[논문]고층빌딩의 층별 에너지 사용량 비교에 관한 연구

박우평; 최병정; 김진호

doi:10.17664/ksgee.2018.14.4.001

고층빌딩의 층별 에너지 사용량 비교에 관한 연구
Study of Comparison on Energy Consumption Based on HVAC area along Floor in High Rise Building 원문보기

한국지열에너지학회논문집 = Transactions of the Korea Society of Geothermal Energy Engineers, v.14 no.4, 2018년, pp.1 - 6

박우평 (경기대학교 대학원 건축공학과) , 최병정 (경기대학교 건축공학과) , 김진호 (수원과학대학교 건축기계설비과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the energy consumption of the typical floor was compared by the total energy comsumption of the building in highrise building. In gerneral, many researchers are studying on the typical floor in highrise buildings for avoiding complexity in energy simulation. But few papers are studied on energy consumption along the floors. In the model bulding, the energy consumption data were acquired by BEMS system in 2011. According the data, the total net energy consumption was $193.99kWh/m^2$ for all area and the total net energy consumption was $247.61kWh/m^2$ for HVACR area. The total electricity and gas energy are used 47.7% for heating and cooling, 33.5% for lighting and plug, 12.9% for conveyance power and 5.9% for restaurant. In comparison of only ground floor, amount of energy consumption in the lobby is 10%, and 90% of total energy consumption is used in the typical floor. For this result, energy simulation on the typical floor is acceptable for calculating the total energy consumption in the highrise building.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Typycal Floor Plan.
그림 Fig. 2. Schematic of BEMS.
표 Table 1. Building Outlines
표 Table 2. Floor Usage
표 Table 3. HVAC&R System
그림 Fig. 3. Screen View of Web version.
표 Table 4. Enegy Intensity
표 Table 5. Energy Consumption Rate for Usages
그림 Fig. 4. Net Energy Consumption along Floor.
그림 Fig. 5. Net Energy Consumption Ratio along Floor.
그림 Fig. 6. Net Energy Consumption Restaurant along Floor without Restaurant and Fitness.

AI 본문요약
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문제 정의

하지만, 고층 빌딩에 있어서 기준층이 전체 건물의 에너지 사용량에 비하여 얼마나 많은 에너지를 소비하고 있는지에 대한 연구는 찾아보기 힘들다. 이에 따라 본 논문에서는 30여층의 규모를 갖는 고층빌딩의 실제 에너지사용량을 비교하여, 기준층이 소비하는 에너지사용량을 전체 빌딩에서 소비하는 에너지 사용량과 비교하여 층별 에너지 사용량을 비교하였다.

제안 방법

30여층의 규모를 갖는 고층빌딩에서 기준층이 소비하는 공조 에너지를 전체 빌딩에서 소비하는 공조에너지와 비교하여 층별에너지 사용량을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상 데이터

고층빌딩에서의 층별 에너지 사용량을 비교하기 위하여 선정한 빌딩의 개요를 Table 1에 나타내었다. 표에서 볼 수 있듯이 2007년에 준공한 서울의 서초구에 위치한 오피스 빌딩으로 대지면적 5,348 m², 연면적 8만 1,117 m²이고, 공조면적은 6만 3,552 m²의 지상 31층, 지하 7층의 건물이다. 이 빌딩의 각층별 용도는 Table 2에 나타내었다.

성능/효과

1. 빌딩에서 사용하고 있는 에너지 중의 용도별 사용비율은 냉난방 47.7%, 조명 및 콘센트 33.5%,열반송 12.9% 및 식당 5.9%로 나타났다.
2. 지상층만의 에너지 소비량을 비교하면, 1층부터 3층의 로비에서 약 10%의 에너지를 사용하고 있으며, 기준층에서 90%의 에너지를 사용하고 있다.
3. 30여층 이상의 고층빌딩에서는 기준층만을 대상으로 에너지 시뮬레이션을 하는 것이 합당함을 알 수 있다.

후속연구

즉, 기준층은 평균적인 에너지 사용량에서 35%적게 사용하거나 54%많게 사용함을 알 수 있다. 이는 층마다 사용하는 재실인원과 스케줄이 다르기 때문이라고 예상되며 이에 대한 추가 연구가 필요하다. 23층 이하에서의 기준층 에너지 사용량과 24층 이상에서의 기준층 에너지 사용량을 비교해보면 약 5%내외의 사용량 차이를 보이고 있는데, 저층부는 건설사가 사용하고 있고, 고층부는 상사가 사용하고 있는 데, 업종에 따른 사무실 에너지 사용량은 큰 차이가 없는 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국내의 건물분야의 에너지 사용량 추세는 어떠한가?	8%로 크게 감소하고 있다. 하지만, 건물분야의 에너지 사용량은 1990년 24.8백만 toe에서 2000년 42.7백만 toe로 크게 증가한 이후, 2012년 42.7백만 toe, 2013년 42.0백만 toe 및 2014년 40.1백만 toe등으로 최근에는 증가세가 정체되고 있다[1]. 그렇지만, 건물에서의 에너지소비량은 국가의 발전정도, 즉 산업구조에 따라 다른데 선진국의 경우는 대략 40~50% 정도이며, 한국의 경우, 산업구조 변화에 따라 크게 늘어날 가능성도 있다.
	건물의 에너지 절감에서 계획단계의 에너지 절감이 중요한 이유는 무엇인가?	건물의 에너지 절감은 계획단계에서의 절감과 운영단계의 절감방법이 있으나, 대부분 계획단계의 에너지 절감이 매우 중요하다. 건물의 형태나 설비시스템의 조합에 따라 기본적인 에너지 소비량이 결정되기 때문이다.
	건물의 에너지 절감 방법의 종류는 무엇이 있는가?	건물의 에너지 절감은 계획단계에서의 절감과 운영단계의 절감방법이 있으나, 대부분 계획단계의 에너지 절감이 매우 중요하다. 건물의 형태나 설비시스템의 조합에 따라 기본적인 에너지 소비량이 결정되기 때문이다.

참고문헌 (8)

Korea Energy Management Corporation, 2015 Korea Energy Handbook, pp. 16, 2015.
H. T. Seok, S. Y. Song, I. H. Yang, J. M. Choi, and K. W. Kim, Sensitivity Analysis of Building Energy Factors, '1998 Summer Conference of SAREK, pp. 1317-1322, 1998.
J. H. Kim, W. P. Park, S. H. Shin, J. K. Min, and D. H. Kim, An Analysis on Building Energy Load along Core Position, Area Ratio and Orientation, J. of KSGEE, Vol. 9, No. 1, pp. 15-19, 2013.
J. K. Cho, J. H. Kim, S. J. Lee, and H. S. Kang, Interaction Analysis between Cooling-to-Heating Load Ratio and Primary Energy Consumption of HVAC&R System for Building Energy Conservation, J. of SAREK, Vol. 27, No. 3, pp. 113-122, 2015.
J. K. Cho, J. H. Kim, S. J. Lee, and J. M. Koo, A Bi-Directional Systematic Design Approach to Energy Optimization for Energy-Efficient Buildings, Energy and Buildings, Vol. 120, pp. 135-144, 2016.

상세보기
J.-K. Cho, S.-J. Lee, J.-H. Kim, and S.-H. Shin, Energy Consumption Characteristic of Office Building HVAC&R Systems, J. of AIK, Vol. 28, No. 9, pp. 251-260, 2012.
S.-G. Yong, J.-H. Kim, Y. Gim, J. Kim, J. Cho, H. Hong, Y.-J Baik, and J. Koo, Impacts of Building Envelope Design Factors upon Energy Loads and Their Optimization in US Standard Climate Zones using Experimental Design, Energy and Buildings, Vol. 141, pp. 1-15, 2017.

상세보기
KEEI, Energy Consumption Survey the 12th Ed. (2014), pp. 654, 658, 2015.

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