초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의

○ 에너지 자립형 커뮤니티 개발 및 조성을 위해 국내외 관련 자료 수집 및 분석
○ 에너지 자립형 건물 개발과 관련하여 건물의 에너지부하를 줄일 수 있는 각종 요소기술에 대한 연구와 절감방안에 대한 연구 수행.
○ 주거 건물의 에너지 해석 모텔을 수립하였으며, 분석된 결과를 토대로 자립마을의 조성 방안을 제시하였다.
○ 실증단지 기본 설계 : 전북 고창군에 새로 조성되는 “농어촌 뉴타운”을 대상으로 실증단지 기본 설계.
- 고창의 “농어촌 뉴타운”은 약 10

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의

○ 에너지 자립형 커뮤니티 개발 및 조성을 위해 국내외 관련 자료 수집 및 분석
○ 에너지 자립형 건물 개발과 관련하여 건물의 에너지부하를 줄일 수 있는 각종 요소기술에 대한 연구와 절감방안에 대한 연구 수행.
○ 주거 건물의 에너지 해석 모텔을 수립하였으며, 분석된 결과를 토대로 자립마을의 조성 방안을 제시하였다.
○ 실증단지 기본 설계 : 전북 고창군에 새로 조성되는 “농어촌 뉴타운”을 대상으로 실증단지 기본 설계.
- 고창의 “농어촌 뉴타운”은 약 100 여세대의 주택과 커뮤니티센터, 복지시설 등으로 구성.
이 중에서 실증단지는 일부구역만을 대상으로 하였으며, 29세대의 주택과 커뮤니티센터 등이 포함된다.
○ 3가지 형태의 에너지 자립형 주택 설계: 2개 모델의 단족주택과 1개 모델의 타운하우스.
○ 단독주택의 냉난방 및 급탕을 위해 필요한 태양열/지열 하이브리드의 콤팩트화 모델을 설계하였으며 1차 상용화 모델의 시작품을 제작하였음.
○ 비 주거건물인 커뮤니티센터에 대한 에너지 자립형 모델 개발을 위한 에너지 시뮬레이션 및 기본 설계.
○ 단지 기본 설계 : 29세대의 주택과 커뮤니티센터로 구성된 단지를 에너지 자립형 단지로 설계.
○ 단지 차원에 적합한 신재생 열 공급시스템을 컴퓨터 시율레이션을 통해 성능에 영향을 미치는 주요 요소에 대한 분석을 수행하고 개념도를 제시하였다. 이 시스템은 태양열을 주 열원으로 하면서 연중 사용이 가능하도록 계간축열조가 있으면서 지열히트펌프를 백업용으로 하는 시스템으로, 하절기에 남는 태양열을 계간축열조에 저장하였다가 태양열이 부족할 때에 활용하는 방식이다. 이 시스템은 대규모 단지나 도시 차원에서 효율적으로 활용될 수 있는 시스템이다.
(출처: 요약문 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results and Recommendations
Related Information and knowledge from both domestic and foreign sources on energy self-sufficient community were investigated, collected and analyzed.
A study was performed on technologies and strategic plans to reduce building energy demand for the energy self-

Ⅳ. Results and Recommendations
Related Information and knowledge from both domestic and foreign sources on energy self-sufficient community were investigated, collected and analyzed.
A study was performed on technologies and strategic plans to reduce building energy demand for the energy self-sufficient building.
A specific plan was provided for construction of the energy self-sufficient village based on an energy model analysis on the residential buildings developed in this project.
Basic design for the demonstration community
The rural New Town in Go-Chang is composed of about 100 houses, a community center building, and welfare facilities. The demonstration community involves 29 houses and the community center building in the town as part of the town.
Three different designs of energy self-sufficient house were provided for two single houses and one town house of the community.
A first prototype model almlllg at development of a commercialization model was set up based on the design of a compact packaged-system with hybrid solar thermal and geothermal energy source for space heating, domestic water heating, and space cooling of the single houses.
A basic design was performed with bui lcling energy simulation for the community center to develop an energy self-sufficient model for the non- residential builcling A basic design of an energy self-sufficient complex for the demonstration community was performed with the 29 houses and the one community center builcling.
A conceptual system was designed and simulated using a computer software tool. which is suitable for renewable heat supply system for the level of community energy demand. The system uses solar thermal energy as a main heat source and includes a seasonal storage to utilize solar energy all the year round. Ground-source heat pump is included as back- up of the solar thermal system. Solar thermal energy is stored in a very large seasonal storage during the summer season when solar energy is affluent for use of the stored energy during the colder winter season when solar energy is not sufficient. The system can be applied effectively to a large heating supply system for a community. a district or a small city.
(출처: Summary 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 13
• 그림목차 ... 17
• 표목차 ... 23
• 제 1 장 서 론 ... 26
• 제 1 절 연구배경 및 필 요성 ... 26
• 제 2 절 연구목적 및 내용 ... 27
• 1 . 연구목적 ... 27
• 2 . 연구내용 ... 27
• 제 3 절 연구 추진전략 및 체계 ... 28
• 1 . 연구 추진전략 ... 28
• 2. 연구 추진체계 ... 28
• 제 2 장 에너지 자립마을 개념 및 사례 ... 29
• 제 1 절 에너지 자립마을 개념 ... 29
• 1 . 에너지 자립화 개념 ... 29
• 2 . 에너지 자립 접근 방법 ... 30
• 가 . 자연형 방식 ... 30
• 나. 설비형 방식 ... 31
• 3. 에너지 자립마을의 개념 ... 33
• 제 2 절 에너지 자립마을 사례 ... 36
• 1 . 국내사례 ... 36
• 가 . 제로에너지 솔라하우스(ZeSH II ) ... 36
• 나. 살둔 제로에너지하우스 ... 38
• 다. 그린 투모로우 (GREEN TOMORROW) ... 41
• 라. 에코 3리터 하우스(Eco-3L House) ... 42
• 마. 에너지 자립마을 조성 ... 44
• 2. 국외사례 ... 45
• 가 . Tucson's Zero Energy Home-Arizona, USA ... 45
• 나. SSSH(Self- Sufficient Solar House)-Freiburg, 독일 ... 46
• 다 . Zero Emission House - 훗카이도 아부타군， 일본 ... 47
• 라 . 비스마르크 (Bismarch) 태양에너지 주거단지 - 비스마르크， 독일 ... 48
• 제 3 장 에너지 절감 요소기술 ... 50
• 제 1 절 에너지 절감 기술동향 ... 50
• 제 2 절 Passive 요소기술 ... 50
• 1 . 미기후 조절 ... 50
• 가. 건물의 배치 및 방향 ... 51
• 나. 풍향 조절을 위한 배치 ... 52
• 다. 평면계획 ... 53
• 2. 에너지 절약 ... 54
• 가. 고단열 시스템 ... 54
• 나. 고성능 창호 ... 59
• 다. 건물의 기밀화 ... 61
• 라.차양장치 ... 61
• 마. 이중외피 ... 62
• 바.자연환기 ... 63
• 사 . 자연채광 ... 63
• 제 3 절 Active 요소기술 ... 65
• 1 . 설비 시스템 ... 65
• 가. 하이브리드 환기기술 ... 65
• 나. 배열회수 시스템 ... 67
• 다 . LED 조명과 조명 제어 ... 68
• 2. 신재생에너지 ... 71
• 가. 지열히트펌프 시스템 ... 71
• 나 .태양열시스템 ... 73
• 다. 태양광 시스템 ... 77
• 라 . CHP (Combined Heat and Power, 열병합 발전 ) ... 80
• 제 4 장 에너지 자립마을 목표성능 수립 기본계획 ... 82
• 제 1 절 개요 및 추진과정 ... 82
• 제 2 절 단계별 목표성능 수립 및 기본전략 ... 83
• 1 . 국내 주택의 단계별 성능목표 ... 83
• 2 . 주요 국가들의 제로에너지 주택 단계별 목표 ... 84
• 3 . 에너지 자립주택의 2 단계 모델 수립 ... 85
• 제 3 절 에너지 자립 주택의 목표성능 수립 ... 86
• 제 4 절 패시브형 주택의 부하저감 시스템 요소기술의 민감도 분석 ... 88
• 1 . 부하저감 요소기술별 민감도 분석 ... 88
• 가. 외벽단열 보강효과 ... 88
• 나. 지붕단열 보강효과 ... 89
• 다. 고단열 창호 적용 ... 90
• 라. 기밀화 시공 ... 92
• 2. 부하저감 요소기술의 통합적용에 따른 민감도 분석결과 ... 93
• 제 5 절 자연채광을 통한 냉난방 조명에너지의 통합 민감도 분석 ... 93
• 1 . 통합에너지 해석을 위한 기본 해석모델 수립 ... 94
• 2. 자연채광을 통한 에너지소비량 평가 ... 97
• 가 . 기준모델의 창호 종류별 냉난방 에너지소비량 평가 ... 97
• 나 . 방위 및 창면적비에 따른 냉난방조명에너지 평가 ... 100
• 다. 자연채광을 통한 조명제어에 따른 에너지소비량 평가 ... 102
• 제 6 절 에너지 자립주택의 유형별 에너지 평가 ... 105
• 1 . 패시브형 주택 ... 105
• 가. 패시브형 주택 모델 수립 ... 105
• 나. 패시브형 주택 부하 분석 ... 106
• 2. 탄소제로형 주택 ... 110
• 가. 탄소제로형 주택 모델 수립 ... 110
• 나 . 탄소제로형 주택 부하 분석 ... 110
• 3. 에너지 자립주택의 유형별 원단위 비교 ... 112
• 제 7 절 에너지 자립주택의 초기 투자비용 및 에너지 비용 ... 113
• 1. 에너지 자립주택의 유형별 초기 투자비용 ... 113
• 2. 에너지 자립주택의 연간 에너지 유지비용 산정 ... 115
• 3. 에너지 자립주택의 유형별 연간 운영비용 ... 119
• 제 8 절 결론 ... 124
• 제 5 장 에너지 자립형 커뮤니티센터 에너지 성능평가 ... 127
• 제 1 절 에너지 자립형 커뮤니티센터의 사업목표 및 추진방향 ... 127
• 1 . 사업의 목표 ... 127
• 2. 사업의 추진방향 ... 127
• 제 2 절 국내·외 건물에너지 절약기술 ... 129
• 1 . 국내 건물에너지 절약기술 ... 129
• 가. 제로에너지 솔라하우스 ... 129
• 나. 초에너지절약형 건물 ... 130
• 다. 그린 빌딩 ... 131
• 라.대우건설기술연구소 ... 131
• 2 . 국외 건물에너지 절약기술 ... 134
• 가. 유 럽 ... 134
• 나. 일 본 ... 136
• 제 3 절 에너지 절약계획 ... 139
• 1. 건축요소별 에너지 절약방안 수립 ... 139
• 2. 기계설비 요소별 기본 방향 및 에너지 절약방안 수립 ... 141
• 가. 기계 설비의 기본방향 ... 141
• 나 . 냉·난방 설비의 기본방향 ... 141
• 다. 환기설비 기본방향 및 환기방식 적용 ... 143
• 라. 기계설비 요소별 절약방안 ... 144
• 3. 전기설비 요소별 기본 방향 및 에너지 절약방안 수립 ... 145
• 가. 수·변전 설비 기본방향 ... 145
• 나. 전력간선 및 동력설비 기본방향 ... 145
• 다 . 조명 설비 기본방향 ... 146
• 제 4 절 현장조사 및 사례분석 ... 147
• 1 . 기존 주민자치센터의 현장조사 ... 147
• 가. 건축개요 ... 147
• 나. 실배치 및 학교운영현황 ... 147
• 2. 주민자치 센터의 연면적 사례분석 ... 150
• 3. 주민자치센터의 에너지 사용량 분석 ... 151
• 4 . 주민자치센터의 에너지 원단위 분석 및 목표설정 ... 153
• 제 5 절 에너지 성능 평 가 ... 154
• 1 . 건물에너지해석 시률레이션 소개 ... 154
• 2. 이론해석을 위한 기상자료 분석 ... 154
• 3. 대지분석 ... 156
• 4. 이론해석을 위한 건축모델 개요 ... 158
• 5 . 기준모델 해석 ... 160
• 가.입력조건 ... 160
• 다. 기준모델해석 ... 162
• 제 6 절 요소별 부하절감 전략 ... 163
• 1 . 건축요소별 부하절감 기술 ... 163
• 2. 필요 외기량 도입에 따른 배열회수 시스템 적용 ... 166
• 3 . 건물의 조명에너지 저감기술 ... 167
• 가. 건물의 LED 조명 교체 적합성 검토 ... 168
• 나 . 표본조사에 의한 에너지저감효과 분석 ... 173
• 제 7 절 신재생에너지 시스템 구성 ... 175
• 1 . 신재생에너지 시스템 종류 및 적용사례 ... 175
• 가. 태양열 (Solar ThermaI) 시스템 ... 175
• 나. 태양광 (Photovoltaic ) 시스템 ... 178
• 다. 지열에너지 (Geo Thermal Energy) ... 181
• 2. 신재생에너지 적용면적에 따른 에너지 생산량 분석 ... 182
• 가. 태양열 급탕시스템 설계 및 열성능 분석 ... 182
• 나. 태양광 시스템의 설계 및 생산량 분석 ... 183
• 3. 신재생에너지 적용 원단위 평가 ... 185
• 제 8 절 요소별 최적저감기술 비교 및 최종 원단위 평가 ... 186
• 제 9 절 결론 ... 188
• 제 6 장 신재생에너지 시스템 기본 설계 ... 189
• 제 1 절 개 요 ... 189
• 제 2 절 에너지 자립 주택의 신재생에너지 시스템 ... 190
• 1. 에너지 자립형 건물을 위한 신재생에너지 시스템 적용 ... 190
• 2. 신재생에너지 시스템 ... 191
• 3 . 태양열/지열 하이브리드 열공급시스템 기술 ... 192
• 가. 시스템 개요 및 특징 ... 192
• 나 . 국내외 적용사례 ... 194
• 4 . 태양열/지열 하이브리드 콤팩트화 ... 196
• 5. 시제품 제작 ... 197
• 제 3 절 단지 차원의 신재생 열에너지 시스템 ... 198
• 1 . 단지 차원의 신재생에너지 공급시스템 국내외 사례 ... 198
• 가. 국내 적용 사례 ... 198
• 나 . 국외 적용 사례 ... 199
• 2. 태양열 계간축열식 열공급시스템 설계 ... 204
• 가. 시스템 구성 ... 204
• 나. 시스템 분석 ... 205
• 3 . 태양열 계간축열조 ... 211
• 제 7 장 에너지자립형주택， 커뮤니티센터 및 단지 설계 ... 213
• 제 1 절 설계개요 ... 213
• 제 2 절 에너지자립형 주택설계 ... 216
• 1 . 에너지자립형 A 타입 설계도 ... 216
• 2. 에너지자립형 B 타입 설계도 ... 219
• 3. 에너지자립형 C 타입 ( 타운하우스)설계도 ... 223
• 제 3 절 커뮤니티센터 설계 ... 228
• 제 4 절 에너지 자립형 커뮤니티 실증단지 기본 설계 ... 231
• 제 8 장 종합결론 ... 233
• 참고문헌 ... 235
• 끝페이지 ... 239