표준모델 개발을 통한 공동주택 그린리모델링 의사 결정 지원에 관한 연구 A study on the decision support for green remodeling of multi-complex housing by developing the reference model원문보기
에너지의 96.7%를 해외에서 수입하는 우리나라는 수급 및 가격변동이 취약한 경제구조를 하고 있으며 유가의 향방에 따라 GDP, 물가, 기업은 물론 서민경제에 영향을 미침에 따라 정부는 공급위주의 정책을 에너지절약 우선으로 에너지정책으로 그 변화를 꾀하고 있다. 신축위주의 에너지정책으로는 한계성을 지적하면서 기존건축물의 에너지효율개선 그린리모델링 개선을 적극 추진하고 있다. 건축물의 노후도를 조사한 국토교통부 자료에 따르면 10∼15년 미만이 9.6%, 15∼20년 미만이 12.9%, 20∼30년 미만이 18.2%, 30년이 33.8%로 10년 이상된 건축물이 전체건축물의 83.7%로 나타나 기존건축물 에너지성능 개선이 얼마나 중요하고 시급한지를 나타내고 있다. 특히 공동주택의 경우 2∼3년의 잦은 이사로 문틀의 충격과 뒤틀림 파손 등으로 ...
에너지의 96.7%를 해외에서 수입하는 우리나라는 수급 및 가격변동이 취약한 경제구조를 하고 있으며 유가의 향방에 따라 GDP, 물가, 기업은 물론 서민경제에 영향을 미침에 따라 정부는 공급위주의 정책을 에너지절약 우선으로 에너지정책으로 그 변화를 꾀하고 있다. 신축위주의 에너지정책으로는 한계성을 지적하면서 기존건축물의 에너지효율개선 그린리모델링 개선을 적극 추진하고 있다. 건축물의 노후도를 조사한 국토교통부 자료에 따르면 10∼15년 미만이 9.6%, 15∼20년 미만이 12.9%, 20∼30년 미만이 18.2%, 30년이 33.8%로 10년 이상된 건축물이 전체건축물의 83.7%로 나타나 기존건축물 에너지성능 개선이 얼마나 중요하고 시급한지를 나타내고 있다. 특히 공동주택의 경우 2∼3년의 잦은 이사로 문틀의 충격과 뒤틀림 파손 등으로 누기가 심해지고 이로 인해 공동주택은 에너지 손실이 더욱 가중된 상태이다. 기존 연구 사례를 보면 사용량에 근거하여 소유 건물이 전체 통계치의 어느 정도 수준이 되는지 또는 건축물에너지효율등급 평가기준과 비교하여 어느 정도 등급이 되는지를 조사하여 건물 성능에 문제가 있다고 판단이 될경우 단열, 창, 열원, 전등 등을 개선하게 된다. 하지만 국가에너지 평가방식을 살펴보면 그 건축물이 어느정도 에너지를 사용 하느냐의 평가가 아니라 건축물이 어느정도 에너지성능을 가지고 있느냐의 순수한 건물 자체의 평가이다. 왜냐하면 실제 사용 패턴(사용목적, 사용시간, 운전방식, 거주인원 수, 정부의 에너지정책 등)에 따라서 1차에너지가 많은 차이를 나타내 건물자체의 에너지성능과는 무관한 결과를 보여주고 있기 때문이다. 따라서 본 연구는 순수한 건물자체의 에너지성능평가로 건축주에게 그린리모델링에 대한 개념과 요소 기술, 실제 적용 사례, 에너지 개선 비율 및 경제성에 대한 정보를 제공하여 그린리모델링에 대한 의사결정을 지원해 주기 위해, 기존 건축물의 에너지 성능 분석을 위한 표준모델(Reference Model)을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 더 나아가 이 표준모델을 통해 노후 건물의 기본적인 정보 입력만으로 그린리모델링 시행에 따른 에너지 절감 효과와 경제성에 대한 정보를 도출할 수 있는 툴(Tool) 개발을 하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 본 논문에서는 기존 건축물 그린리모델링 전·후의 사용량에 대해 비교·분석을 위한 방법으로 “시뮬레이션 툴을 이용한 에너지성능평가 방법”을 적용하였으며, 전문성이 요구되는 입력 변수에 대한 단점을 보완하기 위해 그린리모델링 전·후 에너지 성능 개선 평가를 위한 표준모델을 개발하였다. 그린리모델링 에너지 성능 분석을 위한 표준모델은 기존 건축물의 에너지 성능을 분석하기 위한 기본모델과 그린리모델링 이후의 에너지 성능 개선 효과를 분석하기 위한 그린리모델링 요소기술 모델로 구분하였다. 먼저 기본모델의 경우는 건물의 에너지 사용량에 영향을 미치는 요소를 분석하여 5가지(전용면적, 지역, 방위, 해당 세대가 위치한 층 및 건축물의 사업 승인일)를 선정하였으며, 그린리모델링 요소기술 모델은 단위세대 공동주택에 적용 가능한 요소를 분석해 4가지(단열 강화, 고성능 창호 교체, 고효율 열원 교체 및 고효율 LED 조명 교체)를 선정하였다. 따라서 이 표준모델을 이용하여 현재 거주중인 공동주택의 에너지 성능과 그린리모델링 요소기술 적용에 따른 최적의 대안을 도출 할 수 있다. 둘째, 그린리모델링 에너지 성능 평가를 위한 표준모델을 적용하여, 모든 경우의 수를 반영한 데이터베이스를 구축하였으며, 이 데이터베이스와 표준모델을 이용하여그린리모델링 의사결정지원 툴(DSTAR, Decision Support Tool for Apartment Remodeling)을 개발하였다. 그린리모델링 의사결정지원 툴(DSTAR)은 주거 건축물의 건축주를 대상으로 그린리모델링에 대한 개념과 요소기술 및 실제사례에 대한 정보를 제공하고, 직접 소유한 건물의 기본적인 정보를 입력하여, 그린리모델링 시행에 따른 에너지 절감 효과와 경제성에 대한 정보를 제시함으로써 사업에 대한 의사 결정을 지원해 주는 엑셀 기반의 프로그램이다. 셋째, 건축물의 에너지 성능에 영향을 미치는 요소를 분석하기 위해 전용면적, 지역, 방위, 층(기준층), 사업 승인일에 따른 공동주택 에너지 성능 변화와 그린리모델링 이후의 에너지 성능 변화를 분석하였다. 전용면적 84㎡에 일반보일러를 사용하는 노후 건축물을 2013년 기준의 건축물로 리모델링할 경우, 1979년에 승인 받은 건축물은 에너지요구량이 58.20%이고, 1987년의 경우는 52.29%로 나타났으며, 2001년의 경우는 52.95%로 나타났다. 또한, 패시브 기준으로 리모델링할 경우, 1979년에 승인 받은 건축물의 에너지요구량이 58.82%이고, 1987년의 경우는 53.0%로 나타났으며, 2001년의 경우는 53.64%로 나타났다. 분석 자료를 보면 1987년보다 2001년의 요구량이 다소 높게 나타났는데, 이는 단열기준이 2001년을 완화되어 나타난 현상인 것으로 분석 되었다. 또한 연간 에너지 소요량을 기준으로 고성능 창문으로 변경 시 27.75%, 열원기기 교체시 9.59%, 벽체 단열 강화시 7.81%, 조명기기
에너지의 96.7%를 해외에서 수입하는 우리나라는 수급 및 가격변동이 취약한 경제구조를 하고 있으며 유가의 향방에 따라 GDP, 물가, 기업은 물론 서민경제에 영향을 미침에 따라 정부는 공급위주의 정책을 에너지절약 우선으로 에너지정책으로 그 변화를 꾀하고 있다. 신축위주의 에너지정책으로는 한계성을 지적하면서 기존건축물의 에너지효율개선 그린리모델링 개선을 적극 추진하고 있다. 건축물의 노후도를 조사한 국토교통부 자료에 따르면 10∼15년 미만이 9.6%, 15∼20년 미만이 12.9%, 20∼30년 미만이 18.2%, 30년이 33.8%로 10년 이상된 건축물이 전체건축물의 83.7%로 나타나 기존건축물 에너지성능 개선이 얼마나 중요하고 시급한지를 나타내고 있다. 특히 공동주택의 경우 2∼3년의 잦은 이사로 문틀의 충격과 뒤틀림 파손 등으로 누기가 심해지고 이로 인해 공동주택은 에너지 손실이 더욱 가중된 상태이다. 기존 연구 사례를 보면 사용량에 근거하여 소유 건물이 전체 통계치의 어느 정도 수준이 되는지 또는 건축물에너지효율등급 평가기준과 비교하여 어느 정도 등급이 되는지를 조사하여 건물 성능에 문제가 있다고 판단이 될경우 단열, 창, 열원, 전등 등을 개선하게 된다. 하지만 국가에너지 평가방식을 살펴보면 그 건축물이 어느정도 에너지를 사용 하느냐의 평가가 아니라 건축물이 어느정도 에너지성능을 가지고 있느냐의 순수한 건물 자체의 평가이다. 왜냐하면 실제 사용 패턴(사용목적, 사용시간, 운전방식, 거주인원 수, 정부의 에너지정책 등)에 따라서 1차에너지가 많은 차이를 나타내 건물자체의 에너지성능과는 무관한 결과를 보여주고 있기 때문이다. 따라서 본 연구는 순수한 건물자체의 에너지성능평가로 건축주에게 그린리모델링에 대한 개념과 요소 기술, 실제 적용 사례, 에너지 개선 비율 및 경제성에 대한 정보를 제공하여 그린리모델링에 대한 의사결정을 지원해 주기 위해, 기존 건축물의 에너지 성능 분석을 위한 표준모델(Reference Model)을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 더 나아가 이 표준모델을 통해 노후 건물의 기본적인 정보 입력만으로 그린리모델링 시행에 따른 에너지 절감 효과와 경제성에 대한 정보를 도출할 수 있는 툴(Tool) 개발을 하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 본 논문에서는 기존 건축물 그린리모델링 전·후의 사용량에 대해 비교·분석을 위한 방법으로 “시뮬레이션 툴을 이용한 에너지성능평가 방법”을 적용하였으며, 전문성이 요구되는 입력 변수에 대한 단점을 보완하기 위해 그린리모델링 전·후 에너지 성능 개선 평가를 위한 표준모델을 개발하였다. 그린리모델링 에너지 성능 분석을 위한 표준모델은 기존 건축물의 에너지 성능을 분석하기 위한 기본모델과 그린리모델링 이후의 에너지 성능 개선 효과를 분석하기 위한 그린리모델링 요소기술 모델로 구분하였다. 먼저 기본모델의 경우는 건물의 에너지 사용량에 영향을 미치는 요소를 분석하여 5가지(전용면적, 지역, 방위, 해당 세대가 위치한 층 및 건축물의 사업 승인일)를 선정하였으며, 그린리모델링 요소기술 모델은 단위세대 공동주택에 적용 가능한 요소를 분석해 4가지(단열 강화, 고성능 창호 교체, 고효율 열원 교체 및 고효율 LED 조명 교체)를 선정하였다. 따라서 이 표준모델을 이용하여 현재 거주중인 공동주택의 에너지 성능과 그린리모델링 요소기술 적용에 따른 최적의 대안을 도출 할 수 있다. 둘째, 그린리모델링 에너지 성능 평가를 위한 표준모델을 적용하여, 모든 경우의 수를 반영한 데이터베이스를 구축하였으며, 이 데이터베이스와 표준모델을 이용하여그린리모델링 의사결정지원 툴(DSTAR, Decision Support Tool for Apartment Remodeling)을 개발하였다. 그린리모델링 의사결정지원 툴(DSTAR)은 주거 건축물의 건축주를 대상으로 그린리모델링에 대한 개념과 요소기술 및 실제사례에 대한 정보를 제공하고, 직접 소유한 건물의 기본적인 정보를 입력하여, 그린리모델링 시행에 따른 에너지 절감 효과와 경제성에 대한 정보를 제시함으로써 사업에 대한 의사 결정을 지원해 주는 엑셀 기반의 프로그램이다. 셋째, 건축물의 에너지 성능에 영향을 미치는 요소를 분석하기 위해 전용면적, 지역, 방위, 층(기준층), 사업 승인일에 따른 공동주택 에너지 성능 변화와 그린리모델링 이후의 에너지 성능 변화를 분석하였다. 전용면적 84㎡에 일반보일러를 사용하는 노후 건축물을 2013년 기준의 건축물로 리모델링할 경우, 1979년에 승인 받은 건축물은 에너지요구량이 58.20%이고, 1987년의 경우는 52.29%로 나타났으며, 2001년의 경우는 52.95%로 나타났다. 또한, 패시브 기준으로 리모델링할 경우, 1979년에 승인 받은 건축물의 에너지요구량이 58.82%이고, 1987년의 경우는 53.0%로 나타났으며, 2001년의 경우는 53.64%로 나타났다. 분석 자료를 보면 1987년보다 2001년의 요구량이 다소 높게 나타났는데, 이는 단열기준이 2001년을 완화되어 나타난 현상인 것으로 분석 되었다. 또한 연간 에너지 소요량을 기준으로 고성능 창문으로 변경 시 27.75%, 열원기기 교체시 9.59%, 벽체 단열 강화시 7.81%, 조명기기
Korea that imports 96.7% of the energy from the overseas, has weak economy structure when it comes to the supply and demand, and price fluctuation. The government is pursuing after the change into supply centered energy policy to the energy reduction focused policy as the GDP, consumer price, compan...
Korea that imports 96.7% of the energy from the overseas, has weak economy structure when it comes to the supply and demand, and price fluctuation. The government is pursuing after the change into supply centered energy policy to the energy reduction focused policy as the GDP, consumer price, companies, and economy of the ordinary people are affected in accordance to the direction of the oil price. Existing building structure’s green remodeling improvement for energy efficiency improvement is being pursued actively while pointing out the limitations with new building centered energy policy. According to the data of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, published based on the research conducted on the building structure’s deterioration, 10∼15 years or less takes up 9.6%, 15∼20 years or less takes up 12.9%, 20∼30 years or less takes up 18.2% while 30 years takes up 33.8%. Likewise, building structures that are at least 10 years old takes up 83.7% of overall building structure. As such, this shows how existing building structures’ energy function improvement is important and urgent. In particular, in case of the joint buildings, dampness is aggravating due to the shock to the door frame, distortion and damage due to frequent moves that take up every 2∼3 years. Accordingly, energy loss is increased in case of joint building. When the existing studies are examined, insulation, window, heat source, light and others are improved when it is judged that there is a problem with the building function after assessing the level of the overall statistics of the owned building based on the amount of use, or by comparing with the standard for the evaluation of the building structure’s energy efficiency grade to assess the grade. However, when the national energy evaluation method is examined, it is not about how much that building structure uses the energy. Instead, it is about the evaluation of the building structure itself, which addresses which energy function it has because primary energy manifests significant difference with the pattern for actual use (purpose of use, period for use, operation method, number of residents, government’s energy policy and others), showing that there is no correlation with the building’s energy function itself. Accordingly, this study provided concept of green remodeling and element technology, actual application case, share of energy improvement and information on the economic viability to the building owner with the energy function evaluation of the building itself in order to help to make the decision on the green remodeling. Likewise, purpose of this study is to develop reference model for the analysis of the existing building structure’s energy function. Going steps further, a tool was developed that can reduce energy effect and draw out the information on the economic viability merely by entering in the basic information of the deteriorated building through this reference Model following green remodeling execution. The results are summarized as follows. First, this paper applied the “energy function evaluation method using simulation tool” in order to carry out comparative analysis of the amount of use by existing building structure green remodeling before and after. To complement the shortcomings of the input variables that require specialty, reference model was developed for the evaluation for energy function improvement before and after the green remodeling. Reference model for the green remodeling energy function analysis was classified into the base model for analyzing the existing building structure’s energy function and green remodeling element technology model to analysis the effect of energy function improvement after the green remodeling. First, in case of base model, elements that affect building’s amount of energy use were analyzed to select the five elements (area for exclusive use, area, bearing, floor where the applicable household is situated and day of building structure’s business approval). As for the green remodeling element technology model, elements that can be applied to the joint building of the unit household were analyzed to select four (insulation reinforcement, replacement with highly functional windows and doors, and replacement with highly efficient heat source and highly efficient LED lighting. Accordingly, it is possible to use this reference Model to draw out the optimal alternative following the application of the energy function at the joint building currently resided, and green remodeling element technology. Secondly, database that factors in all the scenarios was developed by factoring in the reference model for the evaluation of green remodeling energy function. Tool for assisting decision making on green remodeling (DSTAR, Decision Support Tool for Apartment Remodeling) was developed by using this database and reference model. Tool for assisting decision making on green remodeling (DSTAR) is an Excel based program that provides support for business decision by providing the owner of the residential building structure with information on the concept of green remodeling, element technology and on the actual cases and by presenting the information on the energy reduction effect and economic viability following green remodeling by entering in the basic information of the building owned. Third, change in the joint building energy function and change in the energy function after green remodeling were analyzed following the area for exclusive use, area, bearing, floor (standard floor) and day of business approval in order to analyze the element that affects the building structure’s energy function. When the deteriorated building structure that uses regular boiler with 84㎡ area for exclusive use is remodeled to the building structure of the 2013, building structure approved in 1979 recorded energy requirement of 58.20%. In case of 1987, it was 52.29%. In case of 2
Korea that imports 96.7% of the energy from the overseas, has weak economy structure when it comes to the supply and demand, and price fluctuation. The government is pursuing after the change into supply centered energy policy to the energy reduction focused policy as the GDP, consumer price, companies, and economy of the ordinary people are affected in accordance to the direction of the oil price. Existing building structure’s green remodeling improvement for energy efficiency improvement is being pursued actively while pointing out the limitations with new building centered energy policy. According to the data of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, published based on the research conducted on the building structure’s deterioration, 10∼15 years or less takes up 9.6%, 15∼20 years or less takes up 12.9%, 20∼30 years or less takes up 18.2% while 30 years takes up 33.8%. Likewise, building structures that are at least 10 years old takes up 83.7% of overall building structure. As such, this shows how existing building structures’ energy function improvement is important and urgent. In particular, in case of the joint buildings, dampness is aggravating due to the shock to the door frame, distortion and damage due to frequent moves that take up every 2∼3 years. Accordingly, energy loss is increased in case of joint building. When the existing studies are examined, insulation, window, heat source, light and others are improved when it is judged that there is a problem with the building function after assessing the level of the overall statistics of the owned building based on the amount of use, or by comparing with the standard for the evaluation of the building structure’s energy efficiency grade to assess the grade. However, when the national energy evaluation method is examined, it is not about how much that building structure uses the energy. Instead, it is about the evaluation of the building structure itself, which addresses which energy function it has because primary energy manifests significant difference with the pattern for actual use (purpose of use, period for use, operation method, number of residents, government’s energy policy and others), showing that there is no correlation with the building’s energy function itself. Accordingly, this study provided concept of green remodeling and element technology, actual application case, share of energy improvement and information on the economic viability to the building owner with the energy function evaluation of the building itself in order to help to make the decision on the green remodeling. Likewise, purpose of this study is to develop reference model for the analysis of the existing building structure’s energy function. Going steps further, a tool was developed that can reduce energy effect and draw out the information on the economic viability merely by entering in the basic information of the deteriorated building through this reference Model following green remodeling execution. The results are summarized as follows. First, this paper applied the “energy function evaluation method using simulation tool” in order to carry out comparative analysis of the amount of use by existing building structure green remodeling before and after. To complement the shortcomings of the input variables that require specialty, reference model was developed for the evaluation for energy function improvement before and after the green remodeling. Reference model for the green remodeling energy function analysis was classified into the base model for analyzing the existing building structure’s energy function and green remodeling element technology model to analysis the effect of energy function improvement after the green remodeling. First, in case of base model, elements that affect building’s amount of energy use were analyzed to select the five elements (area for exclusive use, area, bearing, floor where the applicable household is situated and day of building structure’s business approval). As for the green remodeling element technology model, elements that can be applied to the joint building of the unit household were analyzed to select four (insulation reinforcement, replacement with highly functional windows and doors, and replacement with highly efficient heat source and highly efficient LED lighting. Accordingly, it is possible to use this reference Model to draw out the optimal alternative following the application of the energy function at the joint building currently resided, and green remodeling element technology. Secondly, database that factors in all the scenarios was developed by factoring in the reference model for the evaluation of green remodeling energy function. Tool for assisting decision making on green remodeling (DSTAR, Decision Support Tool for Apartment Remodeling) was developed by using this database and reference model. Tool for assisting decision making on green remodeling (DSTAR) is an Excel based program that provides support for business decision by providing the owner of the residential building structure with information on the concept of green remodeling, element technology and on the actual cases and by presenting the information on the energy reduction effect and economic viability following green remodeling by entering in the basic information of the building owned. Third, change in the joint building energy function and change in the energy function after green remodeling were analyzed following the area for exclusive use, area, bearing, floor (standard floor) and day of business approval in order to analyze the element that affects the building structure’s energy function. When the deteriorated building structure that uses regular boiler with 84㎡ area for exclusive use is remodeled to the building structure of the 2013, building structure approved in 1979 recorded energy requirement of 58.20%. In case of 1987, it was 52.29%. In case of 2
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