파리협약 비준 이후 온실감축에 대한 중요성 및 국가 의무가 커짐에 따라 정부에서는 건축산업의 온실가스 감축을 위한 정책을 지속적으로 강화해 나가고 있으며, 특히 노후건축물에 대한 에너지 성능개선의 필요성을 강조하고 있다. 2014년 이후 정부에서는 공공 노후건축물 그린리모델링 사업의 시공비 지원 등으로 시범사업을 운영 중에 있으며 이를 통해 그린리모델링의 모범사례를 개발하여 민간에 그린리모델링을 활성 시키고자 한다. 본 연구에서는 공공 노후건축물의 그린리모델링을 통한 수준별 경제성을 분석하였으며, 해당건물의 대안을 계획하기 위해 건물 육안조사 및 장비측정을 수행하였다. 개선안은 대안을 종합한 그린리모델링 계획안으로 수준별 5개의 개선안을 개발하여 각 안에 대한 경제성을 분석하였다. 분석방법은 ECO2를 통한 1차 에너지소요량 산정 및 LCC 분석을 진행하였으며, LCC 측면에서는 개선 3, 4안(중간수준 안)이 가장 우수한 것으로 분석되었으며, 다음으로 최대비용안, 최소 비용 안 순으로 결과가 도출되었다. 이 결과로 향후 진행될 그린리모델링 성능계획 및 경제성 분석 시 기초자료로서 활용이 가능 할 것으로 예상된다.
주된 사용시간이 주간인 사무소 건물에서 주광의 이용에 따른 연간 에너지 절약효과는 매우 큰 것으로 나타나고 있다. 더욱이 주광의 효과적인 이용은 작업자의 쾌적감과 만족감을 증가시키면서 수적으로 작업성능 또한 향상시킬 수 있다. 주광의 이용여부는 건축설계의 기본요소들이 검토되는 초기설계단계에서 검토되어야 한다. 따라서, 본 연구는 초기설계단계에서 주광의 이용에 따른 연간 조명에너지 절약률을 예측할 수 있는 평가도구를 개발하는데 연구목적이 있다. 이러한 평가도구로서 본 연구에서 개발한 노모그래프는 편측창 모델사무실을 대상으로 인공조명기구의 소등률과 조절방식에 따라 연간 조명에너지량을 예측할 수 있다. 이 노모그래프는 디자인 초기단계에서 유용한 자연채광 설계도구로서 이용될 수 있을 것이다.
최근 급속하게 증가하고 있는 초고층 건축물은 바람이나 지진에 의한 횡변위를 효율적으로 제어하는 기술이 매우 중요하다. 그러나 국내의 초고층 주거형 건축물에 주로 사용되는 횡력 저항 구조시스템인 아웃리거 시스템은 별도의 공간을 요구하여 시공이 어렵고 공사 기간이 오래 걸리는 등의 불리한 점들이 있다. 반면 근래에 사용되고 있는 제진 시스템은 동적 하중에 의한 진동에너지를 부가적인 제진장치에 집중시킴으로써 건물의 횡변위를 저감시키며, 댐퍼의 설치도 비교적 용이하다. 또한, 아웃리거 설치와 같은 횡변위 제어시스템은 강성증가로 인해 풍응답이 증가되어 거주자의 불편과 같은 사용성 문제가 발생하기도 하며 이는 다른 추가적인 제어방식을 요구하게 된다. 따라서 본 연구에서는 초고층 주거형 건축물에 대한 횡변위를 효과적으로 제어하면서 아웃리거시스템을 대체 또는 보완할 수 있는 새로운 방법으로써 다양한 제진장치를 적용하여 각각의 횡변위제어 성능을 검토해보았다.
최근 지구환경의 문제가 사회적 이슈로 부각됨에 따라 자원절약 및 자원의 유효이용이라는 측면에서 일상생활에서부터 각종 산업분야에 이르기까지 재활용과 자원절약에 관한 관심이 날로 심화되고 있는 가운데 지구 온난화 방지, 자연환경파괴의 방지, 폐기물에 의한 환경오염 방지 등 지구환경보전 측면에서 콘크리트용 골재 자원의 고갈, 시멘트 소성에너지, $CO_2$ 저감 등은 해결이 불가피한 문제로서의 당면한 과제이다. 이에 따라 건설 산업의 분야에 있어서도 건축물의 내부에 축적되어 있는 막대한 양의 자원을 유효하게 활용하고 내구수명이 길게 설계된 장수명화 건축물을 안전하고 쾌적하게 유지 관리함으로써 불필요한 건설행위를 억제하여 지구자원 및 에너지를 절감하는 창조적인 사고가 필요하다고 할 수 있다. 본고에서는 건설폐기물 발생 억제 및 유한한 지구자원의 유효이용과 재활용을 활성화시킴으로서 지구환경부하 저감을 위한 건축생산 및 건축물의 성능설계 측면에서 건축적 요구와 지구환경을 고려한 건축물의 장수명화를 위한 방법 및 건설폐기물의 유효이용기술에 대해 소개하였다.
This paper compares the annual energy performance of four different types of air-conditioning systems in a medium-sized office building. Chiller and boiler, air-cooled VRF, ground-source VRF, and ground-source heat pump systems were selected as the systems to be compared. Specifically, the energy performance of the GSHP system and the ground-source VRF system were compared with each other and also with conventional HVAC systems including the chiller and boiler system and air-cooled VRF system. In order to evaluate and compare the energy performances of four systems for the office building, EnergyPlus, a whole-building energy simulation program, was used. The EnergyPlus simulation results show that both the GSHP and the ground-source VRF systems not only save more energy than the other two systems but also significantly reduce the electric peak demand. These make the GSHP and the VRF systems more desirable energy-efficient HVAC technologies for the utility companies and their clients. It is necessary to analyze the impact of partial load performance of ground-source heat pump and ground-source VRF on the long-term (more than 20 years) performance of ground heat exchangers and entire systems.
BIM의 생산성과 효율성 때문에 건축설계 방식으로 BIM을 선택하는 건축가들이 증가하고 있다. 또한 건물의 에너지 사용량에 대한 인식 제고와 환경에 대한 관심이 높아지면서 빌딩에너지 코드의 필요성에 대한 요구가 증가하고 있다. 현재 많이 사용하고 있는 2D CAD 설계방식으로는 건물 외피 에너지코드를 검정하는데 많은 시간과 노력이 소요되며 디자인 변경에 다른 즉각적인 대응이 어렵다. 이 연구의 목적은 BIM을 통한 건물 외피 에너지 모델링의 효율성을 보여주는 데 있다. 우리는 BIM을 통해 설계과정에서 디자인 변경에 따른 정보 값을 누락이나 재계산 과정 없이 동시에 산출할 수 있기 때문에 건물 외피 에너지코드 검증에서 생산성과 효율성을 높이는 데 기여할 수 있다. 연구의 절차는 다음과 같다. Revit 2011으로 만든 the Goldin at Essex Crossing 공동주택의 BIM을 사례 모델로 하여, 뉴욕시의 에너지 코드에 부합하기 위한 에너지 계획의 기준을 분석한다. Revit 모델의 설정을 통해 나온 결과 값과 뉴욕시의 에너지코드에서 요구하는 기준 값을 비교한다. 최종적으로 미국 에너지국 (U.S. Department of Energy)에서 제공하는 에너지 검증 프로그램인 COMcheck에 데이터값을 입력하여 건물 외피 에너지 성능이 뉴욕시 에너지 코드에 부합하는 지 여부를 체크한다.
건축물에서 사용되는 에너지를 줄이기 위하여 다양한 연구 및 정책이 진행되고 있으나 건축물에서 구조재 및 실내 외 마감재로 폭넓게 사용되는 목재의 열적 특성에 관한 연구는 미미한 실정이다. 이에 따라, 본 연구는 목질재료와 비 목질재료의 전열성능을 분석하기 위하여 목질재료가 주로 이용되는 주거용 건축물을 대상으로 열성능이 취약한(열교 발생) 부위를 선정하고, 각 부위별로 구조재와 마감재의 구성에 따라 총 16 Case에 대해 전열성능 분석을 실시하였다. 전열 해석 시뮬레이션 도구는 ISO 10211의 계산 방법을 따르는 Physibel Trisco를 이용하였다. 해석 부위의 모델링 역시 ISO 10211에서 제시된 기준에 의해 실시하였으며, 경계 온도 조건은 에너지절약설계기준에 따라 실내온도 $20^{\circ}C$, 실외온도 $-11.3^{\circ}C$(서울 기준)로 설정하였다. 구조는 콘크리트구조와 비 목질재료마감, 콘크리트구조와 목질재료마감 그리고 목구조에 목질재료마감의 경우에 따라 구분하였다. 부위는 벽체, 지붕, 층간바닥 및 최하층 바닥 등으로 구분하여 시뮬레이션을 진행하였다. 결과로서, 콘크리트구조의 경우 형상적 원인에 의해, 목구조의 경우 형상적인 원인에 재료적 원인이 더해져 다발적으로 열교가 발생함을 확인할 수 있었다. 추가적으로 콘크리트구조에서는 단열재의 불연속 부위에서 구조적인 열교가 발생하고 목구조에서는 구조적인 열교와 이질재료의 적용 부위에서 재료적 원인에 의한 열교가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 콘크리트 구조에 목질 실내마감재를 적용하였을 경우에는 벽체의 선형 열관류율 값이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
In this study, the effect of window installation position in the residential building with the external insulation was numerically investigated in terms of insulation performance and heating/cooling energy consumption. For different window positions, 2-D heat transfer simulation was conducted to deduce the linear thermal transmittance, which was inputted to the dynamic energy simulation in order to analyze heating/cooling energy consumption. Simulation results showed that the linear thermal transmittance ranges from 0.05 W/mK to 0.7 W/mK, and is reduced as the window is installed near the external finish line. Indoor surface temperature and TDR analysis showed that the condensation risk is the lowest when the window is installed at the middle of the insulation and wall structure. It was also found that the window installation near the external finish can reduce the annual heating/cooling energy consumption by 12~16%, compared with the window installation near the interior finish. Although the window installation near the external finish can achieve the lowest heating/cooling energy consumption, it might lead to increased condensation risks unless additional insulation is applied. Thus, it can be concluded that the window should be installed near the insulation-wall structure junction, in consideration of the overall performance including energy consumption, condensation prevention and constructability.
Low solar gain glazing should be applied on windows in order to reduce the solar radiation load. In a country where a cooling and a heating load coexist throughout the year, such as in Korea, a high solar gain glazing is need to reduce the heating load, but a low solar gain glazing should be applied to reduce the cooling load. Recently, dynamic windows have been developed for which the solar shading performance switches according to the amount of solar radiation flowing into the indoor space through the glazing, and these have been used in building to solve such problems. The purpose of this research is to analyze the energy performance of the electrochromic glazing for dynamic windows that has been extensively commercialized for office buildings in Incheon and Ulsan through an energy simulation implemented in the eQUEST program.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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