• 건축사
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• 통권477호
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• pp.79-84
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• 2009

오늘날 전 세계적으로 급격한 에너지 사용과 이에 따른 온실가스의 증가로 기후변화 현상이 세계 곳곳에서 나타나고 있다. 이러한 지구온난화는 산업화에 따른 에너지소비가 주요한 원인으로 꼽히고 있으며, 선진국에서는 에너지소비와 이산화탄소 방출을 줄이기 위한 노력을 적극적으로 추진하고 있다. 우리나라에서도 2013년부터는 온실가스 감축 의무 이행국에 포함될 것으로 예상되어 지속가능(sustainable)한 국가발전을 위한 노력을 기울이고 있으며, 저탄소 녹색성장을 화두로 적극 대처하고 있다. 우리나라는 세계10대 에너지 소비국이면서 97%의 에너지를 외국에 의존하고 있다. 더욱이 이산화탄소배출량은 세계9위를 차지하고 있다. 따라서 향후 선진국과 경쟁을 하기위해서는 산업구조를 시급히 개선하여 에너지 소비를 줄이고 이산화탄소 배출을 적극적으로 억제하여야 한다. 현재 국내에서 사용되는 전체 에너지 가운데 건물에서 소비되는 에너지는 약 40%정도를 차지하고 있다. 이에 따라 건물에서의 에너지 사용량을 줄이고 환경부하를 저감할 수 있는 친환경 건축물의 구축이 시급하며, 관련 기술 개발 및 실제 건축물에 적용을 위한 노력이 진행되고 있다. 친환경 건축 관련 기술은 오늘날 많은 신축 건물에 적용되고 있으나, 그 성능은 아직까지 미흡한 부분이 많다. 건축물의 설계단체에 환경성능 분석결과가 적절히 반영된다면 적은 노력과 비용으로 매우 우수한 친환경 건축물을 구축할 수 있다. 하지만 기존의 설계절차 및 성능분석 지원 시스템으로는 건축 설계단계에서 에너지 소비량을 포함한 친환경 성능을 분석하기에 많은 시간의 투입과 전문가의 도움이 필요하다. 다행히 최근에 이러한 건축물의 친환경 성능 분석에 건축정보모델링(Building Information Modeling, BIM)기술을 활용할 수 있는 연구가 진행되고 있다. 건축정보모델링은 컴퓨터를 이용하여 건축물의 설계 데이터뿐 만 아니라 관련 모든 정보를 모델링 하여 건축물의 설계단계부터 건물의 폐기단계까지 활용되는 기술이다. 이미 선진 외국에서는 활발한 연구가 진행되어 실용적용 단계에 있으며, 국내에서도 초기 연구가 진행 중이다. 이러한 건축정보모델링 기술이 친환경 건축물 구축기술에 활용된다면, 친환경 건축물 구축 및 성능 향상에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 녹색 성장의 기반이 될 수 있는 건축물의 설계 및 시공, 유지관리가 가능해 질것이다. 따라서 이번 연재에서는 지속가능한 설계와 건축정보모델링을 활용한 건축 환경 성능을 분석에 관한 내용을 주제별로 다루고 그 사례를 살펴보고자 한다.

• 건축사
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• 통권480호
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• pp.57-61
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• 2009

오늘날 전 세계적으로 급격한 에너지 사용과 이에 따른 온실가스의 증가로 기후변화 현상이 세계 곳곳에서 나타나고 있다. 이러한 지구온난화는 산업화에 따른 에너지소비가 주요한 원인으로 꼽히고 있으며, 선진국에서는 에너지소비와 이산화탄소 방출을 줄이기 위한 노력을 적극적으로 추진하고 있다. 우리나라에서도 2013년부터는 온실가스 감축 의무 이행국에 포함될 것으로 예상되어 지속가능(sustainable)한 국가발전을 위한 노력을 기울이고 있으며, 저탄소 녹색성장을 화두로 적극 대처하고 있다. 우리나라는 세계10대 에너지 소비국이면서 97%의 에너지를 외국에 의존하고 있다. 더욱이 이산화탄소배출량은 세계9위를 차지하고 있다. 따라서 향후 선진국과 경쟁을 하기위해서는 산업구조를 시급히 개선하여 에너지 소비를 줄이고 이산화탄소 배출을 적극적으로 억제하여야 한다. 현재 국내에서 사용되는 전체 에너지 가운데 건물에서 소비되는 에너지는 약 40%정도를 차지하고 있다. 이에 따라 건물에서의 에너지 사용량을 줄이고 환경부하를 저감할 수 있는 친환경 건축물의 구축이 시급하며, 관련 기술 개발 및 실제 건축물에 적용을 위한 노력이 진행되고 있다. 친환경 건축 관련 기술은 오늘날 많은 신축 건물에 적용되고 있으나, 그 성능은 아직까지 미흡한 부분이 많다. 건축물의 설계단계에 환경성능 분석결과가 적절히 반영된다면 적은 노력과 비용으로 매우 우수한 친환경 건축물을 구축할 수 있다. 하지만 기존의 설계절차 및 성능분석 지원 시스템으로는 건축 설계단계에서 에너지 소비량을 포함한 친환경 성능을 분석하기에 많은 시간의 투입과 전문가의 도움이 필요하다. 다행히 최근에 이러한 건축물의 친환경 성능 분석에 건축정보모델링(Building Information Modeling, BIM)기술을 활용할 수 있는 연구가 진행되고 있다. 건축정보모델링은 컴퓨터를 이용하여 건축물의 설계 데이터뿐 만 아니라 관련 모든 정보를 모델링 하여 건축물의 설계단계부터 건물의 폐기단계까지 활용하는 기술이다. 이미 선진 외국에서는 활발한 연구가 진행되어 실무적용 단계에 있으며, 국내에서도 초기연구가 진행 중이다. 이러한 건축정보모델링 기술이 친환경 건축물 구축기술에 활용된다면, 친환경 건축물 구축 및 성능 향상에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 녹색 성장의 기반이 될 수 있는 건축물의 설계 및 시공, 유지관리가 가능해 질것이다. 따라서 이번 연재에서는 지속가능한 설계와 건축정보모델링을 활용한 건축 환경 성능을 분석에 관한 내용을 주제별로 다루고 그 사례를 살표보고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.543-553
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• 2021

한국은 건물부문 온실가스 감축 목표 달성을 위한 핵심정책으로 2020년부터 공공부문 신축 건축물을 대상으로 제로에너지건축물 인증 의무화를 시행하였다. 이 논문은 궁극적인 Net Zero 에너지건축물 달성하는 데 있어서 정부의 정책에 따른 건축물 에너지성능의 변화 추세를 파악하고, 최근 건축물에 적용된 에너지기술 성능의 변화 추이를 분석하는 방법론을 제시함으로써 궁극적으로는 장기적인 Net Zero를 달성하고자 하는 정책 환경의 변화에서 건축 관련 이해 관계자들이 건축물 유형별로 적절한 에너지기술들을 적용하는데 도움을 주고자 한다. 본 연구를 위해 최근 4년간 건축물 에너지효율등급 예비인증 데이터를 수집하여 건축물의 에너지성능이 상승하는 추세를 확인하였다. 또한, 최근 건축물에 적용된 에너지기술들의 에너지성능 현황을 분석하기 위하여 K-means 군집분석 활용해 교육연구 시설과 업무시설의 High, Low 에너지성능 군집을 통해 비교군(2016년~2020년, 2020년) 설정하여, 분석하였다. 분석 결과 교육연구 시설의 High, Low 군집 모두 태양광 모듈 면적의 증가율이 261.1%, 283.5% 급증하였으며, 업무시설은 High, Low 군집 모두 태양광 모듈 면적이 감소하는 반면에 대부분의 패시브, 액티브 기술의 에너지성능이 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.603-613
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• 2021

한국은 건물부문 온실가스 감축 목표 달성을 위한 핵심정책으로 2020년부터 공공부문 신축 건축물을 대상으로 제로에너지건축물 인증 의무화를 시행하였다. 이 논문은 제로에너지건축물을 활성화 시키고자 하는 정책 환경에서 건축 관계자들이 제로에너지건축 구현에 의사결정을 위해 참조할 수 있는 에너지절감 기술과 경제성 요인을 제시하는 것이 목적이다. 본 연구를 위해 최근 3년간 건축물 에너지효율등급 인증 자료와 공공기관을 대상으로 공사비 세부 내역서 자료를 수집하여 건축물 에너지 항목에 대한 공사비를 분석하였다. 또한, 건축물 에너지효율등급 인증 자료를 바탕으로 베이스라인 건축물의 각 에너지항목별 에너지성능을 도출하였으며, 베이스라인 건축물의 에너지항목에 대해 단계적으로 에너지성능 값을 상승을 시키는 반복적 시뮬레이션을 통해 제로에너지건축물의 에너지항목별 에너지성능 값을 도출하였다. 최종적으로 도출된 베이스라인 건축물과 제로에너지건축물의 에너지성능 값에 조사된 에너지항목별 공사비를 적용하여, 베이스라인 건축물과 제로에너지건축물의 에너지항목별 공사비를 도출하였다. 그 결과 제로에너지건축물을 구현하는 데 조명설비가 10.5%로 에너지절감에 가장 큰 기여를 하며, 냉·난방 시스템의 공사비 증가분이 9.1%로 가장 작은 것으로 분석되었다.

• 월간 기계설비
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• 통권233호
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• pp.44-46
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• 2009

국토해양부는 지난 10월 5일 이명박 대통령 주재로 열린 녹색성장위원회 회의에서 '녹색도시 건축물 활성화 방안'을 보고했다. 이 방안은 온실가스 감축과 저탄소 녹색성장을 구현하기 위해 건축물의 에너지를 획기적으로 감축하는 내용의 장기 마스터플랜이다. 녹색건축물 활성화 전략은 에너지소비총량제 등 신축건물 대책과 에너지소비증명서 등 기존 건축물 대책으로 나뉜다. 정부는 건축물의 에너지성능을 단계적으로 강화하여, 2025년부터는 모든 신축 건축물에 대하여 제로에너지 건축물(외부에서 유입되는 에너지가 제로인 건축물)을 의무화할 계획이다.

• 융합정보논문지
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• 제9권1호
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• pp.54-60
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• 2019

최근 기후변화로 인한 외부 열환경이 악화되고 있으며, 이로인한 건축물에너지사용량이 상승하고 있다. 기후변화 대응형 건축물 저에너지 기술 성능평가를 위하여 Energy Plus를 활용하였다. 실험군 유형은 기본건축물(Control)과 기화냉각시스템(EMS)이며, 유형별 분석결과를 비교하였다. 에너지성능평가결과 냉방피크부하는 Control 대비 EMS에서 약 9% 이상 저감률을 보였다. 단위면적당 연간 냉방부하는 Control 대비 EMS에서 약 17% 이상 저감률을 나타내었다. 단위면적당 연간 에너지사용량은 Control 대비 EMS에서 약 10% 이상 저감률을 보였다. 따라서 건축물 에너지저감기술로 기화냉각시스템의 효과는 양호한 것으로 판단되었으며, 향후 기화냉각시스템의 분사량 및 이격거리에 따른 건축물에너지성능평가 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 전기저널
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• 통권458호
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• pp.53-55
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• 2015

국토교통부는 '건축물의 에너지절약 설계기준'과 관련해 지난해 9월, 12월 두 차례 개정하고 시행에 들어갔다. 이 기준은 건축물의 효율적인 에너지관리를 위해 열손실 방지 등 에너지절약 설계에 관한 기준, 에너지절약계획서 및 설계 검토서 작성기준, 녹색건축물의 건축을 활성화하기 위한 건축기준 완화 등에 관한 사항을 담고 있다. 특히 9월 개정에서는 LED조명 설치 확대, 에너지성능지표(EPI) 전기부문 검토항목 추가 등 전기부문에 대한 내용이 다수 포함돼 있어 관계자들의 관심이 요구된다. 개정내용 중 전기부문에 대해 자세히 해설한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권6호
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• pp.539-547
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• 2019

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.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.81-82
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• 2010

전 세계적 경제성장 및 신흥경제국 수요 증가로 에너지 수급 불균형 및 기존 화석연료 과다사용으로 온실가스 배출량도 급격히 증가함에 따라 글로벌 에너지 및 자원 고갈의 위기가 심화되고 있다. 이에 따라 주변 생활환경 개선 및 자연 생태 보존 등을 통해 쾌적한 삶에 대한 요구 충족을 위한 에너지 관리 및 소비의 중요성이 대두되고 있다. 건축분야에서도 에너지 절감에 대한 많은 대책과 연구를 진행하고 있으며 친환경 건축의 에너지 등급과 저에너지 검증을 위해 초기단계부터 에너지 성능분석을 검증할 수 있는 BIM(Building Information Model) 기술 개발 및 상용화를 통해 건물의 에너지 성능을 객관적으로 예측하는 기술을 활용하여 기존건축물에서의 에너지 성능 분석 및 BIM 기반 친환경 건축 프로세스의 가능성을 제시했다. 따라서 본 연구에서는 BIM을 이용한 기존건축물의 에너지 성능 분석을 통해 객관적인 데이터를 수집하고 이를 지도화 하여 에너지 관리의 효율적인 소비 및 관리방안에 대해 연구하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.625-632
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• 2018

본 연구는 최근 자원고갈 문제에 따른 에너지 절감을 바탕으로 총 에너지 수요에서 높은 비중을 차지하고 있는 건축물 에너지의 수요 감축에 목적을 두었고 국내에서 에너지절약형 건축물 설계를 위해 고시한 단열기준을 보다 효과적으로 조정하기 위한 보완점을 제시하고 에너지절약형 고단열, 고기밀 건축물의 쾌적성 유지의 한계점을 추가 보완하고자 야간외기 환기시스템을 도입하며 종합하여 최종 저에너지건축물 설계모델을 제시하였다. 먼저, 단열성능의 효과적 조정 모델은 건축물의 각 경사면별로 다르게 조정하여 각각의 수요 민감도를 충분히 고려할 수 있는 방법을 제시하고, 야간외기 도입 모델의 경우 건축물의 에너지 성능을 최대로 할 수 있는 모델을 선정하였다. 두 가지 모델을 결합한 최종 저에너지건축물 모델은 결과적으로 대상 건축물의 남, 북의 경사면 단열을 강화한 모델과 야간외기를 통한 환기 시스템을 단시간 운전한 모델이었으며 국내 단열기준에 의거한 Base 모델과 비교할 때 약 6~7%의 절감효과를 보였다. 따라서, 본 연구에서 제시하는 효과적 단열조정법과 야간외기 도입은 저에너지건축물 모델 설계에 있어 수요 민감도 분석 선행의 필요성을 환기시키는 점에서 시사점이 높고 대상 건축물의 건물에너지 수요를 저감할 수 있는 설계모델로 활용도가 높을 것이다.