3.3 리모델링 대안 선정 의사결정지원 모델
3.3.1 의사결정지원 모델 알고리즘
지 비율 평가, ④경제성 평가, ⑤환경영향배출량 평가의 과정을 거친다.
구체적 항목을 설명하면, 리모델링 대상 기본정보 입력 부분에서는 지역・실내온도 조건에 따른 실내외온도차 산정, 용도에 따른 건물 일일 사용시간, 건물 연간 사용일 수 산정, 건물 실내체적, 입면적, 열관류율, 옥상면적 입력의 건물 정보 입력과 실질 할인율 입력, 전력단가 입력의 화폐 정보 입력 과정이 있다.
에너지성능평가 부분에서는 실 체적에 따른 열 부하 산정, 외피 관류에 따른 부하 산정, 환산계수 산정, 연간 전력소요량 산정, 재생에너지 설비 에너지생산량 산정, 건 물 총 연간 에너지소요량 산정의 과정이 있다.
경제성평가 부분에서는 초기투자비 산정, 연간 운영비용 산정, 연간 절감운영비용 산정, 회수기간 산정의 과정이 있다.
마지막으로 환경영향배출물 평가 과정이 있다.
(4) 자료의 수집
대안에 대한 자료를 수집한다. 현재 시중에서 설계/시공되고 있는 제품의 정보를 수 집하며, 해당 자료는 앞서 개발한 ‘대안 모형’에 입력된다.
(5) 대안 선택 알고리즘
구축된 대안 모형 중 모델 목표 값에 부합하는 가장 합리적인 대안을 선정하기 위해 서는 대안별 평가 모형을 순환하여 평가하는 순환평가 방식이 필요하다. 따라서 순환 평가를 위한 방법을 제시하고 이를 종합한 알고리즘을 제시한다.
앞서 서술한 바와 같이 본 모델의 최종 목표는 다수의 대안 모형을 순환 평가하여 목표 값을 충족하는 가장 합리적인 대안을 선정하는 것이므로, 이는 대안 모형에 입력 된 모든 대안을 순환 평가하는 체계가 필요함을 의미한다. 따라서 순환 평가를 위한 방법을 설명하고 그에 대한 알고리즘은 다음과 같다.
(1) 선호도요소 일치 판단(순환평가 지점1): 선호도요소는 목표 설정 단계에서
“T1~5”로 입력하도록 하였다. 따라서 “RS”의 “T1~5”가 목표 값과 일치하면 다음 평가를 진행, 불일치하면 다음 대안을 평가한다.
(2) 에너지절감량 목표 충족 판단(순환평가 지점2): 에너지절감량은 목표 설정 단계
에서 “X”로 입력하도록 하였다. 따라서 다음의 산식을 통해 에너지절감량 목표 충족 여부를 판단하고, 충족하면 다음 평가를 진행, 불충족하면 다음 대안을 평가한다.
×
or
EPR : 에너지절감량 비율(Energy Performance Rate)[%],TECalt : 리모델링 후 총 연간 에너지소요량[㎾h/year], TECori : 리모델링 전 총 연간 에너지소요량[㎾h/year],
X : 목표 에너지절감량[%]
(3) 재생에너지 생산 비율 목표 충족 판단(순환평가 지점3): 재생에너지 생산 비율 은 목표 설정 단계에서 “Y”로 입력하도록 하였다. 따라서 다음의 산식을 통해 목표 충족 여부를 판단하고, 충족하면 다음 평가를 진행, 불충족하면 다음 대안을 평가한 다.
RER : 재생에너지 생산 비율(Renewable Energy Rate)[%], EP : 연간 에너지생산량(Energy Production)[㎾h/year], EC : 연간 에너지소요량(Energy Consumption)[㎾h/year]
Y : 목표 재생에너지 생산 비율[%]
(4) 대안 모형의 순환과정
외피시스템과 재생에너지설비시스템이 조합해서 이루어진 Remodeling Solution(RS) 은 총 4개의 변수를 포함하고 있다. 이 4가지 변수는 최초 0을 시작으로 마지막 대안 까지 올바르게 순환해야 한다. 따라서 순환 평가를 위한 RS변수 설정과 순환 과정을 개발하였다.
먼저 외피시스템(SS)의 설치 방향을 나타내는 “k”의 경우 원안을 영(0)으로 설정 하고, 설치 방향 적용개수에 따라 “1, 2, …, a”로 설정한다. 또, 외피시스템 창호 성능요소를 나타내는 “i”의 경우 원안을 영(0)으로 설정하고, 설치방향 적용개수(k) 에 따라 “101, 102, …, 201, 202, …, d”로 설정한다. 예를 들어 “i=202”인 경우 는 설치 방향 적용개수가 2개이며 02번 성능요소를 사용하는 외피시스템을 의미한다.
재생에너지설비 시스템도 같은 방식으로 설치가능 시스템 수를 나타내는 “m”의 경 우 “0, 1, 2, …, e”로 설정하며, 설비 옵션을 나타내는 “j”를 “0, 101, 102,
SS- 설치 방향
SS- 외피 성능요소
RES- 설비 옵션 RES- 설치 가능여부
그림 3.7 순환평가를 위한 RS 변수 부여 방식
위와 같이 Remodeling Solution의 “i”, “j”, “k”, “m” 변수들이 결정되면, 다음의 명령 체계를 거쳐 순환평가가 이루어진다.
1) RS0.00.0(원안)인 경우 → k = k+1 → i = 100k + 1
2) i = d AND j = h 가 아닌 경우 → i = i + 1 → k = QUOTIENT(i/100) 3) i = d 인 경우 → k = 0, i = 0
4) m = 0 AND j = 0인 경우 → m = m + 1 → j = 100m + 1
5) m = 0 AND j = 0이 아닌 경우 → j = j + 1 → m = QUOTIENT(j/100)
이상의 순환 평가 방식을 적용하여, 최종적으로 개발한 알고리즘을 다음과 같이 제시 하고자 한다. 리모델링이 시작되면, 1) 대안선정 모듈(목표 값)을 설정하고, 의사결정 자가 원하는 선호도 요소를 입력한다. 2) 수집된 외부 데이터를 대안생성 모듈에 입력 한다. 즉, 외피시스템, 신재생에너지설비가 조합된 Remodeling Solution(RS)을 생성한 다. 3) 건물 기본정보와 화폐정보를 입력한다. 4) (순환평가 지점1)선호도요소 일치 판단 → (평가 모듈1)에너지성능평가 → (순환평가 지점2)에너지절감량 판단 → (순환 평가 지점3)재생에너지 생산비율 평가 → (평가 모듈2)경제성평가 → (평가 모듈3) 환
경영향배출량 평가 → 저장의 순서로 대안평가 과정이 진행된다. 5) 생성한 마지막 대 안까지 평가가 끝나면 순환 알고리즘이 종료되고, 저장된 대안 중 가장 최적의 대안이 불러오기(Load)된다.
1) 2)
3)
4) (R1)
(M1)
(R2)
(R3) (M2)
(M3)
5)
그림 3.8 순환 평가형 의사결정지원 모델 알고리즘