본 연구는 공동주택의 설계단계에 있어서 건물의 에너지 성능 향상을 위한 적정창호 선택을 위한 기초 자료의 제공을 목적으로 한다. 국내외 창호 관련법 및 규격 조사를 시작으로 국내 출시·판매중인 공동주택용 창호의 단열성능을 조사하고, 창호의 단열성능에 따른 냉난방 부하 및 에너지 소비비용 분석과 시공비용 조사를 통해 창호의 경제성을 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 국내외 창호 관련법을 비교한 결과, 국내의 기준인 3.0 W/㎡K은 독일, 프랑스, 영국 등의 유럽 선진국과 미국의 ...
본 연구는 공동주택의 설계단계에 있어서 건물의 에너지 성능 향상을 위한 적정창호 선택을 위한 기초 자료의 제공을 목적으로 한다. 국내외 창호 관련법 및 규격 조사를 시작으로 국내 출시·판매중인 공동주택용 창호의 단열성능을 조사하고, 창호의 단열성능에 따른 냉난방 부하 및 에너지 소비비용 분석과 시공비용 조사를 통해 창호의 경제성을 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 국내외 창호 관련법을 비교한 결과, 국내의 기준인 3.0 W/㎡K은 독일, 프랑스, 영국 등의 유럽 선진국과 미국의 열관류율 범위인 1.5～2.5 W/㎡K 에 비해 평균 30～40% 높은 수준으로 오는 2010년 열관류율을 2.3 W/㎡까지 낮추고, 로이유리의 사용을 의무화하는 기준 강화안이 제안되고 있다. 국내외 창호 규격의 비교 결과, 국내 규격인 KS와 JIS의 경우 그 내용이 동일하였으며, DIN의 경우 창호를 포함한 외피의 열관류율 기준, 창호의 단열성능 시험방법 뿐만 아니라 열관류율 계산과 관련된 규격 등 국내와 비교해서 창호와 관련된 다양한 규격을 두고 있다. 2) 창호의 단열성능은 창호의 유리, 프레임 등의 구성재의 단열성능에 의해 결정되며, 본 연구에서는 창호의 열성능 해석 프로그램인 Window 5.0을 이용해 구성재에 따른 창호 단열성능을 분석하였다. 창호 유리는 로이코팅을 하는 경우, 열관류율은 1.819 W/㎡K, 차폐계수는 0.563으로 일반 이중유리에 비해 열관류율은 약 0.9 W/㎡K, 차폐계수는 약 0.2 의 감소효과가 있었으며, 고중량, 저전도 가스를 주입하였을 때, 그 단열효과는 최대 35%까지 증가하는 것으로 나타났다. 창호 프레임의 경우 알루미늄 창호는 폴리아미드 단열재를 충진하더라도 PVC 창호나 목재 창호에 비해 열관류율이 약 0.5～0.6 W/㎡K 높게 나타났다. 3) 현재 출시 판매중인 국내의 창호 유리와 공동주택용 창호의 단열성능 조사결과, 창호 유리의 열관류율은 유리의 두께와 유리층수에 영향을 받고, 차폐계수는 유리의 두께나 층수보다는 로이코팅 여부, 유리의 색에 따른 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 이중유리의 경우 단판 유리와 비교했을 때 차폐계수의 차이는 거의 없었고, 열관류율의 경우 약 2.5 W/㎡K의 낮게 나타났다. 로이이중유리는 이중유리에 비해 최대 0.45 가량의 차폐계수 감소효과와 약 1.0 W/㎡K의 열관류율 감소효과가 있는 것으로 나타났다. 창호 전체의 열관류율 조사 결과, 이중창의 경우 평균 열관류율이 1～2 W/㎡K대에 분포하여 단창에 비해 그 단열성능이 두 배 가량 뛰어나며, 알루미늄 창호의 경우 열교 차단재를 삽입하더라도 PVC 창호에 비해 평균 열관류율이 약 42% 높은 것으로 나타났다. 4) 표준주택모델을 대상으로 동적 열부하시뮬레이션을 행한 결과, 열관류율을 2.5 W/㎡K로 고정한 경우, 차폐계수가 0.1 높아짐에 따라 연간 냉난방 부하는 약 5%감소하고, 차폐계수를 0.6으로 고정한 경우 열관류율이 0.5 W/㎡K 증가함에 따라 연간 냉난방 부하는 약 22% 증가하는 것으로 나타났다. 조사된 창호 중 20가지 케이스를 적용한 결과, 최저 단열사양인 열관류율 3.115 W/㎡K의 제품 대신 최고 단열사양인 열관류율 0.595 W/㎡K의 제품을 사용하였을 경우 약 41%의 냉난방 부하 감소효과가 발생하였다. 5) 부하를 냉난방 소비비용으로 환산하고, 이를 창호 시공비용 조사 결과와 비교하여 창호의 경제성을 평가하였다. ‘단순 투자회수기간법’을 통해 초기 투자 비용의 상환기간을 분석한 결과, 기준창호(최저단열사양의 창호, 열관류율 3.115 W/㎡K, 차폐계수 0.84) 대비 3차 강화안 기준(열관류율 2.300 W/㎡K, 차폐계수 0.50)의 창호를 적용하면 약 43%의 시공비가 상승하게 되고 냉난방비 절감을 통한 시공 상승비용의 회수에는 약 11년의 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 역으로 20년을 기준으로 적정창호를 찾게 되면 조사된 전 창호에 대해 20년 안에 창호의 시공비 상승분의 회수가 가능한 것으로 나타났다.
본 연구는 공동주택의 설계단계에 있어서 건물의 에너지 성능 향상을 위한 적정창호 선택을 위한 기초 자료의 제공을 목적으로 한다. 국내외 창호 관련법 및 규격 조사를 시작으로 국내 출시·판매중인 공동주택용 창호의 단열성능을 조사하고, 창호의 단열성능에 따른 냉난방 부하 및 에너지 소비비용 분석과 시공비용 조사를 통해 창호의 경제성을 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 국내외 창호 관련법을 비교한 결과, 국내의 기준인 3.0 W/㎡K은 독일, 프랑스, 영국 등의 유럽 선진국과 미국의 열관류율 범위인 1.5～2.5 W/㎡K 에 비해 평균 30～40% 높은 수준으로 오는 2010년 열관류율을 2.3 W/㎡까지 낮추고, 로이유리의 사용을 의무화하는 기준 강화안이 제안되고 있다. 국내외 창호 규격의 비교 결과, 국내 규격인 KS와 JIS의 경우 그 내용이 동일하였으며, DIN의 경우 창호를 포함한 외피의 열관류율 기준, 창호의 단열성능 시험방법 뿐만 아니라 열관류율 계산과 관련된 규격 등 국내와 비교해서 창호와 관련된 다양한 규격을 두고 있다. 2) 창호의 단열성능은 창호의 유리, 프레임 등의 구성재의 단열성능에 의해 결정되며, 본 연구에서는 창호의 열성능 해석 프로그램인 Window 5.0을 이용해 구성재에 따른 창호 단열성능을 분석하였다. 창호 유리는 로이코팅을 하는 경우, 열관류율은 1.819 W/㎡K, 차폐계수는 0.563으로 일반 이중유리에 비해 열관류율은 약 0.9 W/㎡K, 차폐계수는 약 0.2 의 감소효과가 있었으며, 고중량, 저전도 가스를 주입하였을 때, 그 단열효과는 최대 35%까지 증가하는 것으로 나타났다. 창호 프레임의 경우 알루미늄 창호는 폴리아미드 단열재를 충진하더라도 PVC 창호나 목재 창호에 비해 열관류율이 약 0.5～0.6 W/㎡K 높게 나타났다. 3) 현재 출시 판매중인 국내의 창호 유리와 공동주택용 창호의 단열성능 조사결과, 창호 유리의 열관류율은 유리의 두께와 유리층수에 영향을 받고, 차폐계수는 유리의 두께나 층수보다는 로이코팅 여부, 유리의 색에 따른 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 이중유리의 경우 단판 유리와 비교했을 때 차폐계수의 차이는 거의 없었고, 열관류율의 경우 약 2.5 W/㎡K의 낮게 나타났다. 로이이중유리는 이중유리에 비해 최대 0.45 가량의 차폐계수 감소효과와 약 1.0 W/㎡K의 열관류율 감소효과가 있는 것으로 나타났다. 창호 전체의 열관류율 조사 결과, 이중창의 경우 평균 열관류율이 1～2 W/㎡K대에 분포하여 단창에 비해 그 단열성능이 두 배 가량 뛰어나며, 알루미늄 창호의 경우 열교 차단재를 삽입하더라도 PVC 창호에 비해 평균 열관류율이 약 42% 높은 것으로 나타났다. 4) 표준주택모델을 대상으로 동적 열부하 시뮬레이션을 행한 결과, 열관류율을 2.5 W/㎡K로 고정한 경우, 차폐계수가 0.1 높아짐에 따라 연간 냉난방 부하는 약 5%감소하고, 차폐계수를 0.6으로 고정한 경우 열관류율이 0.5 W/㎡K 증가함에 따라 연간 냉난방 부하는 약 22% 증가하는 것으로 나타났다. 조사된 창호 중 20가지 케이스를 적용한 결과, 최저 단열사양인 열관류율 3.115 W/㎡K의 제품 대신 최고 단열사양인 열관류율 0.595 W/㎡K의 제품을 사용하였을 경우 약 41%의 냉난방 부하 감소효과가 발생하였다. 5) 부하를 냉난방 소비비용으로 환산하고, 이를 창호 시공비용 조사 결과와 비교하여 창호의 경제성을 평가하였다. ‘단순 투자회수기간법’을 통해 초기 투자 비용의 상환기간을 분석한 결과, 기준창호(최저단열사양의 창호, 열관류율 3.115 W/㎡K, 차폐계수 0.84) 대비 3차 강화안 기준(열관류율 2.300 W/㎡K, 차폐계수 0.50)의 창호를 적용하면 약 43%의 시공비가 상승하게 되고 냉난방비 절감을 통한 시공 상승비용의 회수에는 약 11년의 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 역으로 20년을 기준으로 적정창호를 찾게 되면 조사된 전 창호에 대해 20년 안에 창호의 시공비 상승분의 회수가 가능한 것으로 나타났다.
This study investigated thermal insulation properties of windows for an apartment house on sale and analyzed the economical efficiency of windows to provide a database of window, from which to select the optimum window to improve of energy performance of building at the design phase. First of al...
This study investigated thermal insulation properties of windows for an apartment house on sale and analyzed the economical efficiency of windows to provide a database of window, from which to select the optimum window to improve of energy performance of building at the design phase. First of all this study researched internal and external regulations and the standards concerned with thermal insulation properties of windows and analyzed thermal insulation properties of window according to the window components assembly with window thermal analysis program 'Window 5.0'. Continuing, to analyze thermal insulation properties of window products on sale, investigation and analysis of the SC and U-value of glazing system and the U-value of a whole window system including glazing and frame was conducted on both glazing companies and window companies. Based on the investigation, the saving effects of cooling and heating load in case, installing high-insulated windows analyzed by using the heat load simulation program and, then this study analyzed the economical efficiency through the comparison of the expense of window and the expense of energy consumption converted by heating and cooling load. Accomplished results of this study are as followed. 1) As a result of the comparison of internal and external regulations concerned with thermal insulation properties of windows, internal regulations of window U-values, 3.0 W/㎡K is not that high a level yet compared with the thermal insulation standards of major industrialized nation-United States, Japan and Germany etc. In 2010, tighter standard that lowers the U-value of windows to 2.3W/㎡·K and requires Low-E(Low Emission) glazing system as a must is suggested. As a result of the comparison of internal and external standards KS and JIS are the same and in case of DIN there are various standards such as the test method of thermal insulation of window, calculation of thermal transmittance of window. 2) Thermal insulation performance of window is determined by window components such as glazing and frame, so this study analyzed thermal insulation properties of window according to the window components assembly with window thermal analysis program Window 5.0'. U-value of Low-E double Glazing is 1.819 W/㎡K, SC is 0.563, this figure is lower than double glazing, by U-value 0.9 W/㎡K, SC 0.2. And if the air of glazing cavity is replaced by high weight and low conductive gases such as argon or krypton, the insulation effect of glazing is increased. In the case of frame, the U-value of aluminum windows is higher than U-value of PVC windows by about 0.5 W/㎡K despite of insertion of polyamid insulation. 3) As a result of investigation of window product on sales, It is revealed that the SC is changeable if a window is Low-E coated and by the colors of windows. U-value of windows is highly related to the thickness and the kind of the windows rather than the colors of the windows. The thermal insulation properties of double window whose U-value is distributed 1～2 W/㎡K is twice of the thermal insulation property of double window. The mean U-value of a PVC window is about 1.0 W/㎡K beneficial compared to the mean U-value of an aluminum window, so it is concluded that it is highly advantageous to take into consideration the thermal insulation property. 4) In case of 85㎡ standard housing model, as the SC increases by 0.1, it shows that annual cooling and heating loads decrease by approximately 5%, fixing the U-value 2.50 W/㎡K. And as U-value of a window increases by 0.5 W/㎡K, annual cooling and heating loads increase by approximately 15%, fixing SC 0.6. Consequently, it is shown that it is advantageous to take a window where the U-value is low, and the SC is low as well. In the case of the 20 window products investigated, the highest insulated product(U-value 0.595 W/㎡K, SC 0.50) can save cooing and heating load by 50% as compared with the lowest insulated product(U-value 3.115 W/㎡K, SC 0.84). 5) This study analyzed economical efficiency through comparison of the expense of windows and the expense of energy consumption converted by heating and cooling loads. As a result of analysis, when the windows with U-value 2.30 W/㎡K were applied to the standard housing model, window expenses increased by 43% but cooling and heating energy expense decreased by 16% annually compared with, the case using the windows with 3.11 W/㎡. Consequently it took 11 years to retrieve the additional window expenses with energy saving expenses.
This study investigated thermal insulation properties of windows for an apartment house on sale and analyzed the economical efficiency of windows to provide a database of window, from which to select the optimum window to improve of energy performance of building at the design phase. First of all this study researched internal and external regulations and the standards concerned with thermal insulation properties of windows and analyzed thermal insulation properties of window according to the window components assembly with window thermal analysis program 'Window 5.0'. Continuing, to analyze thermal insulation properties of window products on sale, investigation and analysis of the SC and U-value of glazing system and the U-value of a whole window system including glazing and frame was conducted on both glazing companies and window companies. Based on the investigation, the saving effects of cooling and heating load in case, installing high-insulated windows analyzed by using the heat load simulation program and, then this study analyzed the economical efficiency through the comparison of the expense of window and the expense of energy consumption converted by heating and cooling load. Accomplished results of this study are as followed. 1) As a result of the comparison of internal and external regulations concerned with thermal insulation properties of windows, internal regulations of window U-values, 3.0 W/㎡K is not that high a level yet compared with the thermal insulation standards of major industrialized nation-United States, Japan and Germany etc. In 2010, tighter standard that lowers the U-value of windows to 2.3W/㎡·K and requires Low-E(Low Emission) glazing system as a must is suggested. As a result of the comparison of internal and external standards KS and JIS are the same and in case of DIN there are various standards such as the test method of thermal insulation of window, calculation of thermal transmittance of window. 2) Thermal insulation performance of window is determined by window components such as glazing and frame, so this study analyzed thermal insulation properties of window according to the window components assembly with window thermal analysis program Window 5.0'. U-value of Low-E double Glazing is 1.819 W/㎡K, SC is 0.563, this figure is lower than double glazing, by U-value 0.9 W/㎡K, SC 0.2. And if the air of glazing cavity is replaced by high weight and low conductive gases such as argon or krypton, the insulation effect of glazing is increased. In the case of frame, the U-value of aluminum windows is higher than U-value of PVC windows by about 0.5 W/㎡K despite of insertion of polyamid insulation. 3) As a result of investigation of window product on sales, It is revealed that the SC is changeable if a window is Low-E coated and by the colors of windows. U-value of windows is highly related to the thickness and the kind of the windows rather than the colors of the windows. The thermal insulation properties of double window whose U-value is distributed 1～2 W/㎡K is twice of the thermal insulation property of double window. The mean U-value of a PVC window is about 1.0 W/㎡K beneficial compared to the mean U-value of an aluminum window, so it is concluded that it is highly advantageous to take into consideration the thermal insulation property. 4) In case of 85㎡ standard housing model, as the SC increases by 0.1, it shows that annual cooling and heating loads decrease by approximately 5%, fixing the U-value 2.50 W/㎡K. And as U-value of a window increases by 0.5 W/㎡K, annual cooling and heating loads increase by approximately 15%, fixing SC 0.6. Consequently, it is shown that it is advantageous to take a window where the U-value is low, and the SC is low as well. In the case of the 20 window products investigated, the highest insulated product(U-value 0.595 W/㎡K, SC 0.50) can save cooing and heating load by 50% as compared with the lowest insulated product(U-value 3.115 W/㎡K, SC 0.84). 5) This study analyzed economical efficiency through comparison of the expense of windows and the expense of energy consumption converted by heating and cooling loads. As a result of analysis, when the windows with U-value 2.30 W/㎡K were applied to the standard housing model, window expenses increased by 43% but cooling and heating energy expense decreased by 16% annually compared with, the case using the windows with 3.11 W/㎡. Consequently it took 11 years to retrieve the additional window expenses with energy saving expenses.
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