선진국들은 지구온난화의 영향을 최소화하기 위해 1997년 '교토의정서' 채택이후 온실가스를 줄이기 위한 다양한 정책을 시행하고 있다. 우리나라 역시 2030년 온실가스 감축 목표를 배출전망치(BAU: Business As Usual) 대비 37% 줄이기 위해 산업부문, 수송부문, 건물부문의 에너지 소비량을 감축하여야 한다. 정부에서는 에너지 소비량 감축을 위한 각종 법령 및 행정규칙을 제정하여 시행하고 있으며, 특히 건물부문의 에너지 소비량을 감축하기 위하여 녹색건축물 조성지원법에 따른 '건축물의 에너지절약설계기준'을 시행하고 있다. 실내온도를 $28^{\circ}C$로 유지하기 위해 사용되는 전력량은 벽면녹화 및 옥상녹화 등으로 녹화된 건물이 녹화되어지지 않은 건축물에 비해 평균 30%의 전력사용량의 감소효과가 있다. 이렇듯 조경녹화에 대한 에너지 절감의 효과는 입증되고 있으나, 이러한 입증은 '건축물의 에너지절약설계기준'에 적합한 방법이 아니기에 에너지 절감의 실효성을 가지고 있지 못한다. 조경용 녹화가 에너지 절감에 따른 실효성을 가지려면 '녹색건축물 조성 지원법 제14조'의 '건축물의 에너지절약 설계기준'의 단열재료에 대하여 구성재료의 열전도율로 열관류율을 계산하여 '별표 1'의 기준에 적합하여야 한다. 본 연구에서는 3종류의 벽면녹화용 식생매트와 1종류의 복합매트(내부단열재+식생매트)를 제작하여 다양한 열전도율 측정 실험을 수행하고, 에너지 보존식을 이용하여 내부단열재 두께 등에 대하여 이론적인 계산을 하였다. 3종류의 식생매트의 열전도율은 0.130~0.157W/mk 정도로서 목재의 열전도율(0.170w/mk)보다 낮아 단열의 기능을 가지는 매트로써 역할을 할 수 있음을 알 수 있었다. 특히, 복합매트는 내부단열재(그라스포, 폴리우레탄 등)의 두께를 조절하면 '건축물의 에너지절약설계기준의' 단열기준 0.051W/mk에 적합한 식생매트가 될 수 있을 것으로 판단된다.
Recently design standard for energy-saving in apartment buildings has been consolidated gradually on the basis of evaluation and certification standards of energy efficiency of buildings, the energy-saving policy of building at home and abroad. Performance criteria for thennal insulation as well as fenestration has been progressively enhanced, and performance criteria for ventilation and airtightness of the building have also been re-developed. Therefore, heating and cooling load characteristics of the apartment building can be changed. For the design of the upcoming heating and cooling equipment in apartment buildings, it is necessary to evaluate the heating and cooling load characteristics according to the design strategies for energy saving in apartment buildings. As a result, in this study, it is intended to use as a resource for analyzing the impact that the adoption of energy-saving design variables for each of the apartment buildings, to predict the heating and cooling load characteristics in the apartment building.
Since 1970s, energy-saving design criteria of buildings has been improved through numerous revisions. The purpose of this research is to show how energy saving design criteria affects heating energy consumption of apartments using district heating. Heating energy consumption has been measured in 4 apartments located in Gyeonggi province, Korea from Nov. 1,2007 through Oct. 31, 2008. Collected data was regressed to linear correlations. Heating energy consumptions were calculated for past, present and future energy-saving design criteria, which are outdoor temperature, ventilation and insulation. The results show that present design criteria has reduced heating energy consumption by 15%, and the future criteria will reduce the energy consumption by 42% compared to the criteria before 2001.
자연채광에 관한 에너지 해석을 하기 위해서는 주광조도를 예측하여야 하며, 주광조도를 예측하기 위해서는 천공상태를 추정할 수 있어야만 한다. 즉, 천공상태의 최저상태나 최소설계기준을 추정할 수 있어야만 자연채광에 의한 에너지 절약을 해석할 수가 있다. 천공상태를 추정하는데에는 CIE에서 개발한 정적 천공모델이 많이 이용되어 왔다. 그러나 천공은 정적광원이 아니라 시간에 따라 동적으로 변하고 있음으로 자연채광설계에서 에너지의 영향을 평가하기 위해서는 보다 융통성이 있는 천공모델이 요구된다. 따라서 이 논문은 그동안 동적천공을 나타낼 수 있도록 개발된 비표준천공의 추정방법, 동적 천공상태의 추정방법, 주광조도와 천공휘도의 추정방법, 주광의 유용성 평가방법 등을 비교분석함으로써, 앞으로 우리나라 기후상태에 적합한 자연채광용 천공모델을 개발하는데 기초자료화하였다.
본 연구에서는 기존 교육시설에 설치된 알루미늄 합금 창의 2차원 정상상태 전열해석을 통한 열성능 평가를 수행하였다. 교육시설의 주요 창호재료로 적용된 알루미늄은 열전도율이 $175 \;Kcal/m^2h^{\circ}C$ 정도로 플라스틱 소재와 비교하여 매우 불리하여 기존 시설에 설치된 알루미늄 창호는 열손실의 주요인으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 이러한 점에 착안하여 충남 서산지방에 위치한 대학건물의 알루미늄 합금 창호의 열성능 평가에 관한 연구를 수행하여 다음과 같은 해석 결과를 도출하였다. (1) 2차원 정상상태 전열해석을 위한 경계조건은 국토해양부고시 건축물의 에너지절약설계기준의 [별표 6] 중부지방 냉난방장치의 용량계산을 위한 설계 외기온 기준과 [별표 7]의 실내온도 기준을 적용하여 여름철 실내 $27^{\circ}C$, 실외 $31.3^{\circ}C$, 겨울철 실내 $21.0^{\circ}C$, 실외 $-9.6^{\circ}C$ 로 설정하고 해석한 결과 열관류율은 알루미늄 합금 창호는 $U=9.631 \;W/m^2K$, 복층유리 $U= 2.382 \;W/m^2K$로 여름철과 겨울철 동일한 해석결과치가 산출되었다. (2) 산출된 열관류율 해석결과를 건축물의 에너지절약설계기준 [별표 3] 열교차단재가 적용되지 않은 금속제 창의 단열성능 중 일반복층창 성능기준인 $4.0 \;W/m^2K$와 비교할 때, 알루미늄 창틀을 통하여 225%의 열량이 손실됨을 보여 주고 있다.
전 세계적으로 에너지 수요의 증가에 따라 에너지를 효율적으로 이용해야 한다는 인식이 확산되고 있다. 에너지 절약과 환경보호를 위해 세계 각국에서는 에너지효율제품의 보급화를 위해 에너지 효율기준 및 라벨링 제도를 시행하고 있다. 본 논문에서는 개발도상국인 에티오피아 선정하여 구체적인 사례를 적용하여 보았다. 효율적인 에너지 관리를 위한 제도로 최저소비효율기준(MEPS : Minimum Energy Performance Standard)과 에너지소비효율등급라벨표시(이하 '라벨링')에 대한 내용을 살펴보고 국내, 해외선진국, 개발도상국 등 여러 국가의 운영 현황을 조사하였다. 그리고 에티오피아에 적용하기 위해 여러 상황을 고려한 맞춤 라벨링을 설계해 보고자 한다.
최근 국제사회는 지구온난화 방지를 위한 기후변화협약을 체결하고 건축물의 냉방 및 난방 에너지로 공급하는 화석연료 사용을 줄이고자 신축 또는 기존건물에 대한 녹색건축인증(G-SEED) 및 에너지효율등급, 건축물 에너지절약 설계기준 등을 일정조건 이상인 건축물에 의무적으로 적용하고 있다. 건물에 공급하는 에너지 공급을 줄이고 보온성을 향상시키는 건축자재로 단열재가 사용되고 있으며 신축건축물의 에너지절약 설계기준을 만족하는 건물외피 구성 재료 중 총 열 저항성의 90% 이상을 차지하고 있다. 그러나 기존건축물에 시공된 단열재의 경시변화에 대한 명확한 자료가 부족하여 건축물의 에너지성능 판단기준인 단위면적당 1차에너지 소요량 산정에 대한 의문점을 갖게 되었다, 이에 20년 이상 된 노후 건축물의 리모델링 현장에서 단열재(압출법,비드법)를 직접 채취하여 단열재성능을 비교·평가하였다. 실험결과, 압출법(XPS)은 생산초기 품질기준인 KS M 3808보다 열전도율은 48%, 압축강도는 36%가 저하되어 본래의 성능을 발휘하지 못함을 알 수 있었고, 비드법(EPS)의 경우 단열재 두께가 50mm인 경우 열전도율과 압축강도, 굴곡파괴하중 등이 생산초기 품질기준을 유지함을 알 수 있었다. 따라서 비드법의 경우 단열재 두께를 고려하여 현재의 단위면적당 1차 에너지소 요량을 기존대로 산정하고, 압출법의 경우는 단위면적당 1차 에너지소요량 산정시 보정계수를 적용해야 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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