건설프로젝트 콘텐츠 기반 이슈관리 플랫폼 개발

최철호 성균관대학교 일반대학원 2017 국내박사

기업의 경영혁신 및 글로벌 경쟁력 강화를 위해 많은 기업들은 사내 업무관리 시스템 구축을 통해 기업내 정보화를 추진해왔다. 그러나 최근 모바일 사용 증가에 의해 다양한 운영체제와 클라우드 컴퓨팅의 등장으로 더 이상 사내 정보시스템 운영을 위한 서버 구축이 필요하지 않고, 웹 2.0 시대에 도래하면서 사내업무시스템을 포함한 각종 정보시스템의 개발 및 운용 환경이 변화하고 있다. 전화나 문자 이외에 실시간 커뮤니케이션을 지원하고 정보를 공유하는 모바일 어플리케이션이 등장하였으며, 이모티콘, 사진, 영상 등과 같이 커뮤니케이션에 사용되는 방식도 다양해지고 있다. 이러한 정보화 시대의 흐름 속에서 건설산업은 프로젝트 관리 및 참여자간 정보교환을 위한 시스템으로 PMIS(Project Management Information System)를 사용하고 있으며, PMIS의 문서관리를 중점적으로 사용하고 있다. PMIS는 건설현장에서 발생되는 정보를 보고하고, 다른 참여자들에게 전달하여, 승인을 받는 프로세스 중심으로 활용되고 있기 때문에, 발주자나 본사의 승인을 위해 정보공유가 필요한 사항들만 결과적으로 유통되는 한계가 있다. 그러나 다양한 조직의 전문가들이 참여하는 건설 프로젝트는 참여자들의 커뮤니케이션 및 협업에 의해 해결방안을 모색하고, 관련업무가 진행되는 특징이 있기 때문에, 프로젝트 참여자들의 의사소통 및 협업을 지원하고, 협의된 결과를 체계적으로 기록하기 위한 환경은 필요하다. 기존 PMIS는 건설프로젝트의 단위업무를 중심으로 기능을 제공하고 있기 때문에, 계약방식에 따른 다양한 조직구성 및 프로젝트 특성에 따라 제공되는 기능에 차이가 있다. PMIS는 구축 초기 해당 프로젝트에 적합한 기능을 재구성하기 위한 최적화(customizing) 과정이 필요하고, 이는 PMIS 구축 비용 증가의 원인이 되기 때문에 PMIS는 대규모 건설현장을 중심으로 활용되는 한계가 있었다. 따라서 본 연구는 중소규모 건설현장 적용의 한계와 단위업무를 중심으로 개발된 기존 PMIS에서 벗어나, 모바일 사용 증가에 의한 실시간 커뮤니케이션 증가에 효과적으로 대응하고 최근 ICT(Information & Communication Technology)의 생태계가 콘텐츠-플랫폼-네트워크-디바이스(CPND)의 유기적인 결합으로 형성되고 있는 새로운 융합환경의 변화에 보다 효율적으로 대응하기 위해, 건설 프로젝트의 다양한 참여자간 커뮤니케이션 및 협업을 지원하고 프로젝트 내 문제해결에 초점을 둔 새로운 정보관리시스템 개발을 목표로 하였다. 본 연구는 건설프로젝트 수행기간 동안 발견 또는 발생되어 해결해야 하는 주요 안건을 이슈라고 정의하고, 이슈를 해결하기 위해 참여자간 커뮤니케이션 또는 협업 과정에서 사용되는 자료를 콘텐츠로 정의하였다. 그리고 커뮤니케이션 과정에서 수신자와 송신자가 주고받는 메시지와 관련된 정보 즉, 콘텐츠를 공유, 배포, 기록, 추적, 관리할 수 있는 콘텐츠기반 이슈관리 플랫폼을 개발하였다. 이슈관리 플랫폼 개발을 통해 본 연구는 프로젝트 내 건설 조직 및 참여자간 커뮤니케이션 또는 협업 지원하고, 효과적인 이슈해결 프로세스 지원에 초점을 둔 건설 정보관리 시스템의 새로운 패러다임을 제시하였다. 개발된 플랫폼의 적용성 및 효과 검증을 위해 사용자 설문조사를 진행한 결과, 기존 커뮤니케이션 또는 협업 방식에 비해 본 연구에서 제시한 이슈관리 플랫폼의 사용은 정보공유 및 배포, 기록 및 추적관리를 용이하게 하며, 개인의 업무능력 향상에 기여할 것으로 나타났다. 본 연구의 결과물은 다자간 협업 및 효율적인 프로젝트 정보관리로 인해 기존 건설정보관리시스템에 비해 보다 편리한 접근 및 사용성을 제공하고, 사용자들의 업무 능력 향상에 기여할 것으로 기대한다.

A Redundancy Identification Problem Solving Framework for RFID/USN-based Construction Supply Chain Management

신태홍 성균관대학교 일반대학원 2010 국내박사

The supply chain can significantly affect a construction project based on its ability to deliver construction products in an efficient and timely manner. Recently, supply chain management has received a lot of attention from the construction industry (Min and Bjornsson, 2004). However, due to the long information lead-time and the lack of coordination, the initiated communication often fails to have the required information in a timely manner. To make matters even worse, the communication itself may not be initiated. Because of the large number of project participants in a construction project: it is an overwhelming task for project managers to cover numerous project members and their suppliers. These types of disturbances in information flows generate turbulences in material flows, which are one of the highly ranked causes of delay in a construction project. Thus, the coordination of information flows is a key component in achieving tight integration in order to optimize the chain-wide performance. As a way of coordinating information flows, the idea of real-time information sharing has been studied extensively in the manufacturing industry. It specifically emphasizes instantaneous multilateral information sharing within a supply chain in order to reduce uncertainties associated with operations and demand forecast (Cooper et al., 1997; Lewis and Talalayevsky, 1997). This idea has been facilitated due to the rapid advances in information technology (Lee and Whang, 2000). Information plays a very important role in construction management in various ways. Many researchers emphasized the importance of communication and information exchange between project participants in the material flow control process (Agapiou et al., 1998; Vrijhoef and Koskela, 1999). In this context, numerous researchers have focused on sharing information in construction supply chain management. Although many studies have shown the various causes of problems in construction supply chain and different approaches to remedy them, it is difficult to find any efforts of describing detailed approaches for securing real-time information in construction supply chain management. A construction supply chain is a dynamic supply chain where the customers’ needs and requirements are continuously changing, as in military logistics (Simon, 2001). In this case, rapid deployment is more important than optimization, and information technology is needed to make information visible in real-time as they occur (Kumar, 2001). Recently, it is increasing needs for keeping track of external finishing materials from pre-fab in the plant to erecting in the yard, and due to high-risied and complexed building, more sort and the number of materials to be managed are diversified. Therefore, recent management strategy based on human resources and barcode technology is facing certain limitation to resolve this kind of problem. To resolve these problems, the application of Radio Frequency Identification (RFID) technology which is being able to manage as a managing unit is conducted by researchers and practitioners in construction industry. Sharing information collected by RFID technology for utilizing in construction supply chain management, Integration technology of Ubiquitous Sensor Network(USN) and RFID is being applied to CSCM. However, as RFID technology has own characteristics, when the RFID/USN-based equipment tries to loading, redundancy identification problem that recognize an unloaded Material Set was identified in the project “The development of automatic and intelligent system and equipments for Construction Supply Chain Management of the next generation” supervised by Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. “Redundancy Identification” is defined as a process generating redundant information through unpredictable fault detection when RFID tags are read. In this research, “Redundancy Identification” is used as the situation that Intelligent Equipments recognize information which is not loaded. To clarify this problem, this research issues that redundancy identification problem which is a critical problem can be occurred in Future RFID/USN-based CSCM process. Therefore, the ultimate objective of this research was to develop a redundancy identification problem solving (RPIS) framework for ideal construction supply chain management. In this research, RIPS framework was developed through the procedures as follows. (1) Identify optimized solution by case modeling of redundancy identification problems (2) Development of RIPS algorithm including Re-initialize algorithm and naive algorithm of duplication checking algorithms (3) Development of Intelligent Equipments such as Intelligent Mover, Intelligent Trailer, GateSensor and Server (4) Development of Information Model by UML notation (5) Development of 3-tier-based prototype system such as IM’s UMPC System, IT’s UMPC System, PDA System, Construction supply chain Management System (CMS) System (6) Development of Process Model by BPMN expression To validate RIPS framework developed in this research, following three criteria were established for conducting of test. (1) Is it possible to apply process model based RIPS framework to RFID/USN-based Construction Supply Chain Management Process? (2) Does RIPS framework solve redundancy identification problems effectively? (3) Is there quantitative improvement when RIPS framework is applied? Since this test aims to verify the redundancy identification problem solving feasibility of RIPS framework, during the phase or setting up the test, the test was configured to be performed in case of the redundancy identification problem occurred. The test was performed as the process model for RIPS framework. Also, a stop watch was used to adopt Time Study Methodology for measuring quantitative assessments. The time was recorded according to conditions whether RIPS framework is used or not. And each case was tested ten times. Also, the person who carries out the process was changed each test to eliminate Learning Effect as much as possible. The result of the test satisfied above three criteria. Following statements are the result of analysis of time study. It was analyzed a normal distribution curve in MATLAB in order to test the reliability of RIPS framework in this research. Contrary to opposite case, when it is applied the proposed RIPS framework to RFID/USN-based CSCM, this research proves that the total time can be reduced over 25% at the 99.29% confidence level. When RIPS framework proposed in this study is applied, the total time required to solve the redundancy identification problem at the 92.65% confidence level decrease approximately 70% comparing to the case not to be applied. However, five data were out of range among twenty time results even though it is applied the RIPS framework, because Intelligent Equipments were on the redundancy identification problem context during the re-initializing process. Except these data, it is analyzed that the ideal RIPS framework reduced approximately 88% of the total time required to solve redundancy identification problem at the 100% confidence level. These results conclude that it takes less total time to solve the redundancy identification problem when it is applied RIPS framework. It takes less time that the RIPS framework detects/solves the redundancy identification, and it means this method is effective to draw accuracy information from the redundancy information. Also, according to the result of analysis of total time to take Shipping Manager’s contractual inspection which is essential process in CSCM process, in the case of using the RIPS framework, the total time decreased approximately 60% at the 95.15% confidence level compared with the case of not using the RIPS framework. This proves that the worker’s productivity can be increased when RIPS framework provide the redundancy identification problem context information to Shipping Manager through the PDA. The proposed identification problem solving process has a limitation because the troubleshooting was limited due to the limit of the current RRFID/SUN technologies. However, this research has significance because it issued the redundancy identification problem on the Future RFID/USN-based CSCM process, reduced the information redundancy on the RFID/USN-based CSCM process, and secured the information constituency and accuracy. This research would contributes to establish the ideal construction supply chain management system by providing consistency and accuracy of the construction information management which is required in construction supply chain management domain getting intelligent. 건설산업에 있어 효율적인 건설물류관리는 프로젝트의 성패를 좌우하는 매우 중요한 관리요소 중 하나이다. 이러한 건설물류관리는 크게 건설 자재 흐름(material flow)과 이를 추적 관리하기 위한 정보 흐름(information flow)으로 구성된다. 이 중 정보의 흐름은 분절되거나 정보를 공유하기 위한 대기 시간이 길어 지게 될 경우, 자재의 흐름에 혼란을 야기시킬 수 있으며, 이로 인해 건설 프로젝트의 공기지연을 유발시키는 가장 중요한 원인 중 하나가 될 수 있다. 최근 건설 프로젝트가 대형화됨에 따라 복잡하게 구성되는 공급체인을 통해서 운영되는 건설물류관리의 효율화를 위해서는 이러한 정보 흐름을 효과적으로 관리하는 것이 매우 중요하다. 이러한 정보 흐름의 효율적인 관리에 관한 연구는 공급체인관리가 발전되어 있는 제조업에서 실시간 정보 공유에 초점이 맞춰져 활발하게 진행되고 있으며, 정보기술의 발전으로 가속화되고 있다. 이와 관련하여 건설산업에서도 자재 흐름을 제어하기 위한 프로세스에서 프로젝트 참여주체간에 정보의 공유 및 커뮤니케이션에 관한 연구가 수행되고 있다. 그러나 이러한 건설물류관리에 있어 효율적인 정보 공유 방안에 대한 다양한 연구결과가 여러 연구자들에 의해 제시되고 있으나 건설물류관리에 있어 실시간으로 수집되는 정보의 신뢰성 확보에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 또한, 최근 건축물이 초고층화되고 랜드마크로써의 상징성과 발주자의 자산에 대한 가치 상승에 대한 기대에 기인하여 비정형 건축물에 대한 수요가 늘어 나고 있다. 이에 따라 비정형 적인 외부 마감 자재의 경우 공장 생산 후 현장에 반입되고, 정해진 위치에 설치되는 일련의 프로세스가 요구되고 있으나 기존의 인력에 의한 관리 및 바코드 기술로는 이러한 새로운 프로세스를 지원하지 못하는 한계를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 유닛 단위의 관리가 가능한 Radio Frequency Identification(RFID) 기술의 적용이 많은 연구자들과 실무자들에 의해 수행되고 있으며, RFID 기술에 의해 수집된 정보를 효율적으로 공유하기 위해서 Ubiquitous Sensor Network(USN) 기술과 결합된 형태로 건설물류관리에 적용이 시도되고 있다. 본 연구의 동기가 된 “차세대 건설물류관리 자동화 체계 개발” 연구과제는 이러한 RFID/USN기반의 미래의 건설물류관리 환경을 지원할 수 있는 자동화된 체계 구축을 목표로 하고 있다. 본 연구과제의 특징은 물건을 적재하는 단계에서 RFID기술에 의해 인지된 정보가 후속 프로세스에서 RFID tag 정보를 재인지하는 추가적인 프로세스 없이 USN기술에 의해 정보를 공유할 수 있도록 하는 체계를 구축한다는 특징을 가지고 있다. 본 과제에서는 이러한 체계 구축을 위해 RFID/USN기반의 지능형 장비 및 시스템 개발을 주요 연구 내용으로 하고 있다. 여기서 말하고 있는 RFID/USN기반의 지능형 장비란 자신이 적재하고 있는 자재정보를 자동으로 인지하고, USN기술을 적용하여 장비 간의 커뮤니케이션을 통해 인지된 자재 정보를 공유할 수 있도록 고안된 장비를 의미한다. 이러한 특징을 가지고 있는 연구과제를 수행하던 중에 RFID기술이 가지는 인식 특성으로 인해 RFID/USN기반의 지능형 장비가 자신이 실제로 적재하고 있는 것 뿐만 아니라 적재되지 않고 주변에 놓여진 RFID tag가 부착된 자재 정보까지도 인지하는 중복인지 문제(redundancy identification problem)가 발견되었다. 여기서 사용된 “중복인지”라는 용어는 RFID tag 정보를 인지할 때 얘기치 못한 잘못된 인지를 통해 중복적인 정보가 발생되는 프로세스로 RF공학분야에서 일반적으로 사용되는 용어이다. 본 연구에서는 RFID/USN기반의 지능형 장비가 자신이 적재하고 있지 않은 것을 적재한 것으로 잘못 인지하는 경우를 “중복인지” 상황으로 정의하고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 명확화하기 위해 중복인지 문제가 미래의 RFID/USN기반의 건설물류관리 환경에서 발생될 수 있는 매우 중요한 문제임을 규명하고 이 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 따라서, 본 연구의 궁극적인 목표는 이러한 중복인지 문제가 해결된 이상적인 건설물류관리 환경을 구축하기 위해 중복인지 문제 해결 체계(Redundancy Identification Problem Solving framework)를 개발하는 것이다. 본 연구에서 RIPS framework는 다음과 같은 순서로 개발되었다. (1)중복인지 문제 발생 유형을 모델링하여 유형별 최적의 문제해결 방안 도출 (2)자동인지(Re-initialize) 알고리즘과 중복식별(duplication checking) 알고리즘인 Naïve알고리즘을 적용하여 RIPS 알고리즘 개발 (3)지능형 장비(Intelligent Mover, Intelligent Trailer, GateSensor) 개발 (4)정보 모델 개발 (5)3계층(3-tier) 기반의 프로토타입 시스템(IM UMPC시스템, IT UMPC시스템, PDA시스템, 건설물류관리시스템) 개발 (6)프로세스 모델 개발 이러한 과정을 통해서 개발된 framework의 유효성을 검증하기 위하여 다음과 같은 세 가지의 테스트 평가 기준을 수립하였다. (1) 프로세스 모델 기반의 RIPS framework이 RFID/USN기반의 건설물류관리 프로세스에 적용이 가능한가? (2) RIPS framework가 중복인지 문제를 효과적으로 해결하는가? (3) RIPS framework를 적용했을 때, 정량적인 개선효과가 있는가? 이러한 유효성 판단 기준에 근거하여 RIPS framework를 검증하기 위한 테스트를 수행하였다. 테스트의 목적은 RIPS framework이 중복인지 상황을 빠른 시간 내에 발견하고, 이를 효과적으로 해결하는 지를 검증하는 것이므로 테스트 시작단계에서 중복인지 문제가 발생되도록 하였다. 테스트는 본 연구에서 제안된 RIPS framework 기반의 프로세스 모델을 중심으로 수행되었으며, 정량적인 개선효과를 측정하기 위하여 스톱워치를 사용한 시간연구방법론(time study methodology)을 적용하였다. 또한, 테스트는 10회 수행되었으며, 수행 중에 발생될 수 있는 학습효과를 배제하기 위하여 단계별 프로세스를 수행하는 담당자의 역할을 바꿔가면서 진행하였다. 테스트를 수행한 결과 위에서 제시된 세 가지 평가기준을 모두 만족하는 것으로 분석되었으며, 시간연구를 통해서 수집된 결과를 토대로 RIPS framework의 신뢰도 분석을 하기 위하여 본 연구에서는 MATLAB을 활용하여 정규분포 곡선을 생성한 후 신뢰수준을 도출하였다. 신뢰도 분석 결과 RFID/USN기반의 건설물류관리에 RIPS framework를 적용하였을 경우 적용하지 않은 경우 보다 전체 프로세스를 진행하는 데 소요되는 총 시간이 99.29% 신뢰수준에서 25% 이상 감소되는 것으로 파악되었다. 또한, RIPS framework을 통해 중복인지 문제를 발견하고, 이를 해결하는 데 소요되는 총 시간을 분석해 본 결과 RIPS framework을 적용한 경우가 적용하지 않은 경우 보다 92.65% 신뢰수준에서 약 70% 정도 총 시간을 줄일 수 있는 것으로 분석되었다. 그러나 시간데이터 20건 중 5건의 데이터는 RIPS framework를 적용하였는데도 적용하지 않은 경우와 비슷한 결과가 나오는 것으로 도출되었다. 이러한 결과가 도출된 원인을 규명해 본 결과 이는 본 연구의 테스트 조건에서 기인된 것으로 파악되었다. 즉, 프로세스 시작 시점에 중복인지가 발생된 상태에서 시작을 한 후 동일한 속도로 근거리에서 테스트가 진행되어 중복인지 상황을 벗어나지 못한 상태가 지속되었기 때문에 본 연구에서 개발된 자동인지 프로세스가 여전히 중복된 데이터를 인지하고 그 결과를 서버로 전송하였기 때문인 것으로 파악되었다. 실제 건설현장에서는 장비간 동선상의 간섭 및 안전상의 이유로 본 연구의 테스트 조건처럼 근거리에서 동일한 속도로 이뤄지는 경우가 발생되지 않으나, 연구관점에서는 프로세스가 진행되는 도중에 중복인지 상황을 벗어나지 못할 경우 이때 중복인지 상황을 인식하고, 이를 해결할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 파악되었다. 그리고 건설물류관리 프로세스 상에서 계약에 기반하여 담당자가 육안으로 자재를 검수해야 하는 프로세스는 필수프로세스로 진행되게 되는데, 이때 담당자가 휴대하고 있는 PDA에 중복인지 정보를 RIPS framework에 의해 서버가 제공해 주는 경우와 그렇지 않은 경우 본 프로세스에 소요되는 총 시간을 분석해 본 결과 95.15% 신뢰수준에서 약 60% 정도의 시간 감소효과가 있는 것으로 분석되었다. 이 결과는 육안검수 프로세스가 건설물류관리 프로세스에서 빈번하게 발생되고, 작업에 소요되는 시간이 많은 프로세스인데 RIPS framework가 이러한 프로세스에 소요되는 시간을 효과적으로 단축할 수 있도록 함으로써 건설물류관리 프로세스의 효율화에 기여할 수 있음을 보여주고 있다. 또한, 건설물류관리 프로세스에서 중복인지 상황과 같이 정보의 일관성과 정확성에 영향을 미치는 요인을 RIPS framework가 발견하고, 이를 단시간내에 해결할 수 있도록 함으로써 RFID/USN기반의 건설물류관리 프로세스에서 발생되는 실시간 정보의 공유시 안전성과 신뢰성 확보를 통해 의사결정주체들에게 정확한 정보를 제공해 줄 수 있는 환경이 구축될 수 있다. 이러한 관점에서 본 연구는 건설산업의 건설물류관리 효율화에 기여할 수 있다고 판단된다. 그리고 기존의 RFID/USN관련 연구가 RFID tag를 100% 인지하지 못하는 문제를 지적하고, 인식률을 100%로 끌어올리는 데 연구의 초점이 맞춰져 있는 반면에 본 연구는 자신이 적재하고 있는 자재의 정보는 100% 인지하고, 추가적으로 주변에 적재되지 않은 RFID tag 가 부착된 자재 정보까지도 인지하는 경우 즉, 100% 인지를 넘어서는 경우에 발생되는 중복인지의 문제를 제기하였다는 점에서 독창성을 가지고 있다. 그리고, 중복인지 문제가 발생될 수 있는 모든 경우의 수를 고려하여 문제유형을 모델링하고, 문제유형별로 해결방안을 제시했다는 측면에서 본 연구에서 다루고 있는 중복인지 문제를 해결하고자 하는 후속 연구자 및 실무자에게 기반 연구로써의 학술적인 기여가 있다고 판단된다. 또한, RFID/USN기술을 통해서 수집 및 공유되는 정보의 상태를 구분하기 위한 개념으로 본 연구에서는 추천정보(candidate information)와 계약정보(contractual information)를 제안하였다. 기존에 시스템을 통해서 제공되는 모든 정보가 계약정보로 인식되어 의사결정주체가 곧바로 의사결정에 활용하는 형태였으나, 본 연구에서 다루는 중복인지의 문제처럼 신뢰성이 떨어지는 정보가 제공되는 경우도 발생될 수 있기 때문에, 계약에 의해서 확정되지 않은 정보는 추천정보로 상태를 표현하고, 계약에 의해 수행되는 육안검사와 같은 프로세스로 확정된 정보를 계약정보로 구분하여 표현되도록 함으로써 의사결정시에 참고자료의 신뢰수준 파악을 가능하도록 하였다. 그러나 본 연구에서 다루고 있는 연구의 대상 및 범위가 미래의 건설물류관리 환경에서 발생될 수 있는 중복인지의 문제를 다루고 있고, 현재의 RFID/USN 기술에 기반하여 해결방안이 제시되었다는 측면에서 본 연구에서 개발된 RIPS framework이 미래의 건설물류관리 생애주기 동안에 발생될 수 있는 모든 중복인지 문제를 해결할 수 있는 최적의 방안으로 보기에는 어려운 점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 향후 연구에서는 점점 더 지능화 되어 가는 건설물류관리 프로세스와 진화하는 RFID/USN기술을 반영하여 RIPS framework를 일반화해 나가는 연구가 필요하다. 또한, 본 연구에서 개발된 장비가 핸드카 형태이고, 테스트 대상이 되는 자재가 박스형태의 자재로 한정되어 있기 때문에 다양한 물류장비의 크기와 용도에 따른 RFID인식범위와 RFID tag가 부착된 자재의 재질에 따른 인식특성을 고려하여 RIPS framework을 지속적으로 수정보완해 나가는 후속 연구가 요구된다.

IPD 도입을 위한 국내 건설환경 및 제도에 대한 분석에 관한 연구

송설민 성균관대학교 일반대학원 2011 국내석사

최근 건설 프로젝트의 원활하고 효과적인 사업관리를 위하여 발주방식의 효율화에 대한 관심이 증대하고 있으며, 방대한 양의 정보에 대하여 효과적으로 통합관리를 위한 건물의 생애주기를 고려한 통합적인 계획이 요구된다. 성공적인 프로젝트를 위하여 프로젝트 초기부터 각 분야의 참여자들 사이의 협업이 필수적이나 설계시공분리발주와 같은 기존의 발주방식의 경우 설계업체와 시공업체가 분리되어 계약되는 문제로 인해 통합적인 사업관리에 한계가 있다. 이러한 문제점으로 인해 최근 미국의 경우 프로젝트 정보 및 사업관리의 효율성 증대를 목적으로 Integrated Project Delivery(이하 IPD)를 새로운 발주방식으로 제시하였고, 이를 적용한 관련 프로젝트 수행 사례가 증가하고 있다. 이에 국내의 경우에도 건설사업의 공익성 외에 낭비와 비효율성을 개선하기 위한 방안과 품질향상, 공기단축, 리스크감소 등의 효과적인 정보관리를 통한 성공적인 사업 추진이라는 요구를 총체적으로 만족 시킬 수 있는 통합적인 프로젝트 관리를 위한 IPD의 도입 필요성이 커지고 있다. 하지만 IPD에 대한 국내 건설산업에의 도입을 위한 본격적인 논의에 앞서 도입과정에서 예상되는 문제점을 파악하는 것이 중요하다고 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 IPD에 관한 자료를 수집ㆍ분석하여 IPD의 개념과 원칙을 바탕으로 IPD가 지향하는 핵심가치를 도출하였다. 이를 토대로 건설업종에 종사하는 실무자들의 인식과 국내 건설환경에 대한 현황을 파악하기 위한 설문조사를 실시하였으며, 이와 함께 국내 공공건설 사업발주에 관련된 법률 및 계약서의 분석을 통하여 IPD 국내 도입 과정에서 예상되는 환경적ㆍ제도적 제약요인들을 파악함으로써 향후 IPD에 관련한 국내 연구의 기초자료로 활용될 것으로 기대가 된다. Recently, much attention has been increasingly paid to the efficiency of the delivery system in order to manage construction project in a smooth and effective way. The integrated plan in consideration of the life cycle of building is required for the effective and integrated management of information in a huge amount. To this end, collaboration between each field is indispensable from the beginning of project. But there is a limitation that the designer and the constructor sign the contract separately in the conventional delivery system. In the US, the recent trend is that the Integrated Project Delivery (IPD) has been introduced to improve the effectiveness of project management in an increasing number of the cases where project is implemented by utilizing the IPD. In Korea, there is also an increasing need to introduce the IPD for the integrated project management. Consequently, the purpose of this study is to examine and analyze the laws and the contracts that are applied to domestic cases of placing order and signing contract based on the concept and principle of the IPD and the characteristics of the IPD and deduct Present condition and Perception of Domestic Construction Environment before the actual introduction of the IPD. Based on such examination and analysis, this study intends to figure out the constraints to the introduction of the IPD. It is expected that the results of this study will be used as basic data for IPD-related study in the future.

건설 프로젝트 입찰을 위한 기획단계에서의 PDM 시스템 적용

한송이 성균관대학교 일반대학원 2012 국내석사

건설 프로젝트 발주방식 중에 설계·시공일괄입찰방식(Design-Build)과 같은 발주방식이 증가하고 있다. DB방식은 하나의 주체가 설계와 시공을 책임져서 설계자와 시공자가 모두 설계단계에 참여하기 때문에, BIM(Building Information Modeling) 기술을 잘 활용할 수 있는 매우 좋은 기회를 제공한다. 이처럼 건설회사는 효율적으로 프로젝트를 수행하기 위해 시공뿐만 아니라 기획, 설계 및 유지관리인 프로젝트 라이프사이클을 관리하여 경쟁 우위를 확보할 수밖에 없게 되었다. 특히 프로젝트의 수주여부가 건설회사의 경영에 미치는 영향이 크기 때문에 프로젝트 초기 단계의 효율적인 관리가 가장 중요시 되고 있다. 그러나 대부분의 건설회사는 프로젝트 관리 시스템이 존재하지 않아 견적업무와 설계업무, 데이터베이스 구축 등의 어려움을 겪고 있다. 따라서 새로운 관리 시스템이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 프로젝트를 성공적으로 추진하기 위한 기획단계의 업무를 관리하는 PDM(Product Data Management) 시스템의 적용을 목표로 한다. 건설 프로젝트의 특성과 발주현황을 살펴보고, 프로젝트의 기획업무를 분석하는 과정을 거치게 된다. 또한 기획을 위한 PDM 시스템을 구축하고 기획 프로세스에 맞게 시험운영을 하였다. 그 결과 효과적인 데이터 이용과 관리, 업무 프로세스의 체계화 등 기획단계의 문제점을 해결할 수 있었다.

재실자의 열적 쾌적성과 에너지절감을 위한 시스템에어컨의 제어알고리즘 제안

김수연 성균관대학교 일반대학원 2018 국내석사

중소규모 건물에서 전력에너지 소비량이 증가하고 있으며, 냉난방 에너지가 그 원인으로 지목되고 있다. 특히, 설치가 쉽고 일부 Zone에 대한 개별운전이 가능한 개별 냉난방시스템(Multi Split Air-conditioner), 즉 시스템에어컨이 최근 중소규모 건물에 많이 적용되고 있어, 시스템에어컨(System Air-conditioner)의 효율적 에너지 소비의 중요성이 점차 커지고 있다. 종래의 대부분의 건물에 사용되는 설정온도제어(set-point temperature control)방식은 설정온도를 일정 범위 보다 확장할 경우, 에너지 소비는 감소할 수 있으나 재실자의 열적 불쾌감을 유발할 수 있으며 결과적으로 업무의 효율 즉 생산성을 저해할 수 있다. 따라서 에너지 절감을 위해 냉난방시스템의 설정온도를 높이거나 낮추는 것은 신중하게 검토되어야 한다. 이에 본 논문에서는 시스템에어컨의 재실자의 열적 쾌적성을 보장하면서 에너지 절감을 도모할 수 있는 제어알고리즘을 제안하고자 하였다. 재실자의 열적 쾌적성은 다양한 물리적인 환경요소와 개인적 요소의 복합적인 관계에 의해 결정된다. 이를 수치화, 정량화하여 나타낸 것이 열환경 쾌적성 지표(Thermal Comfort Index)이다. 열 쾌적성 지표를 이용해 실내 온열환경을 제어할 경우 기존의 건구온도만으로 제어하는 설정온도 제어보다는 재실자의 열적 쾌적성을 보다 면밀히 분석, 제어할 수 있다. PMV(Predicted Mean Vote)는 대표적으로 사용되는 열 쾌적 지표이며 실내온도, 습도, 평균복사온도, 기류(풍속)를 측정하고 재실자의 활동량 및 착의량을 고려하여 재실자의 온열감(Thermal sense)을 평가하는 지표로 통상 –0.5 ~ +0.5 사이를 열적으로 쾌적한 범위로 정의하고 있다. ASHRAE Comfort Chart는 습공기선도(Psychrometric chart)상에 일반적인 실내 환경 하에서의 재실자가 열적으로 쾌적한 습구온도 범위를 제시하고 있다. 본 논문에서는 기존의 설정온도 제어와 PMV 쾌적범위, ASHRAE Comfort Chart의 쾌적범위를 이용하여 시스템에어컨의 제어논리를 작성하였다. 제어알고리즘은 각 지표의 쾌적범위 내로 실내 온열환경이 제어되도록 하였으며, 실내 냉방시 시스템에어컨의 실외기 운전은 각 상태별 부분부하 운전을 구현하여 에너지 절감이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제시한 시스템에어컨의 제어알고리즘을 검증하기 위해 TRNSYS를 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 학교 교실을 대상으로 제어모드에 따른 실내 온열환경 제어특성과 재실자의 열적 쾌적감, 에너지 소비 특성을 분석하였다. 실내 온열환경은 3가지 제어모드에서 쾌적범위 내로 제어되었다. 에너지 소비량은 설정온도 제어 대비 PMV 쾌적범위 제어는 18%, ASHRAE Comfort제어가 20%의 에너지 절감효과가 나타났다. 이를 전력요금으로 환산하면, PMV쾌적범위제어는 10.3%, ASHRAE Comfort제어가 10.9%의 절감효과가 있었다. PMV 쾌적범위 제어와 ASHRAE Comfort제어의 실내 온열환경 및 에너지 소비량의 결과에서 크게 차이는 없었다. 그러나 PMV 쾌적범위 제어는 다양한 측정데이터 및 평가데이터가 요구되며 연산과정이 다소 복잡하여 실제 시스템에어컨의 제어논리로 적용하기에는 다소 어려움이 있다. 이런 적용성을 고려하면 온도, 습도만을 측정하여 습구온도를 가지고 열적 쾌적범위를 판정하는 ASHRAE Comfort제어가 PMV 쾌적범위 제어에 비교하여 시스템에어컨의 제어로 적합할 것으로 판단된다.

RFID 기반 커튼월 공사 물류 및 진도 통합 관리 시스템

윤수원 成均館大學校 2008 국내박사

Curtain wall system is one of the most widely used exterior finishing methods. It is one of the key management factors in cost and schedule control. Typically, it takes approximately 10-15% of a total project cost, its construction process is on the critical path and its lead-time is longer than other material types such as bulk type or bundle type. Because of its long-lead time, it often results in time and cost overruns caused by problems external to the construction site (e.g. delayed production, over-production, wrong materials' shipping etc.). Therefore, the management of curtain wall works have been performed considering resource allocation and leveling to minimizing risks. However, the existing management of curtain wall works has not performed well enough with regards to resource allocation and leveling as planned, and there is no known management methods for solving this problem. In addition, To heighten the artistry and originality of new buildings their design tend to utilize less-common shapes. Therefore we need new management methods and technologies such as RFID(Radio Frequency Identification) to manege curtain walls not by types but by individual unit. Therefore, the objective of this research is to improve efficiency and effectiveness of the curtain wall process from manufacturing to installation by developing an RFID based integrated management system of logistics and progress management for curtain wall works. To achieve this objective, this research has performed by three phases: The first phase was to propose a method integrating the processes of manufacturing at factory and installing on site through literature reviews, theoretical surveys and field surveys. The second one was to design and develop the actual RFID based integrated management system. Finally, the third phase was to evaluate the system under a real project. The conclusion of this study are as follows : 1) To propose method integrating the processes of manufacturing on factory and installing on site for curtain wall work The integrating method of this study focuses on integrating material flow and information flow based on SCM theories. The proposed method is real-time management that can integrate data(related material flow, progress, quality) produced from manufacturing to final inspection processes. 2) To Developing an RFID application framework for integrated curtain wall process management To apply the RFID technology chosen to manage curtain wall by unit effectively and efficiently, this research proposed an RFID application framework for integrated curtain wall process management through literature reviews, theoretical surveys and RFID application case study. Then, RFID hardware was developed using the proposed RFID application framework. 3) To develop an RFID(Radio Frequency Identification) based integrated management system of logistics and progress management for curtain wall works. This research designed a system framework (such as system process, database, system functions), and developed a system based on the framework. The system consists of an RFID based PDA application and a web based front end system. The main function of the developed system is status management that can integrate data related on material flow, progress and quality of curtain wall process. The user interface of the status management is designed considering the effective and efficient integration of data. The developed system also offers visual analysis tools (such as 3D model, bar chart, histogram, etc.) to support effective and efficient analysis and monitoring. 4) To apply and evaluate an developed system on real project This research appled and evaluated the developed system to a real construction project (Office and Condominium project by a domestic construction company) to verify the research's hypothesis that the management integrating the processes of manufacturing on factory and installing on site for curtain wall works are more effective and efficient than existing management methods by stakeholders, and improves the level of resource allocation and leveling to minimizing risks. The results confirmed that the research's hypothesis is valid and the developed system can solve various problems of curtain wall process. 커튼월 공사는 골조공사의 공기단축과 단순화를 위한 건식공법으로 가장 많이 활용되고 있는 외장공법으로, 비용 측면에서는 전체공사비의 약 10 ~ 15 %를 차지하고, 공정관리 측면에서는 일반적으로 주공정(critical path)상에 위치하며, 현장 외부에서 생산되고 조달까지 상당 기간 시간이 걸리는 Long-Lead Item으로서, 동일한 타입의 자재를 대량으로 조달하는 Bulk 타입 또는 Bundle 타입의 자재와는 달리 공장의 생산 지연 또는 과잉 생산, 잘못된 자재 출하 등 현장 외부의 원인에 의해 현장의 물류 및 공정에 직접적인 영향을 받기 때문에, 타 자재에 비해 현장의 자원 집중 또는 자원 조달 실패의 가능성이 높아 효과적인 자원 할당 및 평준화를 통한 리스크의 최소화가 요구되는 공종이다. 그러나 기존의 커튼월 공종의 관리는 커튼월의 설치 계획에서 자원의 평준화를 계획하였음에도 불구하고 실제 커튼월 공사의 실행에서는 자원의 평준화를 이루지 못하고 있을 뿐만 아니라 이를 실질적으로 관리하기 위한 방안이 부재한 상태에 있다. 또한 최근 건축물의 예술성 및 독창성이 과거 보다 강조되고 있으며, 이로 인하여 독특한 외관을 가진 건축물들의 건설이 증가하고 있는 추세에 있으며, 이로 인하여 과거 바코드 기술을 바탕으로 타입별로 관리되던 커튼월을 RFID 등의 새로운 IT 기술을 활용하여 유닛별로 관리할 필요성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구는 RFID 기반의 커튼월 공사 관리 효율화를 위한 커튼월의 공장 생산 프로세스와 현장의 설치 프로세스의 통합 관리 방안을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 연구의 진행은 제시된 목적을 달성하기 위하여, 먼저 문헌 고찰 및 현장 조사를 통하여 통합관리 방향 및 방안을 제시하고, 이를 바탕으로 통합관리를 위한 RFID 기반의 커튼월 통합 관리 시스템 설계 및 통합관리를 위해 제안된 시스템의 설계안을 바탕으로 한 시스템 개발을 수행한 다음, 개발된 시스템이 연구의 목적에 부합하는지를 검증하기 위하여 실제 커튼월 공사 현장을 대상으로 시스템을 적용하고 이의 효과를 제시는 순서로 진행하였다. 본 연구를 통해 도출된 주요 결과물은 다음과 같다. 1) 초고층 빌딩의 커튼월 공장 생산 프로세스와 현장 설치 프로세스의 통합 관리 방안 제안 본 연구에서 제시된 공장 생산 프로세스와 현장 설치 프로세스의 통합 방안은 공급사슬망 관리(Supply Chain Management) 등의 이론에서 제시한 물류 및 정보의 통합에 초점을 맞추어 제시되었으며, 제안된 통합관리는 커튼월 유닛의 조립이 완료되는 그레이징 완료부터 현장의 커튼월 최종 품질관리까지의 일련의 관리 프로세스와 관련된 물류, 진도, 품질 정보를 실시간으로 통합 관리할 수 있게 하는 것을 의미한다. 2) 커튼월 공사에서 RFID 적용 방안 제시 커튼월의 유닛별 실시간 관리 방안으로 본 연구에서 제시한 RFID 기술을 효과적으로 적용하기 위하여, RFID 기술현황 및 기반 연구를 수행하고 이를 바탕으로 RFID 적용을 위한 프로세스 모델을 제안하였으며, 제안된 프로세스 모델을 통해 시스템 개발에 필요한 장비를 제작하였다. 3) 커튼월 공사의 통합관리 시스템 구축 제안된 통합 방안을 바탕으로 시스템 구축을 위해 필요한 시스템 프로세스, 데이터베이스, 시스템 기능 등 제반 체계를 설계하고, 이를 바탕으로 RFID 기반의 PDA 시스템과 웹 기반의 시스템으로 이루어진 커튼월 통합관리 시스템을 개발하였다. 개발된 커튼월 통합관리 시스템은 커튼월과 관련된 물류, 진도, 품질을 통합 관리하는 status 관리를 중심으로 현장과 공장에서 발생되는 물류 흐름 및 정보의 현황을 실시간으로 파악할 수 있는 시스템 UI 개발에 초점을 맞추고 있으며, 또한 3D 모델, 바차트, 히스토그램, 관련 분석표 등을 통해 수집된 정보의 원활한 모니터링과 분석을 할 수 있도록 시스템을 개발하였다. 4) 커튼월 통합 시스템의 현장 적용 및 효과 검증 연구의 가설인 커튼월의 공장 및 현장 통합관리가 현장의 입고 및 설치의 평준화에 기여한다는 점을 검증하고 개발된 시스템의 효과를 제시하기 위하여, D사의 주상복합 프로젝트를 대상으로 시스템을 적용하였으며, 이를 통하여 제안된 시스템이 커튼월 공사의 다양한 문제점을 해결할 수 있다는 것을 검증하였다.

RFID/USN 기반의 효율적인 차량 진·출입 관리를 위한 능동적인 물류정보 커뮤니케이션 체계 구축 방안

이재준 성균관대학교 일반대학원 2010 국내석사

최근 대형화, 고층화 및 복잡화되어가는 도심지 내 건설 프로젝트의 증가로 인해 효과적인 건설물류관리에 대한 필요성이 높아지고 있다. 특히, 협소한 환경을 지닌 도심지 내 초대형 건설공사들의 경우, 동시간대에 특정 현장으로 다수의 자재를 실은 다수의 물류차량이 집중되고 협소한 차량 대기 장소로 인해 계획된 물류차량이 계획된 현장 입구로 통과하지 못하게 되거나 공사 현장 주변 상황으로 인해 물류차량의 대기시간이 지연됨에 따라 물류차량의 진·출입 계획에 변동이 발생하게 된다. 기존 건설 환경에서는 이러한 임시 다변적인 물류차량의 진·출입 계획 정보에 대해 물류차량과 현장 물류 담당자간의 커뮤니케이션이 효율적으로 이루어지지 못하는 한계를 지니고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 건설현장의 유비쿼터스 기술 적용 및 지능형 장비 개발을 통해 건설물류관리의 자동화 및 효율화를 위한 방안들이 제시되고 있으나, 앞서 언급한 실제 역동적인 건설 환경이 지닌 특성들을 충분히 반영시키지 못하는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 건설 환경에서 건설물류차량의 현장 진·출입 계획 정보에 변동이 발생할 경우, 이로 인해 발생되는 문제에 대해 즉시 대처하지 못하고 물류차량, 현장 물류 담당자 등 관련 주체들 간의 비효율적인 커뮤니케이션 문제를 해결하기 위해 USN(Ubiquitous Sensor Network, 이하 USN) 기술 중 ZigBee Chain Connection 을 활용하여 지능형 물류차량, 물류계획 정보 및 현장 물류 담당자 간의 양방향 커뮤니케이션을 통해 실시간 건설물류차량의 진·출입 계획 변동에 능동적으로 대처할 수 있는 효율적인 차량 관리를 위한 체계 구축 방안을 제시하고자 한다. The need of effective construction supply chain management have increased as the demand for urban construction projects which are becoming higher and larger has recently risen. In particular, in case of construction projects which are small and limited in area, as-planned entrance and exit information of vehicles is apt to be changed because of the reasons such as the on-site entrance of many vehicles loading various materials during the same period and waiting time of vehicles delayed by a limited area for waiting. Besides, there is a problem that decision-making for supply chain management has inefficiently proceeded as communication between a vehicle and a person in charge of supply chain management for temporary and easy-to-change supply chain information has been realized. Therefore, this study is to suggest proactive supply chain management framework for efficient vehicle entrance based on RFID/USN by actively supporting changed entrance and exit information of vehicles through real-time interactive communication among an intelligent trailer, as-planned supply chain information and a person in charge of supply chain management by using a ZigBee chain connection method among USN technology.

3차원 기반 PSC 박스 거더교 설계를 위한 매개변수 연구

조성훈 성균관대학교 일반대학원 2009 국내석사

최근의 건설기술은 다양한 건설재료의 발달과 구조해석기술의 급격한 발전으로 거대한 규모의 사회기반시설물 건설할 수 있는 능력을 가지게 되었다. 이렇게 건설된 구조물은 그 나라의 독보적인 기술력을 상징하기도 하며, 독창적 형태를 지니채 지역 경관과 어우러진 관광아이콘으로서의 기능을 담당하고 있다. 한 마디로 잘 지어진 구조물은 그 구조물의 본래 가지는 기능 이상의 가치를 가지게 된 시대가 되었다. 이런 오늘날 세계 건설시장은 업무환경의 발전으로 좀 더 혁신적인 프로세스 환경을 구현하고자 연구를 하고 있다. 가상건설 시스템이 그 한 예가 될 것이다. 가상 건설 시스템은 3D 모델을 기본으로 하고 있으며, 건설업무에 참여하는 주체가 하나의 모델을 기반으로 업무를 수행하도록 하는 것을 지향하고 있다. 3D 기반의 정보 모델은 2D 기반에서 올바른 정보를 전달하기 위해 생산되었던 수많은 양의 도면을 대체할 것이라는 점과, 정보의 전달과정에서 있었던 정보의 손실과 오해를 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 점이 장점으로 부각되고 있다. 그래서 최근에는 건설산업에서도 구조물의 발주단계에엇부터 시공 후 유지관리에 이르기까지 생애주기에 걸쳐 정보를 공유하고 관리할 수 있는 시스템을 개발할려는 활발한 연구가 진행중에 있다. 이러한 연구는 향후 다기능, 고기능의 성능을 가지고 구조물에 대한 건설업무 환경을 개선시키려는 노력의 일환으로 진행되고 있으며, 국가적 차원에서 미래의 건설시장에서 상대적 우위를 점하는 기술력을 확보하는 것에 주력하고 있다. 그렇기 때무넹 현재 2D 기반에서 이루어지는 건설 프로세스에 3D 기반의 새로운 건설 패러다임의 도입이 필요한 때임은 분명하다. 3D 기반의 건설프로세스의 기본은 3D 객체 모델이다. 의사소통의 수단을 2차원에서 한 차원 끌어 올리겠다는 의미이다. 그리고 이는 단순한 Viewing을 위한 모델이 아니라, 위치정보 등을 가지게 된다. 이렇나 정보의 입출력을 통하여, 건설 프로세스 관계자들은 필요한 정보를 필요한 때에 동일한 모델을 통해서 얻게 되기 때문에, 협업을 보다 효율적으로 이룰 수 있음을 직감할 수 있다. 그래서 본 눈문에서는 토목구조물의 대표격인 PSC 박스 거더교에 대한 정보모델을 구성하고, 3D 기반 통합 설계 프로세스에 어떻게 적용이 가능할 지를 가늠해 보고자 한다. 건설 프로세스는 구조물의 기획단계부터 유지관리에 이르기까지 방대하지만, 여기서는 PSC 박스 거더교의 설계에 국한하여 3차원 객체 모델로 생성된 모델의 유용성을 확인해 보고자 하였다. Development of design program, advance of high-tech computers, and the times changed regards Eco-trend as competitive power steer the research for the 3D-based design to the mainstream. Therefore this study shows 3D-based design of PSC box girder. The type of this superstructure is a high-speed railroad bridge and simple beam. This research is summarized as follows. First, 3D object model is constructed. The 3D-based model is smart and flexible object model that can meet the design exchange by structural engineers. Various additional rules are applied to design a PSC box girder: related-parametric method, design expertise, and code requirement. The rules can reduce repetitive design work and time consuming job. In structural analysis, 3-dimensional shell model is adopted for the analysis of prestressed concrete box girder. To analyze the structural component, parameters are classified to the suitable criteria. These parameters are mainly configuration dimensions for early analysis model. Number of strand, loading position of the train, location of the support and start point of thick change are the information that help basis structural analysis model through interface program. Lastly, interface program is designed for the data exchange. This program converts parameters of bridge into input of structural analysis program. Also, to draw the optimized design values, the program can control parameters. Above all, this application can download from and upload to the CPLM(Construction Product Lifecycle Management) system. With the actualized elements, preliminary design for the PSC box girder carried out. We confine variable parameters to number of strand and girder height, checking up the possibility of the 3D object model.

환기와 냉난방을 병용한 하이브리드 공조시스템 적용에 관한 연구

서정민 성균관대학교 대학원 2008 국내석사

In this study, a hybrid air-conditioning system using fan assisted natural ventilation and radiant floor cooling will be suggested. This system is based on the concept of utilizing both natural ventilation and radiant floor cooling. The concept of radiant floor cooling has been suggested by running chilled water using the plumbing installed for radiant floor heating in Korean housing. The difference between the existing radiant cooling system and hybrid air-conditioning system suggested by in this study can be summarized as the use of nature power. In this system, when outdoor air is favorable, the outdoor air flows into indoors by natural ventilation which can be used to control indoor environment. Even though it is impossible for a higher outdoor temperature to cool a room by natural ventilation, outdoor air can still be introduced to supply the fresh air for indoors. In the meantime, the lower part of the room can be well cooled by a radiant floor cooling. However, the radiant floor cooling may cause condensation on a floor surface under hot and humid climate such as summer season in Korea. Thus, the fully controlled ventilation is needed during the operation of cooling system. The ventilation unit as a part of hybrid air-conditioning system has a dehumidification and pre-cooling features, as results the controlled fresh air introduced indoors when outdoor is unfavorable. This strategy is expected to be energy-efficient and to provide adequate thermal comfort and good air-quality in the room. The following summarizes the findings presented in this study. (1) Domestic climate analysis to examine the possibility of room environment control through natural ventilation, shows that adjustment to the room environment through nature ventilation is possible during much time from May to October. This results indicate that domestic application of hybrid air-conditioning system using natural ventilation and air-conditioning was far possible rather than conventional air-conditioning system. (2) Through investigation of an existing research of the hybrid air-conditioning system and weather data analysis, scheme of hybrid air-conditioning system that was suitable for domestic was made. Hybrid air-conditioning system proposed in this research access to a required ventilation demand through a natural ventilation or a mechanical ventilation. Also, outside air introduce minimum ventilation into indoor under disadvantage, this system minimizes cooling/heating load by introduction outdoor air through dehumidification and pre-heating, pre-cooling. Also, the hybrid air-conditioning system can realize a radiant floor cooling through the existent panel using heating pipe in the floor, and solve the problem of control response in indoor, and dehumidification on the floor surface. And it solves ventilation and air-conditioning at the same time. (3) Possibility, as an air-conditioning system of the hybrid air-conditioning system that is proposed in this research through simulation, is examined about control of indoor environment, energy performance. As a result, hybrid air-conditioning system might increase latent load by outdoor introduction in summer, and increase heating load by outdoor introduction in winter, but performance of hybrid air-conditioning system is seen as better than conventional ventilation system. (4) This study produced prototype of the hybrid air-conditioning system through using the simulation result and system performance examined through a laboratory experiment. To make out control algorithm, an experiment executed previously about discharge coefficient in opening, variation of ventilation rate by outdoor condition, temperature compensation, dehumidification, etc. (5) Complete system control logic through experiment result of (4) was applied in this system, and it examined indoor environment under laboratory condition in summer. As a result, control mode in the system was converted well from mechanical ventilation to natural ventilation according to outdoor air condition, and ventilation rate was also regulated. Also, it confirmed that control of indoor temperature and control of condensation were operated properly. (6) TRNSYS simulation was conducted to examine adaptability of this system to actuality apartment house. In case outdoor air condition is profitable, outdoor air of average 2 ACH flowed in. A variation of room temperature appeared greatly than that of existent air conditioner, but room temperature was controlled under setpoint. It was represented that energy consumption of the hybrid air-conditioning system reduced about 30 ~ 40% than conventional air-conditioning system. Through results in this study, it is confirmed that hybrid air-conditioning system proposed in this research is a superior choice than conventional air-conditioning system in ventilation performance, control of indoor environment, cutback of the energy. 최근 몇 년 환기는 사회적으로 큰 이슈가 되었다. 공동주택의 기밀화로 인한 실내공기질 악화가 그 원인이다. 국내의 주거문화는 한옥에서 공동주택 형태로 지속적으로 변모하고 있으며 주거성능 또한 거주자의 요구에 부응하여 향상을 거듭하고 있다. 하지만, 공동주택은 경제적 논리 아래 건설사들의 영리추구, 공기단축을 목적으로 시공방법의 간편화는 접착제 등의 화학물질의 사용을 증가시켜 왔다. 최근 국가 경제력 향상에 따라 삶의 질은 향상되었으며 건강 및 웰빙(Well-being)에 관심을 갖게 되면서 주거공간 내에서의 오염물질 방출 및 실내공기질 악화는 거주자들에게 심각한 문제로 여겨지게 되었다. 정부는 건축법 개정을 통해 환기에 관한 법률을 개정하였으며 100세대 이상의 공동주택에 대해서 상시 일정환기회수를 충족시키도록 하였다. 하지만 주거환경의 특성을 고려하지 않은 단순히 환기량의 확보는 냉난방에너지의 증가 및 온열환경의 불균형을 초래하였다. 본 연구에서는 환기를 단순히 실내공기질 개선의 목적 이외에 거주자의 쾌적성 향상 또는, 실온제어에 활용하는 등의 문제를 해결하려고 하였다. 기후 특성을 분석하고 실내환경을 고려하여 환기와 냉난방의 제어개념을 도출하였으며 실험과 시뮬레이션을 통해 시스템의 성능 및 적용방법에 대해 검토하고 있다.

국내 공동주택 특성에 따른 하이브리드 환기시스템 설계 방안

최영진 성균관대학교 대학원 2008 국내석사

최근 공동주택의 기밀화로 인하여 실내 공기질에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 정부는 건축법 개정을 통해 환기에 관한 법률을 개정하였으며 100세대 이상의 공동주택에 대해서 상시 일정환기회수를 충족시키도록 의무화하고 있다. 그로 인해 현재 신축 또는 리모델링되는 공동주택의 경우, 제어의 편의성으로 인해 대부분 상시 기계환기 시스템이 설치되고 있는 실정이다. 하지만 이러한 기계환기는 팬동력 소요로 인한 건물 에너지 사용량의 증가를 유발할 수 있으며, 기계환기에 대한 인식의 부족으로 실제 가동률이 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 이와 같은 현상은 우리보다 앞서 상시 일정환기를 실시해온 일본의 경우에서도 발견되는 것으로, 일본 및 유럽에서는 이러한 상황에 대해 자연환기를 활성화하는 방안, 자연환기와 기계환기를 병용한 하이브리드 환기를 통해 기계환기의 사용을 최소화하려는 방향으로 연구를 진행하고 있다. 본 연구에서도 이러한 국제적인 상황에 부응하여 국내 상황에 적합한 하이브리드 환기시스템 안을 개발하고자 하였다. 이러한 목적으로 본 연구에서는 국내 기후 특성 및 공동주택 특성의 분석을 통해 국내 공동주택에 적합한 하이브리드 환기시스템 설계 방안의 검토 및 시스템 안을 작성하였다. 아울러 시뮬레이션을 통하여 제안된 하이브리드 환기시스템 안의 실내 공기환경 조절성 및 기존 기계환기와 비교하여 에너지 절감 가능성을 검토하였다. 또한 하이브리드 환기시스템의 제어방법에 따른 실내 환기효율, 에너지 성능에 대한 분석을 통하여, 하이브리드 환기시스템의 성능 검토를 실시하였다.