[논문]최신 자연채광 디자인 사례들 분석 및 그 적용에 관한 연구 - 미국 LEED 인증 공동주택 사례분석을 바탕으로 -

윤혜경

doi:10.14774/jkiid.2013.22.1.265

최신 자연채광 디자인 사례들 분석 및 그 적용에 관한 연구 - 미국 LEED 인증 공동주택 사례분석을 바탕으로 -
Study on the Analysis and the Application of State-of-the-Art Daylighting Design Cases - Based on the Case Studies of LEED(Leadership in Energy and Environmental Design) Multi-Family housing - 원문보기

한국실내디자인학회 논문집 = Journal of the Korean Institute of Interior Design, v.22 no.1 = no.96, 2013년, pp.265 - 273

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The purpose of this study is to analyze the state-of-the-art daylighting design among LEED(Leadership in Energy and Environmental Design) multi-family housing cases and to explore the feasibilities for their applications in domestic housing design. Occupants in multi-family houses are reported to consume more electricity power than those in single houses. That may imply the problems of daylighting design in domestic housing design for multi-family houses have better insulation system and less windows and outside walls than single houses. Therefore two systems, daylight delivery system and daylight control system, are scrutinized for daylighting design with LEED cases. The findings show when windows as a daylight delivery system are combined with overhangs, fins, louvers, fenestration materials, speciality fenestration, or interior controls as a daylight control system, the outcome goes with more energy savings and better facade design. Beside those, lightshelves as a daylight delivery system seem to have potentials in domestic multi-family houses with deep plans and less outside walls. Daylighting designs in domestic multi-family houses need to pursue available options more to achieve the integration of energy and aesthetics values.

주제어

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문제 정의

LEED 인증을 받은 국외 공동주택 사례들의 자연채광 시스템 사례들을 중심으로 여기에서 살펴보고, 국내 공동주택에의 응용을 논해 보고자 한다. 공동주택의 일반 층에서 사용 가능한 것은 자연광 유입시스템에서 창과 광선반이고, 자연광 조절 시스템의 모든 요소들, 오버행, 핀, 루버, 창호재료, 특별창호, 실내조절이 사용 가능하다.
또한 녹색건축물로서의 공동주택 디자인 요소들 중 자연채광에 이 논문은 중점을 맞추고 있다. 태양광은 지구가 태양으로부터 받는 무한하고 비용이 들지 않는 에너지원이다.
본 연구는 국내 공동주택에서 적용 가능한 최신 자연 채광 시스템들을 미국 친환경건축인증제도 LEED의 공동주택 사례들을 통해서 분석하여 정리한 것으로, 다음과 같은 내용들이 제안되었다.
본 연구에서는 첫째, 공동주택과 관련된 주거 부분에서 소비되는 에너지양과 전력량, 국내 공동주택의 자연채광 시스템의 인식, 디자인 서울로 나타난 공동주택의 문제점에 관한 문헌들을 살펴본다. 둘째, 건축에서 사용되는 일반적 자연채광 시스템을 건물 초기 디자인에서 고려되는 사항들과 연계하여 정리한다.
국내의 친환경 건축물 인증제도 (GBCC, Green Building Certification Criteria), 미국의 LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), 영국의 BREEAM (Building Research Establishment (BRE) Environmental Assessment Method), 일본의 CASBEE (Comprehensive Assessment System for Built Environment Efficiency), 중국의 GBAS (Green Building Assessment System) 등이 각 국의 제도들이다. 이 중에서 가장 활발히 전 세계에서 이용하고 있는 LEED 사례들 중 공동주택과 관련된 사례들을 이 연구에 사용하고자 한다.

제안 방법

공동주택에서 사용 가능한 자연채광 시스템을 과 같이 크게 자연광 유입 시스템과 자연광 조절 시스템으로 나누어 정리해 보았다.
본 연구에서는 첫째, 공동주택과 관련된 주거 부분에서 소비되는 에너지양과 전력량, 국내 공동주택의 자연채광 시스템의 인식, 디자인 서울로 나타난 공동주택의 문제점에 관한 문헌들을 살펴본다. 둘째, 건축에서 사용되는 일반적 자연채광 시스템을 건물 초기 디자인에서 고려되는 사항들과 연계하여 정리한다. 셋째, 국내 LEED 사례들을 살펴보고, 국외 LEED 사례들 중 공동주택에 관한 사례들에서 사용된 자연채광 시스템들을 분류하고 새로운 경향을 분석한다.
분석에 사용된 국외 LEED사례 들은 <표 1>과 같다. 마지막으로, 국내 공동주택에서 사용 가능한 자연채광 시스템들의 방향을 제안한다.
둘째, 건축에서 사용되는 일반적 자연채광 시스템을 건물 초기 디자인에서 고려되는 사항들과 연계하여 정리한다. 셋째, 국내 LEED 사례들을 살펴보고, 국외 LEED 사례들 중 공동주택에 관한 사례들에서 사용된 자연채광 시스템들을 분류하고 새로운 경향을 분석한다. 분석에 사용된 국외 LEED사례 들은 <표 1>과 같다.
창의 조망을 보고자 하거나, 외부의 자연광이 과다하지 않을 때는 스크린을 반으로 접어 열 수 있도록 하여, 결과적으로 다양한 입면 연출이 가능하도록 하였다. 캐나다의 Dockside Green 경우는 주거와 상업 등 여러 건물들이 있지만, 주거의 창문 디자인에서 가변형 루버가 스크린처럼 사용된 부분을 여기서 살펴보았다.

대상 데이터

가장 낮은 LEED 평가인 certified를 받은 Alcyone과 가장 높은 평가인 platinum을 받은 Solaire, 커튼월 입면을 가진 Twelfth 공동주택의 사례를 에서 예로 들었다.

성능/효과

계절에 따라 겨울과 여름의 실제 판매 전력량은 봄과 가을의 양과 차이가 있지만, 판매된 전체 전력량에서의 점유율은 그다지 차이를 보이지 않았다. 1년 동안 매월 전체 판매 전력량에서 가정용으로 판매된 전력량의 점유율은 평균 13.5 퍼센트 이고, 평균 전력량은 5,130,354 MWh(메가와트시(時), 100만와트시) 이다. 겨울(1월, 12월)과 여름(8월, 9월)에는 평균 점유율과 전력량에서 주목할 만한 계절에 의한 차이를 보인다.
8퍼센트를 차지하고 있다.⁴⁾ 실제적으로 건물 디자인 요소에서 자연광이 들어오도록 하는 것은 자연 채광 시스템이지만, 아직 국내 공동주택에서는 기존의 사례에 의존하고 자체적인 개발이 필요하다는 인식이 부족하다.
겨울(1월, 12월)과 여름(8월, 9월)에는 평균 점유율과 전력량에서 주목할 만한 계절에 의한 차이를 보인다. 겨울과 여름에 실제로 판매된 가정용 전력량은 평균보다 증가했지만, 다른 용도별 판매 전력량 전체에서 차지하는 점유율은 겨울에는 낮고 여름에는 높았다.
관련 정책을 종합적으로 보면, 한 동 내에 여러 평면이 구성되어 매스 및 건물 층고의 다양화, 입면 형태 변화를 위해 다양한 발코니 구성, 주동 상하부에 창호 크기의 확대, 지붕 형태에 다양화, 옥상정원 및 고단열 사용 등의 저에너지 친환경 요소 사용 등을 유도하고 있다. 기본적으로 이러한 정책들이 긍정적이나, 아직은 초기 단계이기 때문에 불필요한 장식과 단열 성능을 고려하지 않는 디자인 전략으로 인해 주동 매스의 요철 부분 등에서 단열 부분과 적정 창호자재 사용 문제가 보고되고 있다.
넷째, 대도시의 높은 인구밀도와 좁은 땅에서 외기와 만나는 면이 적은 깊은 단위 평면 등을 가진 국내 공동주택의 경우, 광선반은 그 자연채광 유입 시스템으로서 실내 조도를 향상시키는 역할을 할 수 있다.
둘째, 가구당 소비 전력량이 공동주택에서 단독주택보다 더 많다. 공동주택 디자인 가이드라인 등의 시대적 흐름에 편승하여 전력 소비가 적어질 수 있도록 환기와 채광이 되는 다양한 자연채광 시스템 디자인이 국내 공동주택에서 요구된다.
셋째는 송도의 건물들 10곳이 LEED 인증 국내 31개 사례들에 포함된다는 점이다. 국제도시를 표방하는 신도시인 송도의 경우라서 가능했던 사항이라 여겨진다.
조사를 하기위해서 연구원에서는 선정된 표준 가구를 기준으로 전년도에 측정을 하여 소비된 전력량을 보고하고 있다. <표 5>에서 주택형태별로 소비 전력량을 정리하였는데, 아파트와 연립주택의 소비 전력량의 경우 가구 평균 소비전력량보다 많았고, 상가주택과 단독주택의 소비 전력량의 경우는 평균보다 적었다. 첫 번째 의문과 연관해서 주택 유형별 가구당 소비 전력량을 볼 때, 단독주택은 아파트보다 상대적으로 환기와 채광이 되는 개구부의 디자인을 더 많은 면에 할 수 있기 때문이 소비 전력량이 더 적은 것이 아닌가 여겨진다.
종합하여 보면 다양한 입면 구성을 가이드라인이나 심의에서 권장을 하고, 아직은 단열 등의 에너지 문제에 대한 디자인의 합리성 도출이 안 되어있는 단계에서 공동주택이 건설되고 있는 것이다.
5 퍼센트 등이 판매 되었다. 즉 주거와 상업 부분이 전체 에너지원에서 차지하는 부분은 오분의 일에 해당하지만, 정제가 되는 최종 에너지원 형태인 고급 에너지원인 전력의 사용량을 보면 그 비율이 두 배 이상인 것을 알 수 있다.

후속연구

LEED 공동주택 사례들에서 국내에 적용 가능한 자연채광시스템 디자인 기법들을 분석한 이 연구를 초석으로, 국내의 환경에 맞는 친환경건축디자인에 대한 연구와 실무적용이 필요하다. 객관적 미관 향상과 적은 전기 에너지가 사용되는 자연채광 디자인으로 국내 공동주택 거주자가 더 건강하고 경제적으로도 더 나은 삶이 영위되도록 국내 공동주택 자연채광시스템 디자인이 지속적으로 연구되어야 한다.
LEED 공동주택 사례들에서 국내에 적용 가능한 자연채광시스템 디자인 기법들을 분석한 이 연구를 초석으로, 국내의 환경에 맞는 친환경건축디자인에 대한 연구와 실무적용이 필요하다. 객관적 미관 향상과 적은 전기 에너지가 사용되는 자연채광 디자인으로 국내 공동주택 거주자가 더 건강하고 경제적으로도 더 나은 삶이 영위되도록 국내 공동주택 자연채광시스템 디자인이 지속적으로 연구되어야 한다. 또한 이와 함께 단열, 사용자 평가 등의 후속 연구가 이루어져야 할 것이다.
그러나 공동주택의 경우는 서울 인구의 반 이상이 사는 주택 유형임에도 불구하고, 그 자유가 그리 크지 않다. 그러므로 생각할 수 있는 모든 녹색건축물 요소를 적용한 단독주택의 사례보다는 제한을 가지면서도 디자인 개선이 지속적으로 필요한 공동 주택에 대한 녹색건축물 연구가 필요하다.
객관적 미관 향상과 적은 전기 에너지가 사용되는 자연채광 디자인으로 국내 공동주택 거주자가 더 건강하고 경제적으로도 더 나은 삶이 영위되도록 국내 공동주택 자연채광시스템 디자인이 지속적으로 연구되어야 한다. 또한 이와 함께 단열, 사용자 평가 등의 후속 연구가 이루어져야 할 것이다.
첫째, 2013년 2월부터 녹색건축물 조성 지원법의 발효로 친환경 건축물 인증 제도의 의미가 더 강조 되리라 예상된다. 아직은 친환경 건축물 인증이 에너지 절약의 실효성보다는 광고효과가 더 컸다고 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	녹색건축물 조성 지원법 제 3조에서 명시하고 있는 다섯가지의 녹색건축물 기본 원칙은?	녹색건축물 조성 지원법은 다섯 가지의 녹색건축물 기본 원칙을 제 3조에서 다음의 내용으로 명시하고 있다. 온실가스 배출량 감축을 통한 녹색건축물 조성, 환경 친화적이고 지속가능한 녹색건축물 조성, 신·재생에너지 활용 및 자원 절약적인 녹색건축물 조성, 기존 건축물에 대한 에너지효율화 추진, 녹색건축물의 조성에 대한 계층 간, 지역 간 균형성 확보이다.
	다섯 가지 기본원칙들에서 필자가 느끼는 세 가지 의문은?	그러나 이 다섯 가지 기본원칙들을 살펴보면 세 가지의문이 생긴다. 첫째는 녹색건축물이 얼마나 새로운 건축물인가 하는 것이고, 둘째는 우리가 사용하고도 남을 에너지를 지구에 쏟아 붓고 있는 태양에너지를 우리는 충분히 활용하고 있는가이다. 그리고 셋째는 과거 획일적인 디자인에서 벗어나 다양한 평면과 입면을 시도하고 있는 최근의 국내 공동주택들은 어찌될 것인가 하는 의구심이다. 공동주택이 고층화되면서 주동 형태 배치가 일자형의 판상형에서 탑상형 또는 절곡형으로 바뀌고 있다.
	소 녹색성장 기본법을 바탕으로 한 녹색건축물 조성 지원법은 언제부터 건축계 전반에 걸쳐 영향을 미칠 것인가?	이에 따른 우리나라의 노력으로 2013년 2월부터 녹색용을 받고 있지는 않지만, 2012년 4월부터 소 녹색성장 기본법을 바탕으로 한 녹색건축물 조성 지원법은 건축계 전반에 걸쳐 영향을 미치게 될 것이다. 녹색건축물 조성 지원법은 다섯 가지의 녹색건축물 기본 원칙을 제 3조에서 다음의 내용으로 명시하고 있다.

참고문헌 (17)

권세림, 공동주택에서 자연채광 성능평가 분석, 한국건축친환경 설비학회 추계학술발표대회논문집, 2010
김광배, 서울시 공동주택 심의기준 운영사례를 통한 실효성 분석, 대한건축학회논문집 26(11), 2010
김정태, 친환경 공동주택 인증제도의 빛환경 평가항목 분석을 통한 개선방향 연구, 한국생태환경건축학회 춘계학술발표대회 논문집 9(1), 2009
박진철 전봉구 이동주, 친환경 건축물 인증제도 비교 분석 연구, 한국건축친환경설비학회논문집 3(3), 2009

상세보기
송혜영 이주윤 송규동, 건축적 적용을 위한 자연채광 시스템의 유형별 특성에 관한 연구, 한국건축친환경설비학회 추계학술발표대회논문집 10, 2008
이시내 강혜진 이언구, 공동주택에서 거주자 만족에 영향을 미치는 주요 영향인자 분석에 관한 연구: 실내환경을 중심으로, 대한건축학회 학술발표대회논문집 30(1), 2010
정주현 김세용, 디자인과 에너지 성능을 고려한 공동주택 계획방향, 대한건축학회논문집 27(6), 2011
최창호 조민관 이경훈, 아파트 평면 형태에 따른 주간 실내 조도에 관한 연구, 대한건축학회논문집 26(7), 2010
DiLaura, D. D., Houser, K. W., Mistrick, R. G., & Steffy, G. R., The Lighting Handbook(10th ed.), New York, NY: Illuminating Enginerring Society of North America, 2011
국토해양부, 공동주택디자인 가이드라인(국토해양부고시 제2009-855호), 2009 [On-line], Available: http://www.mltm.go.kr.
에너지경제연구원, 2011년도 에너지총조사보고서, 2012 [On-line], Available: http://www.keei.re.kr.
에너지관리공단, 2012 에너지.기후변화 편람, 2012 [On-line], Available: http://www.kemco.or.kr.
한국전력공사(2012), 제81호(2011년) 한국전력통계 [On-line], Available: http://www.kepco.or.kr.
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Mistrick, R., IESNA Lighting Education: Fundamental Level, Ch. 10: Daylighting. New York, NY: Illuminating Engineering Society of North America, 1999
US-GBC, Public LEED Project Directory, 2012 [On-line], Available: http://new.usgbc.org/projects

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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