[논문]주거용 건물의 창호에너지평가시스템에 관한 연구

김동윤; 임희원; 신우철

doi:10.12813/kieae.2016.16.2.033

주거용 건물의 창호에너지평가시스템에 관한 연구
A Study on the Window Energy Rating Systems in Residential Buildings 원문보기

KIEAE journal = 한국생태환경건축학회논문집, v.16 no.2, 2016년, pp.33 - 41

김동윤 (Dept. of Architectural Engineering, graduate school, Daejeon Univ.) , 임희원 (Dept. of Architectural Engineering, graduate school, Daejeon Univ.) , 신우철 (Dept. of Architectural Engineering, Daejeon Univ.)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The window energy rating system was developed in early 1990's and various kind of rating system has been implemented in advanced country such as Europe, Australia, Canada and the US since 2000. In Korea, the Energy Consumption Efficiency Rating Indication System has been implemented to promote supply of high efficiency window since July 2012. Normally, the window energy rating system based on heat balance which considers both thermal losses and solar heat gain is used and applied only to residential buildings. However, the system used nationally only considers thermal losses and is applied to every building regardless of its usage. Therefore, in this study, we indicated problems of domestic window energy rating system and looked for improvements. Method: We analyzed thermal performance of various windows through dynamic simulation applied to detached house and compared results with those of domestic and foreign rating system. Result : Thermal performance of south windows is more affected by SHGC than U-value, and that of north windows is also affected by SHGC a lot. The difference between the results of our study and current system is statistically significant. As a result, appropriate evaluation criteria which considers solar heat gain is required.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구는 국내ㆍ외 창호에너지성능평가 제도에 대한 현황 및 특성을 분석하고, 주거용 건물의 동적 시뮬레이션을 통해 해석된 창의 열성능을 기준으로 국내 ‘창호 에너지소비효율등급 표시제’의 적정성 여부를 평가하고자 한다.

제안 방법

난방도시(Heating Degree Hours)와 연간 수평면일사량에 따라 유럽을 3개의 기후지역(Climate zone)으로 구분하였다. Table 2는 기후 지역구분에 따른 국가를 분류한 것이다.
냉ㆍ난방기간을 설정하기 위해 유럽의 북부와 남부를 대표할 수 있는 2가지 기준주택(Reference house)을 선정하고 ISO 13790 기반의 Win Design¹⁰⁾을 이용하여 유럽 주요도시에 대한 냉ㆍ난방 기간을 각각 산정하였다. Table 3과 Table 4는 기준주택의 건축사양 및 창의 배치, 열적 물성치를 나타낸 것이다.
본 연구는 국내ㆍ외 창호에너지성능평가 제도에 대한 비교, 고찰을 통하여 국내 ‘창호에너지소비효율표시제’의 현황을 분석하였으며, 주거용 건물에 대한 동적 시뮬레이션을 통해 창의 열전달을 해석하고 국내 ‘창호 에너지소비효율등급 표시제’의 적정성 여부를 평가하였다.
본 연구에서는 해석모델에 4개의 창을 적용하고 각 창이 갖는 열성능을 비교하였다. Table 18은 선정된 창의 열관류율과 일사획득계수로서 기밀성능은 제외하였으며, 국내 ‘창호 에너지소비 효율등급 표시제‘에 따라 1 – 3등급을 갖고 있다.
Table 7은 BFRC의 등급기준을 나타낸 것이다. 시행초기 A ~ G 등급까지 6단계로 구별되었으나 현재는 F와 G등급이 제외되고, A등급에 A+ 와 A++ 를 2013년과 2015년에 각각 추가하여 세분화 하였다. 이것은 효율이 낮은 창호는 시장에서 퇴출되고 고효율 창호의 개발이 점차 확대되고 있는 것을 의미한다.
주거용 건물에 대한 동적 시뮬레이션을 통해 난방기창의 에너지밸런스를 분석하고 국내 ‘창호 에너지소비효율등급 표시제’의 적정성 여부를 판단하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 실제 건축된 단독주택을 해석모델로 다양한 창의 적용에 따른 열성능을 동적 에너지시뮬레이션 프로그램, EnergyPlus로 해석하였다.
주거용 건물에 대한 동적 시뮬레이션을 통해 난방기창의 에너지밸런스를 분석하고 국내 ‘창호 에너지소비효율등급 표시제’의 적정성 여부를 판단하고자 한다.
첫째, 우리나라를 제외하고 대부분의 나라에서 적용대상이 주거용 건물에 한정하고 있으며, 열손실과 일사획득을 동시에 고려한 순 에너지획득(Net energy gain) 기반으로 창호의 열성능을 평가하였다.

이론/모형

5%가 된다. 주택의 단열은 2015 에너지절약 설계기준 해설서 중부지역 기준의 열관류율을 준용하였다. Table 17은 실내설정온도 및 건물외피의 열관류율, 내부발열 등 시뮬레이션 조건을 나타낸 것이다.

성능/효과

셋째, 서울지역 단독주택에 적용된 4개창의 난방기 열성능을 비교ㆍ분석한 결과, 열손실에 한정할 때 창호에너지등급과 일치하였으나 일사획득을 포함한 열성능(Heat balance)은 불일치하는 것으로 나타났다. 남측창의 경우 열성능은 열관류율보다 일사획득계수가 지배적인 인자가 되었으며 북측 창의 경우도 일사획득계수에 따라 창호의 성능등급과는 다소 상이한 열성능이 나타났다. 따라서 주거용 건물에 대한 국내 창호 에너지성능평가 방법과 기준이 재검토되어야 할 것으로 사료된다.
둘째, 해당국가의 기후 조건에 따라 창 에너지평가기준이 상이한 것으로 나타났다. 북유럽이나 캐나다의 경우 난방기 창의 열성능에 따라 등급이 결정되는 반면 서유럽에 위치한 프랑스는 연간 열성능을 기반으로 하였으며, 남유럽인 스페인은 냉ㆍ난 방기 성능에 따라 등급기준을 각각 구별하였다.
셋째, 서울지역 단독주택에 적용된 4개창의 난방기 열성능을 비교ㆍ분석한 결과, 열손실에 한정할 때 창호에너지등급과 일치하였으나 일사획득을 포함한 열성능(Heat balance)은 불일치하는 것으로 나타났다. 남측창의 경우 열성능은 열관류율보다 일사획득계수가 지배적인 인자가 되었으며 북측 창의 경우도 일사획득계수에 따라 창호의 성능등급과는 다소 상이한 열성능이 나타났다.
열손실에 한정할 때 남측과 북측 창 모두 창호에너지등급과 일치하고 있으나, 일사 획득을 포함할 때 창의 순 에너지 획득은 크게 변화하는 것을 알 수 있다. 특히 난방기간 모든 남측 창에서 손실열량보다 획득열 량이 많아지는 것으로 분석되었으며, 이에 따라 일사획득계수가 높은 3등급 창이 일사획득계수가 낮은 1등급 창에 비해 우수한 열성능을 나타내고 있다. 북측 창의 경우도 부분적인 일사획득에 따라 창호의 성능등급과는 다소 상이한 열적 거동을 보이고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	창호 에너지효율등급제도란?	한국 에너지 공단은 2012년 7월, 창호의 제조업체들이 생산 단계에서부터 원천적으로 에너지절약형 창호를 생산, 판매하도록 하기 위해 ‘창호 에너지소비효율등급 표시제’를 시행하였다.이와 같은 창호 에너지효율등급제도는 창호제품을 에너지효율 또는 에너지사용량에 따라 1~5등급으로 표시하도록 하고 에너지효율 하한선인 최저소비효율기준(Minimum Energy Performance Standard, MEPS)을 적용하는 의무제도이다. 7)
	창호 에너지소비효율등급 표시제의 라벨 기재항목은 무엇을 포함하는가?	에너지등급은 열관류율과 기밀성능에 따라 구분되고 있으며 모든 건물의 창호에 적용된다.라벨의 기재항목은 열관류율, 기밀성(통기량, 등급), 프레임재질, 유리, 소비효율등급을 포함한다.
	창호 에너지 평가(rating) 및 표시(labelling)의 목적은 무엇인가?	고효율 창호의 보급촉진을 위해 국내에서도 2012년 7월부터 ‘창호에너지소비효율표시제’를 실시하고 있다. 이와 같은 창호 에너지 평가(rating) 및 표시(labelling)는 소비자, 영업업체, 건축가 등이 건물 용도에 가장 적합한 창호를 선택할 수 있는 정보를 제공하고 창호제조업체에게는 기술개발을 촉진하는 목적을 갖고 있다.

참고문헌 (17)

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박민지, 김태연, "건축물 창호 성능 기준 관련 국내외 제도에 대한 비교", 한국태양에너지학회 학술대회논문집 제33권 제1호, 2013 // (Park, Min-Ji, Kim, Tea-Yeon, The Comparative study on Code of Architecture Fenestration Performance Criteria, Proceedings of the Korean Solar Energy Society Conference, Vol. 33, No. 1, 2013)
최윤정, 지경환, 조재훈, "건물의 냉난방부하를 고려한 창호의 통합에너지성능 평가 프로세스", 대한건축학회 춘계학술발표대회논문집 제33권 제1호, 2013 // (Choe, Yun-Jeong, Ji, Kyung-Hwan, Jo, Jae-Hun, Evaluation Process of Integrated Energy Performance for window considering Heating and Cooling Load in Building, Proceedings of The Architectural Institute of Korea 2013 Spring Conference Vol. 33, No. 1, 2013)
김경상, 최경석, 강재식, 김유민, "창 세트 에너지소비효율등급 시행에 의한 창호 성능 현황", 대한설비공학회 2013년도 하계학술발표대회, 2013.6 // (Kim Kyoung-Sang, Choi, Gyeong-Seok, Kang, Jae-Sik, Kim, Yu-Min, A Study on Window System Performance by Enforcing the Energy Efficiency Labeling Program of Window System, Korean Air- Conditioning and Refrigeration Engineering 2013 Summer Conference, 2014)
김경상, 최경석, 강재식, 김유민, "창 세트 에너지소비효율 등급별 창호 유형 분석", 대한설비공학회 2014년도 하계학술발표대회, 2014.6, (Kim Kyoung-Sang, Choi, Gyeong-Seok, Kang, Jae-Sik, Kim, Yu-Min, A Study on Window types by Enforcing the Energy Efficiency Labeling Program of Window System, Korean Air-Conditioning and Refrigeration Engineering 2014 Summer Conference, 2014)
곽희정, 장향인, 이현수, 엄재용, 서승직, "창호 에너지 소비 효율 등급제와 건물 에너지 소비의 상관관계 분석", 대한설비공학회 설비공학 논문집 제25권 제6호, 2013 // (Kwak, Hee-Jeong, Jang, Hyang-In, Lee, Hyun-Soo, Eom, Jea-Yong, Suh, Seung-Jik, Correlation Analysis Between Fenestarion Energy Consumption Efficiency Rating System and Building Energy Consumption, Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, Vol. 25, No. 6, 2013)
Lim, Ki-Choo, Park, Ki-Hyun, Lee, Kang-Il, Lee, Chul-Song, The Study of Operating Energy Efficiency Labels Program and Improving Post- Management, Korea Energy Economics Institute Spot Report 10-07, 2010.12
Diana Avasoo, Arne Andersson, European window energy rating system. EWERS. The future European-, national- or international standard?, 2003
J. Kragh, J. B. Laustsen, S. Svendsen, Proposal for Energy Rating System of Windows in EU, DTU Civil Engineering-Report R-201 (UK), 2008.
BYG.DTU, WinDesign, Tool for Selection of Windows in Dwellings, Computerprogram, Department of Civil Engineering, Technical University of Denmark, 2008
International Energy Agency, Issues paper for policy pathway for windows and other glazed areas, OECD/IEA, 2011
http://energivinduer.dk
LES MENUISERIES FRANCAISES, Energy Label Windows, 2012
Norbert Sack, Comparison of energy labelling schemes for windows in Europe, ift Rosenheim, 2014
ASEFAVE, Binarya Simple, Concerning the Energy Efficiency Labelling Window Facade and roof of Regulation, 2010
Natural Resources Canada, Guidelines for the labelling and promotion of ENERGY STAR{(R)} certified fenestration products sold in canada, 2015
http://www.nrcan.gc.ca/energy/products/for-participants/13069

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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