• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.1540-1547
• /
• 2013

국가 에너지 소비의 25%를 차지하는 건물에너지의 저감과 귀농인구의 증가에 따른 저에너지 친환경 주택모델의 수요 충족을 위해 EnergyPlus를 사용하여 PV 시스템이 적용된 농어촌 주택 표준모델의 건물에너지요구량을 기반으로 경제성 분석을 하였다. 2가지 타입의 PV 시스템이 적용되었고 발전된 전력을 건물의 냉방기기와 전기기기, 그리고 난방기기에 사용하였다. 계산에 사용된 주택의 연간 건물에너지요구량은 난방이 냉방에 비해 7배 크게 나타났다. Case1과 Case2로 나누어 PV 시스템의 경제성분석을 실시한 결과, Case1은 냉난방 및 전기기기에 발전된 전력을 사용하고 판매하는 것이, Case2는 냉방과 전기기기에만 전력을 사용하고 전량 판매하는 것이 경제적으로 유리한 것으로 판단된다. 하지만, 향후 전력 판매가격과 가스가격이 변동되면 결과는 달라질 수 있다. 초기투자비용은 Case1이 약 13년, Case2는 약 11년이 지나면 회수되는 것으로 나타났다. Case2가 초기설치비용이 비싸지만 회수기간이 지나면 Case1보다 약 3배 더 많은 이익을 얻을 수 있어 수명연한인 25년 이상 사용 시 경제성 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.23-32
• /
• 2010

본 연구의 목적은 옥외공간의 표면재료 구성에 따라 열쾌적성에 작용하는 인체 에너지수지를 산정하고, 수목차양이 건물에너지 절약에 기여하는 효과를 분석하여 도시녹지계획의 바람직한 전략을 제시하는 것이다. 옥외공간의 대표적 구성재료 유형을 반영하여, 수목차양이 부재하는 콘크리트 포장공간과 잔디공간, 수목차양의 마사토 포장공간 등 3개 공간유형별 휴식활동의 인체 에너지수지를 산정하였다. 이들 공간유형별 에너지수지 차이에 기여한 결정변수는 차양 여부와 지표면 알베도 및 온도이었다. 차양이 부재하는 콘크리트 포장공간과 잔디공간의 인체 에너지수지는 각각 $284W/m^2$, $226W/m^2$로서, 열쾌적성 측면에서 상당히 불량한 것으로 나타났다. 따라서, 옥외 휴식공간은 증발산이 가능한 차양교목 및 자연재 바닥면으로 구성함이 바람직하다. 수목차양에 의한 건물에너지 절약은 남부지방 대구시를 사례로 컴퓨터 모델링 프로그램을 활용하여 계량화하고, 중부지방 춘천시의 기존연구와 비교하였다. 건물 서향에 식재한 차양수목이 연간 냉난방에너지 절약 상 가장 효과적이었다. 반면, 남향의 차양수목은 중부 및 남부지방 모두 냉방에너지 절약효과가 낮고 난방에너지 소비를 가중시키므로 그 식재를 회피해야 한다. 서향과 동향의 대형 차양수목은 건물유형 및 지방에 따라 냉방에너지를 1~2%/주 절약하였다. 저자의 기존연구와 이들 연구결과를 바탕으로, 옥외공간의 열쾌적성 증진과 옥내공간의 에너지절약을 위한 도시녹지계획의 지표를 포함한 전략을 제시하였다. 본 지표 및 전략은 공간구성 재료에 따른 열쾌적성, 녹지의 차양, 증발산 및 풍속감소에 의한 건물에너지 절약, 기온저감을 위한 녹지의 면적과 체적 등을 포함하며, 아울러 제시한 전략의 실효성을 감안하여 녹지분야 주요 법제에의 적용안을 모색하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.94-94
• /
• 2021

현재 전 지구적으로 일어나고 있는 극단적 기후현상과 이로 인한 자연재해의 원인은 복합적이다. 기후변화로 인한 영향과 동시에 도시화 또한 하나의 원인으로 작용하고 있다. 이러한 영향을 완화하기 위한 방안으로 도시의 그린인프라와 저영향개발은 최근 지속가능한 발전을 위해 꼭 필요한 요소로 자리잡고 있다. 그린인프라 유형 중 하나인 옥상녹화는 많은 이점을 제공한다. 도시에 위치한 건물의 상층부, 내부 및 주변 온도을 낮춤으로써 얻을 수 있는 에너지절감 효과와 강우 시 상당량의 빗물을 저류함으로써 기대되는 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 식물의 적극적인 도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 도시지역의 열섬현상완화와 유출저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 연직방향 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상자료를 Flux Profile Method를 적용하여 무강우기간과 강우발생기간 동안의 연직 방향의 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G) 을 산정하였다. 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 적용성을 평가하였다. 실험의 대조군인 일반 코팅재로 마감된 콘크리트 지붕의 무강우 기간 중 최대 현열속 693.82 W/m² 잠열속은 330.15 W/m² 으로 나타났으며, 실험군인 옥상녹화가 조성된 지붕의 최대 현열속 436.27 W/m², 잠열속 949.20 W/m² 으로 나타났으며, 산정치와 관측치 시계열의 NSE는 0.81 으로 Flux Profile Method를 통해 산정된 열속의 정확도는 비교적 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 방법으로 옥상녹화의 정량적 평가가 가능해짐으로써 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.153-163
• /
• 2014

본 연구는 건물부문 에너지기기(조명, 가전기기, 냉난방, 공조, 취사 등) 효율개선 정책방향과 탄소세정책을 시나리오로 구성하여 장기 에너지 계획 및 비용최적화 분석이 가능한 MESSAGE 모형을 통해 에너지 소비량과 온실가스 감축잠재량, 총 비용을 분석하였다. 효율개선 시나리오는 2010년부터 2030년까지 기준시나리오 대비 약 5,600천 TOE(전력 2,303 천TOE)의 에너지 저감 효과가 발생하였고, $104MtCO_2eq$의 온실가스를 감축하는 것으로 나타났다. 그에 따른 총 비용은 2,706,993백 만원으로 전망된다. 탄소세적용 시나리오는 $74MtCO_2eq$의 누적 온실가스 감축효과가 발생하였고, 총 비용은 2,776,473백 만원으로 전망된다. 시나리오별 톤당 온실가스 감축비용 범위는 -475~272원/$tCO_2eq$ 사이로 나타나고, 효율개선 축시나리오가 온실가스 감축정책방향으로 우선순위가 가장 높은 것으로 나타났다. 향후 건물부문의 온실가스 감축정책은 에너지 효율개선 정책을 우선적으로 펼쳐야 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.61-70
• /
• 2012

최근 정부는 '저탄소 녹색성장 기본법'을 시행하여 국가 총체적 차원에서 에너지 절감, 온실가스 저감을 위한 노력을 기울이고 있다. 건물부문에서는 건물외피와 단열재의 열적 특성을 검토하여 건물 자체의 단열성능을 높임으로써 에너지를 절감할 수 있다. 이 연구는 건물부문의 에너지 절감을 목적으로 건물에 적용 가능한 경량기포 콘크리트 단열패널을 개발하기 위한 연구로서, 기포제 종류(AES, AOS, VS, FP)와 기포제 희석농도(1%, 3%, 5%), 기포율(30%, 50%, 70%)에 따른 기포 콘크리트의 물리·역학적 특성 및 열적 특성을 검토하여 에너지 절감을 위한 단열재로서의 최적조건을 찾고자 하였다. 실험 결과, 발포율에 영향을 미치는 기포제가 포함된 수용액의 표면장력은 AOS를 사용한 경우가 다른 기포제를 사용한 경우보다 낮게 나타났다. FP는 표면장력의 저하량이 크지 않고 발포율이 낮기 때문에 저농도로 희석한 경우 다량의 수분을 함유하고 있는 안정적이지 못한 기포가 생성되어 3% 이상 사용하여야만 비교적 안정적인 기포를 만드는 것이 가능하였다. 또한, 압축강도와 열전도율은 저밀도 영역에서는 기포제 종류에 따른 차이는 발생하지 않았으나, 상대적으로 고밀도영역에서 압축강도는 AOS와 FP, 열전도율은 VS와 FP가 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 기포농도와 기포율이 증가할수록 공극 크기는 커지며 열린공극을 형성하는 것으로 나타났으며 모든 기포제에 대한 열전도율은 KS기준을 만족하여 우수한 단열재로서의 가능성을 보였다. 종합적인 분석 결과, FP를 농도 3%로 사용하여 제조한 시험체가 건물에 적용시 기포 콘크리트 단열패널로서 가장 우수한 성능을 발현할 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
• /
• 제7권1호
• /
• pp.25-30
• /
• 1994

본 고에서는 강한 바람이나 지진에 의한 고층 구조물의 진동을 감소시키기 위하여, 능동제어장치가 효과적으로 사용될 수 있음을 보이었다. 그러나 능동제어장치를 실제 구조물에 널리 적용하기에는 아직 많은 문제점들이 남아있다. 첫째, 효과에 비해 고가의 진동제어장치가 필요하며 유지관리에도 많은 비용이 필요하다. 또한 진동제어장치가 원활히 작동하기 위해서는 계속된 에너지의 공급이 있어야 하는데, 지진과 같은 과도한 구조물의 진동시 이를 보장할 수는 없다. 그러므로 극한상황에서는 진동을 오히려 증폭시킬 수도 있다. 둘째, Control Force의 산정시 사용되는 목적함수의 가중행렬을 결정하는 정형화된 방법이 아직 존재하지 않으며 효율적인 산정을 위해서는 많은 시행착오가 필요하다. 그밖에도 복잡한 실제 구조물의 단순한 모형화에 따라서 여러 문제점들이 발생하기 쉬우며, 실제 제어시에는 시간지연효과나 측정되지 못한 거동에 의한 문제 등이 있다. 구조물의 진동 저감방안에 대한 지금까지의 연구결과로는, 일반적인 경우에 있어서는 Base Isolator와 같이 재료의 감쇠특성을 이용하는 방법이 추천되고 있으나, 현재 내진설계된 고층건물과 같은 대형 구조물의 진동제어 등의 몇몇 경우에 있어서 능동제어의 필요성이 인정되고 있다. 좀더 안정적이고 효율적인 제어기법의 개발에 의해 많은 실제 구조물에 적용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.108-108
• /
• 2011

공동주택에서 2025년 정부가 추진하고 있는 Zero Energy 건축물 구현과 친환경에 대한 탄소배출 저감 문제로 재생에너지 생산시스템의 추가 적용은 반드시 필요하다. 따라서 공동주택 적용 및 활용성을 높일 수 있는 BIPV시스템 개발을 통하여 설치면적 확보와 세대 활용성을 높일 수 있도록 하는 것이 필요하다. 특히 거실 창호의 경우 주방향이 남향, 남동 또는 남서향으로 배치되어 태양광을 적용하기에 적합한 특성을 가지고 있다. 그러나 창호는 건물외피의 역할과 재실자가 조망과 정보취득을 얻을 수 있는 중요한 통로가 되기 때문에 단열 문제나 시야 차폐의 문제는 발생하지는 않도록 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 a-si타입 모듈 2개를 10% 투과율로 Bsck Coating 색상을 달리한 모듈과 c-si BIPV 모듈을 커튼월 창호시스템으로 개발, 일반 2중 창호시스템과 비교 평가를 위해 실제 Test bed 건물에 시공하여 시환경 및 실내 창측면 온도변화 측정 분석을 진행하였다. 현재 국내외 출시되고 있는 a-si see through 모듈은 10~30%의 투과율로 창 마감재로 대체가 가능하나 건축 환경(시환경,열환경)에 대한 분석은 전무한 상태이다. 본 연구에서는 시환경과 창유리면의 열 부하, 자외선, 적외선 차폐 및 가시광선의 투과율에 대한 평가와 Back Coating에 따른 색온도 평가를 통해서 a-si BIPV의 공동주택 세대 발코니 창호 적합성에 대한 검토를 진행하였다. 연구결과는 아래와 같다. ${\bullet}$ 실내조도는 청천공 정오기준 가시성 확보 모듈의 경우 2,300 ~ 3,500lx를 나타내고 있어 대비 현상이나 창측의 급격한 조도 변화가 적은 시환경 구축이 가능 ${\bullet}$ 12시경 휘도는 창측면, 실내 벽체, 코너 바닥면을 대상으로 a-si BIPV 모듈을 적용한 경우 휘도비가 12:1로 KS나 IESNA의 광원과 근접면의 비 20:1 범위에 모두 존재, 적합한 것으로 분석되었으나 c-si의 경우는 그림자로 인한 대비 현상이 발생, 작업 시환경 문제 발생. ${\bullet}$ 이중시스템 창호와 비교하여 단열 성능 떨어짐. 발전시간대 창유리 면 온도 상승 으로 하절기 냉방부하 증가. ${\bullet}$ 자외선은 100% 가까이 차단, 적외선은 13~42%만 투과되고 가시광선은 13% 투과율을 나타내어 일반 창에 칼라 코팅을 적용하는 것과 유사한 경향을 나타냄.

• KIEAE Journal
• /
• 제12권3호
• /
• pp.89-94
• /
• 2012

The international community is paying close attention to the climatic changes caused by the meteorological anomalies. In response to such phenomena, after the adoption of the United Nations Framework Convention on Climate Change in 1992, efforts to actively respond to the meteorological changes are proliferating all over the world; even in the Republic of Korea, the issue to tackle the meteorological changes has emerged as a top-priority national agenda. In the year of 2008, after the declaration of the low-carbon, green-growth paradigm by the government, the UNFCCC COP15 has announced a 30% reduction target of the emission of the greenhouse gases by 2020 as compared to the "Business As Usual, BAU" and has also confirmed, as a commitment plan to achieve reduction in the emission of greenhouse gases, the reduction target of greenhouse gases for all sectors, industries and years. (26.9% for buildings) Since the construction of the new apartment houses in the year of 2001, the "Building Energy Efficiency Rating", has been applied to newly constructed building complexes, built in 2010; the accumulated emission reduction has been evaluated at around 450,000toe and the accumulated carbon dioxide emission reduction is at $826,000tCO_2$ And through the prediction of these values under various scenarios (New construction, new construction / expansion of existing uses, when transferred to 1stgrade), the effects on the degree of reduction of greenhouse gases by the increased certification of the Building Energy Efficiency Rating are an alyzed and it is our aim to express the importance of the certification system capable of carrying out a quantitative evaluation of the building energy in order to establish the strategy to reduce the emission of carbon dioxide.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.9-20
• /
• 2014

철골 중간모멘트골조는 강한 지반운동에 대하여 적합한 저항능력을 확보하기 위한 지진력저항시스템으로서 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 국내의 대다수 중 저층 철골건축물은 내진설계가 도입되기 이전에 건설되었거나 현재의 내진설계기준의 요구조건을 준수하지 않은 것들로, 이러한 건물들이 가지는 내진성능에는 의문점이 존재한다. 이와 같은 문제점의 인식에 기반하여 본 연구에서는 국내 철골 중간 모멘트골조의 내진성능에 대한 정량적 제시를 목표로 우선 층수 종류, 지진에 대한 보유내력, 부재 연성도, 제진장치의 유무를 변수로 하여 표본 건물을 설계하였다. 표본 건물의 내진 성능과 붕괴 매커니즘은 비선형 정적해석과 증분동적해석으로부터 획득한 붕괴여유비와 붕괴확률을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 현행 국내기준에 따라 내진설계된 신축건물은 설계지진에 대해 충분한 내진성능을 가졌으며, 이에 반해 구조부재의 연성저감이 발생하거나 낮은 설계 밑면전단력에 대한 저항력을 가진 기존건물의 경우에는 높은 붕괴확률을 가지며 목표로 한 내진성능을 만족시키지 못하는 것으로 나타났다. 이와 같은 내진성능을 충족시키지 못하는 내진설계 도입 이전의 건물에 대해서 에너지 소산장치를 통해 보강하게 되면 장치의 에너지 소산능력뿐만 아니라 소성힌지의 재분배를 통해 붕괴확률 및 내진성능이 신축건물 수준으로 향상되었다.

• KIEAE Journal
• /
• 제17권3호
• /
• pp.99-106
• /
• 2017

Purpose: Most modern office buildings adopt the curtain wall system in order to provide occupants with the sense of openness and high-technology, which requires large window area. As a result, the amount of solar radiation increases, negatively affecting cooling load during the summer and increasing energy costs. However, the performance of window itself is not sufficiently controllable parameter to control thermal comfort and solar radiation. Therefore, a shading device such as venetian blind is required to control them and thus a variety of studies have been performed thus far. So, the purpose of this study is to improve the performance of blind through the development of blind control algorithm. Method: Among various input variables for the control of venetian blinds, the vertical solar radiation has been selected in this study as the primary input variable and the optimal control algorithm for venetian blinds were developed for each window orientation. Result: The developed optimal control algorithm has a positive effect on building energy savings.