Ecotect 기본개념(Basic Concept) : Squ1 Ecotect 기본기능 활용법

Ecotect 기본기능 사용법을 정리하며…

친환경건축 분야에 처음 Ecotect 프로그램이 출시된 후 기존과 다른 매우 혁신적 인터페이스와 손쉬운 사용법 및 훌륭한 해석결과의 가시화를 통해 큰 반향을 일으켰다. 상당히 오랜기간 설계초기 단계의 의사결정을 위한 친환경 새헉도구로 큰 사랑을 받아왔으며, 현재는 아마 대부분의 건축설계 또는 건축공학 입문자들은 필히 한번쯤 사용을 해볼 정도로 크게 저변이 확대된 대표적 이분야 소프트웨어일 것이다. 다만 이 프로그램이 AutoCAD사로 인수된 이후 더 이상 Ecotect라는 명칭으로의 개발이 중단됨으로서 현재 사용할 수 있는 최종버전은 Ecotect 2011이 마지막이라는 점이 매우 아쉬울 따름이다. 그동안 학부 학생들의 수업시간에 Ecotect 소프트웨어 실습을 통해 친환경 개념을 보다 확고히 이해시키고 일사, 일조 및 창의적 차양설계를 통해 양질의 학습효과를 도출해 낼 수 있었던 점을 고려할 때 개발중단은 더 큰 아쉬움을 가지게 한다. 향후 보다 훌륭한 기능의 친환경건축 프로그램이 개발 출시되겠지만, 개발이 중단된 현재까지도 이 정도 만한 대체 프로그램이 없어 당분간은 본 프로그램을 통해 친환경건축 분야의 입문자를 위한 교육을 지속해야 할 듯 하다.

Ecotect은 열, 빛, 음 등의 친환경건축과 관련된 모든 요소에 대한 해석을 제공한다. 특히 이 중에서 일사, 일조해석 및 빛환경 해석이 널리 활용되고 있다. 본 기본 사용법 설명에서는 모델링의 기본기능 및 일사, 일조 해석을 중심으로 과거에 정리해 놓았던 사용법을 전달하고자 한다. 참고로 본 사용법은 2005년 10월을 작성된 내용을 정리한 것이며, 따라서 Ecotect 520버전의 체계를 중심으로 설명되기 때문에 버전에 따라 다소간 메뉴 및 명령어에 상이점이 있을 수 있음을 밝혀둔다.

2017. 5. 8.

윤종호 (한밭대학교 건축공학과 교수)

신재생에너지건축연구실( http://real.hanbat.ac.kr )

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개념설계용 평가도구 : Ecotect

• Ecotect은 일종의 설계를 위한 “설계용 계산기” 정도로 인식하는 것이 바람직하다.
  
• 모든 문제에 대한 근본적 해결방법은 설계자가 다 파악하고 있어야 하며, 문제해결을 위해 어떻게 계산기를 활용할 까 하는 점에 고민을 해야한다.
  
• 예를 들어 사무소건물에 자연형 태양열 시스템을 설치해야할 경우, Ecotect은 어떠한 종류의 자연형 시스템을 사용해야 할지, 또는 어떠한 상태가 쾌적한 조건인지에 대한 해결책을 제시할 수는 없다. 하지만 형상 및 재료가 주어진다면 이를 근거로 작업면의 조도수준, 실내 공간의 실별 온도 수준, 직달일사를 차단하기 위한 차양장치의 크기 및 이에 대한 대강의 비용 등은 산출할 수가 있다. 따라서 설계자의 역할은 몇 개의 다양한 설계 대안을 수립하고, 이를 Ecotect과 같은 설계 계산기를 활용해 정량적으로 어떠한 대안이 가장 합리적인가를 평가하고 최적의 안을 결정해야 하는 것이다.
  
• 일반적으로 보다 정밀하고 사실적인 결과를 얻기 위해서는 보다 많은 입력시간과 노력이 필요하다. 설계 초기 단계에서는 스케치 위주의 개념설계가 주를 이루며, 빠른 시간내에 다양한 대안들에 대해 장단점을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 설계 초기단계의 의사결정은 매우 정확한 해석결과를 요구하는 것이 아니고, 대략의 상대적인 중요성, 효율성을 평가하는 것이 더 중요하다.
  
• Ecotect은 이렇듯 설계초기 단계의 평가를 위한 보조도구를 기본 개발목적으로 하고 있다. 따라서 대부분의 평가항목이 손쉬운 입력을 통해 간단하고, 가시성이 높은 결과를 즉각 즉각 제시해 줄 수 있는 방법으로 프로그램이 구성되어 있다.
  
• 또한 설계가 진행됨에 따라 보다 정밀한 수준의 해석이 요구되기 것이 일반적이기 때문에, Ecotect에서 정의한 해석모델을 기준으로 ESP-r, EnergyPlus, Radiance와 같은 정밀 해석 프로그램을 위한 입력파일의 Export 기능도 제공하고 있다.
  

레이어와 존의 개념 : Layers & Zones

1. 존(Zone)의 정의
   

• Ecotect에서 존(zone)의 개념은 AutoCAD에서 레이어(layer)의 개념과 유사하다. 즉 동일한 성격의 객체를 하나의 레이어로 그룹화하여 작업의 편리성을 도모하고자 하는 개념이다.
  
• 하지만 Ecotect의 존 개념은 레이어 개념에 열해석이나 건축설비에서 사용하는 열적 존(thermal zone)의 개념이 부가된 복합적 의미로 활용된다. 여기서 열적 존이란 “존 내의 공기가 완전히 희석되어 존 내부의 모든 부위온도가 동일한, 벽으로 둘러 쌓인 하나의 폐쇄공간”을 의미한다.
  

1. 존(Zone) 모델의 정밀도 수준.
   

• 음영, 일사, 일조, 조도분석의 경우 존의 기하학적 형상이 매우 중요하며, 결과의 사실성에도 큰 영향을 미친다. 예를 들어 창문의 경우 유리+창틀을 정확히 정의해주면 보다 사실적이고 정밀한 결과를 얻을 수 있다. 따라서 이러한 목적을 위해서는 존의 기하학적 모델을 가능하면 자세히 정의하는 것이 바람직하며, 외부의 CAD 전문프로그램 또는 3차원 프로그램에서 모델을 정의하여 import하는 것도 좋은 방법 중의 하나이다.
  
• 조도분석, 차양설계, 일조해석 등의 경우는 보다 정밀한 건물모델의 정의가 바람직하다..
  
• 열해석, 소음해석의 경우는 창틀, 기둥, 차양장치 등과 같이 세부적인 기하학적 모델은 상대적으로 중요하지가 않다. 대신 존의 부피와 존간의 상대적인 위치, 존의 구성 재료 등이 열전달 및 음전달에 중요한 요소이다. 따라서 이러한 목적의 해석을 위해서는 가능하면 존 모델을 간단하게 구성하는 것이 바람직하다. 일반적으로 CAD 2차원 평면 및 입면을 import하여 Ecotect에서 직접 3차원 존을 정의하는 것이 편리하다.
  
• 열해석, 소음해석의 경우는 존의 크기 및 상대적 위치 정의가 중요하며, 자세한 기하학적 모델은 필요없다.
  

1. 존(Zone)의 종류.
   

   존의 종류는 thermal zone과 non-thermal 존으로 구분되며, 존의 정의 및 확인은 Zone Management Panel에서 확인가능하다.
   

1. 열적 존 (Thermal Zones)
   

• 열적 존은 건물 내의 폐쇄공간을 의미하며, 따라서 존을 구성하는 면(바닥, 벽, 천정 등)에 의해 완전히 막힌 공간이 되어야 한다. 존을 구성하는 면의 개수에는 제한이 없다.
  
• 존이 폐쇄되어야 한다는 개념은 그림과 같이 존에 물을 부을 경우 존 밖으로 새어나가는 곳이 없어야 함을 의미한다. 특수하게 외부로의 개방면(예를 들면 창문을 열어놓은 상태)을 정의하고 싶을 경우는 그 면을 surface특성에서 “VOID”로 정의하면 된다.
  
• 2개의 존이 인접해서 면하는 경계면은 Ecotect이 자동으로 인식(Inter-Zonal Adjacency 계산과정을 통해)하며, 그 벽체의 재료 구성도 자동으로 해당 존의 입장에서 배열(Alternate Material 메뉴 참고)을 정리한다.
  

1. 비 열적 존 (non-Thermal Zones)
   
2. 외부 존 (Outside Zones)
   
3. 현재 존 (Current Zones)
   
4. 지붕 존 (Roof Zones),
   

   Version : 2016. 1.1