지구온난화 및 기후 변화에 따른 재난, 이상기온, 질병 등 각종 사회 문제들이 대두됨에 따라, 에너지 절감 및 효율화를 위한 기술 개발이 증대되고 있다. 주택, 상업건물, 공공 건물 분야에서 소비되는 에너지는 우리나라 전체 에너지 사용의 22%를 차지함에 따라, 건물에너지 절감은 전체 에너지 절감에서 매우 중요한 요소이며, 이를 위한 방안이 추진되고 있다. 기존의 건물에서는 에너지 효율화를 위해 열 손실에 대한 대책 마련 및 에너지 저소비형 장비 사용 등의 수동적 방법을 사용하였으나, 최근에는 ICT 기술과 융합하여 에너지 사용의 측정, 모니터링, 통제를 통해 지속적으로 에너지 낭비 요소를 감지 및 제거하는 방식의 건물 에너지 효율화를 위한 능동적 기술이 대두되고 있다. 에너지 효율화를 이용하여 에너지 절감 장비를 사용하더라도, 낭비 상황을 제어하지 않으면 실질적이고 지속적인 에너지 절감 효과를 달성하기 어렵게 된다. 이 논문에서는 국내외 건물 에너지 효율화를 위한 기술 개발 현황을 소개하고, 능동적 에너지 절감을 위한 이슈를 고찰한다.
지난 10월 14일 서울 삼성동 코엑스홀에서 공공 및 민간부문 에너지관리자, 산업체, 건물 에너지 절약업무 관계자, ESCO업체 관계자 등 100여 명이 참석한 가운데 우수 ESCO 기업으로 선정된 (주)에너지솔루션즈와 한국하니웰(주)에 대한 시상, 두 기업의 우수사례발표, ESCO 사업 활성화 방안을 발표하는 시간을 가졌다. (주)에너지솔루션즈는 국민연금 강남사옥과 서울대학교, 웅진에너지(주)의 냉난방설비 및 수축열시스템 사례를, 한국하니웰(주)은 산업체의 공정개선 및 건물에너지절약 투자사례를 발표하였다. 참석자들은 기업의 실제 우수사례 공유를 통해 유용한 정보를 획득할 수 있는 뜻깊은 시간이었다고 평가했다. 에너지관리공단 관계자는 "오늘날 에너지효율향상은 저탄소 녹색성장을 위한 핵심이자 기업의 경쟁력과도 직결되고 있다"며, "기업의 에너지절약과 경제에 도움을 주는 ESCO 사업을 널리 알려 투자를 촉진하고 에너지절감효과가 큰 설비 보급을 확대하는 좋은 계기가 될 것"이라고 말했다. 이번 행사에서 우수사례로 선정된 (주)에너지솔루션즈와 한국하니웰(주)의 ESCO투자사례를 살펴보자.
오늘날 세계 여러 국가에서 에너지 소비 절감에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이며 특히 국가 전체 에너지 소비량중 상당량을 차지하는 건물에서의 에너지 절감에 대해 많은 관심이 집중 되고 있다. 본 논문에서는 건물 특히 주택에서의 에너지 절감 대안중 하나인 Zero Enegy House에 대해 알아보고 설계시 고려사항 및 효율적인 운영을 위한 가정용 에너지관리프로그램 및 시스템을 제안하고자 하였다.
최근에 준공된 디큐브시티는 사무용, 상업용, 숙박용 및 관람집회용 등 4개의 시설이 공존하는 복합건물이다. 이 건물에는 필요로 하는 전기와 증기, 온수 및 냉수를 공급하기 위해 구역형 에너지공급시스템(Community energy supply system)이 설치되었다. 다양한 건물설비를 효과적으로 운영하기 위해 건물에너지관리시스템(Building energy management system)의 설치를 검토하고 있다. 본 연구에서는 3개의 열병합발전시스템을 비롯하여 7대의 증기보일러, 2대의 중온수보일러와 2대의 흡수식냉동기 및 4대의 터보냉동기 등으로 구성되는 구역형 에너지공급시스템의 최적 운전 및 설계방법을 검토하였다. 결과로서 에너지 수요변화에 따른 구역형 에너지공급시스템의 최적 운전방법과 계절적 운전조건의 변화가 시스템의 경제성에 미치는 영향을 규명하였다. 또 시설별 규모에 따라 결정되는 에너지 수요가 건물 전체의 에너지 소비에 미치는 영향도 분석하였다.
최근 민간건축 경기 침체가 거듭되면서 '신축' 시장 대비 비용 절감 효과는 물론, 자원절약 및 환경보호 효과를 거둘 수 있다는 긍정적인 반응과 함께 에너지성능향상형 리모델링 시장의 규모가 확대되고 있다. 서울시의 경우 2008년 시범사업을 시작으로 기존 건물에 대해 '건물에너지이용합리화사업(BRP)'를 추진, 시설개선사업을 통해 에너지 절감 및 이용 효율을 향상시킬 수 있도록 융자지원을 하고 있다. 2012년 보도자료에 따르면 254개소의 민간건축물이 참여, 친환경녹색건축물로 조성됨에 따라 온실가스 4만 1천톤/년을 감축, 석유환산 시 1만4천 TOE의 절감에 해당되어 매년 75억원의 에너지비용 절감효과를 보이고 있다고 한다. 본 연구는 기존 건물의 에너지 효율화 대책으로 리모델링 시 우선적으로 고려해야 할 에너지성능향상 방안 중 건축적 요소인 외피를 연구범위로 설정, 그 방안을 모색하였다. 그리고 해석모델에 적용, 분석함으로써 기존 건물의 에너지 절감효과, 즉 건물의 에너지성능향상 효과를 제시하였다. 연구의 범위가 외피 리모델링만을 고려한 건물의 에너지사용량을 감소시키는 단열보강 등의 목적지향적인 방법일 수 있겠으나, 대부분의 비주거용 업무시설의 경우 임대형이라는 점을 고려하였을 때 건축적 기술만을 적용한 방법의 모색은 실제 리모델링 시 가장 보편적인 기초자료가 될 수 있으므로 연구의 의미가 있다고 할 수 있다.
본 논문은 사무용 건물의 효율적인 에너지 관리를 위하여 실제 사무용 건물의 전력 사용량 빅 데이터를 이용하여 RLS 알고리즘을 활용한 사용량 예측 모델을 설계하였다. 예측모델을 통해 도출된 예측치와 실측 데이터 사이의 오차율을 계산하고, MA알고리즘을 사용한 예측값과의 비교를 통해 제안하는 변형된 RLS 알고리즘을 이용한 에너지 사용량 예측 방법론의 타당성과 우수성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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