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실내 온도 정보를 수신하는 HVAC(heating, ventilation, air-conditioning) 시스템 제어부;실내 조도 정보를 수신하는 조명 시스템 제어부; 및실외 기상 정보를 수신하며, 상기 HVAC 시스템 제어부로부터 상기 실내 온도 정보를 수신하며, 상기 조명 시스템 제어부로부터 상기 실내 조도 정보를 수신하며, 상기 수신된 정보들을 건물 외피 운영 모델에 입력하여 건물의 외피를 운영할 수 있는 건물 외피 시스템 제어부를 포함하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템으로서, 상기 건물 외피 운영 모델은 규칙 중심 제어 방법, 구배법, 및 소모적 탐색법 모두에 의해 운영되며, 상기 소모적 탐색법으로 운영되는 경우, 상기 건물 외피 시스템 제어부는 상기 건물의 외피의 슬랫 각도, 기류 모드(AFR) 및 환기댐퍼 개구율(OR)을 포함하는 다수의 제어 변수 각각의 다수의 제어값을 모두 조합하여 각각의 조합에서의 상기 건물 외피 운영 모델의 비용 함수를 연산하고, 상기 연산된 비용 함수의 값이 최소가 되도록 제어값을 결정하여, 상기 결정된 제어값에 따라 상기 건물의 외피를 제어하며, 그리고상기 결정된 제어 변수에 따라 상기 건물의 외피가 제어됨으로써 변경된 실내 온도 정보, 실내 조도 정보 및 실외 기상 정보가 상기 건물 외피 운영 모델에 다시 입력됨으로써 실시간 연동 제어되는 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 구배법은에 따른 건물 외피 운영 모델은 시간에 따른 상태 벡터(state vector)(x(t))에 따라 운영되며,상기 상태벡터((x(t))는,으로 정의되며, 여기에서 t는 시간, u는 입력 변수(input variable), A는 상태행렬(state matrix), b는 부하벡터(load vector)인 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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제 3 항에 있어서, 상기 구배법에 따른 건물 외피 운영 모델은 추가하여 목적함수(J)에 따라 운영되며,상기 목적함수(J)는, 으로 정의되며, 여기에서 J에너지는 실내로 유입되는 일사량(Qsol,trans), 실내측 유리창 표면에서 일어나는 대류 및 복사 열전달에 의한 실내측 열획득과 열손실(Qconv, Qrad), 자연채광으로 인한 인공조명 에너지의 감소량(QDA), 및 중공층이 존재하는 경우 중공층 공기의 제어로 인한 실내측 열획득(Qair)의 합이며, J시쾌적은 평균 자연 채광 조도(Eavg), 자연 채광의 균제도(U), 자연 채광에 의한 불쾌 현휘값(DGI)의 합이며, J열쾌적은 예상 평균 온열감(PMV)이며, J환기는 외피를 통한 외기 도입량(CMH)인 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 건물 외피 시스템 제어부에 의해 운영되는 건물의 외피는, 창호 장치, 차양 장치, 환기 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템은 사용자 단말기를 더 포함하며, 상기 사용자 단말기는 상기 건물 외피 시스템 제어부와 무선으로 연계되는 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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제 6 항에 있어서, 상기 사용자 단말기는 상기 건물의 외피를 운영하는 제어 신호를 상기 건물 외피 시스템 제어부에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 실내 온도 정보는, 상기 HVAC 시스템 제어부와 연계된 실내 온도 센서에 의해 측정되며, 상기 실내 조도 정보는, 상기 조명 시스템 제어부와 연계된 실내 조도 센서에 의해 측정되며, 그리고 상기 실외 기상 정보는, 상기 건물 외피 시스템 제어부와 연계된 실외 기상 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 시스템
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(a) HVAC 시스템 제어부가 실내 온도 정보를 수신하고, 조명 시스템 제어부가 실내 조도 정보를 수신하고, 그리고 건물 외피 운영 모델이 실외 기상 정보를 수신하는 단계; (b) 상기 건물 외피 운영 모델이 상기 실내 온도 정보 및 상기 실내 조도 정보를 수신하는 단계; 및(c) 건물 외피 시스템 제어부가 상기 건물 외피 운영 모델이 상기 수신된 정보들을 건물 외피 운영 모델에 입력하여 건물 외피를 운영하는 단계;를 포함하며, 상기 (c) 단계는, 규칙 중심 제어 방법, 구배법, 및 소모적 탐색법 모두에 의해 운영될 수 있으며, 상기 건물 외피 시스템 제어부가 상기 건물의 외피의 슬랫 각도, 기류 모드(AFR) 및 환기댐퍼 개구율(OR)을 포함하는 다수의 제어 변수 각각의 다수의 제어값을 모두 조합하고, 각각의 조합에서의 상기 건물 외피 운영 모델의 비용 함수를 연산하고, 상기 연산된 비용 함수의 값이 최소가 되도록 제어값을 결정하여, 상기 결정된 제어값에 따라 상기 건물의 외피를 제어하며, 그리고상기 결정된 제어 변수에 따라 상기 건물의 외피가 제어됨으로써 변경된 실내 온도 정보, 실내 조도 정보 및 실외 기상 정보가 상기 건물 외피 운영 모델 에 다시 입력됨으로써 실시간 연동 제어되는 것을 특징으로 하는, 유무선 네트워크 기반 HVAC, 조명 및 외피 제어 방법
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