에너지연구원

We are creating the energy technology for a better future.

ENERGY CONVERGENCE CENTER

2010 NEWS LETTER

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ENERGY CONVERGENCE CENTER

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ENERGY CONVERGENCE CENTER

ECC · CONTENTS

CONTENTS 04 _ ABOUT 06 _ 저에너지건물기술개발 개요 08 _ 연구개발목표 및 연구성과 20 _ 연구단 주요소식 소개 22 _ 연구진 소개

통합운영저에너지건물기술개발은 지식 경제부 국책과제 에너지기술혁신사업(ETI) 프로젝트.

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통합운영저에너지개발의 개요 건물에너지 절약과 효율향상에 관련된 단위요소 신기술의 적극적인 활용 및 타 기술과의 융복합을 통한 효율성 증대를 목표로 하고 있다. 이를 통해 우리나라의 건물에너지 소비를 감소시키며 화석 에너지 이용 비중을 줄이고자 한다. '통합운영 저에너지 건물기술개발' 은 과제 내 개발기술(신기술) 및 상용기술의 융복합 모듈화 한 제품개발과 개발기술의 에너지 및 환 경부하 저감을 위한 운영기술 개발을 통하여 공사비 5% 상승 대비 연간 20% 에너지절감이 가능한 통합운영 저에너지 건물의 표준 모 델을 제시하는 데 목적을 두고 있다.

주요분야

1 2 3

첫번째. ▶개발기술의 융복합 패키지화 확립기술 및 설계/평가를 위한 융복합 공통기술개발

두번째. ▶환경대응형 외피 및 공조 융복합 기술개발

세번째. ▶건물에너지 절약기술을 효율적으로 운영하기위한 건물에너지운영 제어기술 개발

AS IS

통합 모듈 / 패키지 최적화 시스템 Test Bed 적용

TO BE

운용/제어부문 모듈/패키지 공조부문 모듈/패키지 외피부문 모듈/패키지

[ 통합 모듈 / 패키지 최적화 시스템 개념도 ]

▶건물에너지 저감기술 개발의 패러다임◀ ·건물에너지 절약기술 융복합 필요성에대한 사회/산업적 요구 반영 ·기존 시스템과의 호환성 및 기술실용화 가능성 저하에 따른 단위규모의 신기술 개발 문제점 개선 가능 ·건물에너지 절약기술의 부문간 융복합(상용기술+신기술)통합패키지 개발을 통한 건물 종합에너지성능 향상

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ECC · EXPECTED EFFECT

ABOUT

Energy Convergence Center For Sustainble Buildings

▶기술개발 방향 및 기대효과

▶파급효과 및 발전방향

융복합 시스템의 통합운용 기술개발 ·요소기술간 연계성을 고려한 고효율 에너지 운용성 향상

한국의 건축물 에너지 절약에 관한 노력이 성공적으로 진행

·개발기술의 실용화/상용화 보완 촉진

스템 제작 및 시공기술 구축 될 것이며, 구조/ 재로/ 환경/

융복합 통합패키지 개발기술의 실증화 단지(TEST BED)운용 ·개발기술의 적용성 평가 및 검증

될 경우 한국이 실정에 맞는 독자적인 건물 에너지절약 시 에너지/ 전자/ 통신 등 다양한 분야들로 구성된 유 템으로써 건물관련 기술융복합 분야 기술 발전과 각 분야별 기업 및

·한국형 통합운영 융복합 저에너지 건물 Benchmarking 실현

학제간 교류이다.

국가 균형 발전을 위한 융복합 통합운영 저에너지 건물 모델 개발 ·혁신도시, 기업도시, 행정도시 적용 ⇒ 국가 균현발전 지원 ·검증된 저에너지 건물 기술모델 요구-TEST BED 운영으로 대응

또한, 국내 교류뿐만 아니라 기술 개발을 위한 해외 선진 기 술 접목 등의 국제간 협력 연구를 통하여 세계수준의 건물 에너지 관련 기술의 공유가 가능해질 것으로 판단된다.

통합운영 저에너지 건물기술 개발을 통한 ·건물에너지 부문의 지속가능한 발전도모 ·국내 경제성장 및 에너지 수급문제 해소

또한, 건물 에너지 절약과 관련한 시장경제의 활성화 및 건

·건축부문 에너지소비 절감을 통한 온실가스 감축

획기적인 절감이 가능할 것이다. 건물에너지 절약을 위한

아시아 및 해외 건물에너지 관련 시장의 잠재성 ·유럽 : 외피/설비/제어 분야의 약 10조원 ·중국 및 아시아 : 외피/제어/설비/신재생에너지 시스템을 포함한 약 37조원 ·미주 : 설비/제어 분야의 약 18조원

설분야의 국제 경쟁력 강화와 함께 건물 유지관리 비용의 정부 및 민간의 기술 개발 사업의 최종 목표는 건물에너지 절약 신기술을 적용할 경우, 전체 건축 공사비 증가의 최소 화(5%이내)와 함께 건물에너지 저감량(20%이상)을 최대화 하고 이산화탄소 배출량을 획기적으로 저감하는 것을 목표 로 설정하고 있다.

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총괄기관 - 기술개발목표 ▶기술의 정의 및 목표

공사비 5%

에너지 절감률 20%/년

1중 과제 : 한국에너지기술연구원 저 에너지 건물 실용화 설계 / 평가 기술 및 공통기술

3중 과제 : IBS

LEB

저 에너지 건물 관리융복합 기술

2중 과제 : 대우건설 환경대응형 외피 / 공조 융복합 기술

Techical Development Enegry Convergence Center for Sustainble Buildings 건물에너지 절약 요소기술의 융복합을 통한 저에너지 건물기술 개발 및 실용화/사업화 기술 개발

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ECC · FIRST KEY SUBJECT

▶과제의 구성 및 연계성 건물에너지 통합모듈 / 패키지 확립 및 공동기술 개발(1중과제)

[모듈/패키지 확립기술]

에너지 환경 대응형 복합 외피 창호/공조시스템 기술 (2중과제)

운영효율 극대화를 위한 건물에너지 네트워크 개발(3중과제)

[융복합 공통 기술]

건물에너지 절약 사용기술(기반기술) 운영/제어기술

고효율 설비기술

부하저감기술

▶단계별 기술개발 내용 ·건물에너지 절약 및 효율향상과 관련된 단위요소 신기술의 적극적인 활용, 타기술과의 융복합을 통한 효율성 증대를 목표로 하고 있다. 이를 통해 우리나라의 건물에너지 소비를 감소시키며 화석 에너지 이용 비중을 줄이고 기후변화 협약에 대응하기 위한 기술을 개발하는 연구사업이다.

▶1단계 사업 : 개발 융복합 시스템 통합 솔루션의 최적화, 기술구현형 TEST BED 설계(3차년도 진행중) ▶2단계 사업 : 기술구현형 TEST BED 운영을 통한 종합에너지 성능 검증, 통합운영 저에너지건물 상용화 지원

▶ 1단계 ◀

▶ 2단계 ◀

[ 1년차 ]

[ 2년차 ]

[ 3년차 ]

에너지절약 요소기술 최적화

융복합 통합시스템개발 및 성능평가

표준건물을 통한 TEST BED 설계/사전 평가

TEST BED 구현 모니터링/성능검증

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1st FIRST

KEY SUBJECT

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1중과제 - 기술개발 내용 ▶한국에너지기술연구원

▶포항산업과학연구원

조명에너지 절감을 위한 개별조도 제어 조명기구 개발 ·LED 모듈 설계/개별 조도제어 알고리즘개발 ·개별 조도제어기 일체형 LED 조명개발

통합 모듈 및 패키지 적용 저 에너지 건물 설계 및 평가 툴 개발 ·통합모듈/패키지 적용을 위한 설계 및 경제성 평가 툴 개발 ·통합모듈/패키지 적용을 위한 데이터베이스 구축 ·설계 및 평가 툴 적용을 위한 테스트베드 모델(안)작성

무기질 경량복합 단열재 개발 ·무기질 경량복합 단열재 제조기술 개발 ·소 재 : Aerogel + hollow sphere계 ·열전도율 : 0.04W/mK 이하

▶동아대학교 건물에너지 저감 통합 모듈/패키지 개발 및 성능평가, 시스템개발 ·통합 모듈/패키지 적용 기술 및 최적화시스템 개발 ·통합 모듈/패키지 기술 적용성 평가 툴 개발 ·포터블 에너지관리시스템(PEMS) 개발

열원활용 실린더 연계형 하이브리드 히트펌프 ·선택적/효율적 열원활용(공기, 물) ·난방시 무제상운전 및 내구성 향상 ·COP 향상(연간 냉난방 3.5 이상 유지)

1중과제 - 세부 기술개발 내용 ▶조명에너지 절감을 위한 개별 조도 제어 조명기구 개발 기술개발 목표

·20W/500lm 조명기구 설계 및 제작 ·센서 일체형 조명기구 제어기 개발 ·TEST BED 조명기구 설치 및 데이터 수집 ·절감효과 분석 및 최적 제어 알고리즘 개발

[ LED 모듈 설계를 위한 기초실험 ]

[ 1차 시작품제작/성능평가 ]

[ 기구일체형센서모듈 및 제어기 설계/제작 ]

▶무기질 경량복합 단열재 개발 기술개발 목표

- 에어로겔/중공체 복합체 제조기술 개발 ·소 재 : Aerogel - hollow sphere계 ·열전도율 : ＜0.04W/m.K ·크 기 : 200 x 200mm (열물성 측정시편크기) [ 1차년 ] 에어로겔 합성공정 유기/무기 복합

[ 무기질 경량복합 단열재 ] [ 2차년 ]

[ SiO2 aerogel ]

성형

단열재 제조조건 확립 성형/건조 공정확립 [복합 단열 시제품] [ 3차년 ]

[ Hollow perlite sphere ]

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단열 복합체 제조 열물성 향상

ECC · FIRST KEY SUBJECT

1st FIRST

KEY SUBJECT

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1중과제 - 세부 기술개발 내용 ▶통합 모듈 및 패키지 적용 저 에너지 건물 설계 및 평가 툴 개발 물가자료 연동/경제성 평가 LEB-CAD

에너지 효율성 평가 모듈

물가자료 참조를 통한 경제성 평가 에너지 시뮬레이션 솔비와의 데이터 교환을 통한 에너지 효율성 평가 BOM Output

LEB-CAD Database 컴퍼넌트 변경에 따른 물량산출 저 에너지 요소기술 적용 에너지 성능 대비 공사비 분석 평가후 최적의 표준모델 제시

저 에너지 TEST BED 모델제시

[ 연구목표 : 저에너지 건물기술 통합적용 실증화 위한 Test Bed 모델 개발 ]

▶열원활용 실린더 연계형 하이브리드 히트펌프 [ COOLING ] 열

COP

태양

미활용

3

수열원 투입

에너지

Temp

32

·냉방기 상대적인 저온에서는 공기열교환 ·실외고온(30℃ 이상)시 상수열을 통한 수열교환 ·냉방기간 높은 COP유지 ·실내 제거열은 급탕사용

Cylinder 일반 상

수

[ Hybrid Heat Pump System ]

효율적 열원활용 무제상운전 / 시스템 내구성 향상 COP향상(냉난방 연간 3.5이상 유지)

에너지 절감

지열

[ HEATING ] P

A’

B’

a

b

c

i

·a+b = A' + B' = c ·a/b = 3이상(냉방COP) ·A' : 1차열교환(난방, 급탕) ·B' : 2차열교환(증발기 열교환) ·A' / b = 3(FIX) 제상운전 無 www.ecc.re.kr _ 08 / 09

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1st FIRST

KEY SUBJECT

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1중과제 - 세부 기술개발 내용 ▶건물에너지 저감 통합 모듈/패키지 개발 및 성능평가, 시스템개발 통합모듈화

통합패키지화

TEST BED 구축

폐열회수 사이클을 적용한 열원시스템

건물용도별 패키지시스템 설계

패키지 연동 통합 네트워크

인버터를 탑재한 고효율 냉각탑 제어기술

외피/ 공조기술

시스템 구축

이종외피 시스템과 Hybrid 열회수 환기시스템 복합기술

제어/ 운영기술

요소기술 폐열회수 사이클

에 너 지 저 감 기 법

건 물 성 능 평 가

에 너 지 관 리 시 스 템

열원시스템 인버터기술 냉동기 고효율화 기술 냉각탑 제어기술

관련기술별 호환성 체계 수립 (인터페이스 구축)

페리미터레스와 이중외피의 모듈을 통한 단열성능 증대

이중외피기술

시뮬레이션/ 실증실험을 통한 성능평가

모듈 연동방안 및 제어기법 개발 LED 조명과 광선반을 이용한 에너지절약 및 자연광에 가까운 환경조성

전열교환환기기술 페리미터레스기술 LED 조명기술

2중과제 외피/ 공조기술

광선반기술

3중과제 제어/ 운영기술

모듈/ 패키지기술 적용성 평가 툴 개발

에너지 성능지표 통합 모듈/ 패키지 실증화 TEST BED 구축

검토서 제안

연계성 검토, 통합 모듈/ 패키지 기술 적용성 평가 툴, Energy Audit 피드백 / 재검토

피드백 / 재검토

요소기술 용도별 분류 체계 구성 융합 가능 기술 분류 DB 구축

YES

프로그램을 이용한 건물 에너지 사용량 기준 예측 모델 작성

NO

공사비 5%↓ NO 에너지 절약 20%↑

피드백 / 재검토

PEMS 기반마련

PEMS 최적화

PEMS 관련 국내외선행연구 조사

USN 최대수신거리 실험

사용자 정책에 따른 기여도 분석 직접적 피드백, 간접적 피드백

USN 건축재료별 수신거리 실험

센서 파트 Housing

USN 건물 적용 가능성 실험 PEMS 시작품 구축

공사비 5%↓ YES 에너지 절약 20%↑ NO

PEMS 모니터 시스템 구축

센서 파트

NO

모니터링 알고리즘 구축 전력측정기 데이터 전송 시스템 개발 미들웨이 개발

무선센서 신뢰성 검토

PEMS 에너지 절약가능성 검토

PEMS 기반마련

사용자 설문 조사

PEMS관련 국내외선행연구 조사

사용자 설문에 따른 PEMS 피드백/ 재검토

PEMS 적용에 따른 에너지 절감 가능성 실험

데이터베이스 설계 센서 파트 최적전파강도 검토

안지성 향상 최적 GUI설계

센서 파트

데이터 가공 알고리즘 구축 사용자기반 GUI 소프트웨어 개발

사용자 정책에 따른 기여도 분석 직접적 피드백 간접적 피드백

PEMS 시작품 구축

PEMS 적용에 따른 에너지 절감 가능성 실험

▶융복합 패키지화 시스템 설계/제작 외피 융복합 모듈 설계/제작 ·고성능유리 + 단열간봉 + 단열셔터 + 전동창호 + 자동제어 통합 융복합 외피모듈 설계/제작

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열원 융복합 모듈 설계/제작 ·축열 + 공기열교환기 + 수열교환기 + 히트펌프 + 자동제어 통합 융복합 열원모듈 설계/제작

ECC · SECONDKEY SUBJECT

2nd SECOND

KEY SUBJECT

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2중과제 - 기술개발 내용 ▶ 1차년도 ◀

▶ 2차년도 ◀

▶ 3차년도 ◀

[ 친환경 고단열 복합구조 프레임 적용 창호 개발 ] 공동주택 대상 프로젝트 창호

1차년도 개발품 상품화 및 수익 창출

1, 2차년도 개발품 상품화 및 수익 창출

주상복합 APT 대상 자동 블라인드 내장형 시스템 창호

주상복합 APT 대상 자동 블라인드 내장형 시스템 창호

[ 외피.창호/환기 융복합 모듈 설계기술 개발 및 활성화 방안 도출 ] 외피/공조 요소기술 최적화 방안 도출

요소기술간 융복합 매개기술 개발

융복합 모듈 종합 성능평가

융복합 기본 UNIT 모듈 설계 기술 개발

융복합 모듈 Prototype 시스템 모델 설계

융복합 모듈별 시제품 제작 및 실용화

요소기술 최적화 방안 수정 및 보완

융복합 모듈 Mock-up 및 단계별 Test Bed 성능평가

융복합 모듈 표준개발 및 건물 통합 설계기술 개발 건물 적용시 장애요인 제거방안

[ Test Bed 계획 및 구축 ]

[ 연구 성과품 Test Bed 적용 및 성능평가 ]

[ 융복합 모듈 에너지 환경성능분석 및 타당성 검증 ]

▶알루미늄과 ABS 복합구조 프레임 창호 자동블라인드 내장형 복합구조 프레임 창호 ·열전도율이 낮은 ABS와 구조적 이점을 갖는 알루미늄 결합 ·이중 외피 구조로 단열 및 소음차단 효과 우수 ·중간 Buffer zone에 자동 제어되는 베네시안 블라인드 설치 ·실내측 프레임 표면에 다양한 색깔 구현 가능 ·열관류율 1.0W/m²K 목표

C-C' 단면

B-B' 단면

A-A' 단면

D-D' 단면

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2nd SECOND

KEY SUBJECT

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2중과제 - 기술개발 요소기술 내용 ▶건물에너지 저감 통합 모듈/패키지 개발 및 성능평가, 시스템개발 고기능성 유리 자동제어 루버차양, 베네시안 블라인드 신소재 단열재 PVC 복합 재질 시스템창호

시공사진

알루미늄과 ABS 복합구조 프레임 프로젝트 창호

▶고기능성 유리 에너지 / 환경 효과 ·일사 차단 및 높은 자외선 차단율 ·가시광선 투과율 우수 성능 ·자외선 차단율 : 97% ·일사 투과율 : 20% ·차폐계수 : 0.36 ·열관류율 : 1.75 W/m2K ·취득 총열량 : 242 W/m2 참여기업 ·KCC ·한글라스

시공사진

▶열교환 겸용 환기시스템 에너지 / 환경 효과 ·외기도입을 통한 미세 환기조절로 실내 부하 저감 ·적정량 환기로 과도 환기에 따른 에너지소비 저감 ·실내 쾌적 환경조성 및 온열환경 개선 ·필터기능을 통해 실내공기질 개선 ·결로방지성능 통한 불쾌적감 감소 성능 ·열교환효율 90% 이상 참여기업 · KN WALLDEX

시공사진

▶자연환기 시스템 에너지 / 환경 효과 ·외기도입을 통한 미세 환기조절로 실내 부하 저감 ·적정량 환기로 과도 환기에 따른 에너지소비 저감 ·실내 쾌적 환경조성 및 온열환경 개선 ·필터기능을 통해 실내공기질 개선 ·결로방지성능 통한 불쾌적감 감소 성능 ·압력차(2pa)에 의한 누기량 90㎥/h/m 이상 참여기업 · KN WALLDEX, 선양스틸

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ECC · SECONDKEY SUBJECT

2nd SECOND

KEY SUBJECT

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2중과제 - 기술개발 요소기술 내용 시공사진

▶PVC 복합재질 시스템 창호 에너지 / 환경 효과 ·난방부하저감 : 고단열, 고기밀시스템 ·냉방부하 저감 : 더블코팅 로이복층유리 ·PVC 재질 적용에 따라 기존 AL 커튼월 대비 높은 단열성능 ·건물 외피 단열성능 향상을 통한 에너지저감 가능 성능 ·열관류율 : 1.6 W/m2K ·기밀성능 : 1등급 참여기업 ·KCC

시공사진

▶고기밀 단열 사춤 공법 에너지 / 환경 효과 ·커튼월 구성 요소기술들의 접합 내구성 향상을 통한 에너지 손실 방지 및 기밀성능 확보 성능 ·기밀성능 : 1등급 참여기업 ·엔비텍 이엔씨

시공사진

▶고밀성/고내구성 실란트 및 가스켓 에너지 / 환경 효과 ·커튼월 구성 요소기술들의 접합 내구성 향상을 통한 에너지 손실 방지 및 기밀성능 확보 ·건물 하자저감을 통한 경제성 확보 및 건물 장수명화 기여 성능 ·기밀성능 : 1등급 참여기업 ·다우코닝 코리아

시공사진

▶신소재 단열재 에너지 / 환경 효과 ·건물 하자저감을 통한 경제성 확보 및 건물 장수명화 기여 성능 ·열전도율 0.031 W/m·K 이하 참여기업 ·바스프, 금호석유화학, 그린피아

시공사진

▶전동차양 장치 및 베네시안 블라인드 에너지 / 환경 효과 ·일사차단을 통한 냉방부하 저감효과 우수 ·건물내 온실효과 감소 (최대 5~15℃ 실온 감소) ·외부환경에 따른 자동 제어시스템 (개폐, 각도조절) 도입을 통한 열적 불쾌감 최소화 성능 ·냉방부하 저감율 : 30% 참여기업 ·솜피 www.ecc.re.kr _ 12 / 13

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3rd THIRD

KEY SUBJECT

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3중과제 - 연구개발 성과 ▶기술개발 내용 4. 에너지환경정보수집장치(FGU) 5. 센서관리 소프트웨어

3. 무선 에너지복합센서모듈 (UESN)

타과제 연계 전동창 전동차양 자연환기시스템

1. 에너지절약 운전 알고리즘 2. 수요예측 및 부하대응 기법

열교환기시스템

8. 빌딩군에너지슈퍼바이징 시스템(BGESS)

7. 빌딩엑스퍼트에너지관리 시스템(BEEMS)

6. 에너지제어장치 (ECS)

전력

가스

수도

유류 신재생

공조기

냉동기

보일러

반송장비

에너지원

설비류

▶1-1 완료 성과물 세부내용 공조설비 에너지절약 운전 알고리즘 ·공조설비 에너지 절약 운전 기법으로서 외기냉방 제어 알고리즘(Economizer cycle algorithm) 개발로 에너지제어장치 (ECS) 및 빌딩 엑스퍼트 에너지관리 시스템 (BEEMS)에서 운영될 알고리즘으로 활용. 외기 및 환기 상태 감지 외기 및 환기 상태 비교 외기냉방 작동 여부 결정 외기와 환기 혼합비 결정 환기, 배기. 외기 댐퍼 냉각 코일 제어 밸브 가습기 조절

[ 외기냉방 제어 개념도와 제어 프로세스 ]

[ 공조설비 내 습공기 상태 함수화 ]

[ 공조설비 에너지 관리를 위한 습공기 상태 변화 모델 구조 ]

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ECC · THIRDKEY SUBJECT

3rd THIRD

KEY SUBJECT

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3중과제 - 연구개발 성과 ▶1-2 완료 성과물 세부내용 전력설비 에너지절약 운전 알고리즘 ·전력설비 에너지 절약 운전 알고리즘은 부하 예측 시 경보구간을 가변적으로 정의하여 목표 전력수요량을 넘지 않도록 부하를 제어하는 방법으로서 두 개의 입력 값(소비전력과 목표치와의 오차, 오차의 변화율)을 25개 퍼지규칙으로 정의.

e(n)

·수요전력변화량 ·전년도 동일 특수일의 VLDmax/VLDmin ·직전특수일의 VLDmax/VLDmin

시작

Rule Base

Fuzzifier

Defuzzifier

퍼지화부

u(n)

시작

퍼지화 ce(n)

우선순위 선정

데이터 입력 퍼지추론

Decision 퍼지롤베이스

비퍼지화

의사결정논리

VLDmax/VLDmin 예측 1

ref +

S

r

부하예측

비퍼지화부

e(n)

Ldmax/Ldmin 예측

Process

u(n) ce(n)

최대, 최소 부하의 예측

종료

동일 유형의 특수일 선정

[최대수요전력 퍼지제어 시스템 구조]

퍼지제어부

[퍼지제어 시스템 구조] 최대, 최소 부하로 정규화

ce

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e ce VS S M L VL

: : : : : : :

소비전력과 목표치와의 오차 오차의 변화율 Very Small Small Middle Large Very Large

[퍼지제어를 위한 규칙]

정규화된 수요패턴 평균

실제조작

전력수요 패턴의 예측

종료

[최대수요전력 퍼지제어 개발 알고리즘]

▶1-3 완료 성과물 세부내용 조명설비 에너지절약 운전 알고리즘 ·조명설비 에너지 절약 운전 알고리즘은 조명제어 시 센서 값을 받아 순차적인 그룹별 제어를 통해 조명제어 하는 방법으로서 조광제어, 그룹/패턴제어, 순차제어, on/off제어, 타임스케줄 제어 등으로 구분됨. 시작

용도별 설정 ·(사무용, 주거용, 상업용 설정) 구역별 설정 ·(층, 사무실, 화장실, 복도, 주차장, 옥외 등) 시간별 설정 ·(일일, 휴일, 아침, 점심, 저녁, 야간) 상황별 제어 설정 ·(그룹/패턴 제어, 순차 제어, on/off 제어, 타임스케줄 제어설정)

구역별/용도별 구분

구역별 (각층, 사무실, 복도, 옥외, 주차장 등)

용도별 (사무용, 주거용, 상업용)

조작요소

신호전송요소

인터페이스요소

센서를 이용하고 있는가?

아니오

패턴데이터 설정 #1

패턴데이터 설정 #2

폐루프방식

ON/OFF 제어(수동)

조광제어

타임스케쥴 제어

재실자 감지 조명제어

순차제어 개별 릴레이 제어(수동)

입력전원 시간별 설정 입력 (초기데이터,센서)

Actuator (안전기)

제어기

조명기구

아니오

재실자 수에 따라 구간별제어

예 예

부하선정

검출요소

재실자 혼자서 지나가는가?

일일 스케쥴

점등

점등시간

아니오

예

지나가는 사람이 있는가? 아니오

예 각 용도, 구역, 시간대 제어 알고리즘동작

소등

주간 스케쥴 입력시그널

출력시그널

전원공급

[ 조명제어 시스템의 기본 구성도 ]

휴일 스케쥴

종료

[ 조명설비 에너지 절약 운전 알고리즘 ]

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ENERGY CONVERGENCE CENTER

3rd THIRD

KEY SUBJECT

ENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

3중과제 - 연구개발 성과 ▶1-4 완료 성과물 세부내용 무선 에너지복합센서모듈 (UESN) ·무선 에너지복합센서모듈(UESN : Ubiquitous Energy Sensing Node)는 실내공간의 변화에 유연하게 대응할 수 있는 무선 감지장치로서 실내환경 요소인 온도, 습도 및 조도 환경을 감시하고 할 수 있음. 내용 OS AD-Hoc 어드레스 세팅 전송 주기 전송 주기 옵션 밧데리 수명

[ UESN PCBA / 1차 CASE ]

2 level multi-hop 지원 네트워킹 소프트웨서 세팅 방식 1분 간격 3종 센서 데이터 전송 Adaptive 센싱 정보 전송 주기 변화 , 유저 세팅 모드 지원 3년(전송주기 조절 가능)

내용 온도, 습도 센서

하드웨어 기본 규격 Sensirion SHT75

하우징

오픈 PCB 형태

밧데리

TL4903 3.6V , 2.4AH, AA type 2ea

조도 센서

S1087/S1087-1

무선 규격

IEEE802.15.4 규격 2.4GHz 대역

안테나

소형 다이폴 옴니 안테나

시리얼

내부적으로 기본 디버깅용 시리얼 인터페이스

프로그래밍 보드 LED 스위치

[ UESN 시제품/CASE ]

소프트웨어 기본 규격 Tiny OS

프로그램 R/W, Debug 용 프로그래밍 보드 제공 Red LED 인디케이터 (3가지 초기세팅, 밧데리, 에러) 토글, Tact 스위치 총 2종

CPU

TI MSP430

COMM Chip

TI CC2420

밧데리 홀더

2 x AA type 홀더

▶1-5 완료 성과물 세부내용 에너지환경정보수집장치 (FGU) ·에너지환경정보수집장치(FGU: Field data Gathering Unit )는 무선 에너지복합센서모듈(UESN) 에서 전송되는 실내공간의 온도, 습도 및 조도 환경을 모니터링하고, 센서 모듈 상태 감시 및 서버와의 데이터 전송/처리 기능을 수행함.

[ UESN PCBA / 1차 CASE ]

내용 OS UESN 모니터링 UESN 어드레싱 시큐리티 터미널 인터페이스 사운드 출력 프로토콜 시간표시 전원 하부 UESN 지원 UESN 관리 기능 내용 CPU Memory Network

[ UESN 시제품/CASE ] 2010 ECC NEWSLETTER

안테나 Display 스위치 LED 접점 입력 무선 규격 UI 입력 CPU Power

소프트웨어 기본 규격 Embedded Linux 하부 UESN 모듈 기본 상태 모니터링 제공, 하부 UESN 모듈 어드레싱 기능 제공 세팅 변경 모드시 암호화 보안 기능 제공 시리얼 통신을 통한 외부 PC와의 터미널 세팅 기능 제공 스피커 이용 녹음 사운드 출력 BACnet, TCP/IP 프로토콜 제공 보조 밧데리 (충전기능) 지원 max 128 UESN 모듈 하부 UESN 세팅 기능 및 업그레이드 기능 제공 하드웨어 기본 규격 ARM9 core, 200MHz, 삼성 S3C2410 64MB Flash, 256MB RAM, 외장 Flash 메모리 LAN - 2 port (Hub 기능) , RS-485 - 1개 (터미널 블록), : RS-232 - 3개 (RJ45), USB to Serial - 1개 (USB) 하우징 고정형 다이폴 옴니 안테나 Color LCD - 320x240, 5.7인치 외부 Tact 스위치 - 4개 (Left, Right, Up, Down : LCD 조작) 외부 LED - 4개 (power, run, error, 통신) 드라이 컨텍트 포트 제공(터미널 블록) IEEE802.15.4 규격 2.4GHz 대역 토글, Tact 스위치 총 2종 터치 입력 기능 DC 12V 입력(터미널 블록) (일반적인 빌디 제어 시스템 전원)

ECC · THIRDKEY SUBJECT

3rd THIRD

KEY SUBJECT

ENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

3중과제 - 연구개발 성과 ▶1-6 완료 성과물 세부내용 센서관리 소프트웨어 ·센서관리 소프트웨어는 무선 에너지복합센서모듈(UESN)과 에너지환경정보수집장치(FGU: Field data Gathering Unit )의 동작 상태, 데이터 전송 상태 및 이력 관리를 할 수 있는 프로그램.

▶1-7 완료 성과물 세부내용 에너지제어장치 (ECS) ·ECS(Energy Control Station)란 건물 에너지 공급 설비의 에너지 분배 및 소비 상황을 현장 또는 원격으로 감시 및

[ I/O 보드 ] AI

AI 0 : 실내온도

[ 메인&통신보드 ] Subtract:0 Input 0

AV

AV 0 : 설정온도

Output 0

[ ECS 시제품 ] Absolute:0 Input 0

제어할 수 있는 장치.

[ 케이스 전개장 설계 ] LessThan:0

Output 0

Input 0

Input 1

Output 0

DV 0 : Yes/No1

DV

DV 1 : Yes/No2

DV

Input 1 AV

AV 4 : 2℃

LessThan:2 Input 0

Output 0

DV 3 : Yes/No4

DV

Input 1

AI

AI 1 : 실내온도

AV

AV 1 : 설정온도

Subtract:1 Input 0

Output 0

Absolute:1 Input 0

LessThan:1

Output 0

Input 0

Input 1

Output 0

Input 1 AV

AV 5 : 5%

LessThan:3 Input 0

Output 0

DV 2 : Yes/No3

DV

Input 1

[ Block Diagram ]

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ENERGY CONVERGENCE CENTER

3rd THIRD

KEY SUBJECT

ENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

3중과제 - 연구개발 성과 ▶1-8 완료 성과물 세부내용 에너지제어장치 (ECS)

BEEMS & BGESS Algorithm tool ECS UI

Control Algorithm

DB

Network

Device Driver

Event Schedule

Equipment [ User Interface 설계 ]

[ 에너지관련 설비 요소분류 ]

[ SW 기본 개념도 ]

▶1-9 완료 성과물 세부내용 빌딩엑스퍼트에너지관리 시스템 (BEEMS) ·BEEMS(Building Expert Energy Management System)란 건물 내 에너지 소비 상황을 파악하고 건물내 설비, 전력, 조명 시스템을 적절히 제어 하여 에너지 사용량을 절약하기 위한 시스템.

그래픽 화면 구성

텍스트 / 그래픽 감시 기능

System Engine

DB 작성 사용자 작성모듈

Login OK 화면

장비관리 화면

ID, Password name 세션에 저장

로그인후 (건물에 소속된 모든 장비를 테이블형식 으로 나열)

기록 동향 감시 기능

Login Fail 화면

DB Engine

Login 화면으로 이동

운영자 관리 및 보안 기능

텍스트 화면 구성 Display Engine

System Function

에너지 수요 예측 부하 대응 에너지 및 부하 대응 운영 관리

Login 화면 로그인 (관리자정보입력)

경보 및 이벤트 관리 기능 데이터 기록 기능

EMS 알고리즘

기타 건물 관리 관련 알고리즘

기본 화면 / 세부화면 정보보기 기능 기타기능

System Duplication Engine

TCP/IP Communication BACnet Communicaion

[ BEEMS 에너지 모니터링 화면 ] 2010 ECC NEWSLETTER

리포트 화면

도구화면

설정 및 로그화면

이벤트 리포트 작성 장비별 리포트 작성 리포트 보관목록 제공

장비검색 및 작업관리 기능

환경설정 및 사용자관리 관리자등록정보 서버로그보기 에이전트관리 달력관리

Login 화면

Login OK 화면

기계설비 main화면

기계설비 각층화면

로그인 (관리자정보입력)

ID, Password name 세션에 저장

공조기, 보일러, 냉동기, 교환기, 중수조, 우수조 등과 같은 기계설 비들을 건물층별로 모니터링하고 기동/정지/스케쥴제어를 함

각층별 관련 기게설비화면

Login Fail 화면

전력설비 main화면

전력설비 관련화면

Login 화면으로 이동

전체 전력 계통도를 보여줌

특고압 이입반 방축열반, 발전기반, 특고압반, 저압반 등의 화면

FGU Remote Setting Module

Web Service Engine 통신모듈

이벤트관리화면 이벤트 발생 내역 인 지 처리상태 기록 이 벤트 통보방법 설정

원격관리 UESN/FGU remote management

[ 기계설비 관리 화면 ]

[ 주요 기능 설계 ]

조명설비 main화면

조명설비 각층화면

각 층별로 설치된 조명 설비를 모니터링하고 자동/수동모드 ON/OFF제어

각층별 조명설비화면

[ 조명설비 관리 화면 ]

ECC · THIRDKEY SUBJECT

3rd THIRD

KEY SUBJECT

ENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

3중과제 - 연구개발 성과 ▶1-10 완료 성과물 세부내용 빌딩군에너지슈퍼바이징 시스템 (BGESS) ·BGESS(Building Group Energy Supervising System)란 지역내 건물들의 에너지 소비 상황을 실시간으로 감시하여 지역 내 전체 에너지를 각 건물로 적절히 분배하여 에너지를 절약하기 위한 목적의 시스템.

건물A BEEMS

건물B BEEMS

건물C BEEMS

열원 전력 가스

[ BGESS 에너지 모니터링 화면 ]

[ BGESS 에너지 모니터링 화면 ]

▶1-11 완료 성과물 세부내용 빌딩군에너지슈퍼바이징 시스템 (BGESS) ·BGESS 주요 기능 정의. 시스템 기능

에너지 관리 (전력/수도/가스)

소프트웨어 기본 규격

기능 설명

상태감시

빌딩 에너지 전력/수도/가스의 수요 상태를 감시함

현황분석

빌딩에서 소비되는 에너지원의 일,주,월,년 단위로 소비 현황을 분석함

알고리즘 제어 로직 관리

에너지원 제어를 위한 알고리즘을 수정,추가,제거함 (시뮬레이션가능)

알람조회

전력/수도/가스 설비 상태를 조회하여 문제가 있는가를 조회할 수 있음

보고서작성 및 인쇄

에너지원 소비현황 및 설비 상태를 보고서로 작성하여 인쇄할 수 있음

BEEMS 원격관리

각 건물 별 BEEMS 서버에 접속하여 설비/조명/전력 상태를 감시할 수 있음

BEEMS 관리 BEEMS 제어 관제점조회 상태감시 DB관리

각 건물 별 BEEMS 서버에 접속하여 설비/조명/전력을 제어할 수 있음 에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점을 검색 할 수 있음 에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점 상태를 감시 할 수 있음

관제점 추가

에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점을 추가할 수 있음

관제점 제거

에너지원 감시 제어 관제점 및 BEEMS 관련 감시 제어 관제점을 제거할 수 있음

보고서 작성 및 인쇄

관제점 상태감시 및 추가 제거 현황을 보고서로 작성하여 인쇄할 수 있음

그래픽조회

그래픽 페이지로 구성된 빌딩 시설물을 조회할 수 있음

그래픽 수정

그래픽 페이지를 수정할 수 있음

그래픽 제작

현장에 새롭게 추가된 시설물을 그래픽 페이지로 제작하여 추가할 수 있음

그래픽 제작기

그래픽 시뮬레이션 온라인 도움말

온라인도움말

분석을 통해 나온 데이터와 에너지원 제어 알고리즘을 이용해 가상 시뮬레이션 할 수 있음 운영자에게 BGESS 세부 기능 조작법을 자세히 알려줌

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ENERGY CONVERGENCE CENTER

연구단 - 주요소식 ▶2009년 10월 9일 - 고려대 친환경 설비 확회 기획 세션

▶2009년 11월 6일 - 1중과제 킥오프 미팅

▶2010년 1월 29일 - 총괄 책임자 회의 (에너지기술연구원)

2010 ECC NEWSLETTER

ECC · RESEARCHER INFORMATION

▶2010년 3월 9일 - 2010 법부처 녹색기술 포럼

▶2010년 2월 4일 - 1중과제 책임자 회의 (동아대)

▶2010년 3월 10일 - 총괄 단계 평가 워크숍

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ENERGY CONVERGENCE CENTER

연구진 - 소개 ▶ 1중 과제 에너지 기술연구원 ◀ 이

름

단

체

직

위

이 메 일 (E-mail)

趙

秀

KIER

센터장

scho@kier.re.kr

임화숙

이

름

단

KIER

체

직

연구원

위

이 메 일 (E-mail) ihs21c@kier.re.kr

장철용

KIER

책임연구원

cyjang@kier.re.kr

유영동

포항산업과학연구원

수석연구원

bongyu@rist.re.kr

이범석

KIER

연구원

hgjeong@kier.re.kr

김상희

포항산업과학연구원

연구원

ksh419@rist.re.kr

정학근

KIER

선임연구원

hgjeong@kier.re.kr

이정재

동아대산학협력단

교수

jjyee@dau.ac.kr

김준수

KIER

책임연구원

jskim@kier.re.kr

박헌준

동아대산학협력단

연구원

archijoony@naver.com

최병권

KIER

연구원

cbk85@korea.ac.kr

최원기

한화건설

선임연구원

cwk08@hanwha.co.kr

성욱주

KIER

연구원

suj21c@kier.re.kr

임현묵

삼영

과장

phmsam@samyoungeng.co.kr

박정환

KIER

연구원

jhp21c@kier.re.kr

심경종

삼영

대리

skj9832@naver.com

김수진

KIER

연구원

ecc1@kier.re.kr

김동호

다스컨설턴트

대표

dhkim@dasskorea.com

김선국

KIER

연구원

whitesoul119@hanmail.net

안정혁

이건창호

대리

jhan@eagon.co.kr

서재상

KIER

연구원

tjwotkd@kier.re.kr

이윤길

버츄얼빌더스

차장

whaooer@vbuilders.co.kr

이장만

KIER

연구원

leejm0323@kier.re.kr

오세대

NSNET

대표

blade@nsnet.co.kr

▶ 2중 과제 대우건설 ◀ 이

름

단

오 보 환(2중주관)

체

대우건설

직

위

이 메 일 (E-mail)

부장

bhoh@dwconst.co.kr

이

름

유우현

단

체

직

한국바스프

위

부장

이 메 일 (E-mail) woohyun.yoo@basf.com

김 지 헌(2중부책)

대우건설

과장

jhkim019@korea.com

이종화

한국바스프

부장

jonghwa.lee@basf.com

강 재 식(위책)

한국건설기술원

책임연구원

jskang@kict.re.kr

최현돈

한국바스프

차장

hyondon.choi@basf.com shku@hanglas.co.kr

최 경 석(부책)

한국건설기술원

연구원

bear717@kict.re.kr

구성회

한국유리공업(주)

차장

정 광 섭(위책)

서울산업대학교

교수

kschung@snut.ac.kr

김양규

KCC

팀장

ykk@kccworld.co.kr

김 성 민(부책)

서울산업대학교

lilymin24@naver.com

신승철

KCC

과장

scshin@kccworld.co.kr

성기철

대우건설

연구원

kcsung@dwconst.co.kr

백진성

KCC

주임연구원

hermes@kccworld.co.kr

홍석진

대우건설

전임

shyjini7@dwconst.co.kr

한재용

엔비텍이앤씨

부장

ay2k@naver.com

김태원

경남알미늄

주임연구원

zzzz0007@hanmail.net

이진희

금호석유화학

과장

leejh1@kkpc.com

윤태원

경남알미늄

이사

twyun@knal.co.kr

이필우

금호석유화학

부장

leepw@kkpc.com

한준희

한국다우코닝

부장

j.h.han@dowcorning.com

오병국

현우공업

연구소장

obk6063@hanmail.net

한광열

한국유리공업(주)

부장

kyhan@hanglas.co.kr

이수진

그린피아

부장

host91@hanmail.net

김현중

현우공업

상무

hugreen@hyunwooal.co.kr

김낙진

그린피아

상무

njkim@goldfoam.co.kr

최장현

금호석유화학

부장

joshuachoi@kkpc.com

윤호섭

상원창호

대표

choi6@hanmail.net

윤승희

금호석유화학

상무

seunghee@kkpc.com

정영용

선양스틸

전무

lowbar@hanmail.net

김윤환

금호석유화학

차장

kimyh2@kkpc.com

김진호

금호석유화학

차장

jinho@kkpc.com

금호석유화학

과장

강

현

전규형

서울산업대학교

김동호

DASS

석

한남산업

상무

sheo18@hanmail.net

정형준

허

새한수지

대표

sujiq7878@naver.com yj6921@eps-korea.com

kangh@kkpc.com

한영준

EPS코리아

부장

tyson99@daum.net

심우혁

금호석유화학

대리

homelory@kkpc.com

대표이사

dhkim@dasskorea.com

정진영

한국다우코닝

차장

samtegi@hanmail.net

김종민

솜피

과장

jong-min.kim@somfy.com

김응수

한국유리공업(주)

수석

eskim@hanglas.co.kr

이승언

한국건설기술원

책임연구원

selee2@kict.re.kr

전현석

한국건설기술원

연구원

seok4392@kict.re.kr

▶ 3중 과제 IBS ◀ 이

름

단

임 상 채(주관)

체

IBS Tech

직

위

이 메 일 (E-mail)

위

이 메 일 (E-mail)

대표

ibslimsc@naver.com

여명석

이

름

서울대학교

단

체

직

부교수

msyeo@snu.ac.kr

조 재 희(부책)

IBS Tech

실장

bluerain@chol.com

홍지표

서울대학교

연구원

pandowdy_jp@hotmail.com

유 준 재(위책)

전자부품연구원

센터장

yoojj@keti.re.kr

양해원

한양대학교

교수

hwyang@hanyang.ac.kr

임 호 정(부책)

전자부품연구원

선임

hlim@keti.re.kr

한병조

한양대학교

연구원

help7@hanyang.ac.kr

김 광 우(위책)

서울대학교

교수

snukkw@snu.ac.kr

황찬길

한양대학교

연구원

cghwang@hanyang.ac.kr

조 가 영(부책)

서울대학교

연구원

dfm10@hanmail.net

권영춘

대림 I&S

부장

cyberk@daelimins.com

이정남

IBS Tech

선임

naa1970@naver.com

조종수

대림 I&S

대리

cjs8474@paran.com

심형용

IBS Tech

선임

hyshim@ibstech.co.kr

한종선

SD 라인

대표

hanjs@sdline.com

김창규

IBS Tech

주임

drdrft@hanmail.net

어석진

SD 라인

이사

eoseokjin@gmail.com

구

분

이

름

소속기관

위원장

趙

秀

한국에너지기술연구원 (총괄책임자)

책임연구원

scho@kier.re.kr

오보환

대우건설 (세부과제책임자)

책임연구원

bhoh@dwconst.co.kr

임상채

지능형빌딩시스템기술연구소 (세부과제책임자)

대표

ibslimsc@naver.com

김강수

고려대학교

교수

kskim@korea.ac.kr

송규동

한양대학교

교수

kdsong@hanyang.ac.kr

김용식

인천대학교

교수

newkim@incheon.ac.kr

문헌준

단국대학교

교수

hmoon@dankook.ac.kr

▶ 운영위원회 소개 ◀

사업단 내부

사업단 외부

2010 ECC NEWSLETTER

직

위

이 메 일 (E-mail)

김준태

공주대학교

교수

jtkim@kongju.ac.kr

박일훈

대전광역시청

도시주택국장

weolhun@daejeon.go.kr

김헌태

지식경제부 에너지기술팀

사무관

kimht@mke.go.kr

방대규

에너지자원기술기획평가원 효율지원팀

팀장

bang@ketep.re.kr

ECC · FIRST KEY SUBJECT

ENERGY CONVERGENCE CENTER FOR SUSTAINABLE BUILDINGS

미래를 여는 성장동력의 핵심! 저에너지 친환경융복합건물에너지연구단

PARTICIPATION COMPANY 한국에너지기술연구원 한국유리공업주식회사 서울산업대학교

한양대학교

포항산업과학연구원

BASF

EPS Korea

(주)한남산업

에너지관리공단

금호석유화학

지식경제부

한국건설기술연구원

한화건설

KCC

DOW CORNING

대림 I&S

동아대학교

대우건설

상원창호

현우공업

DASS

새한수지

버추얼빌더스

케이엔월덱스

그린피아

삼영

선양스틸

지능형빌딩시스템연구소

엔비텍이엔씨

서울대학교

(주)에스디라인

이건창호시스템

전자부품연구원

현우공업

SOMFY

NSNET

지식경제부 Ministry of Knowledge Economy

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대전광역시 유성구 가정로 102 한국에너지기술연구원 고효율에너지연구부 건물열성능연구센터 Tel. 042-860-3057 / Fax. 042-860-3202 http://www.ecc.re.kr