초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
건축물에서 수집되는 실내 환경과 에너지 관련 센서 데이터를 융합하여 실시간으로 벌어지고 있는 다양한 재실상황과 오염상황을 탐지하고 이를 활용하여 에너지 절약적 지능형 건물공조 환기제어 및 방재운전에 적용하기 위한 알고리즘 및 제어 기술을 개발한다. 측정된 실내 이산화탄소 농도 변화로부터 재실 인원수와 분포를 추론하고 이로부터 수요에 따른 적정환기량 제어 알고리즘을 개발한다. 이 과정에서 역해석 문제에 접근하기 위한 학술적인 해석기법을 제시하며 실내 미세먼지 예측을 위한 실용적인 A

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
건축물에서 수집되는 실내 환경과 에너지 관련 센서 데이터를 융합하여 실시간으로 벌어지고 있는 다양한 재실상황과 오염상황을 탐지하고 이를 활용하여 에너지 절약적 지능형 건물공조 환기제어 및 방재운전에 적용하기 위한 알고리즘 및 제어 기술을 개발한다. 측정된 실내 이산화탄소 농도 변화로부터 재실 인원수와 분포를 추론하고 이로부터 수요에 따른 적정환기량 제어 알고리즘을 개발한다. 이 과정에서 역해석 문제에 접근하기 위한 학술적인 해석기법을 제시하며 실내 미세먼지 예측을 위한 실용적인 AI기법 등 건축설비 산업분야에 적용하기 위한 새로운 공조환기 제어방안을 제시한다.

◼ 전체 내용
본 연구는 쾌적하고 안전하며 에너지 절약적인 공조환기 제어 알고리즘을 제시하기 위한 것이다. 1차년도에는 쾌적성을 목표로 사무실과 같은 상업용 건물에 대하여 이산화탄소 농도나 습도 등 실내환경 정보에 근거한 베이지안 통계적 기법을 활용하여 재실 정보를 추정하는 알고리즘을 개발하고 각 변수에 따라 결과에 미치는 영향을 파악한다. 2차년도 연구에서는 개발된 재실인원 및 분포에 관한 추정 결과를 정확도 측면에서 동적 인공신경망 등 다른 방법들과 비교하고 테스트베드를 구축하고 실험을 통해 이를 검증한다. 또한 재실정보를 활용하여 환기수요를 예측한 에너지 절약적인 환기제어 응용기술에 관하여 연구한다. 3차년도에는 안전성을 목표로 재실정보를 추론하는 방법을 확장하여 동적인 오염확산 정보로부터 오염원의 특성을 역추적하는 수학적인 방법에 관하여 연구한다. 발생 위치가 불특정적이며, 발생강도가 넓은 범위에 걸쳐 있고, 오염발생 시간이 간헐적인 경우나 멀티존에 대하여 다양한 기법을 적용하여 오염원을 추적한다. 4차년도 연구에서는 다양한 환기운전 방안에 따른 에너지 절감효과를 실험한다. 또한 공기청정기나 열회수 환기장치 운전에 따른 교실 미세먼지 저감효과를 비교하고 기후조건에 따른 HRV의 에너지 성능을 해석한다. 5차년도에는 실시간 실험결과를 정리하여 최적의 에너지 절약적 환기운전 방안을 제시한다. 또한 부가적으로 COVID 확산을 제어하기 위한 실내기류 제어 방안을 비교 평가하고, 교번형 열회수 환기장치의 내부 부분 결로에 따른 효율 변화를 해석한다. 6차년도 연구에서는 실내 미세먼지 농도 예측을 위한 실용적인 인공신경망 모델을 개발하고, 그동안 개발한 재실정보 추론 알고리즘을 통합하여 실내 오염물 제어를 위한 쾌적하고 안전하며 에너지절약적인 지능형 환기 제어 방안을 제시한다.

□ 연구개발성과
-이산화탄소 기반 재실인원 추론 베이스 알고리즘의 개발
-실내 CO2와 실외PM 농도에 기반한 단순화된 PM농도 예측 인공신경망 모델 개발
-교번형 열회수환기장치의 성능평가 기준 개발 및 COVID확산 에어컨기류 평가지표 제시
-재실인원에 기반한 수요제어환기(DCV) 최적 운전방안 제시

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
-건축설비 분야에 최신 정보통신 기술을 융합하여 공조산업의 고부가 가치화를 유도하고 산업 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대함.
-베이지안 추론이나 동적 인공신경망 이론을 실내환경 및 에너지 관련 데이터 분석에 적용함으로써 건물관련 각종 빅데이터 분석기법에 관한 연구가 활성화되고 설비분야의 IT화에 기여할 것으로 기대함.
-실내환경에 관한 각종 데이터로부터 유용한 재실정보 및 재난정보를 유추하여 공조환기 운전에 활용함으로써 쾌적하고 안전한 실내환경을 유지하면서 건물에너지 절약에 기여할 것임.
-건물 정보화 사업이 하드웨어 중심으로 이루어지고 있는 바, 인텔리전트 빌딩을 위한 실질적인 컨텐츠를 제공할 수 있을 것으로 기대함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 연구 수행과정 ... 4
• 2) 연구 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 22
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 22
• 6. 참고문헌 ... 23
• 끝페이지 ... 24