We conduct in-depth analyses of airflow within high-density urban environments using computational fluid dynamics (CFD), supported by a range of advanced environmental simulation and analysis tools. This approach enables a detailed understanding of wind behaviour, pressure distribution, natural ventilation potential, and microclimatic interactions that emerge from the complex spatial relationships between buildings in dense urban fabrics. By examining these aerodynamic and environmental factors, we are able to evaluate how different building forms influence urban ventilation, heat dissipation, and pedestrian-level comfort. The analytical outcomes provide a quantitative basis for optimising architectural massing and orientation in order to mitigate heat accumulation and improve environmental performance at both the building and urban scales. Based on these findings, we derive energy-efficient building forms that are carefully calibrated to the climatic conditions of Korea, a region characterised by four distinct seasons with significant variations in temperature, humidity, and wind patterns. By aligning architectural form with seasonal environmental performance, our design strategy reduces reliance on mechanical systems, enhances passive ventilation, and ensures stable energy efficiency throughout the year. As a result, architecture becomes an active environmental system that contributes to long-term sustainability and resilience within high-density urban contexts.

우리는 전산유체역학(CFD)을 기반으로 한 정밀한 공기 흐름 분석을 통해 고밀도 도시 환경에서 발생하는 풍환경을 심층적으로 연구하며, 이를 위해 다양한 고급 환경 시뮬레이션 및 분석 도구를 활용합니다. 이러한 접근은 밀집된 도시 조직 속에서 건축물 간의 복합적인 공간 관계로 인해 형성되는 바람의 거동, 압력 분포, 자연 환기 가능성, 그리고 미기후 상호작용을 체계적으로 이해할 수 있도록 합니다. 공기역학적·환경적 요소에 대한 분석을 통해, 서로 다른 건축 형태가 도시 차원의 환기 성능, 열 축적 완화, 보행자 레벨의 열적·환경적 쾌적성에 어떠한 영향을 미치는지를 정량적으로 평가합니다. 이러한 분석 결과는 건축 매스의 구성과 방향성을 최적화하기 위한 객관적인 근거로 작용하며, 건축 단위와 도시 단위를 아우르는 환경 성능 향상 전략으로 확장됩니다. 이와 같은 연구를 바탕으로, 기온·습도·풍향이 계절별로 크게 변화하는 사계절 기후를 지닌 한국의 환경 조건에 정밀하게 대응할 수 있는 에너지 효율적 건축 형태를 도출합니다. 계절별 환경 성능을 고려한 건축 형태 전략은 기계 설비에 대한 의존도를 낮추고 수동적 환기 성능을 극대화하며, 연중 안정적인 에너지 효율을 확보하도록 합니다. 이를 통해 건축은 고밀도 도시 맥락 속에서 장기적인 지속가능성과 환경적 회복력을 적극적으로 구현하는 능동적인 환경 시스템으로 기능하게 됩니다.

Shading analysis is carried out using specialised environmental simulation tools such as Ecotect and Geco, enabling us to assess how building orientation, massing, and façade design influence solar gain and, consequently, heating and cooling loads. By modelling the sun’s path and its interaction with the building envelope throughout the year, we can identify areas of excessive solar exposure as well as opportunities for passive shading and daylight optimisation. This analytical process allows us to understand the seasonal variations in solar radiation and their impact on indoor thermal comfort and energy consumption. Through iterative simulations, we evaluate multiple design alternatives, adjusting façade geometry, overhangs, and orientation to achieve an optimal balance between natural daylighting and solar protection. The resulting insights provide a clear basis for determining the most energy-efficient building form suited to Korea’s climate, which is characterised by four distinct seasons with significant fluctuations in temperature, humidity, and solar intensity. By integrating shading strategies from the early design stage, we are able to reduce reliance on mechanical cooling and heating systems, enhance passive environmental control, and improve overall building performance throughout the year. This approach supports our broader commitment to sustainable design, ensuring that architecture responds intelligently to local climatic conditions while maximising occupant comfort and energy efficiency.

Ecotect, Geco 등과 같은 전문 환경 분석 프로그램을 활용한 차양 분석을 통해 건물의 방향, 매스, 파사드 설계가 일사량에 어떠한 영향을 미치며 그 결과 난방 및 냉방 부하에 어떤 차이를 발생시키는지 정밀하게 평가합니다. 연중 태양의 경로와 건물 외피와의 상호작용을 모델링함으로써 과도한 일사 노출이 발생하는 지점과 수동적 차양 및 자연채광 최적화가 가능한 지점을 동시에 파악할 수 있습니다. 이러한 분석 과정은 계절별 일사량 변화가 실내 열적 쾌적성과 에너지 소비에 미치는 영향을 체계적으로 이해하는 데 도움을 줍니다. 반복적인 시뮬레이션을 통해 다양한 설계 대안을 검토하며, 파사드 형상, 처마 및 돌출부, 건물 방향 등을 조정하여 자연채광과 일사 차단 사이의 최적 균형을 도출합니다. 그 결과는 기온·습도·일사 강도가 계절별로 크게 변하는 사계절 기후의 한국 환경에 가장 적합한 에너지 효율적 건축 형태를 결정하는 명확한 근거가 됩니다. 설계 초기 단계부터 차양 전략을 통합함으로써 기계식 냉·난방 시스템에 대한 의존도를 낮추고, 수동적 환경 제어 능력을 향상시키며, 연중 전반적인 건물 성능을 개선할 수 있습니다. 이러한 접근은 지역 기후 조건에 지능적으로 대응하는 지속가능한 설계를 구현함으로써, 사용자 쾌적성과 에너지 효율을 동시에 극대화하는 데 기여합니다.

Using computational fluid dynamics (CFD), we analyse the airflow around and along the building envelope to understand how wind patterns and air movement influence heating and cooling loads. This analysis examines the interaction between the building skin and its surrounding environment, including the effects of wind pressure, turbulence, and convective heat transfer. By evaluating these aerodynamic factors, we can identify areas of the façade that are most susceptible to heat gain or loss, and how ventilation strategies can be optimised to improve overall thermal performance. Through a process of iterative simulation and refinement, we test multiple design alternatives to determine the most effective building form for reducing energy consumption. The results enable us to optimise façade geometry, orientation, and material selection in order to achieve enhanced thermal comfort and energy efficiency. This approach is particularly relevant to Korea’s climate, which is characterised by four distinct seasons with significant variations in temperature, humidity, and wind conditions. By aligning building form with local climatic behaviour, we are able to derive an optimised architectural solution that reduces reliance on mechanical systems and supports long-term sustainability.

전산유체역학(CFD)을 활용하여 건축 외피 주변 및 외피를 따라 흐르는 공기 흐름을 분석함으로써, 풍동 패턴과 공기 이동이 난방 및 냉방 부하에 어떠한 영향을 미치는지 정밀하게 파악합니다. 이 분석은 건물 외피와 주변 환경 간의 상호작용, 즉 풍압, 난류, 대류 열 전달 등의 영향을 포함하여 평가합니다. 이러한 공기역학적 요소를 통해 외피에서 열 취득 또는 열 손실이 가장 크게 발생하는 지점을 식별하고, 환기 전략을 어떻게 최적화할 수 있는지에 대한 근거를 도출할 수 있습니다. 반복적인 시뮬레이션과 설계 수정 과정을 통해 여러 설계 대안을 검토하며 에너지 소비를 최소화할 수 있는 최적의 건축 형태를 도출합니다. 그 결과는 외피 형상, 방향성, 재료 선정 등을 최적화하여 실내 열적 쾌적성과 에너지 효율을 동시에 향상시키는 데 활용됩니다. 이는 기온·습도·풍환경이 계절별로 크게 변화하는 한국의 사계절 기후 조건에서 특히 중요한 접근 방식입니다. 지역 기후의 특성을 고려한 건축 형태 전략을 통해 기계 설비에 대한 의존도를 줄이고, 장기적인 지속가능성을 지원하는 최적화된 건축 솔루션을 마련할 수 있습니다.

Daylight analysis evaluates the amount and quality of sunlight entering the building, and assesses how this solar exposure influences heating and cooling loads over the course of the year. By modelling the sun’s path and its interaction with the building envelope, we are able to quantify the distribution of natural light within interior spaces, identify areas of excessive solar gain, and evaluate the potential for glare or overheating. This enables a more precise understanding of how daylight contributes to both energy consumption and occupant comfort. Through iterative simulations, we test various design options—including window-to-wall ratios, façade articulation, shading devices, and internal layout strategies—to achieve an optimal balance between natural illumination and thermal performance. The insights gained from daylight analysis inform decisions on building orientation, massing, and façade configuration, ensuring that the design makes efficient use of daylight while minimising the need for artificial lighting and mechanical cooling. This approach is particularly pertinent to Korea’s climate, which is characterised by four distinct seasons with significant fluctuations in temperature and solar intensity. By aligning the building form with seasonal daylight conditions, we derive an energy-efficient architectural solution that reduces reliance on mechanical systems, improves indoor environmental quality, and enhances overall sustainability throughout the year.

일조 분석은 건물 내부로 유입되는 햇빛의 양과 질을 평가하고, 이러한 일사량이 연간 난방 및 냉방 부하에 어떠한 영향을 미치는지를 분석합니다. 태양의 경로와 건물 외피와의 상호작용을 모델링함으로써 실내 공간 내 자연광 분포를 정량적으로 파악하고, 과도한 일사로 인한 열 취득이 발생하는 영역을 식별하며, 눈부심이나 과열 가능성을 평가할 수 있습니다. 이를 통해 일조가 에너지 소비와 거주자의 쾌적성에 미치는 영향을 보다 정확하게 이해할 수 있습니다. 반복적인 시뮬레이션을 통해 창문 비율, 파사드의 형태적 구성, 차양 장치, 내부 공간 배치 전략 등 다양한 설계 대안을 검토하며 자연채광과 열적 성능 간 최적의 균형을 도출합니다. 일조 분석에서 얻은 통찰은 건물의 방향성, 매스 구성, 외피 설계 결정에 반영되어, 인공조명과 기계식 냉방 의존도를 최소화하면서 일조를 효율적으로 활용할 수 있도록 합니다. 이러한 접근은 기온과 일사 강도가 계절별로 크게 변하는 사계절 기후의 한국 환경에서 특히 중요합니다. 계절별 일조 조건에 맞춘 건축 형태 전략을 통해 기계 설비에 대한 의존도를 줄이고, 실내 환경 품질을 개선하며, 연중 지속가능성을 향상시키는 에너지 효율적 건축 솔루션을 도출합니다.

We analyse the amount of sunlight that influences heating and cooling loads through seasonal solar radiation studies. By modelling the sun’s trajectory and its interaction with the building envelope across different times of the year, we can accurately quantify solar exposure and identify how it varies between seasons. This enables us to understand the impact of solar gain on thermal comfort and energy consumption, and to determine which areas of the building are most affected by heat gain or loss. Through iterative simulation and design refinement, we evaluate multiple architectural options—such as orientation, massing, façade composition, and shading strategies—to achieve the most effective balance between natural daylighting and thermal performance. The insights derived from seasonal solar radiation analysis inform decisions regarding building form, envelope design, and spatial configuration, ensuring that the building responds appropriately to varying climatic conditions throughout the year. This approach is particularly significant in Korea, where the climate is characterised by four distinct seasons with substantial differences in temperature, humidity, and solar intensity. By aligning the building form with seasonal solar conditions, we are able to derive an optimised architectural solution that reduces energy consumption, enhances indoor comfort, and supports long-term sustainability in a highly variable climate.

우리는 계절별 일사 분석을 통해 난방 및 냉방 부하에 영향을 미치는 일사량을 정밀하게 평가합니다. 태양의 궤적과 건물 외피와의 상호작용을 연중 다양한 시점에서 모델링함으로써, 계절에 따라 변화하는 일사 노출을 정확히 정량화할 수 있습니다. 이를 통해 일사로 인한 열 취득이 열적 쾌적성과 에너지 소비에 미치는 영향을 이해하고, 열 취득 또는 열 손실이 특히 큰 건물 영역을 식별할 수 있습니다. 반복적인 시뮬레이션과 설계 개선 과정을 통해 건물의 방향, 매스 구성, 외피 설계, 차양 전략 등 여러 설계 대안을 검토하며 자연채광과 열적 성능 사이의 최적 균형을 도출합니다. 계절별 일사 분석에서 얻은 통찰은 건축 형태, 외피 구성, 공간 배치 결정에 반영되어 연중 변화하는 기후 조건에 맞춰 건축이 적절히 대응하도록 합니다. 이러한 접근은 기온·습도·일사 강도가 계절별로 크게 달라지는 한국의 사계절 기후에서 특히 중요합니다. 계절별 일사 조건에 맞춘 건축 형태 전략을 통해 에너지 소비를 줄이고 실내 쾌적성을 높이며, 변동성이 큰 기후 속에서도 장기적인 지속가능성을 확보하는 최적화된 건축 솔루션을 도출할 수 있습니다.