In this study, we chose the rural house as a standard model. In order to review the energy difference of cooling and heating loads, we changed the thermal transmittance standards. By using the thermal transmittance standard in 2011 as the Basic CASE, the thermal transmittance standard in 2013 as wel...
In this study, we chose the rural house as a standard model. In order to review the energy difference of cooling and heating loads, we changed the thermal transmittance standards. By using the thermal transmittance standard in 2011 as the Basic CASE, the thermal transmittance standard in 2013 as well as 2016, and the thermal transmittance standard of passive houses, we compared the results with regard to the cooling and heating energy load. Because of the heat loss, it can be confirmed that with an improved thermal performance of the building structure, the maximum increase of the cooling energy load was 36 kWh from June to September. Because of the heat loss, it was also confirmed that with the improved thermal performance of a building structure, the maximum decrease of the heating energy load is 1,498 kWh from November to April. Even though the heat loss of the building structure could decrease the cooling energy load by improving thermal transmittance standards in Korea, the energy saving performance is worse than the situation of heating energy load in heating period. Compared with CASE 1 and CASE 2, as well as CASE 1 and CASE 3, we CASE 3 was found to have the best energy saving rate when compared to the other cases : CASE 3 increased by 1,452 kWh and CASE 2 by 588 kWh, because the window thermal transmittance standard of 2016 was added.
In this study, we chose the rural house as a standard model. In order to review the energy difference of cooling and heating loads, we changed the thermal transmittance standards. By using the thermal transmittance standard in 2011 as the Basic CASE, the thermal transmittance standard in 2013 as well as 2016, and the thermal transmittance standard of passive houses, we compared the results with regard to the cooling and heating energy load. Because of the heat loss, it can be confirmed that with an improved thermal performance of the building structure, the maximum increase of the cooling energy load was 36 kWh from June to September. Because of the heat loss, it was also confirmed that with the improved thermal performance of a building structure, the maximum decrease of the heating energy load is 1,498 kWh from November to April. Even though the heat loss of the building structure could decrease the cooling energy load by improving thermal transmittance standards in Korea, the energy saving performance is worse than the situation of heating energy load in heating period. Compared with CASE 1 and CASE 2, as well as CASE 1 and CASE 3, we CASE 3 was found to have the best energy saving rate when compared to the other cases : CASE 3 increased by 1,452 kWh and CASE 2 by 588 kWh, because the window thermal transmittance standard of 2016 was added.
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문제 정의
본 연구에서는 건축물의 에너지 사용량을 저감시키기 위한 방안인 구조체의 단열성능 강화를 위한 열관 류율 향상이 농어촌 주택 표준모델의 냉·난방 에너지 부하량에 미치는 영향을 검토하고자 한다.
본 연구는 열관류율 기준 변화에 따라 농어촌 주택 표준모델의 냉·난방에너지 부하량 차이를 검토하기 위하여 열관류율 기준이 규정된 2011년도 기준을 기준 CASE로 선정하여 열관류율 기준 향상 및 패시브하우스 열관류율 적용에 따른 냉·난방에너지 부하량을 비교·검토하였으며, 그 결과 다음과 같다.
제안 방법
(3)은비주거 건물을 대상으로 외벽의 단열재 두께 및 창호의 열관류율 변화를 통해 냉·난방에너지 부하를 비교·검토하였다.
본 연구에서는 Energy Plus V.7.0을 해석엔진으로 사용 하고 있는 Design Builder V.3.20 프로그램을 이용하여 냉·난방 에너지 부하량을 검토하였으며, 지역은 부산 지역으로 설정하였다.
시뮬레이션을 위한 CASE 설정은 2011년도 열관류율 기준은 CASE 1, 2013년도 열관류율 기준은 CASE 2, 2016년도 열관류율 기준은 CASE 3, 및 패시브하우스 열관류율 기준은 CASE 4로 구분하였으며, 냉·난방 구역은 안방을 ZONE 1(14.29 ㎡), 거실과 부엌을 ZONE 2 (26.6 ㎡)로 설정하였다.
본 연구에서는 시뮬레이션 결과를 비교·검토하기 위하여 2011년도 열관류율 기준인 CASE 1을 기준 CASE 로 선정하여 단열성능 강화에 따른 냉·난방 부하의 증가 및 저감을 검토하였다.
대상 데이터
1~Fig. 2와 같이 에너지기술연구원(1991~2000) 및 기상청(2001~2010)의관측 자료를 바탕으로 한국패시브건축협회에서 작성된 것을 이용하였다.(9)
38 W/㎡로 설정하였다. 재실자는 4인, 재실자는 평일 주간에는 1인, 야간에는 4인, 주말 주간 및 야간에 4인 재실로 Table 3과 같이 설정하였다.
해석모델은 귀농귀촌종합센터에서 제공하는 농촌주택표준설계도 중 농림-12-20-가-1의 모델(면적 95.80 ㎡) 을 선정하였으며, 평면은 Fig. 3, 단면은 Fig. 4와 같다. 시뮬레이션을 위한 CASE 설정은 2011년도 열관류율 기준은 CASE 1, 2013년도 열관류율 기준은 CASE 2, 2016년도 열관류율 기준은 CASE 3, 및 패시브하우스 열관류율 기준은 CASE 4로 구분하였으며, 냉·난방 구역은 안방을 ZONE 1(14.
난방 부하 또한 6월에서 9월까지는 필요 난방 부하가 없는 것으로 확인되어 난방 부하 검토는 11월에서 4월까지의 난방 부하만을 비교·검토 대상으로 선정하였다.
이에 전체 실험 결과에 미치는 영향이 미미하다고 판단하여 냉방 부하 검토는 6월에서 9월까지의 부하만을 비교·검토 대상으로 선정하였다.
성능/효과
주택부문에서 냉·난방을 위해 사용하는 에너지를 줄이기 위한 방안으로는 구조체의 단열성능 강화, 기밀성능 향상, 실내외 차양장치 설치 및 고성능, 고효율의 열교환기 사용 등이 있다. 그 중 구조체의 단열성능 강화는 외벽, 천정, 바닥 및 창을 통해 77~90%의 열 손실이 발생(1)하는 것을 참고하면 에너지 사용량을 줄이기 위한 가장 기본적인 방법이면서 가장 효과적인 방법으로 판단된다.
냉방은 전체 실험 CASE에서 1월, 2월, 3월, 4월, 및 12월에서는 필요 냉방 부하가 없는 것으로 확인되었으며, 5월에는 전체적으로 3~5 kWh, 11월에는 CASE 4에서 1 kWh의 냉방 부하가 필요한 것으로 확인되었다. 이에 전체 실험 결과에 미치는 영향이 미미하다고 판단하여 냉방 부하 검토는 6월에서 9월까지의 부하만을 비교·검토 대상으로 선정하였다.
기준 CASE로 선정한 CASE 1에서는 냉방 부하가 최고 310 kWh(8월), 최저 34 kWh(6월)로 나타났으며, 총629 kWh의 부하가 필요한 것으로 확인되었다.
2013년도 열관류율 기준인 CASE 2에서는 냉방 부하가 최고 307 kWh(8월), 최저 35 kWh(6월)로 나타나 기준 CASE와 냉방 부하가 최고 또는 최저로 필요한 월은 같은 것으로 확인되었으나, 8월은 3 kWh 저감되며, 6월은 1 kWh 증가하는 것으로 확인되었다. 총 필요 냉방 부하는 629 kWh로 냉방 부하는 기준 CASE 보다 저감되지 않는 것으로 확인되었다.
2013년도 열관류율 기준인 CASE 2에서는 냉방 부하가 최고 307 kWh(8월), 최저 35 kWh(6월)로 나타나 기준 CASE와 냉방 부하가 최고 또는 최저로 필요한 월은 같은 것으로 확인되었으나, 8월은 3 kWh 저감되며, 6월은 1 kWh 증가하는 것으로 확인되었다. 총 필요 냉방 부하는 629 kWh로 냉방 부하는 기준 CASE 보다 저감되지 않는 것으로 확인되었다.
2016년도 열관류율 기준인 CASE 3에서는 냉방 부하가 최고 315 kWh(8월), 최저 43 kWh(6월)로 나타났고, 총 필요 냉방 부하는 662 kWh로 기준 CASE보다 33 kWh 증가하는 것으로 확인되었다.
패시브하우스 열관류율 기준을 적용한 CASE 4에서는 냉방 부하가 최고 309 kWh(8월), 최저 41 kWh(6월) 로 나타났으며, 총 필요 냉방 부하가 662 kWh로 확인 되어 냉방부하는 구조체의 열관류율 향상은 냉방 부하를 증가시키는 것으로 확인되었다.
난방기간인 11월부터 4월까지 난방에너지 부하를 살펴보면, 기준 CASE인 CASE 1에서는 난방 부하가 최고 879 kWh(1월), 최저 131 kWh(4월)인 것으로 나타났고, 총 3038 kWh 난방 부하가 필요한 것으로 확인되었다.
CASE 2에서는 난방 부하의 최고 및 최저의 월은 기준 CASE와 같지만, 총 난방 부하는 342 kWh 저감되는 것으로 확인되었다. Fig.
CASE 2에서는 난방 부하의 최고 및 최저의 월은 기준 CASE와 같지만, 총 난방 부하는 342 kWh 저감되는 것으로 확인되었다. Fig. 5에 나타난 것과 같이 CASE 3 의 난방 부하 역시 기준 CASE보다 785 kWh 저감되는 것으로 확인되었으며, CASE 4에서도 기준 CASE보다 1,498 kWh 저감되는 것으로 나타나 열관류율 기준 변화는 난방에너지 부하에 효과적인 것으로 확인되었다.
(1) 냉방에너지 부하량은 6월부터 9월까지 유의한 결과를 확인할 수 있었으며, 단열성능 향상에 따라 최대 36 kWh의 부하가 증가하는 것을 알 수 있었다.
(2) 난방에너지 부하량은 11월부터 4월까지 유의한 결과를 확인할 수 있었으며, 단열성능 향상에 따라 최대 1,498 kWh의 부하가 저감되는 것을 알 수 있었다.
(3) 구조체를 통한 열손실은 냉방기간 동안은 냉방 부하를 저감시키는 역할을 하지만, 난방기간 동안은 난방 부하를 증가시키는 역할을 하는 것으로 확인 되었으며, 국내에서 열관류율 기준 향상은 난방기간 동안의 난방 부하 저감률이 커 전체 에너지 부하 저감에 유의한 것을 알 수 있었다.
(4) 기준 CASE에서 외벽, 지붕 및 바닥의 열관류율을 향상시킨 CASE 2(588 kWh 저감)보다 창의 열관류율을 향상시킨 CASE 3(1,451 kWh 저감)에서 부하 저감률이 큰 것을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
구조체의 단열성능 강화가 주택의 냉.난방 에너지를 줄이기 위한 방안인 이유는?
주택부문 에서 냉․난방을 위해 사용하는 에너지를 줄이기 위한 방안으로는 구조체의 단열성능 강화, 기밀성능 향상, 실내외 차양장치 설치 및 고성능, 고효율의 열교환기 사용 등이 있다. 그 중 구조체의 단열성능 강화는 외벽, 천정, 바닥 및 창을 통해 77~90%의 열 손실이 발생(1)하는 것을 참고하면 에너지 사용량을 줄이기 위한 가장 기본적인 방법이면서 가장 효과적인 방법으로 판단된다.
주택부문에서 냉.난방을 위해 사용하는 에너지를 줄이기 위한 방안은?
최근, 프랑스 파리에서 열린 기후변화협약 당사국총 회는 세계적인 기후변화에 대한 대책으로 온실가스 감축을 논의하는 자리였고, 한국은 온실가스 배출전망치(BAU)인 8억 5천 60만 톤 대비 37%인 3억 1천 4백만 톤을 2030년까지 감축하기로 발표하였다. 주택부문 에서 냉․난방을 위해 사용하는 에너지를 줄이기 위한 방안으로는 구조체의 단열성능 강화, 기밀성능 향상, 실내외 차양장치 설치 및 고성능, 고효율의 열교환기 사용 등이 있다. 그 중 구조체의 단열성능 강화는 외벽, 천정, 바닥 및 창을 통해 77~90%의 열 손실이 발생(1)하는 것을 참고하면 에너지 사용량을 줄이기 위한 가장 기본적인 방법이면서 가장 효과적인 방법으로 판단된다.
우리나라 온실가스 배출전망치는 얼마인가?
최근, 프랑스 파리에서 열린 기후변화협약 당사국총 회는 세계적인 기후변화에 대한 대책으로 온실가스 감축을 논의하는 자리였고, 한국은 온실가스 배출전망치(BAU)인 8억 5천 60만 톤 대비 37%인 3억 1천 4백만 톤을 2030년까지 감축하기로 발표하였다. 주택부문 에서 냉․난방을 위해 사용하는 에너지를 줄이기 위한 방안으로는 구조체의 단열성능 강화, 기밀성능 향상, 실내외 차양장치 설치 및 고성능, 고효율의 열교환기 사용 등이 있다.
참고문헌 (9)
A Detailed Guide to Insulating Your Home, sustainable Energy Ireland.
Choi, J. M. and Cho, S. W., 2010, The Improvement of Korea Insulation Regulation, Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems, Vol. 4, No. 4, pp. 189-194.
Shin, J. H., Kim, S. S., and Cho, Y. H., 2016, An Analysis of the Heating and Cooling Energy Demand and Consumption According to the Mean Thermal Transmittance of External Wall, Journal of the Korean Society of Living Environmental System, Vol. 23, No. 1, pp. 104-112.
Choim M. S. and Chang, S. J., 2013, Comparative Analysis on the Heating and Cooling Loads Associated with U-value, SHGC and Orientation of the Windows in Different Regions, Journal of the KIEAE, Vol. 13, No. 2, pp. 123-130.
Cha, J. H., Kim, S. H., Jeong, S. H., Kim, S., and Choi, J. M., 2013, Consideration for Passive House Design standards, Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems, Vol. 7, No. 1, pp. 38-47.
Choi, J. M., 2011, Understanding of the elements of the architectural planning of the passive house, The Magazine for Energy Service Companies, pp. 54-61.
Lee, C. K. and Kim, W. T., 2012, Heating and Cooling Energy Demand Analysis of Standard Rural House Models, Journal of the Korea Academia Industrial Cooperation Society, Vol. 13, No. 8, pp. 3307-3314.
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