 공기의 질에 대한 사람들의 관심이 증가하면서 다양한 관련기기들이 사용되고 있다. 실내 환경의 여러 요소 중 특히 사람들의 쾌적감에 직접 영향을 주는 온열 환경과 눈에 보이지 않는 실내 공기 환경의 시각화는 그러한 이유로 매우 중요하게 부각되고 있다. 본 연구는 거주자가 공기 질 등과 같은 실내 환경 상태를 기존의 숫자나 그래프 등 보다 쉽고 직관적으로 파악하는 것을 지원하기 위하여 기존의 실내 환경 시각화 사례들을 분석하고 이를 보완하기 위한 개선방법을 모색하여 보다 효과적인 웹 및 건물정보모델기반 시각화 방법을 제안하고자 한다. 본 연구에서 제시하는 해당 실내 환경 시각화 과정은 크게 네부분으로 구성된다. 이는 건물 모델 데이터 생성, 실내 환경 데이터 생성, 시각화 표현 요소 생성, 데이터 매핑 및 시각화 결과 생성 과정으로 요약될 수 있다. 생성된 시각화 결과는 다양한 실내 환경 요소의 동시 파악을 지원할 뿐만 아니라, 대상 공간의 기하학적 모델과 측정된 실내 환경 데이터를 연계하여 시각화함으로써 실내 환경 상태의 파악이 직관적이며 즉각적이다. 본 논문은 IoT 등의 기술로 즉각적이고 자동화된 실내 환경 관리시스템의 개발방향과는 별개로, 실내 환경 데이터를 적절히 가공함으로써 사용자 및 관리자 등에게 관련 시각정보를 효율적으로 제공하는 접근방법을 모색하는 것을 목적으로 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

People spend most of their time in the indoor environment. Among the various indoor environmental factors, air and thermal environment directly affect human's health and efficiency of work. Therefore, efficient monitoring of indoor environment is highly important. For assisting the residents to unde...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 셋째, 기존의 연구들에서는 실내 환경 상태의 쾌적 여부와 상관없이 측정을 통해 얻어진 모든 데이터를 시각화 하였다. 건물 관리자와 같은 여러 공간에 대한 실내 환경 상태의 관리를 목적으로 하는 경우를 고려하여 관리가 필요한 공간만 쉽게 파악할 수 있도록 지원 가능한 시각화 방법을 모색하였다. 넷째, 대부분의 선행연구의 시각화 결과는 특정된 소프트웨어 환경이나 프로그래밍 언어에 종속적 이였다.
  • 기존 실내 환경 데이터 시각화 방법의 제한점을 보완하기 위한 방법 중 하나로 본 연구에서는 웹 및 건물정보모델기반 실내 환경 데이터 시각화 접근방법을 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안하는 시각화 방법의 프로세스는 다음의 [그림 1]에서와 같이 크게 네 개 부분으로 구성된다.
  • 본 연구에서는 실내 환경 데이터에 대한 모니터링 및 관리를 위해 선행되어야 하는 실내 환경 상태의 직관적 파악을 위하여, 기존의 방식 대비 효과적인 시각화를 위해 웹과 건물정보모델을 기반으로 접근한다. 따라서 본 연구는 실내 환경 데이터 자체의 의미론적 분석이나 활용 방법에 그 목적을 두는 것이 아닌, 실내 환경 데이터에 대한 시각화에 초점을 두고 다음과 같은 방법 및 절차에 따라 연구를 수행 하였다.
  • 본 연구는 실내 환경 관리를 위해 선행되어야 하는 실내 환경 상태의 직관적 파악을 지원함을 목적으로 기존의 실내 환경 데이터 시각화 사례들의 제한점을 다음과 같이 네 가지로 분석하고 개선방법을 모색하였다.
  • 본 연구는 실내 환경 상태의 직관적 파악을 지원하기 위해 대상공간의 건축 환경과 수집된 데이터를 함께 시각화 하는 방법을 제안한다. 이를 위해서는 대상 공간의 모델링 작업이 선행되어야 하며 웹기반 시각화에 용이한 데이터 형식으로 추출할 수 있어야 한다.
  • 본 연구에서는 다음의 [표 1]에서와 같이 기존의 실내 환경 데이터 디지털 시각화에 관한 연구 사례들을 살펴보았다.
  • 본 연구에서는 실내 환경 데이터에 대한 모니터링 및 관리를 위해 선행되어야 하는 실내 환경 상태의 직관적 파악을 위하여, 기존의 방식 대비 효과적인 시각화를 위해 웹과 건물정보모델을 기반으로 접근한다. 따라서 본 연구는 실내 환경 데이터 자체의 의미론적 분석이나 활용 방법에 그 목적을 두는 것이 아닌, 실내 환경 데이터에 대한 시각화에 초점을 두고 다음과 같은 방법 및 절차에 따라 연구를 수행 하였다.
  • 본 연구에서는 앞서 제안한 웹 및 건물정보모델기반 실내 환경 데이터 시각화 접근방법의 구현 가능성과 시각화 결과의 효용성의 검증을 위해 재실자의 쾌적감 조성에 직접 영향을 주는 온도 및 습도와 최근 몇 년간 중요한 환경 문제로 강조되고 있는 미세먼지 농도를 대상으로 시각화 구현을 진행 하였다.
  • 첫째, 실내 환경 시각화에 관한 선행 연구사례들은 대부분 한 가지 실내 환경 요소를 대상으로 시각화 방법을 제안하였다. 실내 환경 상태의 쾌적 여부는 다양한 실내 환경 요소의 종합적인 영향에 의해 결정된다는 점을 고려하여 본 연구에서는 여러 가지 실내 환경 요소의 상태를 동시에 직관적으로 파악할 수 있는 방법을 모색하였다. 둘째, 선행연구에서는 실내 환경의 직관적 파악을 지원하기 위하여 데이터의 측정 위치와 수집된 데이터의 관계를 평면도를 이용하여 함께 표현하였다.
  • 이에 본 연구에서는 기존의 실내 환경 데이터 시각화에 관한 연구 사례들을 분석하여 시각화 방법의 개선 방향을 모색하고 이를 보완하여 보다 효과적인 실내 환경 데이터 디지털 시각화 방법을 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
평면도상에 실내공기질 상태를 색상으로 구분하여 표현한 시도의 장점과 단점은? 이현태[9]의 연구에서는 대상공간의 건물정보모델을 생성하고 이로부터 추출된 평면도상에 실내공기질 상태를 색상으로 구분하여 표현하였다. 이러한 시도는 수집된 데이터와 대상 공간의 관계를 함께 반영하여 보다 쉽게 실내 환경 상태를 파악할 수 있으나 다양한 실내환경 요소의 종합적인 파악은 어렵다.
실내 환경이란 무엇인가? 실내 환경이란 “실내에 있어서의 생활 활동의 목적에 걸맞도록 조정된 실내 기후나 기타의 생리적, 감각적 환경 및 행동적 환경 등의 총칭”을 말한다. 실내 환경이 의미하는 바로부터 알 수 있듯이 쾌적한 실내 환경은 다양한 실내 환경 요소들의 종합적인 작용에 의해 결정된다.
실내 공기 질은 특히 상태 파악이 어렵고 오염이 더 심각한 경우가 많은 이유는? 쾌적한 실내환경은 생산성을 약 20% 향상시킬 수 있고 연간 400∼2500억불의 이익을 낼 수 있다는 미국 환경보호청의 연구 결과는 이러한 실내 환경의 중요성을 정량적으로 보여준다[2]. 다양한 실내 환경 요소 중 특히 실내 공기 질은 시각적으로 나타나거나 기타 감각으로 확인되기 쉽지 않으므로 사람들이 상태 파악이 어렵고, 최근의 황사나 미세먼지 등으로 관심이 증대된 실외 공기보다 오히려 오염이 더 심각한 경우가 많다[3]. 실내 환경을 쾌적하게 관리하고 유지하기 위해서는 실내 환경 상태의 파악뿐만 아니라, 해당 파악된 데이터의 누적과 분석이 선행되어 가능해야 한다.
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참고문헌 (17)

  1. 박종원, "실내공기질의 체계적 관리를 위한 법정책적 과제," 한국법정책학회, 제11권, 제4호, pp.1491-529, 2011. 

  2. "국민일일 시간활동 양상에 따른 개인노출 평가 연구," 국립환경과학원, 2010. 

  3. "실내공기 중요성에 대한 관심 집중," 온케이웨더, 2016. 

  4. 권순박, 박덕신, 조영미 박은영, 김세영, 정미영, "USN을 활용한 실내 온습도 모니터링 기술," 한국대기환경학회, pp.457-458, 2008. 

  5. 송승헌, 반경진, 김응곤, "환경 센서 데이터 시각화 기술에 관한 연구," 한국전자통신학회, 제1권, pp.198-202, 2007. 

  6. 전형민, 윤보열, 정선인, 조이기, 김응곤, "Java 3D를 이용한 웹기반 3차원 환경정보 시각화 시스템의 개발," 한국정보과학회, 제26권, 제2호, pp.589-591, 1999. 

  7. 장진엽, 이창근, 강정훈, "그린 빌딩을 위한 무선센서 기반 실내 환경 모니터링," 정보과학회지, 제27권, 제11호, pp.87-92, 2009. 

  8. 유성준, 강주원, 양정훈, "CFD 해석을 이용한 소규모 인쇄 작업장의 환기방식 및 환기량에 따른 환기효율 평가에 관한 연구," 제29권, 제6호, pp.263-270, 2013. 

  9. 이현태, 손영달, "BIM을 이용한 실내공기질 모니터링 시스템에 관한 연구," 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집, 제9권, 제1호, pp.163-164, 2011(5). 

  10. 신민규, 이진국, "실내 환경데이터 시각화의 통합적 접근방법 구현 -온도변화에 대한 평면도상 3차원 시각화-," 디자인융복합학회, 제13권, 제4호, pp.105-117, 2014. 

  11. 이상익, 이진국, "실내 공간별 미세먼지농도 비교 데이터의 시각화," 한국주거학회, 제26권, 제4호, pp.2234-3571, 2015. 

  12. "실내환경 쾌적성 평가방법에 관한 연구: 온열 및 공기질에 대해서," 한국과학기술연구원, 1994. 

  13. 야마시타 유미, 이희라 역, 오감재생, 아이타아이북스, p.142, 2005. 

  14. 오병근, 강성중, 정보디자인 교과서, 안그라픽스, p.99, 2008. 

  15. Jacques Bertin, Graphics and Graphic information Processing, Walter de Gruyter, pp.205-227, 1981. 

  16. 좌의선, 김희현, "효과적인 정보 전달을 위한 정보 시각화 방법에 관한 연구 - 일기예보 애플리케이션 초기 화면을 중심으로 -," 디지털디자인학연구, 제14권, 제3호, pp.84-94, 2014. 

  17. 박세라, 이동윤, 이진영, "Web3D의 정보전달 방법에 관한 연구 - Web3D를 이용한 전자상거래에서 정보전달방법을 중심으로 -," 동서대학교 연구센터논문집, 제4권, 제1호, pp.239-264, 2001. 

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