| 설계개요 |
본 연구는 도심 고밀화 지역의 업무시설을 대상으로 에너지·일광 성능을 통합적으로 고려한 건물 디자인 방법론을 제안한다. 최근 서울시 용적률 완화 정책에 따라 건물 간 일사 간섭이 심화되고 있으며, 이는 실내 자연광 확보를 저해하는 주요 요인으로 작용한다. 연구는 pEUI 최소화, sUDI 극대화, sDGP 허용 수준 달성이라는 세 가지 성능 목표를 설정하고, 형태·입면 통합 매개변수를 단계적으로 최적화한다. 1단계에서는 건물 형태 및 배치를 통해 주변 건물과의 일사 간섭을 완화하고, 2단계에서는 입면존별 일사 조건을 반영한 차양 전략을 수립하여 향, 높이, 태양복사량에 대응한다. Grasshopper, ClimateStudio, EnergyPlus, modeFRONTIER를 연계하여 성능을 정량적으로 평가하고 다목적 최적화를 수행하며, 그 결과 건물의 에너지 효율, 일광 가용성, 시각적 쾌적성을 균형 있게 달성하는 설계 프레임워크를 제시한다.
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| 지도교수 작품평 |
본 연구는 도심 고밀화 지역의 업무시설을 대상으로 에너지와 일광 성능을 종합적으로 고려한 단계적 최적화 방법론을 제시하였다. 건물 간 일사 간섭이라는 도시적 한계를 극복하기 위해 1단계 형태–2단계 입면 최적화를 연계하였으며, Rhino–Grasshopper 기반의 파라메트릭 모델과 modeFRONTIER를 통해 다목적 최적화를 수행하였다. 분석은 ClimateStudio를 활용하여 EnergyPlus와 Radiance를 통합 운용하였으며, 성능지표로는 sUDI, sDGP, pEUI를 적용하였다. 1단계에서 도시 맥락을 반영한 FO-ic 모델은 평균 대비 sUDI 18% 향상과 pEUI 2.9 kWh/㎡·y 절감을 보였다. 2단계에서는 다섯 가지 입면 모델을 비교하여 zone-group-all 모델이 가장 우수함을 확인하였다. 특히 남향과 서향에서 Int-win 대비 sUDI와 sDGP가 개선되고 pEUI가 각각 4.15, 2.43 kWh/㎡·y 절감되는 효과가 나타났다. 연구는 권역별 다변수 최적화의 필요성과 가능성을 실증적으로 제시하였으며, 고밀 도시 맥락에서 건물 형태–입면 통합 설계 전략의 새로운 방향을 모색했다는 점에서 학술적·실무적 의미를 지닌다.
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