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BEEL

울산대학교 건축공학전공

김기한 교수

Thermal Comfort

Artificial Neural Network

Green Building

BEEL

건축공학전공 김기한

BEEL 연구실은 건물 에너지 성능 평가, 시뮬레이션, 그리고 에너지 효율화 기술 개발을 중심으로 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 실제 건물의 에너지 사용 데이터를 기반으로 한 정량적 분석과 동적 시뮬레이션 기법을 통해, 건물의 에너지 소비 특성을 정확히 파악하고, 최적의 에너지 관리 및 절감 방안을 제시하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 인공지능 및 기계학습 기법을 활용한 대규모 건물군의 에너지 소비 패턴 분류, 리트로핏 대상 선정, 그리고 맞춤형 에너지 성능 개선 방안 도출 등 데이터 기반의 첨단 연구를 선도하고 있습니다. 또한, G-SEED와 같은 녹색건축인증 기준에 부합하는 평가 지침 개발, 다양한 건물 유형 및 운영 조건에 따른 에너지 성능 비교·분석 등 실무 적용성이 높은 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. HVAC 시스템의 최적화와 실내 열환경 개선을 위한 연구도 중요한 축을 이루고 있습니다. 실내외 환경 데이터와 인공지능 기반 예측 모델을 결합하여, 에너지 소비를 최소화하면서도 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있는 제어 전략을 개발하고 있습니다. 스택 효과, 소음 저감, 실시간 온도 제어 등 실제 건물 운영에서 발생하는 다양한 문제를 해결하기 위한 실증적 연구도 함께 진행되고 있습니다. 아울러, 태양에너지의 건물 적용, 도시 열섬 현상 분석, 그리고 도시 단위의 에너지 관리 방안 등 신재생에너지와 도시 환경 분야에서도 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 지역별 기상 데이터와 시뮬레이션 모델을 활용한 태양복사량 예측, PV 시스템 효율 예측, 그리고 도시 열환경 변화가 건물 에너지 소비에 미치는 영향 분석 등을 통해, 지속가능한 도시와 건물 환경 조성에 기여하고 있습니다. BEEL 연구실은 앞으로도 첨단 시뮬레이션, 인공지능, 데이터 기반 분석을 바탕으로 건물 및 도시 에너지 분야의 혁신을 선도하며, 실무와 정책, 그리고 학문적 발전에 기여하는 연구를 지속적으로 이어갈 계획입니다.

Thermal Comfort
Artificial Neural Network
Green Building
건물 에너지 성능 평가 및 시뮬레이션
본 연구실은 건물 에너지 성능 평가와 시뮬레이션 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 건물의 에너지 소비를 정량적으로 분석하기 위해 다양한 시뮬레이션 도구와 모델을 활용하며, 실제 에너지 사용 데이터를 기반으로 한 모델링 및 검증 기법을 개발하고 있습니다. 이를 통해 건물의 에너지 효율성을 높이고, 최적의 에너지 관리 방안을 제시하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 동적 건물 에너지 시뮬레이션을 활용하여 G-SEED와 같은 녹색건축인증 기준에 부합하는 평가 지침을 개발하고, 다양한 건물 유형과 운영 조건에 따른 에너지 성능을 비교·분석합니다. 또한, 인공지능 및 기계학습 기법을 접목하여 대규모 건물군의 에너지 소비 패턴을 분류하고, 효율적인 리트로핏 대상 선정 및 에너지 절감 방안을 도출하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 건물의 설계 단계부터 운영, 리트로핏에 이르기까지 전 생애주기에서 에너지 성능을 극대화하는 데 기여하며, 국내외 다양한 실증 사례를 통해 그 효과와 실용성을 입증하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 기술 개발과 데이터 기반 분석을 통해 건물 에너지 분야의 혁신을 선도할 계획입니다.
HVAC 시스템 최적화 및 실내 열환경 개선
연구실은 HVAC(난방, 환기, 공조) 시스템의 최적화와 실내 열환경 개선을 위한 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 고층 건물에서 발생하는 스택 효과 문제 해결, 실내 소음 저감, 실시간 온도 제어 등 실제 건물 운영에서 발생하는 다양한 이슈를 해결하기 위한 실증적 접근을 강조합니다. 이를 위해 실내외 환경 데이터와 인공지능 기반 예측 모델을 결합하여, 에너지 소비를 최소화하면서도 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있는 제어 전략을 개발하고 있습니다. 특히, 인공신경망(ANN)과 적응형 열쾌적성 모델을 활용한 실시간 온도 세트포인트 제어 기법을 개발하여, 냉방 에너지 절감과 동시에 거주자의 쾌적성을 유지하는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 다양한 환기 및 차양 조건에서의 실내 열환경 평가, 고효율 HVAC 운영 모드 개발, 커미셔닝 프로세스 적용 등 실제 건물에 적용 가능한 기술 개발에 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 제로에너지 빌딩, 패시브 하우스 등 고효율 건물의 실현을 위한 핵심 기술로서, 에너지 절감과 실내 환경 품질 향상이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하는 데 기여하고 있습니다. 앞으로도 첨단 제어기술과 데이터 기반 분석을 통해 HVAC 시스템의 혁신적인 발전을 이끌어 나갈 것입니다.
태양에너지 및 도시 열환경 분석
본 연구실은 태양에너지의 건물 적용과 도시 열환경 분석 분야에서도 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 건물 에너지 성능에 큰 영향을 미치는 태양복사량의 정밀 예측 및 시뮬레이션, 태양광 발전(PV) 시스템의 효율 예측 모델 개발, 그리고 건물 외피 설계에 따른 일사 취득 및 차단 효과 분석 등이 주요 연구 주제입니다. 특히, 국내외 다양한 기상 데이터와 시뮬레이션 모델을 비교·분석하여, 지역별로 최적화된 태양복사량 산출 모델을 제안하고, 이를 건물 에너지 시뮬레이션에 적용함으로써 설계 단계에서부터 에너지 효율을 극대화할 수 있는 방안을 제시합니다. 또한, 도시 열섬 현상 및 도시 내 열환경 변화가 건물 에너지 소비에 미치는 영향을 분석하여, 도시 단위의 에너지 관리 및 쾌적성 향상 방안도 함께 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 신재생에너지 확대와 기후변화 대응, 그리고 지속가능한 도시 환경 조성에 중요한 역할을 하며, 실제 건물 및 도시계획에 적용 가능한 실용적 해법을 제시하고 있습니다. 앞으로도 태양에너지와 도시 열환경 분야에서의 연구를 지속적으로 확장해 나갈 예정입니다.
1
Irakoze, A. An Assessment of Ceiling Depth Effects on Skylight Daylighting and Energy Performance
Irakoze, A.
, 2021
2
Choi, H.S. An Evaluation of Energy performance of Apartment Houses in Ulsan by Applying District Gas Utilities to Regression Models
Choi, H.S.
, 2021
3
Seok, S.I. A Study to Develop a New Energy Performance Evaluation Method of Existing Buildings using k-means cluster Analysis : Selection of Target Buildings for Green Remodeling
Seok, S.I.
, 2024
1
클러스터 기반 기존 건축물의 에너지성능 평가 및 개선 방법론 개발(3)
한국연구재단(과기부)
2024년 03월 ~ 2025년 02월
2
클러스터 기반 기존 건축물의 에너지성능 평가 및 개선 방법론 개발(2)
한국연구재단(과기부)
2023년 03월 ~ 2024년 02월
3
클러스터 기반 기존 건축물의 에너지성능 평가 및 개선 방법론 개발(1)
한국연구재단(과기부)
2022년 06월 ~ 2023년 02월