[논문]제로에너지시티 계획을 위한 건물에너지 수요 예측 방법론 개발 및 자립률 산정에 대한 연구

배은지; 윤용상

doi:10.7836/kses.2019.39.5.029

제로에너지시티 계획을 위한 건물에너지 수요 예측 방법론 개발 및 자립률 산정에 대한 연구
A Study on the Methodology of Building Energy Consumption Estimation and Energy Independence Rate for Zero Energy City Planning Phase 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.39 no.5, 2019년, pp.29 - 40

배은지 (건축사사무소티오피) , 윤용상 (건축사사무소티오피)

Abstract ▼ AI-Helper

In response to the rapid climate change, in order to save energy in the field of buildings, the country is planning not only zero energy buildings but also zero energy cities. In the Urban Development Project, the Energy Use Plan Report is prepared and submitted by predicting the amount of energy demand at the planning stage. However, due to the activation of zero-energy buildings and the increase in the supply of new and renewable energy facilities, the energy consumption behavior of buildings in the city is changing from the previous ones. In this study, to estimate urban energy demand of Zero Energy City, building energy demand forecasts based on "Passive plans for use of energy based primary energy consumption", "Actual building energy usage data from Korea Appraisal Board" and "data from Certification of Building Energy Efficiency Rating" as well as demand forecast according to existing "Consultation about Energy Use Plan Code" were calculated and then applied to Multifunctional Administrative City 5-1 zone to compare urban total energy demand forecasts.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1 Building-to-land ratio and floor area ratio according to land use
표 Table 2 Plans for use of energy based primary energy consumption according to land use
표 Table 3 Passive plans for use of energy based primary energy consumption according to land use
표 Table 4 Korea Appraisal Board data based primary energy consumption according to land use
표 Table 5 Certification of Building Energy Efficiency Rating based primary energy consumption according to Land Use
표 Table 6 Primary energy requirements comparison according to land use
표 Table 7 Sejong zone 5-1’s yearly solar production
표 Table 8 Changes in energy independence rate according to energy consumption estimation

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 행정중심복합도시 5-1생활권(이하 5-1생활권)을 예시로 하여 에너지 수요예측 방법에 따른 에너지 수요량의 차이와 그에 따른 도시 에너지 자립률의 변화에 대해 연구하였다.

제안 방법

두 번째로 건물에너지 예측방법 3가지에 따라 도시 내의 용도별 건물 에너지 소비량을 예측했다. 기존 에너지 사용계획 협의 업무 규정에 따른 건물 용도별, 에너지원별 단위 연면적당 1차 에너지 소요량을 산정하고, 그것을 기준으로 하여 에너지사용계획서의 패시브화, 한국감정원의 건물에너지 사용량 데이터(2015년과 2017년 평균값), 건축물에너지효율등급 인증자료 총 3가지를 기반으로 건물 용도별 단위 연면적당 1차 에너지 소요량을 산정하였다.
마지막으로 각 방법에 따라 예측된 세종시 5-1생활권의 에너지수요와 건축물에 설치 가능한 태양광설비의 전력생산량을 비교하여 에너지자립률을 산정했다.
연구는 먼저 도시계획분야에서 토지이용계획 수립 시 사용하는 건물의 용도에 따른 토지분류를 분석하고, 그에 따라 도시에서 건물에너지 사용을 어떻게 분류 할 수 있을지 방법을 도출하였다.

대상 데이터

. 본 연구에서는 실제 2016년 이후 에너지효율등급 1+ 등급과 1++등급을 받은 건축물들의 인증데이터(공동주택 48개소, 교육연구시설 40개소, 노유자 시설 6개소, 업무시설 13개소, 운동시설 2개소)를 기반으로 각 용도별 에너지사용량 평균값을 도출하였고 데이터가 없는 시설의 경우 비슷한 에너지사용패턴을 보이는 용도의 데이터를 대체하여 적용하였다.

성능/효과

(1) 기존 에너지사용계획서 기반의 세종시 5-1생활권 총 건물에너지 예측 수요값(1076.4 GWh/yr)은 05년도 에너지통계를 기반으로 계산한 값으로 패시브화 에너지사용계획서 기반 수요예측 값(479.3 GWh/yr)보다 약 125%, 한국감정원 건물에너지사용 데이터 기반 수요예측값(758.8 GWh/yr)보다 41.9%, 건축물 에너지효율등급 인증데이터(1+등급 이상) 기반 수요예측 값(422.7 GWh/yr)보다 약155% 과하게 예측된다.
(2) 가장 적은 예측값인 건축물 에너지효율등급 인증 데이터(1+등급 이상)기반의 수요예측(422.7 GWh/yr)은 에너지통계연보 기반 수요예측(515.1 GWh/yr)의 약 82.1%로 에너지통계연보가 기존 건축물 대상인 것을 감안하면 신뢰할 수 있는 결과값이다.
(3) 각 수요예측 방법에 따라 도시의 태양광설비에 의한 자립률은 에너지사용계획서의 경우 12.7%, 패시브화 에너지사용계획서의 경우 28.5%, 한국감정원 데이터의 경우 18.0%, 에너지효율등급 데이터의 경우32.4%로 변화가 생긴다.

후속연구

향후, 건축물에너지효율등급 인증을 받은 건축물의 데이터를 용도별로 더 축적하면 용도별로 더 세분화된 데이터를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 월별·시간별 에너지사용량 데이터를 확보하여 시간대별 자립률의 변화도 예측 가능 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	표준부하 산정법이란 무엇인가?	전력수요의 경우는 세부적인 설계가 진행되지 않은 관계로 주거용, 상업용 및 공공용 건물 등의 미확정 상태 부하에 대하여 표준부하 산정법에 의하여 부하를 예측하였다. 여기서 표준부하 산정법이란미확정 부하에 대하여 과거의 통계학적 개념과 부하증가개념을 복합시켜 단위면적당 부하를 이용하여 부하를 산정한 것을 의미하며 세종시의 경우는 ‘05년 에너지 총 조사 보고서를 참고하여 단위부하를 산정하였다.
	지역에너지통계연보를 작성하는 이유는 무엇인가?	지역에너지통계연보는 에너지법 제7조에 명시된 광역자치단체의 지역적 특성을 고려한 지역에너지계획수립 등에 필요한 17개 시도별 기초 에너지 통계를 제공하고, 지역에너지통계연보를 활용하여 광역자치단체의 에너지 수급 전망, 에너지 안정적 공급 대책, 친환경 에너지 사용계획 수립 등에 필요한 기초 통계 자료 제공을 목적으로 작성된다.
	건물에너지 예측방법 3가지는 무엇인가?	두 번째로 건물에너지 예측방법 3가지에 따라 도시 내의 용도별 건물 에너지 소비량을 예측했다. 기존 에너지 사용계획 협의 업무 규정에 따른 건물 용도별, 에너지원별 단위 연면적당 1차 에너지 소요량을 산정하고, 그것을 기준으로 하여 에너지사용계획서의 패시브화, 한국감정원의 건물에너지 사용량 데이터(2015년과 2017년 평균값), 건축물에너지효율등급 인증자료 총 3가지를 기반으로 건물 용도별 단위 연면적당 1차 에너지 소요량을 산정하였다.

참고문헌 (16)

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상세보기
Yeo, I. A. and Yoon, S. H., A Study on Urban Consumption Estimation based on E-GIS DB, JOURNAL OF THE ARCHITECTURAL INSTITUTE OF KOREA Planning & Design, Vol. 28, No. 7, pp. 207-214, 2012.
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Kong, D. S., Lee, S. M., Lee, B. J., and Huh, J. H., Development of the DB-Based Energy Demand Prediction System Urban Community Energy Planning, Journal of The Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, pp. 940-945, 2009.
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Korea Energy Agency, Operation Regulation of Certification of Building Energy Efficiency Rating
Korea Energy Economics institute, 2017 Regional Energy Statistics, 2018.

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