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문제 정의
- 수용쾌적범위를 조사, 비교하였다. 본 연구의 목적은 미시적으로는 대학 기숙사의 여름철 냉방 에너지 절약을 위한 방안을 도출하기 위함이며 거시적으로는 경제적 부담이 없는 실험실환경내에서 산출된 기존의 온열 쾌적 범위의 재고를 위함이다.
- 이러한 배경에서 본 연구는 거주자가 사용한만큼 전기요금을 지불하는 원룸주택 거주자와, 입실료 이외에 전기요금을 따로 지불하지 않는 대학 기숙사 거주자의 냉방기사용행태와 수용쾌적범위를 조사, 비교하였다. 본 연구의 목적은 미시적으로는 대학 기숙사의 여름철 냉방 에너지 절약을 위한 방안을 도출하기 위함이며 거시적으로는 경제적 부담이 없는 실험실환경내에서 산출된 기존의 온열 쾌적 범위의 재고를 위함이다.
제안 방법
- 나타나 약 두 배 정도의 차이를 보였다. 두 그룹의 거주자는 모두 대학생 및 대학원생으로 라이프스타일 및 총 재실 시간이 비교적 비슷하다고 판단했으나 좀 더 정확한 분석을 위해 재실 시간이 많은 거주자와 적은 거주자로 나누어 평균 재실시간 대비 에어컨 사용시간 지수를 산출했다. 에어컨 사용시간 지수의 산출방법은 각 세대의 에어컨 사용시간을 거주자의 하루 평균 재실 시간으로 나눈 것이다.
- 실내 공간의 물리적 환경 이외에 거주자의 에어컨 사용 특성을 알아보기 위해 거주자 인터뷰를 실시하여, 재실 시간, 에어컨 조작 방법, 에어컨 사용 이유, 창문의 개패 조작상태, 착의량 둥을 조사하였다. 이밖에 거주자의 성별, 연령 등 기본적인 사항과 에어컨의 기종 및 소비전력을 조사하였다.
- 에어컨 사용 시간에 따른 두 그룹의 전기요금을 산출해보았다. 소비전력은 기숙사 에어 컨 소비 전력인 400W를 기준으로 하였고, 시간당 전기요금은 한국전력에서 제시한 시간 당 전기요금을 기준으로 하였다.
- 에어컨 사용 시간을 알아보기 위해 에어컨 취출구의 온도를 측정하고, 실내의 온열환경을 알아보기 위해 온도 및 습도를 바닥 위 110cm 지점에서 측정하였다為 측정 간격은 4분 간격으로 총 9일간 연속 측정하였다.
- 측정 대상은 에어컨의 사용 및 조작에 무리가 없는 20대로 선정하고 20대를 제외한 다른 연령충에 의한 영향을 제한하기 위해 20대 단독 거주 세대로 한정하였다. 에어컨사용에 따른 전기료의 부담 여부가 에어컨 사용에 미치는 영향을 알아보기 위해 세대별로 전기료가 부과되는 원룸 거주자와 공간 사용료 이외에 광열비가 부과되지 않는 대학교 기숙사 거주자 두 그룹으로 나누어 조사하였다.
- 착의량 둥을 조사하였다. 이밖에 거주자의 성별, 연령 등 기본적인 사항과 에어컨의 기종 및 소비전력을 조사하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 2006년 8월 13일부터 22일까지 서울시내 에어컨이 설치된 원룸 7세대와 대학교 기숙사 8세대를 대상으로 에어컨의 사용시간 및 실내 온습도 둥을 측정하였다. 측정 대상은 에어컨의 사용 및 조작에 무리가 없는 20대로 선정하고 20대를 제외한 다른 연령충에 의한 영향을 제한하기 위해 20대 단독 거주 세대로 한정하였다.
- 소비전력은 기숙사 에어 컨 소비 전력인 400W를 기준으로 하였고, 시간당 전기요금은 한국전력에서 제시한 시간 당 전기요금을 기준으로 하였다. 주택에서의 전기요금은 누진세가 적용되므로 300kW 미만까지의 평균 전기요금을 계산하여 식에 적용하였다.
- 에어컨의 취출기류 온도 및 살내온열환경을 측정하기 위해 Onset사의 HOBO 데이터 로거를 사용하였다. 그림 1 은 에어컨과 방에 호보를 설치한 모습이다.
- 것이다. 외기기후에 관한 데이터는 기상청에서 측정한 데이터를 이용하였다. 측정 기간 동안의 평균 외기온은 26.
- 측정하였다. 측정 대상은 에어컨의 사용 및 조작에 무리가 없는 20대로 선정하고 20대를 제외한 다른 연령충에 의한 영향을 제한하기 위해 20대 단독 거주 세대로 한정하였다. 에어컨사용에 따른 전기료의 부담 여부가 에어컨 사용에 미치는 영향을 알아보기 위해 세대별로 전기료가 부과되는 원룸 거주자와 공간 사용료 이외에 광열비가 부과되지 않는 대학교 기숙사 거주자 두 그룹으로 나누어 조사하였다.
성능/효과
- 1. 기숙사 입실료 이외에 전기요금이 따로 부과되지 않는 기숙사 그룹이 개별 사용량에 따라 광열비가 따로 부과되는 원룸 그룹에 비해 에어컨 사용시간이 약 두 배가 높았다.
- 2. 에어컨을 키고 끄는 온도에 두 그룹 간의 차이가 있었으며, 원룸 그룹에 비해 기숙사 그룹이 낮은 온도에서 에어컨을 키고 끄는 것으로 나타났다. 원룸 그룹은 ASHRAE Standard 55의 온열쾌적범위 밖의 온도에서 에어컨을 키고 온열쾌적범위에 일부 포함되거나 근접한 온도에서 에어컨을 껐다.
- 3. 300kW 미만의 평균 전기요금을 대입하여 사용 시간에 따른 두 그룹의 전기요금을 산출한 결과, 원룸 그룹은 약 3430원, 기숙사 그룹은 약 6903원의 전기요금이 에어컨 사용에 의하여 부과되는 것으로 나타났다.
- 에어컨 사용시간 지수의 산출방법은 각 세대의 에어컨 사용시간을 거주자의 하루 평균 재실 시간으로 나눈 것이다. 그 결과 두 그륩의 평균 에어컨 사용시간 지수는 원룸이 0.17, 기숙사가 0.4로 기숙사의 에어컨 사용 시간 지수가 높았으며, 원룸 그룹의 경우 에어컨 사용시간이 0 시간인 F, G 두 세대를 제외하더라도 사용시간 지수가 0.24로 나타나 원룸보다 기숙사의 에어컨 사용시간이 월둥히 많음을 알 수 있다. 기숙사 거주자들의 사용시간이 많은 이유 중 하나는 인터뷰 결과 외출했다 들어왔을 때의 쾌적함을 위해 외출 시에도 에어컨을 틀어놓고 나가는 경우가 많았기 때문인 것으로 나타났다.
- 따라서 방별로 에너지 사용량을 검침할 수 있도록 하고, 공간사용료와 광열비를 분리하는 것이 필요하며 일정 요금 이상을 초과한 기숙사 세대에 약간의 전기요금을 부담토록 하는 것이 바람직하겠다. 또한 실험실 실험을 통해 산출된 ASHRAE Standard 55의 온열쾌적범위는 경제성이 반영되지 않은 것으로, 경제적 부담을 고려하는 주택에서의 수용 쾌적 범위는 위와 같은 감각적 쾌적범위와는 다르게 산출됨을 알 수 있다. 따라서 이러한 경제성에 의한 거주자의 온열환경 조절 가능성을 반영한다면 기존의 좁은 범위의 쾌적범위보다 넓은 수용쾌적범위를 산출할 수 있을 것이며 이것을 현장에 적용했을 때에 에너지 절약에 대한효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
- 또한 기숙사 거주자들이 에어컨을 끄는 시점의 방 온도가 대부분 쾌적범위에 포함되어 있으며 더 낮은 온도 범위인 겨울철 쾌적범위에 까지 이르고 있는 것으로 미루어 보아 경제적 부담이 없는 경우 매우 낮은 온도까지 선호함을 알 수 있다. 실제 인터뷰 결과 춥다고 느낄 때까지 에어컨을 사용하며 추울 경우 에어컨을 끄는 대신 긴팔 상의를 덧입는다는 기숙사 거주자의 웅답도 있었다.
- 에어컨을 켰을 때와 껐을 때 두 그룹의 실내 평균 온도를 비교해 보면, 에어컨을 켰을 때는 원룸 29.86°C, 기숙사 26.94°C이고 에어컨을 껐을 때는 원룸 27.03°C, 기숙사 23.72'C인 것으로 나타나 원룸 거주자가 기숙사 거주자 보다 높은 온도에서 에어컨을 키고 끈 것을 알 수 있다.
- 이상에서와 같이 경제적 요인이 거주자의 에어컨 사용 시간 및 수용가능한 쾌적범위어】 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 대학교 기숙사의 경우, 많은 에어컨 사용 시간 뿐 아니라, ASHRAE Standard 55의 여름철 쾌적범위 이하까지 분포된 실내온열환경을 형성하고 있는 것으로 보아 냉방 에너지의 절약에 대한 필요성이 있다고 판단된다.
- 이상의 결과로부터, 실험실 살험결과로부터 얻어진 ASHRAE 쾌적범위는 전기요금 부담이 없는 기숙사의 경우와 잘 일치하는 것을 알 수 있으며, 전기요금의 부담이 있는 언룸 거주자의 경우는 여름철 쾌적영역 및 그 보다 높은 온도의 범위로 수용쾌적범위가 확대됨을 알 수 있다.
- 비교하여 나타낸 그래프이다. 이와 같이, ASHRAE Standard 55의 온열쾌적범위와 비교한 두 그룹 간의 실내 온열환경 조절범위에는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다. 그림3에서 보면 원룸의 거주자들이 에어컨을 켰을 때의 실내온열환경은 대다수가 온열쾌적범위 안에 들어가지 않은 것으로 나타났고, 에어컨을 껐을 때의 온열 환경은 일부 여름철 온열쾌적범위 안에 포함되어 있는 것으로 나타났다.
- 24clo, 원룸 Q15cl。로 원룸에 비해 기숙사의 착의량이 다소 높음을 알 수 있었다. 한 달 에어컨 사용료로 얼마를 지불할 의향이 있느냐는 질문에 기숙사 거주자는 평균 3.17만원, 원룸 거주자는 6만원을 지불 하겠다고 응답해 평소 에어컨 사용료를 직접 지불하는 원룸 거주자가 기숙사 거주자에 비해 에너지 사용료에 대한 인식이 높은 것으로 나타났다.
- 그림3에서 보면 원룸의 거주자들이 에어컨을 켰을 때의 실내온열환경은 대다수가 온열쾌적범위 안에 들어가지 않은 것으로 나타났고, 에어컨을 껐을 때의 온열 환경은 일부 여름철 온열쾌적범위 안에 포함되어 있는 것으로 나타났다. 한편, 그림4에서 보면 기숙사 거주자들이 에어컨을 켰을 때의 실내온열환경은 1/3정도가 여름철 쾌적 범위 안에 이미 포함되어 있었고, 에어컨을 껐을 때의 온열 환경은 거의 대부분이 쾌적범위안에 포함되어 있었으며, 이때에 여름철 쾌적범위 뿐만 아니라 더 낮은 온도인 겨울철 쾌적범위, 그리고 그 이하에도 일부 포함된 것으로 나타났다.
후속연구
- 또한 실험실 실험을 통해 산출된 ASHRAE Standard 55의 온열쾌적범위는 경제성이 반영되지 않은 것으로, 경제적 부담을 고려하는 주택에서의 수용 쾌적 범위는 위와 같은 감각적 쾌적범위와는 다르게 산출됨을 알 수 있다. 따라서 이러한 경제성에 의한 거주자의 온열환경 조절 가능성을 반영한다면 기존의 좁은 범위의 쾌적범위보다 넓은 수용쾌적범위를 산출할 수 있을 것이며 이것을 현장에 적용했을 때에 에너지 절약에 대한효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
- 우리나라는 다른 나라에 비해 매우 싼 전기요금을 부과하고 있으며 이에 따라 에너지를 낭비를 초래하는 경향이 있다고 파악된다. 전기료의 부과에 따라 사용시간과 수용쾌적범위가 달라짐을 위의 결과로부터 알 수 있으며, 따라서 에너지 사용 단가를 높인다면 에너지 사용 절약의 효과를 유도할 수 있을 것이라 기대된다.
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