초록 ▼

□ 연구개요
- 우리나라의 경우 교육시설인 초중고 학교의 현황을 살펴보면 2018년 기준 학교수는 11,636개, 교실수 기준으로는 약 35만개 교실이 설치되어 있음
- 일반적으로 전기를 포함한 학교에서 소비하는 총 에너지의 원단위는 주거용보다는 큰 것으로 나타나고 있음, 이러한 전기에너지의 사용량을 줄이기 위한 한가지 방안으로써, 학교의 경우, 외기의 온도가 교실 실내보다 낮을 경우 냉방대신 외기를 이용한 중간기 자연냉방 활용방안을 고려해 볼 수 있을 것이나, 아직까지 우리나라에서는 이러한 고려가 미비한 실정임
-

□ 연구개요
- 우리나라의 경우 교육시설인 초중고 학교의 현황을 살펴보면 2018년 기준 학교수는 11,636개, 교실수 기준으로는 약 35만개 교실이 설치되어 있음
- 일반적으로 전기를 포함한 학교에서 소비하는 총 에너지의 원단위는 주거용보다는 큰 것으로 나타나고 있음, 이러한 전기에너지의 사용량을 줄이기 위한 한가지 방안으로써, 학교의 경우, 외기의 온도가 교실 실내보다 낮을 경우 냉방대신 외기를 이용한 중간기 자연냉방 활용방안을 고려해 볼 수 있을 것이나, 아직까지 우리나라에서는 이러한 고려가 미비한 실정임
- 이에 본 연구에서는 건물 에너지 절약과 온실가스 저감을 위한 다양한 노력들중의 한가지로 연중 중간기에 학교 교실을 대상으로 자연환기를 활용한 부력, 풍력환기 설계 디자인 및 운영 지침 가이드라인 개발을 목표로 연구를 진행함

□ 연구 목표대비 연구결과
- 적용 가능한 교실 유형을 일반화된 편복도+교실(전면폭 9.0 × 실깊이 7.5 × 실높이 2.7m)에서부터 양측에 교실이 있는 중복도+교실, 아트리움형 교실, 솔라침니 부착 교실의 4가지 유형에 대해 모델을 개발함
- 상기 4가지 유형에 대해 편측 vs 교차(양측)환기, 풍력 vs 부력환기를 포함한 창호 개방면적비, 환기를 위한 최저 실내 설정온도, 창호 개방 환기조절 모드 등 다양한 설계 및 운영방식 변수가 연중 춘추계 중간기의 교실 학생 등 재실자 열적 쾌적성과 교실내 CO2 농도에 미치는 최적 설계 및 운영방식 변수 도출과 함께 Optimization 해석을 통한 최적 설계 및 운영방식 변수의 선정을 도출해 가는 프로세스를 제시함으로써
- 중간기 학교 교실의 열적 쾌적성 증진을 위한 건물 디자인 및 운영 지침 가이드라인 개발하여 제시함
- 세부 연구 목표 및 달성도는 다음과 같음(Ⅱ. 연구 목표 달성도 참조)
. 중간기 학교 교실의 자연환기량 활용 모델 도출 및 평가(30%)
. 학교 열환경 특성 실측 및 실험 수행(20%)
. 중간기 학교 교실의 열적 쾌적성 증진을 위한 건물 디자인 및 운영 지침 가이드라인 개발(20%)
. 연구결과물에 대한 성과발표(20%)

□ 연구개발결과의 중요성
- 본 연구에서 제시한 중간기 학교 교실의 냉방부하 절감 및 쾌적성 향상을 위한 설계 및 운영지침이 적용될 경우 파급 효과가 매우 클 것이며,
- 또한 본 연구에서 제시한 교실 자연환기를 증진시키기 위한 설계 및 운영지침이 교실에 적용될 경우 중간기 열적 쾌적성의 향상과 함께 실내공기질 개선 및 건물 냉방 에너지 절약, 온실가스 저감의 부가적인 효과도 가져올 것으로 기대됨
- 이외에도 일반화 적용이 비교적 수월한 군병영시설이나 교정시설, 요양시설 등에도 적용 가능하여 그 연계효과가 클 것으로 사료됨
- 본 연구의 개발 결과에 대한 활용 가능성을 정리하면,
. 본 연구에서 도출한 결과는 교실 자연환기 증진 및 냉방부하 절감을 위한 설계 및 운영지침은 건축 설계시, 건물 운영시 디자인 가이드라인으로서의 역할을 수행
. 자연환기 성능을 극대화할 수 있는 아트리움 유형이나 솔라침니 부착 교실 유형의 환기구 계획에도 성능평가 도구 및 디자인 가이드라인으로서의 역할을 수행
. 조망 및 채광을 위한 기존 교실 창호에서 환기와 냉방의 기능이 포함된 환기통풍구의 개념으로 확대한 설계 및 시공이 이루어질 것이며, 교차환기에서 중요한 역할을 수행할 수 있는 상부창호(transom)가 자연환기구로서의 기능을 충실히 수행할 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.1 국내외 관련 기준 및 제도 고찰 ... 5
• 2.3 국내외 학교 설계 사례조사 ... 6
• 2.4 학교 교실 평가 모델 구축 및 변수 설정 ... 7
• 2.5 학교 사례 조사 및 창호 환기 조절 모드 적용을 위한 실험 ... 8
• 2.6 연구 결과 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 22
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 37