Seoul National University
Department of Architecture &
Architectural Engineering
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Research
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에너지 성능 기반 건물 설계안 역탐색 프로세스

Inverse approach for energy retrofit of an existing building

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빌딩 에너지 시뮬레이션(제 1법칙 기반의 동적 시뮬레이션)을 수행할 때 입력변수를 반복적으로 변경하며 설계 대안을 탐색한다. 대부분의 경우, 탐색 공간(search space)은 무한하기 때문에 소모적인(exhaustive) 방법으로 전역탐색 할 수 없다(IBPSA 1987-2019). 따라서, 빌딩 에너지에 민감한 설계변수를 탐색하지 못하면 반복적인 시뮬레이션으로도 만족하는 해에 도달하기 어렵다. 본 연구는 설계단계에서 설계자 혹은 엔지니어의 효율적이고 객관적인 의사결정을 위해 해공간(예: traget EUI<≤100kWh/m2·년)이 주어지면 설계변수(예: 단열재 두께, 외피 열성능)의 값을 역으로 탐색하는 방법을 제시하였다.

 

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Building performance simulation for energy retrofit of an existing building is a difficult task due to vast design options that lead to exhaustive iteration for vast design space. This study proposes an inverse approach using a machine learning model and Bayesian inference that automatically find feasible ranges of significant design parameters given a energy performance target. Design parameters can be chosen based on sensitivity ranking generated by the Sobol method, one of the global sensitivity analysis methods. The findings of this case study is illustrated in the following parallel coordinates chart. The proposed approach can be beneficially used for designers and engineers to make a time-efficient rational decision.

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