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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 표준형 사무소 건물 모델을 대상으로 연간 에너지 성능에 영향을 미치는 요소를 각각 고려하여 그 절감률과 효율에 대해 비교 및 분석하고자 한다. 그리고 각각의 요소가 가지는 절감률에 대해 비교하여 가장 효율적으로 사무소 에너지를 절감할 수 있는 전략을 제공하는데 그 목적이 있다.
- 기 언급한 것처럼 국내 연구에서는 이미 패시브 하우스나 제로 에너지 하우스 등 주거 계획에서는 이미 일부의 연구가 이루어져 왔으나 사무소에 대한 지속적인 연구가 부족한 실정이며 건물의 에너지 소모 경향에 따른 적용의 편의를 위하여 각 요소별 상대적인 절감율을 평가할 수 있도록 연구가 제시 될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 각각의 요소별로 냉,난방 에너지 및 팬 에너지로 분류하여 각각의 절감률을 검토해 보고자 한다.
- 이러한 현 상황에서 현재 우리나라에서도 역시 새로운 국가 비전을 수립해 2020년 까지 BAU(Business As Usual) 대비 30% 감축을 목표로 ‘저탄소 녹색 성장’을 선언하였고 ‘건축물의 에너지절약 설계기준’을 개정하는 등 지속적으로 제도적 장치를 구축하고 이에 대해 연구하고 있다.
- 75를 곱하여 1차 에너지 소요량을 계산하였다. 이에 본 연구에서는 앞서 선정한 각 요소의 성능 강화를 통해 복합적으로 적용 시 몇 등급으로 성능이 향상되는지 비교 분석하였다.
- 이에 본 연구에서는 표준형 사무소 건물 모델을 대상으로 연간 에너지 성능에 영향을 미치는 요소를 각각 고려하여 그 절감률과 효율에 대해 비교 및 분석하고자 한다. 그리고 각각의 요소가 가지는 절감률에 대해 비교하여 가장 효율적으로 사무소 에너지를 절감할 수 있는 전략을 제공하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- Fig. 1은 본 연구의 흐름을 나타낸 것으로서 중규모 사무소 공간을 기본 모델로 선정하고 실제 사무소 건물에 적용 가능한 요소 기술을 Passive 요소와 Active 요소로 구분하여 각 기술에 따른 건물의 에너지 절감 효과를 분석하였다. Passive 요소는 크게 벽체의 열 관류율, 창호 종류, 창면적비, 기밀성으로 분류하였고 Active 요소는 크게 공기조화시스템의 종류, 현열 교환기, 전열교환기로 분류하여 진행하였다.
- 1은 본 연구의 흐름을 나타낸 것으로서 중규모 사무소 공간을 기본 모델로 선정하고 실제 사무소 건물에 적용 가능한 요소 기술을 Passive 요소와 Active 요소로 구분하여 각 기술에 따른 건물의 에너지 절감 효과를 분석하였다. Passive 요소는 크게 벽체의 열 관류율, 창호 종류, 창면적비, 기밀성으로 분류하였고 Active 요소는 크게 공기조화시스템의 종류, 현열 교환기, 전열교환기로 분류하여 진행하였다. 또한 신재생 에너지 요소로 태양광 발전 패널을 적용하였다.
- 4와 같다. 고층 사무소 건물의 일반층 1개층을 대상으로 시뮬레이션을 수행하여 상하부는 열관류가 없는 Adiabatic으로 처리하였다. 위치는 인천으로 설정하고 그에 대한 파일은 IWEC(International Weather for Energy Calculation)에서 제공하는 파일을 이용하였다.
- 국외 연구로 Alexandre[4] 외 연구에서는 미국의 사무소 건물을 바탕으로 최적의 에너지 효율을 낼 수 있는 방안을 연구하였다. 그 방법으로는 서로 다른 기후를 갖는 지역을 선정하여 Passive 요소와 Active 요소를 구분하고 LCC로 그 효율을 분석하였다. 다른 연구로 E.
- 야간 환기는 사무소 건물이 운영되지 않은 비 공조 시간인 야간에 외기를 도입하여 구조체의 축열을 식혀 공조 시간의 냉방에너지를 절약할 수 있는 시스템이다[11]. 냉방에너지가 전체 에너지에 큰 비중을 차지하는 사무소 건물에서의 야간 환기 적용은 큰 에너지 절감효과를 기대할 수 있는데 본 연구에서는 기존의 Base 모델에 야간 환기를 적용할 경우 에너지 소모량의 변화를 분석하였다.
- 따라서 본 연구에서 Base Model 은 ‘건물 에너지 설계현황 DB 구축 및 고효율 건물설계 가이드라인’[7]에서 제시한 중부지역 평균인 0.38W/m2·K을 적용하고 변수는 0.12W/m2·K 단위로 증감시켜 중부지역 기준과 패시브 하우스 기준을 가변 범위로 선정하였다.
- Passive 요소는 크게 벽체의 열 관류율, 창호 종류, 창면적비, 기밀성으로 분류하였고 Active 요소는 크게 공기조화시스템의 종류, 현열 교환기, 전열교환기로 분류하여 진행하였다. 또한 신재생 에너지 요소로 태양광 발전 패널을 적용하였다.
- VAV system은 일정한 송풍 온도를 설계 풍량으로 제어하여 실내온도를 제어하는 방식으로 CAV system에 비해 팬 에너지가 절감된다는 이점이 있다[12][13]. 본 연구에서 Base 모델은 CAV system을 적용하였으며 변수인 VAV system은 최소 풍량을 30%로 설정 하였다. 공기조화 시스템 계통도는 다음 Fig.
- 본 연구에서는 판형 열교환기를 기준으로 현열 교환기, 전열 교환기를 비교하여 습도와 에너지 절감률에 관한 비교 및 기기의 교환 효율에 따른 에너지 절감률을 비교 분석하였다. 본 연구에서 활용한 열 교환기의 성능은 국내 제품을 기준으로, 현열 교환기의 현열 교환 효율은 60%를 기준으로 10%씩 향상시켜 에너지를 평가하였고 전열 교환기의 경우는 현열 교환 효율은 70%를 고정값으로 입력하고 잠열 교환 효율을 30%에서 10%씩 향상시켜 에너지를 평가하였다. 열 교환기의 열 교환 흐름도는 다음 Fig.
- 침기는 창호나 벽체 등 외기에 접하는 요소의 기밀성을 강화하여 최소화 할 수 있으며 이는 건축물의 에너지 소비와 환기의 측면에서 중요한 요소이다[10]. 본 연구에서는 기밀성 강화에 의한 침기율 변화와 건축물 에너지와의 상관관계를 알아보기 위해 0.5 ACH를 Base 모델에 적용하였으며 변수로 0.2 ACH 단위로 증감시켜 비교 분석하였다.
- 최근 국외에서는 ‘기준가격 의무 구매제’나 ‘요금 상계제’와 같은 태양광 전기사용 장려책을 확대하고 있으며 국내 주택에서도 이미 태양광 패널을 이용하여 전기에너지를 생산하고 있다. 본 연구에서는 선행연구[15]에서 최적 조건으로 분석된 30도 각도의 PV 패널을 Base 모델의 남향에 설치하여 PV 패널이 적용되지 않은 Base 모델에서 PV 패널이 적용된 경우의 생산량을 차감 후 비교 분석하였다.
- 본 연구에서는 앞서 언급한 ‘건축물의 에너지 절약 설계 기준’에서 권장하는 창면적비인 50%를 Base 모델에 적용하였으며 변수로 20%단위로 창면적비를 증감시켜 그에 따른 에너지 소모량의 변화를 분석하였다.
- 그 종류로는 교환 방식에 따라 판형, 로터리형교환기, 그리고 교환하는 요소에 따라 온도만 교환하는 현열 교환기와 온,습도를 동시에 교환하는 전열 교환기로 구분이 되는데 이러한 열 교환기를 적용함으로써 실내외 온도차가 큰 기간에 냉,난방 에너지를 절감할 수 있다[14]. 본 연구에서는 판형 열교환기를 기준으로 현열 교환기, 전열 교환기를 비교하여 습도와 에너지 절감률에 관한 비교 및 기기의 교환 효율에 따른 에너지 절감률을 비교 분석하였다. 본 연구에서 활용한 열 교환기의 성능은 국내 제품을 기준으로, 현열 교환기의 현열 교환 효율은 60%를 기준으로 10%씩 향상시켜 에너지를 평가하였고 전열 교환기의 경우는 현열 교환 효율은 70%를 고정값으로 입력하고 잠열 교환 효율을 30%에서 10%씩 향상시켜 에너지를 평가하였다.
대상 데이터
- 따라서 이 세 가지 요소를 모두 고려하여 해당 건물의 에너지 절감에 유리하게 적용할 필요가 있다. 본 연구에서 활용할 유리의 종류는 LBNL에서 제공하는 Window 7 프로그램을 이용하여 물성치를 계산하였으며 사용한 유리는 선행연구[7]를 참고하여 국내 제품을 사용하였다. 그 물성치는 다음 Table 3과 같다.
- 본 연구에서는 공조시스템으로 CAV system과 VAV system을 비교 대상으로 선정하였다. CAV system은 정풍량 유닛으로 일정한 송풍량으로 실내온도를 제어하는 방식으로 시공이 용이하며 설비비가 저렴하여 현재 많이 이용되고 있는 방식이다.
- 본 연구에서는 기본 모델로 ASHRAE에서 제공하는 ASHRAE 90.1 Prototype Building DOE Commercial Reference Building 중 중규모 사무소 건물을 선정하였으며 다음 Fig. 4와 같다. 고층 사무소 건물의 일반층 1개층을 대상으로 시뮬레이션을 수행하여 상하부는 열관류가 없는 Adiabatic으로 처리하였다.
- 고층 사무소 건물의 일반층 1개층을 대상으로 시뮬레이션을 수행하여 상하부는 열관류가 없는 Adiabatic으로 처리하였다. 위치는 인천으로 설정하고 그에 대한 파일은 IWEC(International Weather for Energy Calculation)에서 제공하는 파일을 이용하였다.
데이터처리
- 본 연구에서 활용한 Base 모델은 위의 표를 기준으로 연간 단위면적당 1차 에너지 소요량이 504 kWh/㎡ 년으로 계산되어 5등급으로 평가되었다. 1차 에너지 소요량은 단위면적당 2차 에너지 소요량에 환산계수를 곱한 값으로 본 연구에서는 전력 환산계수인 2.75를 곱하여 1차 에너지 소요량을 계산하였다. 이에 본 연구에서는 앞서 선정한 각 요소의 성능 강화를 통해 복합적으로 적용 시 몇 등급으로 성능이 향상되는지 비교 분석하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 건물 에너지 분석을 위해 동적 시뮬레이션 프로그램인 eQuest 프로그램을 사용하였다. eQuest 프로그램은 DOE에서 개발한 시뮬레이션 프로그램으로 이미 국내외에서 건물의 에너지 성능을 평가하는데 적합한 것으로 평가되었다.
성능/효과
- (1) Passive 요소에서 벽체 단열 성능 강화, 창호의 성능 강화, 기밀성 강화, 야간 환기 적용 등을 동시에 고려하였을 때 본 연구에서 선정한 Base 모델 대비 평균 17.3%에서 최대 27.3%의 에너지가 절감되었다. 건물에너지 효율등급 (업무용 건축물 기준)은 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되었던 Base 모델 대비 3등급(367 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다.
- (2) Active 요소에서 VAV system, 현열 및 전열 교환기 적용을 동시에 고려하였을 때 본 연구에서 선정한 Base 모델 대비 연간 에너지는 평균 36.3%에서 최대 41.3%까지 절감되었다. 건물 에너지 효율등급이 기준 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되는 Base 모델 대비 2등급(296 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다.
- (3) Passive 요소와 Active 요소 중 본 연구에서 활용한 평균값을 동시에 고려하였을 때 Base 모델 대비 47.0%가 절감되었다. 건물에너지 효율 등급 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되었던 Base 모델 대비 1등급(258 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다.
- (4) PV panel을 적용 시 연간 10.4%의 에너지가 생산 가능하여 이를 연간 에너지 소모량에 추가할 시 건물에너지 효율등급을 한 등급씩 올릴 수 있는 것으로 평가되었다.
- Base 모델에 야간환기를 적용시켰을 때 그렇지 않은 Base 모델 대비 냉방에너지에서 5.2% 절감되어 총 연간 에너지에서 5.8% 절감이 되는 것으로 평가되었다. 결과를 절기별로 구분하였을 때 동절기에는 절감률이 거의 없는 것으로 평가 되었고 하절기와 일교차가 큰 간절기에 냉방에너지 절감 효과가 큰 것으로 평가되었다.
- Base 모델의 창면적비 50%를 기준으로 창 면적비를 30%로 줄였을 때는 연간에너지의 18.8%가 절감되는 것으로 평가되었고 70%로 증가하였을 때는 18.6%, 90%로 증가하였을 때는 42.0% 연간 에너지 소모량이 증가하는 것으로 평가되었다. 창면적비에 대한 냉,난방 에너지와 팬 에너지는 창면적비가 증가함에 따라 일정하게 증가하였으며 면적비가 20% 증가함에 따라 연간 에너지 소모량도 약 19~23% 씩 증가하는 것으로 평가되었다.
- 기밀성이 좋아질수록 냉방에너지 소모량은 소폭으로 증가하고 난방에너지 소모량은 크게 감소하여 연간 에너지 소모량은 감소하는 것으로 평가 되었다. Base 모델의 침기율 0.5 ACH를 기준으로 0.3 ACH로 줄일시 난방에너지는 31.8% 감소, 냉방에너지는 4.0% 증가하여 연간 에너지 소모량은 3.8% 절감되는 것으로 평가되었다. 또한 침기율이 0.
- CAV system을 기준으로 옥상에 PV 패널을 적용하였을 시 연간 에너지의 총 10.4%가 생산되는 것으로 평가되었다. 이를 절기별로 구분하였을 때 하절기에 약 3.
- CAV system이 적용된 Base 모델 대비 VAV system을 적용하였을 때 연간 에너지는 30.9% 절감 되는 것을 기대할 수 있고 추가적으로 현열 교환기를 적용하였을 때 최대 38.6%, 전열 교환기를 적용하였을 때 최대 41.3% 절감을 기대할 수 있다. 이를 종합 하였을 때 Active 요소에서의 고성능 기술을 적용하였을 때 최대 41.
- CAV 대비 VAV 적용 시 팬 에너지는 78.1%로 크게 절감되는 것으로 평가되었고 난방 에너지는 19.0%, 냉방 에너지는 26.7% 절감되는 것으로 평가되었다. 팬 에너지에서 크게 절감되었지만 전체 에너지에서의 팬 에너지 비율이 작아 연간 건물 에너지로 평가하였을 때는 30.
- Combination 1과 2에 관한 결과를 비교했을 때 Base 모델 대비 Passive 요소를 통하여 평균 17.3% 절감이 가능하며 최대 27.3% 까지 절감이 가능한 것으로 평가되었다. 또한 Combination 3과 4에 관한 결과를 비교했을 때 Base 모델 대비 Active 요소를 통하여 평균 36.
- 3%까지 절감이 가능한 것으로 평가되었다. Combination 5의 결과에서 Passive와 Active 요소에 대한 평균값을 동시에 적용할 경우 47.0%로 가장 큰 절감률을 보였으며 이는 고성능의 Active 요소를 적용한 Combination 4보다 더 효율적인 것으로 평가되었다. 또한 Combination 6의 결과에서 PV를 통하여 10.
- Double Clear 유리를 적용시킨 Base 모델 대비 Double Low-E 유리를 적용하였을 때 연간 에너지 절감률은 18.0%,Double Tint Low-E를 적용하였을 때는 20.4%, Triple Low-E를 적용하였을 때는 21.3%로 평가되었다. 세 유리 중 SHGC가0.
- VAV system을 기준으로 현열 교환 효율이 증가할수록 난방에너지는 감소하는 경향을 나타냈으며 냉방 에너지와 팬 에너지는 증가하는 경향을 나타냈다. VAV system 대비 60% 현열 교환기를 적용하였을 경우 난방 에너지는 56.8%로 크게 감소하였고 냉방에너지는 5.0% 정도 증가하여 연간 에너지를 비교하였을 때 4.4% 절감되는 것으로 평가되었다. 현열 교환 효율을 10%씩 증가하여 비교하였을 때 약 1.
- VAV system 대비 현열 교환 효율 70%, 잠열 교환 효율 50% 전열 교환기 적용 시(Case 22) 난방 에너지는 58.6%로 현열 교환기(Case 17)보다 약 2.0% 더 감소하였다. 냉방 에너지는 VAVsystem(Case 15) 보다 2.
- VAV system을 기준으로 현열 교환 효율이 증가할수록 난방에너지는 감소하는 경향을 나타냈으며 냉방 에너지와 팬 에너지는 증가하는 경향을 나타냈다. VAV system 대비 60% 현열 교환기를 적용하였을 경우 난방 에너지는 56.
- 건물 에너지 효율등급이 기준 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되는 Base 모델 대비 2등급(296 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다. 각 요소 중 가장 절감률이 우수했던 항목은 AHU항목으로 VAV system을 적용할 때 최대 30.9% 절감이 가능하여 가장 효율적인 것으로 평가되었다.
- 건물에너지 효율등급 (업무용 건축물 기준)은 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되었던 Base 모델 대비 3등급(367 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다. 각 요소 중 가장 절감률이 우수했던 항목은 창호 성능으로 Triple Low-E 유리를 적용할 때 연간 에너지가 최대 21.3% 절감이 가능한 것으로 평가되었다.
- 3%까지 절감되었다. 건물 에너지 효율등급이 기준 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되는 Base 모델 대비 2등급(296 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다. 각 요소 중 가장 절감률이 우수했던 항목은 AHU항목으로 VAV system을 적용할 때 최대 30.
- 0%가 절감되었다. 건물에너지 효율 등급 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되었던 Base 모델 대비 1등급(258 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다. 이는 Passive 요소를 통하여 얻을 수 있는 최대 절감률과 Active 요소를 통하여 얻을 수 있는 최대 절감률보다 높은 것으로 두 항목을 동시에 적용할 경우 더 효율적인 것으로 평가되었다.
- 3%의 에너지가 절감되었다. 건물에너지 효율등급 (업무용 건축물 기준)은 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되었던 Base 모델 대비 3등급(367 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다. 각 요소 중 가장 절감률이 우수했던 항목은 창호 성능으로 Triple Low-E 유리를 적용할 때 연간 에너지가 최대 21.
- 8% 절감이 되는 것으로 평가되었다. 결과를 절기별로 구분하였을 때 동절기에는 절감률이 거의 없는 것으로 평가 되었고 하절기와 일교차가 큰 간절기에 냉방에너지 절감 효과가 큰 것으로 평가되었다.
- 결론을 종합하여 볼 때 Passive 요소에 비해 Active 요소를 적용했을 때 에너지 절감률이 더 큰 것으로 평가되었다. Active 요소에 고성능 기술을 적용시키는 것으로는 건물에너지 효율등급을 2등급으로 만족시킬 수 있다.
- 기밀성이 좋아질수록 냉방에너지 소모량은 소폭으로 증가하고 난방에너지 소모량은 크게 감소하여 연간 에너지 소모량은 감소하는 것으로 평가 되었다. Base 모델의 침기율 0.
- 0% 더 감소하였다. 냉방 에너지는 VAVsystem(Case 15) 보다 2.2% 증가하는 것으로 평가되며, 연간 에너지로 비교하였을 때 10.2% 감소하여 현열 교환기(Case 17)를 사용했을 때 보다 2.5% 더 절감되는 것으로 평가되었다. 잠열 교환 효율은 10% 증가 할수록 1.
- 6% 절감되는 것으로 평가되었다. 냉방 에너지는 열관류율 변화에 따른 에너지 절감률이 1% 미만으로 거의 차이가 없는 것으로 평가되었고 난방 에너지는 열관류율이 0.27W/m2로 낮아졌을 때 3.7%, 0.15W/m2로 낮아졌을 때는 6.6% 절감되는 것으로 평가되었다.
- 3% 까지 절감이 가능한 것으로 평가되었다. 또한 Combination 3과 4에 관한 결과를 비교했을 때 Base 모델 대비 Active 요소를 통하여 평균 36.3% 절감이 가능하며 최대 41.3%까지 절감이 가능한 것으로 평가되었다. Combination 5의 결과에서 Passive와 Active 요소에 대한 평균값을 동시에 적용할 경우 47.
- 0%로 가장 큰 절감률을 보였으며 이는 고성능의 Active 요소를 적용한 Combination 4보다 더 효율적인 것으로 평가되었다. 또한 Combination 6의 결과에서 PV를 통하여 10.4%의 에너지를 생산할 수 있으므로 각 조합의 경우 PV 적용 시 10.4%가 더 절감될 수 있는 것으로 평가되었다.
- 8% 절감되는 것으로 평가되었다. 또한 침기율이 0.2씩 감소할수록 냉방에너지는 평균 5~6% 증가하며 난방에너지는 36~38% 감소하여 연간 에너지 소모량은 평균 4~8% 감소하는 것으로 평가되었다.
- Active 요소에 고성능 기술을 적용시키는 것으로는 건물에너지 효율등급을 2등급으로 만족시킬 수 있다. 또한 평균 성능의 Active 요소를 적용하더라도 Passive 요소를 동시에 강화할 경우에는 1등급으로 평가가 가능한 것으로 평가되었다. 마지막으로 각 요소별로 절기 및 외부 조건에 따라 다른 절감률을 나타낼 수 있는데 이를 요소별로 세부 분석하여 더 큰 건물 에너지 절감을 위한 연구가추후에 필요할 것으로 보인다.
- 벽체 열관류율 0.38W/m2K를 적용시킨 Base 모델 대비 중부지역 기준인 0.27W/m2K를 적용했을 때 연간 에너지는 2.1% 절감되었고 패시브 하우스 기준인 0.15W/m2K를 적용했을 때는 3.6% 절감되는 것으로 평가되었다. 냉방 에너지는 열관류율 변화에 따른 에너지 절감률이 1% 미만으로 거의 차이가 없는 것으로 평가되었고 난방 에너지는 열관류율이 0.
- 본 연구에서 활용한 Base 모델은 위의 표를 기준으로 연간 단위면적당 1차 에너지 소요량이 504 kWh/㎡ 년으로 계산되어 5등급으로 평가되었다. 1차 에너지 소요량은 단위면적당 2차 에너지 소요량에 환산계수를 곱한 값으로 본 연구에서는 전력 환산계수인 2.
- 3%로 평가되었다. 세 유리 중 SHGC가0.413으로 가장 낮은 Double Tint Low-E 유리를 적용하였을 때 냉방에너지 절감률이 30.4%로 가장 큰 것으로 평가되었고, U-Value가 1.186으로 가장 낮은 Triple Low-E를 적용하였을 때 난방에너지 절감률이 11.4%로 가장 큰 것으로 평가되었다.
- 건물에너지 효율 등급 5등급(504 kWh/㎡년)으로 평가되었던 Base 모델 대비 1등급(258 kWh/㎡년)으로 향상이 가능한 것으로 평가되었다. 이는 Passive 요소를 통하여 얻을 수 있는 최대 절감률과 Active 요소를 통하여 얻을 수 있는 최대 절감률보다 높은 것으로 두 항목을 동시에 적용할 경우 더 효율적인 것으로 평가되었다.
- 4%가 생산되는 것으로 평가되었다. 이를 절기별로 구분하였을 때 하절기에 약 3.5%가 생산되었고 동절기에 약 2.8%가 생산되어 동절기보다 하절기에 더 많은 에너지가 생산 가능한 것으로 평가되었다.
- 3% 절감을 기대할 수 있다. 이를 종합 하였을 때 Active 요소에서의 고성능 기술을 적용하였을 때 최대 41.3%의 연간 에너지 절감을 기대할 수 있다.
- 이를 종합 하였을 때 Passive 요소에서의 High-performance system을 적용하였을 때 최대 27.3%의 연간 에너지 절감을 기대할 수 있다.
- 0% 연간 에너지 소모량이 증가하는 것으로 평가되었다. 창면적비에 대한 냉,난방 에너지와 팬 에너지는 창면적비가 증가함에 따라 일정하게 증가하였으며 면적비가 20% 증가함에 따라 연간 에너지 소모량도 약 19~23% 씩 증가하는 것으로 평가되었다.
- 7% 절감되는 것으로 평가되었다. 팬 에너지에서 크게 절감되었지만 전체 에너지에서의 팬 에너지 비율이 작아 연간 건물 에너지로 평가하였을 때는 30.9% 절감되는 것으로 평가되었다.
- 4% 절감되는 것으로 평가되었다. 현열 교환 효율을 10%씩 증가하여 비교하였을 때 약 1.2%씩 추가 절감 되는 것으로 평가되었고 그 결과 90% 현열 교환 효율을 적용하였을 때 7.7% 절감되는 것으로 평가되었다.
후속연구
- 기 언급한 것처럼 국내 연구에서는 이미 패시브 하우스나 제로 에너지 하우스 등 주거 계획에서는 이미 일부의 연구가 이루어져 왔으나 사무소에 대한 지속적인 연구가 부족한 실정이며 건물의 에너지 소모 경향에 따른 적용의 편의를 위하여 각 요소별 상대적인 절감율을 평가할 수 있도록 연구가 제시 될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 각각의 요소별로 냉,난방 에너지 및 팬 에너지로 분류하여 각각의 절감률을 검토해 보고자 한다.
- 또한 평균 성능의 Active 요소를 적용하더라도 Passive 요소를 동시에 강화할 경우에는 1등급으로 평가가 가능한 것으로 평가되었다. 마지막으로 각 요소별로 절기 및 외부 조건에 따라 다른 절감률을 나타낼 수 있는데 이를 요소별로 세부 분석하여 더 큰 건물 에너지 절감을 위한 연구가추후에 필요할 것으로 보인다.
- 건축물은 크게 주거 건물과 상업용 건물로 나뉠 수 있는데 주거 건물에서는 이미 제로 에너지 하우스, 패시브 하우스 등 연간 에너지 사용을 분석하여 절감하려는 시범적인 주택들이 등장하는 추세이며 그에 관련한 선행 연구도 다수 이루어진 상황이다. 하지만 그 결과를 상업용 건물에 그대로 적용하기에는 에너지 사용형태가 달라 새로운 분석 자료가 필요한 것으로 사료된다.
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