이 보고서는 일본의 ''ESCO 사업실증위원회''에서 통산산업성의 고효율 에너지 이용형 건축물 개수모델사업의 보조를 받는 건물 가운데 ESCO사업을 염두에 두고 사업을 벌인 4모델에 대하여 에너지절약 진단서 조사, 듣기조사, 현장조사 등을 실시하여 개수계획의 타당성을 검토한 결과이다. 보고서 내용중 중요 부분을 발췌하여 우리나라 ESCO사업과 비교해 보고자 한다.
"녹색건축 인증제도"는 건축물의 자재생산단계, 설계, 건설, 유지 관리, 폐기에 걸쳐 건축물의 전 과정에서 발생할 수 있는 에너지와 자원의 사용 및 오염물질 배출과 같은 환경 부담을 줄이고, 쾌적한 환경을 조성하기 위한 목적으로 건축물의 친환경성을 평가하여 인증하는 제도이다. 우리나라는 2002년부터 제도를 운영해오고 있지만 LCA를 기반으로 한 평가기준이 미비하고, 인증대상 확대에 따른 수요를 대처하기 어려운 구조이다. 따라서 본 논문에서는 G-SEED와 국외 인증제도의 비교분석을 통해 문제점을 도출하고, 이를 해결하기 위한 IoT 환경에서의 G-SEED : EB 시스템 설계를 목적으로 하였다.
After the Gyeongju earthquake, school buildings were designated as earthquake shelters. However, the ratio of designed for seismic of domestic school buildings is only 23.2% in Korea, and it is necessary to secure the seismic safety of those. Therefore, in this paper, a target building was selected before the seismic design criteria was established and the seismic performance of the building was evaluated. After the evaluation, reinforcement of the building was carried out using seismic retrofit systems which was previously tested. For this purpose, the evaluation was carried out using OpenSees program and the reliability of the seismic retrofit systems was also verified. In this way, we can more precisely reproduce the response of the building in case of actual earthquake and predict damage of the earthquake in the future.
기 발표된 보고서에 따르면, 철근콘크리트 건축물을 전과정 평가 한 결과, 온실가스가 신축과 해체 등을 제외한 냉 난방 사용의 유지관리 단계에서 전체 발생량의 70 % 이상 배출한다고 보고하였다. 이는 건축물로 인한 온실가스 배출량을 줄이기 위해서는 유지관리 단계가 중요하고, 건축물의 설계단계 부터 에너지 소비를 최소화할 수 있는 유지관리 계획이 필요함을 의미한다. 따라서, 본 연구에서는 건축물의 사용단계에서 냉방에너지 소비를 줄일 수 있는 방법으로 상변화물질(Phase Change Material)인 파라핀 시트를 건축물의 개구부 또는 벽체 마감재로의 활용 가능성을 검토하였다. 온도조절이 가능한 챔버 내부에 파라핀 시트를 적용한 축열실과 적용하지 않은 일반실을 제작하고, 대류와 직사일광의 조건으로 각각 챔버 온도를 상승시켜 실험체 내부의 온도변화를 측정하였다. 실험 결과, 파라핀 시트를 적용한 모든 조건의 실험체에서 상변화 온도인 $26^{\circ}C$ 전후에서, 일반실보다 $1{\sim}3^{\circ}C$정도의 실내온도 상승을 지연시키는 것으로 나타났다. 결론적으로 외부 에너지가 상변화에 소비되어 온도변화가 없는 잠열축열재를 건축물 마감재로 활용함으로써, 여름철 실내 냉방 에너지 소비를 줄일 수 있다는 사실을 확인하였다.
국내 건설산업은 에너지와 자원의 사용 및 오염물질 배출과 같은 환경 부담을 줄이고 쾌적한 환경을 조성하기 위한 목적으로 건축물의 환경성을 평가하는 녹색건축 인증제도를 시행하고 있다. 하지만 인증획득 절차의 시간이 오래 걸리고 과정이 복잡하며 인증 항목별로 자재의 경제성을 고려할 수 없는 점으로 인해 실무에서는 인증에 어려움을 겪는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 녹색건축인증의 문제점을 해결하기 위해 녹색건축 인증제도 인증 항목 중 실내공기 오염물질 저방출 제품의 적용을 그 대상으로 하고 생애주기비용 개념을 고려하여 자재 데이터베이스를 구축하였으며 경제성 평가의 최적화 기법으로는 유전 알고리즘을 활용하여 최적의 자재를 선정할 수 있는 경제성 평가모델을 개발하였다. 이를 실제 비주거용 건축물 사례에 적용하여 기존 비용과 비교한 결과 평균 74.5 %의 비용 절감률을 나타내어 본 모델을 녹색건축인증에서 경제적 효율성이 있는 도구로써 활용 가능할 것으로 판단된다.
태양광 채광시스템은 자연광의 유입이 어려운 공간에 주광을 유입하기 위하여 개발된 장치로써 에너지를 절약하고 인간의 쾌적성을 향상시키는 등 지속가능한 건축을 위해 도입 및 확대가 크게 기대 되는 장치이다. 이에 본 연구는 기존에 본 연구실에서 개발된 시스템의 문제점을 보완하고 개선하여 건축물 적용시의 채광성능을 평가하는데 연구목적이 있다. 본 시스템의 설치는 2004년 10월 25일 (주) 동아산전과의 공동작업으로 설치되었으며, 수원에 있는 K대학 공과대학 5층 옥상 파라펫에 설치하였다. 평가실험은 2005년 4월 5일 9시30분부터 15시30분까지 청천공 상태에서 실시하였고, 총32개의 측정점을 선정하여 주광조도비로 채광성능을 평가하였다. 실험결과, 반사거울을 설치 시 창이 있을 경우 실내의 주광조도비는 평균 20.3[%] 상승하였고 창을 제거할 경우 실내의 주광조도비는 평균 38.2[%]정도 상승하여 채광학적으로 유효한 것으로 분석되었다. 따라서 본 시스템은 건축물의 실내 및 옥외의 음영진 곳에서 유용하게 사용될 수 있음이 입증되었다.
본 연구는 건축물 계획단계에서 적용될 지열에너지설비 적용에 있어 효율적인 방안을 제시하려한다. 보다 신뢰성 있는 경제성 평가의 기준제시를 위해 신재생에너지 설비의 공사 내역서를 바탕으로 수선주기, 교체주기를 반영한 유지관리비용과 실질적인 신재생에너지설비 설치를 위한 설계도서에 의한 초기공사비를 산출하여 생애주기비용분석에 사용하였다. 도출된 결과는 건축물 계획단계에서 경제적인 지열에너지설비를 선정하는데 도움이 될 것이라 생각한다.
본 논문에서는 경기지역을 대상으로 학교시설의 녹색건축 활성화를 위한 검증 기준인 녹색건축인증, 건축물 에너지효율등급, 에너지절약계획에 대한 항목별 적용 여부 및 계획수준을 분석하였다. 분석결과 녹색건축인증은 항목 채택 시 추가 비용이 들어가는 항목 및 유지관리가 어려운 항목은 채택비율이 낮은 것으로 분석되었다. 또한, 에너지효율등급은 학교시설 특성상 비교적 단순한 형태와 일정한 규모로 계획되고 고효율기자재 사용비율이 높아 다른 용도의 건축물에 비해 높은 등급을 보였다. 그리고 에너지성능지표(EPI)의 경우 지역별로 부문별 취득 점수에 차이가 있는 것으로 분석되었다. 특히, 경기지역의 경우 타 부문 대비 건축부문에 대한 적용점수가 낮은 것으로 나타나 단열성능 강화 시 보다 높은 점수를 취득할 수 있을 것으로 사료된다. 3가지 기준에 대한 분석결과, 다수의 시설이 학교가 취득해야 하는 의무 획득 기준에만 맞춘 형식적인 계획으로 인해 건물별 특성을 고려하지 않고 기존 획득 항목에만 맞춰 최소한의 기준만 만족하여 계획하는 패턴을 보였다. 그러나 학교시설은 녹색건축물의 확대라는 목표와 더불어 학생들의 녹색교육을 위한 토대가 되어야 하는 의무를 지닌 상징적인 건축물이다. 따라서 시설의 특성을 파악하고 건축물을 기획하는 단계부터 다양하고 합리적인 평가항목 적용이 이루어지도록 고려한 계획이 필요할 것으로 판단된다.
지구환경문제에 대응하기 위한 탄소배출량 저감 기술 개발과 같은 대응기술 개발이 시급한 가운데 수 해양공간에 대한 수요의 증가로 플로팅 건축물에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 플로팅 건축물 주변에 존재하는 신재생에너지 중 해수 열 이용을 위한 수중 열교환기를 기초연구를 바탕으로 제작하고 실험을 통하여 성능을 평가하였다.
G-SEED(Green Standard for Energy and Environmental Design) is the certification system to evaluate environmental friendliness of buildings for the purpose of reducing environmental burden generated from the entire process of buildings, which is classified into 4 grades according to the evaluated score. Green building certification rule regulate to get over green 2nd grade for the public office buildings of $3000m^2$ or more. However, detailed measures on the applied level of each issue to obtain targeted certification grade have not been prepared yet. For each issue, the score distribution and the ratio of score in proportion to credit were analyzed by certification grade for office buildings which get the G-SEED certification. And applied level of issues were presented for each certification grade.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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