건물에너지 소비데이터 지도

에너지 소비·성능평가

인하대학교영유아시설

평가대상

단독형 및 단일용도 어린이집을 평가합니다.

영유아 관련 시설은 「영유아보육법」에 따른 어린이집과 「유아교육법」에 따른 유치원으로 구분됩니다. 본 연구는 보육시설의 에너지 소비특성을 평가하는 것을 목적으로 하여, 보육을 목적으로 운영되는 「영유아보육법」상 어린이집을 평가 대상으로 설정하였습니다. 유치원은 교육을 목적으로 운영되는 별도의 시설군으로, 운영 및 관리체계가 어린이집과 달라 본 평가 범위에는 포함하지 않았습니다.

또한 어린이집 자체의 에너지 소비수준을 보다 명확하게 평가하기 위해 에너지 사용량을 시설 단위로 구분할 수 있는 단독형·단일용도 어린이집을 분석 대상으로 선정하였으며, 복합용도 및 단지형 시설은 제외하였습니다. 평가 대상에는 국공립, 사회복지법인, 법인·단체, 직장, 가정, 협동 및 민간어린이집이 포함됩니다.

영유아시설 평가 대상

활용 데이터

어린이집의 운영 특성을 반영할 수 있는 기본정보를 활용하였습니다.

어린이집의 에너지 소비특성을 평가하기 위해 시설 유형, 보육실, 보육교직원, 정원·현원 등 어린이집 기본정보를 주요 데이터로 활용하였습니다. 이와 함께 건축물대장의 건물 기본정보를 연계하고, 기저·냉방·난방 에너지 사용량과 공조면적, 지역별 냉방도일 및 난방도일 등의 정보를 함께 활용하여 어린이집별 에너지 소비특성을 분석하였습니다.

활용 데이터 구성 — 어린이집 기본정보·표제부·층별개요로 어린이집·건축물대장 분석 대상을, 지표 및 파생 데이터·기상정보로 에너지·기상 분석 대상을 만들어 최종 분석 대상 어린이집을 도출

개발 내용

공공데이터 정보를 연계하여 분석 데이터를 구축합니다.

어린이집의 에너지 소비특성을 파악하기 위해 시설 유형, 정원·현원, 보육교직원 등 어린이집 기본정보를 중심으로 건축물대장, 에너지 사용량 및 기상정보를 연계합니다. 서로 다른 자료를 결합하는 과정에서 발생하는 결측값과 논리적 오류, 이상치를 확인 및 정리하여 분석 데이터를 구성합니다.

어린이집 규모별 에너지 소비 특성을 분석합니다.

어린이집의 규모와 운영 특성에 따라 에너지 사용 특성이 달라질 수 있습니다. 어린이집은 정원과 이용 인원, 시설 규모 등에 따라 운영 형태와 에너지 소비 수준에 차이가 나타날 수 있습니다. 이에 관련 법령에서도 시설기준에 활용되는 보육 정원 50명을 기준으로 어린이집의 규모를 구분하고, 각 집단에서 건축·운영·기후 특성과 에너지 소비 간의 관계를 분석합니다. 또한 에너지 소비에 영향을 미치는 주요 요인을 검토하여 평가모델에 활용합니다.

어린이집의 기대 소비량을 산정하는 에너지 평가모델을 개발합니다.

선정된 건축·운영·기후 특성 변수를 이용하여 회귀모델을 구축합니다. 모델을 통해 개별 어린이집의 조건에서 예상되는 기대 사용량을 산정하고, 실제 사용량과의 차이를 비교하여 해당 어린이집이 전체 시설 중 어느 수준에 위치하는지 평가합니다. 이를 바탕으로 에너지 소비수준을 과소비·적정소비·저소비로 구분하여 확인할 수 있습니다.

개발 내용 3단계 — ① 어린이집 기본정보·건축물대장·에너지 사용량·기상정보를 연계하고 결측값·논리적 오류를 정리해 분석 데이터를 구축, ② 보육 정원 50명을 법적 기준으로 규모를 구분한 뒤 건축·운영·기후 특성과 에너지 소비의 관계를 분석해 주요 변수를 선정, ③ 선정 변수로 회귀모델을 만들어 기대 사용량을 산정하고 과소비·적정소비·저소비로 소비수준을 평가

개발 내용 흐름도

평가 모델 사용변수 정보

사용된 에너지 소비 변수 목록

구분	설명	단위	평균	최소	최대
y1	합계 에너지 총량	kWh	121,500	26,553	447,397
y2	난방 에너지 총량	kWh	53,494	12,217	188,177
y3	냉방 에너지 총량	kWh	9,051	1,155	45,565
y4	기저 에너지 총량	kWh	58,955	9,698	273,809
y5	합계 에너지 EUI	kWh/m²	247.1	112.3	507.9
y6	난방 에너지 EUI	kWh/m²	111.1	44.6	259.0
y7	냉방 에너지 EUI	kWh/m²	18.4	4.3	60.8
y8	기저 에너지 EUI	kWh/m²	117.7	42.4	294.5

사용된 영향인자 변수 목록

구분	설명	단위	평균	최소	최대
x1	사용승인연도	연도	2004	1974	2018
x2	규모더미(정원 50명 이상 = 1)	-	0.805	0	1
x3	난방도일	°C·day	2,535	1,670	3,449
x4	냉방도일	°C·day	265	142	367
x5	공조면적	m²	502	109	2,094
x6	건축면적	m²	189	50	1,210
x7	용적률	%	140.5	0.9	291.5
x8	건물높이	m	11.1	3.2	19.8
x9	보육실 수	개	7	1	24
x10	보육실 면적	m²	309	56	3,159
x11	보육교직원 수	명	15	4	45
x12	CCTV 수	대	13	0	45
x13	이용률(현원/정원)	-	0.85	0.11	1.00

평가 모델 정보 (회귀모델인 경우)

합계 모델 정보

구분	설명
종속변수	y1 (합계)
샘플수	2,829
R²	0.768
조정된 R²	0.768
F-Statistic	1,169.31
p-value	< 0.0001 (0.00e+00)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	11.4506	–	0.011534	992.7563	< 0.0001
x1	-0.000420	-0.008	0.000507	-0.8293	0.4070
x2	0.165913	0.134	0.013091	12.6737	< 0.0001
x3	0.000158	0.109	1.382e-05	11.4616	< 0.0001
x4	0.000457	0.054	7.901e-05	5.7850	< 0.0001
x5	0.001079	0.525	3.524e-05	30.6185	< 0.0001
x11	0.026590	0.295	0.001282	20.7401	< 0.0001
x9	-0.032222	-0.160	0.002550	-12.6375	< 0.0001
x6	0.000866	0.156	7.706e-05	11.2389	< 0.0001

난방 모델 정보

구분	설명
종속변수	y2 (난방)
샘플수	2,829
R²	0.692
조정된 R²	0.691
F-Statistic	791.94
p-value	< 0.0001 (0.00e+00)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	10.6560	–	0.012898	826.1742	< 0.0001
x1	-0.006695	-0.127	0.000590	-11.3557	< 0.0001
x2	0.143683	0.121	0.014646	9.8103	< 0.0001
x3	0.000288	0.206	1.478e-05	19.4727	< 0.0001
x5	0.000650	0.329	4.923e-05	13.1931	< 0.0001
x11	0.016970	0.194	0.001432	11.8520	< 0.0001
x6	0.001475	0.281	0.000104	14.1558	< 0.0001
x8	0.031344	0.184	0.002750	11.3965	< 0.0001
x9	-0.021689	-0.110	0.002849	-7.6124	< 0.0001

냉방 모델 정보

구분	설명
종속변수	y3 (냉방)
샘플수	2,828
R²	0.565
조정된 R²	0.564
F-Statistic	457.98
p-value	< 0.0001 (0.00e+00)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	8.7254	–	0.020312	429.5745	< 0.0001
x1	-0.001847	-0.026	0.000904	-2.0416	0.0413
x2	0.235054	0.147	0.023040	10.2019	< 0.0001
x4	0.001314	0.121	0.000135	9.7393	< 0.0001
x5	0.001103	0.421	5.496e-05	20.0634	< 0.0001
x13	0.535076	0.136	0.055910	9.5704	< 0.0001
x11	0.030741	0.267	0.002568	11.9720	< 0.0001
x9	-0.036474	-0.143	0.004517	-8.0754	< 0.0001
x12	0.014069	0.118	0.002064	6.8172	< 0.0001

기저 모델 정보

구분	설명
종속변수	y4 (기저)
샘플수	2,827
R²	0.721
조정된 R²	0.720
F-Statistic	908.05
p-value	< 0.0001 (0.00e+00)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	10.7093	–	0.014590	734.0005	< 0.0001
x1	0.000350	0.006	0.000678	0.5161	0.6058
x2	0.144392	0.102	0.016546	8.7268	< 0.0001
x5	0.000789	0.333	5.737e-05	13.7538	< 0.0001
x11	0.029194	0.281	0.001619	18.0326	< 0.0001
x9	-0.046782	-0.201	0.003199	-14.6242	< 0.0001
x12	0.018586	0.171	0.001512	12.2894	< 0.0001
x6	0.001348	0.210	0.000121	11.1208	< 0.0001
x8	0.022505	0.111	0.003135	7.1789	< 0.0001

합계 EUI 모델 정보

구분	설명
종속변수	y5 (합계 EUI)
샘플수	2,847
R²	0.191
조정된 R²	0.188
F-Statistic	83.52
p-value	< 0.0001 (1.72e-124)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	5.5411	–	0.011054	501.2779	< 0.0001
x1	-0.001189	-0.042	0.000491	-2.4210	0.0155
x2	-0.080913	-0.125	0.012589	-6.4275	< 0.0001
x3	0.000140	0.186	1.338e-05	10.4837	< 0.0001
x4	0.000453	0.104	7.665e-05	5.9065	< 0.0001
x13	0.195898	0.123	0.029423	6.6579	< 0.0001
x7	-0.000656	-0.130	8.763e-05	-7.4843	< 0.0001
x9	-0.033102	-0.330	0.002417	-13.6937	< 0.0001
x11	0.014672	0.322	0.001186	12.3725	< 0.0001

난방 EUI 모델 정보

구분	설명
종속변수	y6 (난방 EUI)
샘플수	2,839
R²	0.192
조정된 R²	0.190
F-Statistic	84.31
p-value	< 0.0001 (1.46e-125)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	4.7281	–	0.013063	361.9414	< 0.0001
x1	-0.005267	-0.158	0.000579	-9.0980	< 0.0001
x2	-0.081575	-0.108	0.014877	-5.4832	< 0.0001
x3	0.000263	0.298	1.517e-05	17.3532	< 0.0001
x9	-0.026858	-0.226	0.002919	-9.2019	< 0.0001
x11	0.012167	0.228	0.001469	8.2808	< 0.0001
x10	-0.000158	-0.085	4.951e-05	-3.1847	0.0015
x7	-0.000742	-0.126	0.000129	-5.7406	< 0.0001
x6	-0.000363	-0.116	8.601e-05	-4.2156	< 0.0001

냉방 EUI 모델 정보

구분	설명
종속변수	y7 (냉방 EUI)
샘플수	2,832
R²	0.165
조정된 R²	0.163
F-Statistic	69.85
p-value	< 0.0001 (4.14e-105)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	2.8168	–	0.020350	138.4173	< 0.0001
x1	-0.001868	-0.036	0.000924	-2.0219	0.0433
x2	-0.009948	-0.009	0.023151	-0.4297	0.6674
x4	0.001301	0.165	0.000136	9.5801	< 0.0001
x13	0.693906	0.243	0.053897	12.8746	< 0.0001
x11	0.019156	0.232	0.002315	8.2757	< 0.0001
x9	-0.034320	-0.189	0.004510	-7.6104	< 0.0001
x8	-0.021353	-0.130	0.003370	-6.3365	< 0.0001
x12	0.007553	0.088	0.001938	3.8978	< 0.0001

기저 EUI 모델 정보

구분	설명
종속변수	y8 (기저 EUI)
샘플수	2,849
R²	0.186
조정된 R²	0.183
F-Statistic	80.93
p-value	< 0.0001 (6.91e-121)

독립변수	비표준 회귀계수	표준화 회귀계수	표준오차	t-val	p-val
상수	4.7714	–	0.014088	338.6763	< 0.0001
x1	0.001558	0.043	0.000638	2.4424	0.0147
x2	-0.071229	-0.087	0.016037	-4.4415	< 0.0001
x13	0.264674	0.131	0.038318	6.9073	< 0.0001
x12	0.014940	0.249	0.001381	10.8157	< 0.0001
x9	-0.044528	-0.352	0.003095	-14.3876	< 0.0001
x11	0.019145	0.331	0.001728	11.0811	< 0.0001
x7	-0.001033	-0.162	0.000139	-7.4094	< 0.0001
x6	-0.000284	-0.083	9.489e-05	-2.9894	0.0028

*평균 중심화 처리(mean centering) 되었습니다. 상수항은 각 독립변수가 평균일 때의 값이라, 원형 수식의 절편과 다릅니다.

평가 모델 정보 (ML인 경우)

총량 모델 정보

난방 모델 정보

냉방 모델 정보

기저 모델 정보

*평균 중심화 처리(mean centering) 되었습니다.