[논문]Task/Ambient Air-Conditioning System의 연구 개발사례 및 향후 과제

타나베신이치

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타나베신이치 (일본와세다대학 건축학과)

차세대의 공조시스템을 논의하는 데 있어서 잊어서는 안 되는 키워드 중의 하나가 “Task/Ambient Air-Conditioning System”이 있다. 이것은 기존의 실내온열환경을 균일하게 조절한다는 개념에서, 거주역(Task-zone)에 대해서는 고품질의 환경을, Ambient-zone에 대해서는 다소 완화된 환경을 제고하고자 하는 생각으로, 퍼스널 공조와 같은 고도화된 공조시스템에서 자연환기의 이용에 이르기까지 폭넓은 범위에 미치고 있다. (중략)

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

Task/Ambient Air-Conditioning System을 도입한 미국 건물의 에너지 절약사례를 소개한다.
본 고에서는 Task/Ambient Air-Conditioning System에 관한 일본 및 해외 사례를 조사하고, 향후 과제에 대하여 고찰하였다.
본 고에서는, Task/Ambient Air-Conditioning System에 관한 동향을 정리했다. 이러한 소견은, 일 본 건축학회 환경공학 위원회 건축설비 소위원회 Task/Ambient Air-Conditioning System WG에서 과거 2년간 실시해 온 논의에서 얻은 바가 크다.
본장에서는 일본 국내에 있어서 Task/Ambient Air-Conditioning System0] 도입된 오피스의 실시 예를 살펴보았다.

가설 설정

또한, 재실자의 실내환경에 대한 요구도 고도화 되고 있다. 실내환경을 개개인이 선택 가능 하도록 함으로써 그 만족도는 높아질 것이다. I960 년대에 들어, 지금까지 단순했던 공조조닝 (zoning) 이 세분화되기 시작하여, 공조기를 각층에 설치하는 방식인 각층 유닛방식이 확립되었다".

제안 방법

West Bend Mutual Insurance는 1991년 7월에 구 빌딩에서 연면적 150, 000ft의 새로운 빌딩으로 이전 을 했다. 360명의 사무직원이 PEM시스템을 사용하 였고 이전(移轉) 직후와 이전 6개월 후의 생산성 및 에너지 절약 효과를 비교하였다. 새로운 건물에 있어서 에너지의 사용은 이전건물의 1.
Task/Ambient Air-Conditioning System의 중요한 에너지 절약 포인트는 재실자 센서이며, 약 15분간 거주자가 없는 경우에 자동적으로 운전을 중지하는 케이스의 시뮬레이션을 실시했다. 시뮬레이션의 결과, 종래의 시스템과 비교하여 8~18%의 에너지 절약이 가능하다고 하고 있다.
반대로 22%는 "다소 악화되었다" 라고 회답했다. 캘리포니아의 일반적인 오피스빌딩의 에너지 성능조사 와 비교하여 Task/Ambient Air-Conditioning System의 에너지 시뮬레이션을 실시하여, 거주자 센서 등을 고려한 데스크탑(Desktop type)형의 TAC시스템은 연간 최고 18%의 냉방에너지, 18%의 반송 (팬 및 펌프)에너지, 10%의 전 소비에너지 및 9%의 전기요금의 삭감이 가능하며, 야간환기를 추가한다. 면 냉방에너지는 23%까지 삭감이 가능하다고 하고 있다.

대상 데이터

PEM시스템은 오피스 전기 및 환경조절을 위해 약 12%의 운전비용의 절약이 가능하다는 결과를 나타내었다. 기본이 되는 데이터는 캘리포니아 대학 버클리컴퍼스의 오피스 환경실험 실의 데이터이다.

성능/효과

또한, 바닥취출 공조시스템을 도입함으로써, 자연 에너지를 이용한 "나이트퍼지(Night Purge)"를 실시, 큰 효과를 얻고 있다. 거주자는 풍량(3단계+정지)을 수동/자동으로 조정 가능하며, 취출구 각도의 조절이 가능하다.
종래의 VAV시스템(ecomizer無) , VAV시스템 (ecomizer有), PEM, 바닥취출 시스템의 4종류의 시스템을 비교하고 있다. PEM시스템은 오피스 전기 및 환경조절을 위해 약 12%의 운전비용의 절약이 가능하다는 결과를 나타내었다. 기본이 되는 데이터는 캘리포니아 대학 버클리컴퍼스의 오피스 환경실험 실의 데이터이다.
또한, "작업자의 피로상태" 에 착안한 "자각증상조사" 를 이용한 피로감측정에 대하여 보고하고 있다. 기류강도 조절을 피 험자에게 허가한 조건이 조절을 허가하지 않은 조건보다도 자각증상의 종합호소율이 낮았다. 기류강도를 피험자에게 자유롭게 조절할 수 있게 하는 것이 심적피로증상 및 종합호소율을 저감시킨다는 것을 명확히 했다.
Task/Ambient Air-Conditioning System의 중요한 에너지 절약 포인트는 재실자 센서이며, 약 15분간 거주자가 없는 경우에 자동적으로 운전을 중지하는 케이스의 시뮬레이션을 실시했다. 시뮬레이션의 결과, 종래의 시스템과 비교하여 8~18%의 에너지 절약이 가능하다고 하고 있다. 그림 10에 DOE II를 이용한 캘리포니아 대학 버클리컴퍼스, California Energy Agency에 의한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

후속연구

Task/Ambient Air-Conditioning Systeme 에너지 절약 및 지적 생산성을 향상시키는 시스템으로서 향후 시스템의 일반화 및 보급의 확대가 기대되어 진다.
지적 생산성 향상을 지향한 기존 빌딩 등을 개수할 때, Task/Ambient Air-Conditioning System을 도입 하기 위한 유닛화기술을 필요로 한다. 또한, 설비기기의 적절한 관리를 위하여 정보계 시스템의 개발을 필요로 한다.

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