Due to global warming issues caused by climate changes which are internationally being highlighted, recently, there are lots of efforts under way to reduce energy consumption in various fields. Currently, 25 percent of energy consumption in Korea are being generated from buildings and especially, nearly 54 percent of them are being consumed by households. This study, therefore, aims to consider energy consumption status in the existing rural houses and analyze structure system performance, window system performance and air-permeability of domestic passive-type buildings using PHPP which is an analysis program of building energy to improve energy consumption problems in rural areas. Then, energy reduction plans in rural houses were proposed, by comparing and analyzing energy reduction of the existing rural houses, based on these data.
가정용에서 사용되고 있는 에너지는 도시가스와 전기에너지로 구분할 수 있으며, 가정용 에너지 소비형태는 도시가스보다 전기에너지의 사용량이 증가하고 있다. 최근에는 저탄소 및 에너지 절감에 대한 이슈로 인해 전전화(全電化) 주택에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다. 이에 따라 누적된 에너지 소비 형태를 이용하여 가정용에서 소비된 에너지원별 사용량 및 에너지 지출비용을 분석하였다. 분석 결과 1차 에너지원인 도시가스 사용량의 감소와 더불어 전기에너지의 사용량이 점차 증가하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 과거 25년간의 에너지 소비 이력 데이터를 이용하여 가정용에서 사용되는 에너지원의 사용량을 분석하고, 전전화 주택 도입 시 예상되는 전력량 및 열에너지 양과 에너지 비용을 분석하였다.
스마트주택은 IT 기술에 대한 관심의 증가와 함께 가장 중요한 미래 주택의 대안으로 주목받고 있으며, 본 연구는 스마트주택 기술이 어떻게 거주자의 변화하는 니즈를 반영하고 있는지 기술개발 현황을 분석하고자 하였다. 연구방법으로는 첫째, 미래의 라이프스타일니즈를 파악하기 위한 내용분석을 실시하였고. 둘째, 전 세계의 대표적 미래 스마트 주택 사례를 선정하여 스마트 기술요소를 분석하였다. 그 결과, 자동화관련 기능이 가장 높은 35%의 비중을 차지하였고, 건강관련 기능이 19%, 그 뒤를 이어 여가 및 에너지 관련 기능이 15%였으며, 정보지원기능이 11%, 관계지원 기능은 6%에 머물렀다. 스마트 주택은 높은 기술비용을 고려할 때 거주자들의 실질적 니즈를 반영해야 하며, 본 연구는 스마트주택의 현황을 기술적 관점이 아닌 거주자의 니즈를 중심으로 분석하였다는 데 그 의의가 있다. 향후 거주자의 세분화된 니즈에 따라 특화된 의료주택, 에너지절감주택 등 다양한 형태의 스마트 주택개발 연구가 이어져야 것이다.
온실가스 과다 배출로 인한 지구 온난화 현상은 전 세계 기후변화 현상을 일으키고 있다. 국내 주거용 건축물에서 발생하는 온실가스는 전체의 약 10%를 차지하고 있고, 노후 공동주택이 점차 증가하고 있는 추세에 있다. 본 연구에서는 공동주택 유지관리 단계에서 에너지 사용량에 대한 지속적 체계적 관리를 수행하기 위한 기반을 구축하고자 한다. 이러한 모델 개발을 위한 연구 프로세스 및 방법은 다음과 같다. 첫째, 서울시 소재의 공동주택을 연구대상으로 설정하였고, 이러한 공동주택의 특성 및 가스 에너지 소비량에 대한 데이터를 수집하였다. 둘째, 통계적인 분석을 통해, 에너지 소비에 영향을 주는 주요 특성들을 선정하였고, 이를 기준으로 온톨로지 기반의 분류체계를 구축하였다. 셋째, 온톨로지 기반의 공동주택 분류체계를 근간으로 하는 에너지 사용량 예측모델을 개발하였으며, CBR, ANN, MRA, GA 등의 방법론을 적용하였다. 본 연구에서는 데이터 분석 및 예측을 위해 PASW (Predictive Analytics SoftWare) Statistics 18, Microsoft EXCEL, Prot$\grave{e}$g$\grave{e}$ 4.1 등의 프로그램을 활용하였다. 향후 본 연구에서 개발한 모델을 웹 기반 시스템으로 개발함으로써, 공동주택 에너지사용량을 지속적이고 체계적으로 관리할 수 있을 기반이 마련될 것이다. 또한, 정부, 지자체의 시설물 관리 담당자 및 공동주택 관리자로 하여금 명확한 근거자료를 기반으로 하여, 공동주택 단지별 적정수준의 에너지 소비량을 제시함으로써, 시설물의 개선여부를 결정할 수 있는 의사결정 지원모델을 개발하고자 한다.
The aim of this study is to analyze the influence of various factors on energy consumption of apartment buildings. Energy consumption data of the Green Together, integrated building energy management system maintained by the government were used, and end-use and primary energy consumption data of 2012 were analyzed for 181 apartment complexes completed between 2004 and 2011 in Seoul. Energy consumption by use, source and heating type were analyzed. Then, energy consumption trends were analyzed and suggested according to energy efficiency ratings, number of households, areas for exclusive use, number of floors, core types, building types, orientations and completion years.
이 연구에서는 주택과 도시 시설물에 적용이 가능하고, 시설물의 수요특성에 적합한 맞춤형 하이브리드형 에너지블록을 압전과 전자기 유도방식을 동시에 활용하여 개발하고자 하였다. 이를 위하여 에너지하베스팅 블록의 종류별 특성과 요구조건을 분석하고 그에 따른 에너지블록의 개선방향 및 적용방안을 도출하였다. 이러한 방안에 따라 선행연구에서 개발된 프로토타입 에너지블록의 특성 및 성능과 이 연구에서 개발된 하이브리드 에너지블록과의 성능을 비교분석 하였다. 비교결과, 하이브리드 에너지 블록이 기존 프로토타입에 비하여 1회 가진 시 12.7배, 그리고 5회 연속가진 시 28.9배의 출력을 나타냈다. 이는 연구목적인 W급의 전기에너지 생산목적에 부합되는 것으로, 주택 및 도시시설물에 적용이 가능할 것으로 사료된다.
지속적인 화석연료의 사용으로 온실가스의 배출량이 증가되어 지구온난화 현상이 발생함에 따라 이를 막으려는 국내 외 움직임이 활발하게 전개되고 있다. 그에 따른 국내의 에너지절약정책 실현과 관련하여 에너지소비율이 높은 건물부문은 에너지감축 잠재량이 산업, 수송 등 다른 부문에 비해 가장 큰 부문이다. 효과적인 에너지감축의 최선책으로 효율적인 에너지절약설계 및 최적의 에너지수요관리를 위해 건물의 에너지 사용에 대한 통합데이터가 필요하나 기존 통계데이터는 대부분 공급통계 데이터를 기반으로 하고 있어 활용에 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 단일건물은 아니지만 에너지 다소비군인 공동주택이라는 부분적인 수요단의 실시간으로 생성 저장되는 에너지사용량 데이터를 수집하고 에너지소비에 영향을 줄 수 있는 변수를 설정하여 통계 분석함으로써 향후 건축물 또는 시설의 에너지 및 비용상승이 없는 최적의 에너지절약설계와 효율적이고 안정된 에너지수요관리를 위한 기초자료로 활용되기를 기대한다.
건축물에서 냉방과 난방에 많은 양의 에너지가 소요되고 있다. 건축은 $CO_2$ 발생을 줄이고 에너지 소비 저감을 위하여 냉 난방 부하를 최소화할 필요성이 있다. 그리고 최근 주거문화는 친환경적이고 실내 쾌적성을 중시하는 방향으로 변화하면서 단독주택의 수요가 증가하고 있다. 국내 단독주택의 구조는 크게 조적조, 콘크리트조, 목조 주택으로 구분할 수 있다. 따라서 본 논문은 세 가지 구조방식(조적, 콘크리트, 목조)으로 구성된 동일 면적 단독주택의 냉 난방 부하와 에너지 요구량을 분석하였다. 구조방식별 벽체, 지붕, 바닥 레이어를 구성하였고, 각 레이어의 열관류율(U-value)은 목조 벽체와 같이 스터드를 고려해주기 위하여 PHPP 계산법을 이용하였다. 또한 스터드 유무에 따른 차이를 비교 분석하기 위하여 목조 벽체에서 스터드를 고려하지 않은 경우(비 스터드)를 분석하였다. 분석은 엑셀을 기반으로 자체 개발한 냉 난방 부하 산출 프로그램(CHLC)과 ECO2를 이용하였다. 냉 난방 부하와 에너지 요구량 결과, 목조 구조가 가장 높은 결과를 보였고 콘크리트 구조는 두 번째로 높은 값을 유지하는 것을 확인하였다. 두 구조방식은 에너지소비 측면에서 불리하다고 판단하였다. 결론적으로, 동일한 조건에서의 조적 구조는 다른 구조방식에 비하여 냉 난방 부하 및 에너지 요구량에 있어 유리하며, 목조 구조에서 스터드로 인한 열교를 제외한다면 에너지소비를 줄일 수 있다고 판단되었다.
건축물의 에너지소비를 줄이기 위해 건물의 기밀도가 지속적으로 향상되고 있으며, 이로 인해 건물 내부의 평균적인 상대습도가 높아지고 있다. 평균 상대습도가 높아짐에 따라 단열 취약부 및 습기발생 행위 시 결로가 발생하며, 습기제어를 위하여 기계 환기장치의 중요성이 향상되고 있다. 그러나, 기계환기장치는 추가적인 에너지 소비 및 소음 발생으로 재실자의 불쾌감을 유발하기 때문에, 서로 상충되는 기준에 대한 적절한 환기전략 선정이 필요하다. 본 연구에서는 공동주택 내 기계환기장치의 환기성능, 에너지 소비량, 소음도를 측정하여, 서로 상충하는 운영기준 중 우선순위에 있는 환기전략을 찾기위해 다기준 의사결정기법인 TOPSIS를 이용하였다. 또한, 재실자의 환기장치 운영기준 선호도에 따라 달라지는 적절 환기전략을 도출하였으며, 향후 AI 기술을 활용한 재실자 맞춤 환기전략 제시가 가능할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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