[논문]건축설비의 에너지보존 계획

명현국

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명현국 (국민대학교 기계자동공학부)

1997년 12월 일본 교토에서 개최된 COP3를 계기로 1999년 3월 에너지보존법이 대폭적으로 개정 및 강화되어졌다. 지구온난화의 주된 원인이 되는 이산화탄소는 에너지와 밀접한 관계를 가지고 있으므로, 에너지보존·자원보존의 추진은 지구온난화 대책의 추진과 동등한 의미를 가지고 있다고 하여도 과언이 아니다. 여기서는 건축설비계획의 관점에서 에너지보존법 개정의 요점과 그 대응책에 관해서 개요를 소개하였다.

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가설 설정

태양광 발전시스템에 관해서는 태양광 발전시스템에 의한 발전량을 산출하고, 연간 발전량을 1차 에너지로 환산해, 그 값을 삭감분으로 가정하여 에너지보존율을 계산한다.

제안 방법

더불어, 종래의 "호텔", "병원"의 급탕설비는종일운전으로 되어 있었으나, 새롭게 추가된 "물품판매점포"는 야간 및 휴업일에 급탕설비를 멈춘다고 여겨지기 때문에 급탕 휴지시의 처리를 명확하게 하고, 그 계산방법을 추가하였다.
또한, 이 개정을 기회로 지금까지 12개월분 계산할 필요가 있던 "약산법 M"에 대해서, 월평균 급수온도를 각 달의 일수로 가중평균한 급수온도를이용함에 따라 1개월분 상당의 계산으로 충분한 "약산법 Y"를 새롭게 제시하였다.
4) 적정한 구획 (zoning의 선정 : 공조 시스템의 에너지보존을 도모함과 동시에 열부하특성이 다른 방은 별도의 공조 구획으로 계획한다.
분모의 연간 가상 환기 소비에너지량은 계획된 환기설비에서 설정된 환기량을 그대로 사용하고, 전압손실, 송풍기 효율 등을 표준적인 값으로 설정해서 구한 송풍기 축동력 용량에 연간운전 시간을 곱해서 구한다.

대상 데이터

연간 부하계산을 수행하는 STL(Space Thermal Load) 과 공조 시스템의 연간 시뮬레이션을 수행하는 SER(Space Energy Requirement)의 3개 프로그램과 기기 특성 데이터, 기상 데이터, 사람 및 조명 등의 사용 패턴 등, 기준고정조건의 데이터 파일로 구성된다. BECS의 처려 흐름도를 <그림 1>에 나타낸다.

성능/효과

1) 기준고정조건의 변경을 가능하게 한다: 에너지보존법상 고정조건을 변경하는 것은 현재로는 어려우나. 건물의 사용형태도 시대와 함께 그 용도가 변화해 왔음을 고려할 때, 이들 고정조건을 변경함으로써 보다 현실에 가까운 시뮬레이션을 기대할 수 있다.
1) 열부하의 저감: 건물의 에너지보존 계획에서는 필요로 하는 열부하를 저감시키는 것이 제일 중요하다. 따라서, 건축계획에 있어서는 열부하의 저감과 실내 열환경의 향상 및 자연광 이용 등을 고려해서 외피계획을 행하여.
2) 기기 개량에 따른 기기 특성의 반영: 기기 제조업체의 노력에 의해 새로운 에너지보존 기기가 만들어졌을 때, 이 기기의 운전특성을 이 프로그램에 반영시킬 방법을 만든다.
3) 반송동력의 저감: 반송동력으로 소비되는 에너지량은 사무소 빌딩에서 건물 전체에서 소비되는 에너지량의 약 25% 정도를 차지해, 에너지보존 계획 중에서 중점적으로 행할 필요가 있다.
3) 현상에 맞춘 조정과 설계의도의 전달: 장래 부하 등을 예상해서 설계된 설비에 대해서, 건물 완성시에 현재의 사용상태에 맞춘 조정을 행해, 그 성능을 확인시킨 후, 운전관리자에게는 설계의도를 충분히 전달하여 적절히 운용될 수 있도록 할 필요가 있다.
4) 장기 갱신계획의 입안: 일상의 데이터 관리에 의한 낭비의 발견과 그것을 개선하는 방책 입안과 실행 외에, 장기적으로는 계획적으로 기기의 보전 및 열화진단을 행하여, 장기 갱신계획을 입안하고 에너지보전을 위한 보수를 실행해 가는 것이 필요하다.
4) 프로그램 소스의 공개 : 프로그램 소스를 공개하기 위해서는 해결해야할 많은 문제도 있으나, 공개함으로써 프로그램 개량의 신속화, 신규 시스템에의 도입 등, 시대에 맞게 대응될 수 있는 프로그램으로 성장할 가능성이 높다.
이번 에너지보존법 개정과 함께 CEC/AC의 기준 값 강화는 없었으나, 제조업체의 의견을 반영해, 기기의 성능특성 및 부하특성을 다시 고치고 전력의 1차 에너지 환산 값을 변경한 사실 등으로부터 실질적으로는 BECS로 계산함으로써 강화되었다.

후속연구

어려우나. 건물의 사용형태도 시대와 함께 그 용도가 변화해 왔음을 고려할 때, 이들 고정조건을 변경함으로써 보다 현실에 가까운 시뮬레이션을 기대할 수 있다.
수 있다. 더불어, 태양열 이용 및 폐열 희수 시스템의 도입 등, 자연에너지의 이용 및 에너지의 유효 이용 등을 검토할 필요가 있다.

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