This study conducted a survey and field investigation on the application of the Public Obligation System for new & renewable energy in public buildings, as well as energy consumption of each building according to their uses. The findings are as follows: (1) Since the introduction of the Public Oblig...
This study conducted a survey and field investigation on the application of the Public Obligation System for new & renewable energy in public buildings, as well as energy consumption of each building according to their uses. The findings are as follows: (1) Since the introduction of the Public Obligation System (until June 30, 2011), there was average 1.4 new & renewable energy facilities established at 1,433 places. Preference for solar energy facilities was the highest at 57.8%. (2) The revised act sets the obligatory supply percentage of new & renewable energy for each public building: it is 9.0% for a tax office, 4.2% for a dong office, 8.2% for a public health center, and 12.6% for a fire station. All the public buildings except for fire stations failed to meet 10% expected energy consumption, a revised standard. (3) Energy consumption of each public building was 120.6TOE for a tax office, 124.3TOE for a dong office, 166.4TOE for a public health center, and 174.6TOE for a fire station. The energy consumption was comprised of 80% electric power, 18% urban gas, and 1% oil. (4) Electric power consumption per person in the room was high at a dong office, and fuel consumption per person in the room was high at a public health center. In addition, electric power consumption per unit space was high at a public health center, and fuel consumption per unit space was high at a fire station. (5) In all the four public buildings, power load had the highest basic unit percentage at average 55%, being followed by heating load (21.2%), cooling load (15%), and water heating load (7%). A tax office and fire station had 2% load due to cooking facilities.
This study conducted a survey and field investigation on the application of the Public Obligation System for new & renewable energy in public buildings, as well as energy consumption of each building according to their uses. The findings are as follows: (1) Since the introduction of the Public Obligation System (until June 30, 2011), there was average 1.4 new & renewable energy facilities established at 1,433 places. Preference for solar energy facilities was the highest at 57.8%. (2) The revised act sets the obligatory supply percentage of new & renewable energy for each public building: it is 9.0% for a tax office, 4.2% for a dong office, 8.2% for a public health center, and 12.6% for a fire station. All the public buildings except for fire stations failed to meet 10% expected energy consumption, a revised standard. (3) Energy consumption of each public building was 120.6TOE for a tax office, 124.3TOE for a dong office, 166.4TOE for a public health center, and 174.6TOE for a fire station. The energy consumption was comprised of 80% electric power, 18% urban gas, and 1% oil. (4) Electric power consumption per person in the room was high at a dong office, and fuel consumption per person in the room was high at a public health center. In addition, electric power consumption per unit space was high at a public health center, and fuel consumption per unit space was high at a fire station. (5) In all the four public buildings, power load had the highest basic unit percentage at average 55%, being followed by heating load (21.2%), cooling load (15%), and water heating load (7%). A tax office and fire station had 2% load due to cooking facilities.
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문제 정의
따라서, 본 연구는 공공의무화 제도 시행이후부터 2011년 6월 30일까지의 신재생에너지 적용과 법령개정이후의 비율을 분석함과 동시에 「공공용」 업무시설의 용도별 에너지 사용 실태를 설문과 현장답사를 통하여 분석함으로써, 향후 공공건물의 신재생에너지 적용을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
본 연구는 공공의무화 제도 시행이후 공공건축물의 신재생에너지 적용현황과 건물 용도별 에너지사용실태를 다음과 같이 조사하였다.
제안 방법
「공공용」 업무시설 가운데 4개용도(세무서, 동사무소, 보건소, 소방서)를 대상으로 건물부하에 따른 에너지원단위를 작성함으로써, 공공건물의 신재생에너지 설비의 효율적인 활용과 에너지 소비절감을 위한 DataBase를 구축하고자 설문과 현장답사를 실시하여 재실인원과 연면적에 따른 에너지사용량을 분석하였다.
「공공용」 업무시설의 11개용도 가운데 4개용도(세무서, 동사무소, 보건소, 소방서)를대상으로 법령 개정 이전의 기준으로 신재생에너지 설비 투자비율2)을 분석하였다.
각 용도별 평균 연면적 3,000∼5,000㎡을 기준으로 Table.2와 같이 4개용도의 표본 대상건물을 선정하여 법령개전 이전(2004년 3월 29일)의 신재생에너지 투자비율인 총건축공사비 5%이상이 법령개정(2011년 4월 13일) 이후의 신재생에너지 공급의무 비율인 예상 에너지사용량 10%이상을 만족하는지 비교 검토하였다.
넷째, 「공공용」 업무시설 11개용도 가운데 4개용도 건물(세무서, 동사무소, 보건소, 소방서)을 대상으로 설문과 현장답사를 실시하여 건물용도별 에너지원단위 분석을 실시하였다.
둘째, 공공의무화 제도 대상기관 시설분류에 따른 신재생에너지 적용현황을 분석한 후, 「공공용」 업무시설을 대상으로 신재생에너지의 적용을 건물용도별로 분석하였다.
또한, 각 건물별로 준공년도가 다르고 에너지 사용량에 대한 자료관리 정도가 상이하여 2011년 1월부터 12월까지의 에너지사용량만을 기준으로 분석하였다.
본 연구는 공공건축물에 신재생에너지 설비에 대한 설치의무화 제도 시행이후의 적용 실태와 건물용도별 에너지사용량을 설문과 현장답사를 실시하여 분석함으로써 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
셋째, 법령 개정이전의 신재생에너지 투자 비율이 법령 개정이후 공급의무비율에서 차지하는 비중을 비교 분석하였다.
첫째, 공공의무화 제도 시행년도(‘04∼’11) 에 따른 공공건축물의 신재생에너지 적용과 대상기관의 용도에 따른 신재생에너지 적용 설비를 분석하였다.
대상 데이터
2004년 3월 29일 공공의무화 제도시행 이후 2011년 6월 30일까지 1, 433곳의 공공건축물에 신재생에너지 설비가 적용되었다.
본 연구에 사용된 자료는 2004년 3월 29일부터∼2011년 6월 30일까지의 에너지관리공단 신재생에너지 센터의 통계자료와 한국태양에너지학회 주체 학술세미나 배포자료 (2011.10.20)및 선행연구1)자료를 기반으로 이루어졌다.
신재생에너지는 단일설비 22건과 복합설비 (태양열+태양광=2건, 지열+태양광=1건)3건이 적용되었고, 각 신재생에너지원별 설치용량은 지열설비는 7건 평균 193.8kW가 적용되었으며, 태양광은 19건 평균 21.7kW, 태양열은 2건 평균 74.1㎡ 용량의 설비가 적용되었다.
성능/효과
(1)공공의무화 제도시행 이후 2011년 6월 30일까지 총1, 433곳의 「공공용, 문화·사회용, 상업용」 공공건축물에 신재생에너지 설비가 적용되었으며, 이 가운데 「공공용」 업무시설은 365곳으로 25.7%를 차지하였다.
(3)건물용도별 에너지사용량(TOE)은 세무서의 경우 120.6TOE, 동사무소는 124.3TOE, 보건소는 166.4TOE, 소방서는 174.6TOE 로 나타났고, 건물용도별 사용된 주된 에너지원으로는 전력이 80%, 도시가스는 18%, 유류는 1%를 차지하여 과거 냉·난방의 주된 에너지원인 유류가 전력과 도시가스로 변화 되는 양상이 나타났다.
(4)재실인원 1인당 전력사용량(kWh/인)은 동사무소 용도가 높고, 연료사용량(kgoe/인)은 보건소 용도가 에너지사용량 큰 것으로 조사되었다. 또한, 단위면적당 전력사용량(kWh/㎡)은 보건소 용도가 높으며, 연료사용량(kgoe/㎡)은 소방서 용도에서 높게 나타났다.
(5)건물용도별 에너지부하에 따른 원단위 비율은 4개용도 건물 모두 전력부하(조명, 환기, 사무기기)가 차지하는 원단위 비율이 평균 55%로 가장 높으며, 그 다음으로 난방부하 21.2%, 냉방부하 15% , 급탕부하 7%를 차지하였고, 세무서와 소방서는 취사시설로 인한 2%의 부하가 발생하였다.
4개용도 건물 모두 전력부하(조명, 환기, 사무기기)가 차지하는 원단위 비율이 평균 55%로 가장 높으며, 그 다음으로 난방부하 21.2%, 냉방부하 15%, 급탕부하 7%를 차지하였으며, 세무서와 소방서는 취사시설로 인하여 2%의 부하가 발생하는 것을 알 수 있었다.
Fig.3과 같이 석유환산톤(TOE)4)으로 환산한 건물용도별 에너지사용량을 살펴보면, 세무서는 120.6TOE, 동사무소는 124.3TOE, 보건소는 166.4TOE, 소방서는 174.6TOE의 에너지를 사용하여 소방서 건물이 에너지사용량이 가장 많은 것으로 나타났다.
「공공용」 업무시설 365곳 가운데 세무서 용도의 건축물은 22곳이며, 건축연면적은 3, 424∼13, 862㎡ 범위로, 평균 4, 859㎡ 규모로 건립되었고, 평균 공사금액 60억원 가운데 신재생에너지 설비에 3억4천만원이 투자되어 신재생에너지 적용 투자비율(%)은 평균 5.9%였다.
건물용도별 단위면적당(㎡)연간 연료사용량(kgoe/㎡)은 Fig.7과 같이 소방서가 3.0 kgoe/㎡로 단위면적당 연료사용량이 가장 많으며, 보건소 2.2kgoe/㎡, 세무서와 동사무소는 0.2kgoe/㎡인 것으로 나타났다.
건물용도별 단위면적당(㎡)연간 전력사용량은 Fig.6과 같이 보건소는 연간 195.7kWh/㎡ 의 전력을 사용하며, 소방서는 168.0kWh/㎡, 동사무소는 170.3kWh/㎡, 세무서는 120.2kWh/㎡의 전력을 사용하여 일반업무시설보다 다양한 부대시설을 갖춘 보건소와 소방서 건물용도에서 전력의 사용량이 많은 것으로 나타났다.
건물용도별 재실인원 1인당 연간 연료사용량(kgoe/인)은 Fig.5와 같이 세무서와 동사무소는 연료의 사용량이 적은 반면, 보건소와 소방서의 연료사용량은 많으며, 계절별 연료 사용량은 동절기(12〜4월)의 경우 소방서가 보건소보다 1인당 연료사용량이 많으나, 하절기(7〜10월)에는 소방서의 경우 연료를 사용 하지 않아 전체적인 재실인원 1인당 연료사용량은 보건소가 170kgoe/인으로 가장 많으며, 그 다음으로 소방서 149kgoe/인, 동사무소 37 kgoe/인, 세무서 18kgoe/인 것으로 나타났다.
건물용도별 재실인원 1인당 연간 전력사용량(kWh/인)을 살펴보면, Fig.4와 같이 동사무소는 28, 734kWh/인, 보건소는 15, 340kWh/인, 소방서는 8, 233kWh/인, 세무서는 10, 305 kWh/인의 전력을 사용하여 동사무소 재실인원 1인당 전력사용량이 가장 많으며, 재실인원 1인당 전력소모량이 가장 적은 소방서보다 1.86배정도 전력사용량이 많은 것으로 나타났다.
또한, 건물에 따라 선호하는 시스템은 태양열 및 지열과 같은 열원시스템에 태양광 시스템을 복합 적용하는 방식을 선호하여 전체적으로 태양광의 선호도가 가장 높은 것으로 나타났다.
(4)재실인원 1인당 전력사용량(kWh/인)은 동사무소 용도가 높고, 연료사용량(kgoe/인)은 보건소 용도가 에너지사용량 큰 것으로 조사되었다. 또한, 단위면적당 전력사용량(kWh/㎡)은 보건소 용도가 높으며, 연료사용량(kgoe/㎡)은 소방서 용도에서 높게 나타났다.
반면, 보건소와 소방서는 전력과 도시가스를 주요 에너지원을 사용하며, 전력은 90∼94%, 도시가스는 6∼10%를 차지하는 것으로 조사되었다.
보건소 용도의 건축물은 11곳이며 건축연면적은 3, 502∼5, 462㎡ 범위로, 평균 3, 994㎡ 규모로 건립되었고, 평균 공사금액 40억원 가운데 신재생에너지 설비에 2억8천만원이 투자되어 신재생에너지 적용 투자비율(%)은 평균 7.1%였다.
소방서 용도의 건축물은 24곳이며 건축연면적은 3, 369∼11, 282㎡ 범위로, 평균 4, 825㎡ 규모로 건립되었고, 평균 공사금액 43억원 가운데 신재생에너지 설비에 2억7천만원이 투자되어 신재생에너지 적용 투자비율(%)은 평균 6.3%였다.
신재생에너지 적용된 「공공용」 업무시설 365곳(25.7%)의 건물 용도를 살펴보면, Fig.2와 같이 11개 용도로 나누어지며, 이 가운데 소방서 용도가 24곳(6%), 경찰서 용도는 43곳 (12%), 세무서 용도는 22곳(6%), 우체국 용도는 24곳(7%), 교육청 용도는 18곳(5%), 복지 시설 용도는 7곳(2%), 청사(읍·면·동사무소, 주민자차센터)용도는 47곳(13%), 문화 및 도서관 용도는 6곳(2%), 법원 및 검찰청 용도는 19곳(5%), 보건소 및 의료시설 용도는 11곳 (3%), 기타 단일용도 144곳(39%)에 신재생에너지가 적용되었다.
신재생에너지는 단일설비 11건이 적용 되었고, 각 신재생에너지원별 설치용량은 지열 설비는 4건 평균 386.6kW가 적용되었으며, 태양광은 7건 평균 25.5kW 용량의 설비가 적용되었다.
신재생에너지는 단일설비 17건과 복합설비 (태양열+태양광=4건, 지열+태양광=1건, 지열+태양열=2건)7건이 적용되었고, 각 신재생에너지원별 설치용량은 지열설비는 10건 평균 251.3kW가 적용되었으며, 태양광은 13건 평균 21.3kW, 태양열은 8건 평균 107.8㎡ 용량의 설비가 적용되었다.
신재생에너지는 단일설비 21건과 복합설비 (지열+태양광)1건이 적용되었고, 각 신재생에너지원별 설치용량은 지열설비는 6건 평균 221.4kW가 적용되었으며, 태양광은 17건 평균 31.3kW 용량의 설비가 적용되었다.
후속연구
(2)「공공용」 업무시설 가운데 4개용도 대상으로 한 법령 개정에 따른 신재생에너지 공급의무 비율 검토는 세무서의 경우 9.0%, 동사무소는 4.2%, 보건소는 8.2%, 소방서는 12.6%로, 소방서 용도의 건물만이 개정된 기준인 예상에너지사용량 10% 이상으로 나타났고, 그 외의 건물용도는 개정기준 이하인 것으로 나타나 기존 신재생 설비 시스템을 이용한 에너지 생산 효율성 증대방안 또는 추가적 신재생에너지 증설 및 건물에너지 저감을 통한 공급의무비율 향상을 위한 다양한 연구가 필요하다 사료된다.
이상 본 연구는 공공의무화 제도에 따른 신재생에너지의 적용실태 분석과 설문 및 현장답사를 통하여 건물에너지사용량을 검토하였으나, 조사대상건물의 규모가 3,000∼5,000㎡이하인 관계로 에너지사용량에 관한 자료만을 보관하고 있을 뿐, 신재생에너지 생산량에 대한 자료가 미흡하여, 이번 연구에 반영할 수 없었다.따라서 추후, 건물에너지관리시스템(BEMS)이 적용된 건물을 대상으로 연구가 이루어진다면 신재생에너지 적용 건물에 대한 보다 정확한 정량적 에너지산출이 가능할 것으로 여겨진다.
이상 본 연구는 공공의무화 제도에 따른 신재생에너지의 적용실태 분석과 설문 및 현장답사를 통하여 건물에너지사용량을 검토하였으나, 조사대상건물의 규모가 3,000∼5,000㎡이하인 관계로 에너지사용량에 관한 자료만을 보관하고 있을 뿐, 신재생에너지 생산량에 대한 자료가 미흡하여, 이번 연구에 반영할 수 없었다.
조사 대상건물들은 전체적인 에너지사용량에 관한 자료만을 보관하고 있을 뿐, 별도로 신재생에너지 생산량을 계측하고 있지 않아 수집 자료의 부족으로 각 건물의 신재생에너지 적용설비의 생산량과 건물별 전력사용량 및 연료사용량의 상호비교는 본 연구 내용에 반영하지 못하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최근 산업의 주요 화두는?
최근 산업의 주요 화두는 신재생에너지(New RenewableEnergy)에 초점이 맞추어 있다.
신재생에너지 공공기관 설치의무화 제도는?
건축도 이러한 관점에서 2004년 3월부터 정부기관, 지자체, 정부투자기관 및 출자기관 등이 건축 연면적 3, 000㎡이상 건축물을 신·증·개축하는 경우 총건축공사비의 5% 이상을 신재생에너지 설비에 투자하여 이용하도록 하는 신재생에너지 공공기관 설치의무화 제도(이하 ‘공공의무화 제도’라 칭함)를 시행해 오고 있다.
공공건축물의 신재생에너지 적용현황과 건물 용도별 에너지사용실태를 조사하기 위해 어떤 것을 분석하였는가?
첫째, 공공의무화 제도 시행년도(‘04∼’11) 에 따른 공공건축물의 신재생에너지 적용과 대상기관의 용도에 따른 신재생에너지 적용 설비를 분석하였다.
둘째, 공공의무화 제도 대상기관 시설분류에 따른 신재생에너지 적용현황을 분석한 후, 「공공용」업무시설을 대상으로 신재생에너지의 적용을 건물용도별로 분석하였다.
셋째, 법령 개정이전의 신재생에너지 투자 비율이 법령 개정이후 공급의무비율에서 차지하는 비중을 비교 분석하였다.
넷째, 「공공용」업무시설 11개용도 가운데 4개용도 건물(세무서, 동사무소, 보건소, 소방서)을 대상으로 설문과 현장답사를 실시하여 건물용도별 에너지원단위 분석을 실시하였다.
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