패시브주택 에너지 절감목표 수준별 요소기술 통합구성에 관한 연구

김빛나(Kim Bich-na),윤종호(Yoon Jong-Ho),신우철(Shin U-Cheul),백남춘(Baek Nam-Choon) 한국태양에너지학회 2010 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

It is essential to reduce energy consumption in Residential Buildings from 2012 because government strengthened the standard of annual total energy consumption by stages. So, this study analyzed energy saving rate of passive house by stages. it suggests the application of necessary technical elements to satisfy with the level in progressive energy performance objectives. The level of progressive energy saving rate of passive house is 30%, 40%, 50%. According to analyze the elemental heat, It can know that the heat loss from window per unit area loss is large. Passive technical elements is the insulation of wall and roof, highly efficient window system, reduction of infiltration. It is analyzed energy saving rate of base house by simulating with building energy analysis program. Consequently energy saving rate by the insulation of wall is the most largest. It is analyzed energy saving rate of base house by combining technical elements to apply base house. Energy saving proposal according to energy saving rate is calculated at 240 unit. Energy saving rate show from minimum 22.2% to maximum 51%. It selected the proposal of passive house of energy saving rate 30%, 40%, 50% based aim of this study from among these. Result is arrived that 30% saving proposal is 7 unit, 40% saving proposal is 8 unit and 50% saving proposal is 2 unit. It is expected to apply data of standard of annual total energy consumption from 2012 as this study suggests integrated application to compose technical elements of passive house by the level of energy saving.

노후 아파트단지 재생에 적용가능한 계획요소에 관한 연구 - 에너지저감형 생태계획측면을 중심으로 -

이응현,신재훈,오덕성 대한건축학회지회연합회 2011 대한건축학회연합논문집 Vol.13 No.3

본 연구는 국내 노후 아파트 단지의 에너지 저감형 생태주거단지 재생시에 적합한 계획요소의 도출을 그 목적으로 하였으며, 이를 위하여 다음과 같은 과정을 통하여 연구를 진행하였다. 첫째, 국내외 문헌고찰을 통하여 주거지 재생과 에너지저감형 생태주거단지 계획요소의 개념을 정리하고, 에너지저감형 생태주거단지의 4가지 계획측면;생태주거단지, 건축계획, 신재생에너지, 자원의 재활용을 설정하였다. 이를 바탕으로 국내외에서 성공적 효과를 거둔 선진사례를 바탕으로 계획요소의 적용현황과 경향파악을 하였다. 둘째, 계획요소의 재생시 국내 적용성을 평가하기 위해, 우선 전문가를 대상으로 설문조사를 실시하여 계획요소의 국내 아파트단지에 적용성을 검토하였다. 국내 적용가능성이 높게 나타난 계획요소를 바탕으로 2차 전문가 설문을 실시하여 노후아파트 재생시에 적용가능한 계획요소를 도출하였으며, 이를 통해 아파트단지에 적용가능성과 계획요소별 기술적, 경제적, 심미적 개선요구를 조사하여 가능한 계획요소를 도출하였다. 마지막으로 앞선 설문을 종합하여, 노후 아파트단지 재생시에 적용가능한 에너지저감형 생태주거단지 계획요소의 적용방향 및 시사점을 도출하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 계획요소의 국내 아파트단지 적용성을 살펴본 결과 21개의 계획요소가 국내 아파트단지에 적용가능한 것으로 판단되었다. 이중에 12개의 계획요소는 현재 국내 여건상 적극적 적용이 가능하였으며, 9개의 계획요소는 선택적 적용이 가능할 것으로 판단되었다 This study aims to find out regeneration strategies of the old apartment estates in terms of energy saving ecological planning concepts. The progress of this research as following. First, As far as the main aspect of energy saving ecological planning are concernd, we can identify four main planning aspects; eco-housing planning, green building&passive house, renewable energy, reuse&material flow). With these four main point we try to analysis the planning treasures of successful housing estate, which were established since 1990 focused on eco-planning aspect; Vauban, Rieselfeld, Kronsberg Riem, Hammarby and established the latest domestic case focused on energy-saving planning aspect: Hakha, Daedong. Second, The result of adaptable element of energy saving ecological planning in the housing estate were transport to the selection aspect(which can be recommend for the urban regeneration of old housing estate). To identify these we question to expert group ; for work at the University or in related design studio or research institute. Two steps of questionnaire were made to find out the detailed planning element of Housing Estate(low-energy) old apartment regeneration. Third, suggested systematic methodology of energy saving ecological planning through integrated research institute analysis. In conclusion, the applicable twenty one elements are judged for the old apartment estates. The twelve elements of them are able to apply in domestic current conditions as aggressive applications. and others are able to apply as optional applications.

국내 에너지제로하우스 비교를 통한 요소기술 특성 및 표준 모델 제시에 관한 연구

이충국(Chung-Kook Lee),이정철(Jeong-Cheol Lee),김상수(Sang-Su Kim),서승직(Seung-Jik Suh) 한국지열·수열에너지학회 2012 한국지열에너지학회논문집 Vol.8 No.2

Five zero energy house models developed in Korea for the purpose of the energy performance were compared and analyzed in the study. The standard passive house model applying common technology and efficient energy performance elements was proposed. Standard passive house 5 models have been developed commonly aiming at 100% energy saving, applying high-performance and high-efficiency exterior thermal insulation, using 3 low-e coated window system, and targeting average 0.65 ACH to enhance privacy. Energy recovery ventilators and dry and cold radiant heating floor has been partially applied. Eco-design techniques such as the awning device, heat insulating door, using natural light have been used. Solar and geothermal systems as the application of renewable energy technologies have been commonly applied. And fuel cells were applied to a partial model. The standard model based on common technical elements and average performance of each element and obtained from five model analysis has been proposed in the study.

건물의 조명환경 성능개선을 위한 채광시스템 연구동향 분석 연구

정수연,이민구,이행우 사단법인 한국융합기술연구학회 2023 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.9 No.5

Energy consumption is increasing year after year, and the energy consumption in the building sector accounts for a significant part of the total consumption. The demand for technology development and research to solve increasing lighting energy consumption in buildings is growing, and daylighting systems are receiving much attention as a possible solution. However, there is still a lack of research on daylighting systems compared to building cooling energy. Therefore, this study aims to analyze the trend of daylighting system research related to improving the lighting environment and saving building energy and suggest future research directions for daylighting systems. Academic articles related to daylighting systems published in Korea after 2000 were analyzed, and the main findings are as follows. 1) The main content of most related papers was centered on combining various element technologies. These combinations focused on offering different functions from daylighting systems and integrating other fields, and most results showed improved daylighting performance compared to the single-structured daylighting systems. Also, recent research has begun to integrate IT, one of the core technologies of Industry 4.0, and this trend is expected to continue. 2) Most research on developing daylighting system technologies focused on daylighting control, which requires an optimal combination of operation and control, as mentioned above. 3) Most previous studies on daylighting systems validated the effectiveness of the proposed technologies but only focused on energy savings. These performance evaluations should have also considered the demand and satisfaction of occupants to verify the proper performance of daylighting systems. 4) Most previous works on developing daylighting system technologies did not consider or review economic feasibility (such as initial construction and maintenance costs), which is a major omission in demonstrating their effectiveness and a limitation of previous studies. 에너지 사용량은 매년 증가하고 있으며, 그중 건물에너지의 사용량은 전체 사용량에 대비해 높게 나타나고 있다. 건물 에너지중 조명에너지의 사용량의 증가 문제로 인한 기술개발 및 연구에 대한 수요가 높아지고 있으며, 이중 채광시스템은 조명에너지 사용량 증가에 대한 하나의 해결책으로 관심이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 채광시스템 관련한 연구분야는 건물부분의 냉방에너지 관련 연구에 비해 상대적으로 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 빛환경 개선 및 건물에너지 저감과 관련된 채광시스템 연구의 경향을 분석함으로써, 향후 채광시스템과 관련한 연구 방향에 대한 분석을 목표로 한다. 이에 본 연구는 2000년 이후 발간된 채광시스템 관련 국내논문의 경향을 분석하였으며, 이에 대한 결론은 다음과 같다. 1) 채광시스템의 기술개발에 대한 관련 논문의 주요한 내용은 요소기술간의 결합으로 보여지고 있다. 요소기술간의 결합은 채광시스템과는 다른 기능을 가지거나 타분야와의 결합으로 나타나고 있으며, 채광시스템의 단일구조에 의한 것보다 채광성능이 개선된다는 결과가 보여지고 있다. 또한 최근 연구는 4차혁명의 핵심기술인 IT기술과 결합된 연구로 이러한 경향은 지속될 것으로 보인다. 2) 채광시스템의 기술개발과 관련한 연구의 주요한 내용은 채광제어에 대한 수준으로, 앞서서 언급한 가동 및 제어 분야와 적절한 결합이 요구된다. 3) 채광장치의 선행연구는 기술개발에 대한 유효성 검증이 이루어지고 있으나, 에너지저감의 측면에 초점이 맞추어져 진행된 것으로 사료된다. 그러나 채광시스템에 대한 적절한 성능검증이 이루어지기 위해서는 에너지저감 및 재실자의 요구수준 및 만족도에 근거한 성능평가가 반영되도록 개선되야 할 것으로 판단된다. 4) 본 연구에서 수행된 채광시스템과 관련한 개발 연구 기술개발에 대한 초기 구축 비용 및 유지관리 관련 경제성을 검토하고 있지 않고 있으며, 이는 기술개발의 실효성 입증에 부적합하다. 이러한 부분은 선행연구들이 가지는 한계로 보인다.

에너지흐름도를 이용한 오피스에서의 대류공조시스템 대비 복사냉난방시스템의 에너지 저감 가능성 고찰

최소원(Choi So-Won),김동우(Kim Dong-Woo),박상훈(Park Sang-Hoon),신미수(Shin Mi-Su),여명석(Yeo Myoung-Souk),김광우(Kim Kwang-Woo) 대한건축학회 2011 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.31 No.2(계획계)

The purpose of this study was to analyze the energy efficiency of the radiant cooling and heating system with the map of energy flow in HVAC systems. One of the commonly used HVAC system in office, conventional forced air system is chosen to compare with radiant space conditioning system. The elements of HVAC systems are categorized according to thermal chain. Both of the HVAC systems are diagramized using energy chain, which is based on the energy balance equation. By the analysis of HVAC systems, the complex energy flow of HVAC system is simply presented. By analyzing energy flow map of the radiant cooling and heating system, the energy saving potential can be suggested.

에너지 저감과 업무 효율성을 위한 LED 조명환경 평가에 대한 연구

김형선 ( Hyung Sun Kim ),임재현 ( Jae Hyun Lim ),이기선 ( Kee Sun Lee ),김길희 ( Kil Hee Kim ),정희창 ( Hee Chang Jung ),김진호 ( Jin Ho Kim ) 한국감성과학회 2015 감성과학 Vol.18 No.2

본 연구에서는 LED 광원에 대하여 재실자의 업무 효율성과 에너지 저감 효과를 알아보기 위한 실험을 실시하였다. 이를 위해 LED 광원의 특성인 펄 스 폭변조(PWM, pulse width modulation)와 조도(lux)를 제어하여 총 9가지의 다양한 조명환경을 구성하였다. LED 조명의 펄스변조 비율은 각각 R:G:B=1:1:1, R:G:B=4:1:5, R:G:B=8:7:7으로 하였으며, 조도는 각각 400 lx, 700 lx, 1000 lx 으로 설정하였다. 또한, 실내환경은 온도 20∼24℃, 습도 50∼60%, 착의량 1 clo 로 설정하였다. 각각의 주어진 9개의 조명환경에서 업무 효율성과 에너지 소비에 대해 분석하였다. 업무 효율성 분석을 위해 오류검색수정 작업을 실시하였으며, 에너지 소비 분석을 위해 각 조명환경에서 누적 소비전력을 측정하였다. 제안한 조명환경을 통해 실험한 결과, 업무 효율성은 400 lx 보다 700 lx 이상에서 정확도 및 소요시간의 효율이 좋았으며, 소요시간의 경우 제안한 펄스변조 R:G:B=8:7:7 에서 가장 좋은 효율을 나타냈다. 또한, 각각의 조도에 대한 소비전력은 펄스변조 R:G:B=8:7:7 > RGB=1:1:1 > R:G:B=4:1:5의 순으로 낮게 나타났다. 따라서, 본 논문에서 제안한 펄스 폭 변조 효과가 업무효율성 및 에너지 저감에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. This study carried out an experiment to identify subject’s work effectiveness and energy saving effect using LED light. Towards this end, this study configured nine various lighting environments in order to control PWM (Pulse Width Modulation) and illuminance (lux), which are the characteristics of LED light. The PWM ratio of LED light was set as R:G:B=1:1:1, R:G:B=4:1:5, and R:G:B=8:7:7, respectively, and illuminance (lux) was set as 400 lx, 700 lx, and 1000 lx, respectively. In addition, the indoor environment was set temperature 20-24 ℃, humidity 50%-60%, and the amount of clothing 1. This study analyzed work effectiveness and energy consumption in nine lighting environments, each. Error correction was performed for work effectiveness analysis, and cumulative power consumption was measured in each lighting environment for energy consumption analysis. According to experiment results through the lighting environments suggested in this study, accuracy and spent time effectiveness were good in 700lux and higher than 400lux. For spent time, the best effectiveness was revealed in the suggested PWM ratio, R:G:B=8:7:7. The lowest power consumption on each illuminance (lux) was revealed in the order of R:G:B=8:7:7, RGB=1:1:1, and R:G:B=4:1:5. Therefore, pulse-width modulation effect is proposed in this paper was found to affect the efficiency and energy saving.

효율적인 건물에너지 저감을 위한 가동형 건물외피의 태양광 패널 적용 연구 동향 분석

백송이,이현민,정수연,이행우 사단법인 한국융합기술연구학회 2022 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.8 No.10

급속한 산업혁명과 기술 발전으로 인한 무분별한 자원의 소비는 에너지 고갈을 가져왔다. 이에 지속적으로 사용 가능한 신재생에너지에 대한 관심이 증가하였으며, 그중 태양에너지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 태양에너지 발전 시 사용되는 태양광 패널의 효율은 태양의 세기와 고도, 주변의 기온에 영향을 받기 때문의 별도의 전력을 사용하여 태양추적 기술을 적용하는 연구들이 등장하였으나, 에너지 발전이라는 본래의 목적을 위하여 오히려 에너지를 소비하게 된다는 모순점이 존재한다. 따라서 기존 가동형 건물외피에 결합하여 함께 가동할 수 있도록 하는 연구들이 그 해결책으로 등장하였다. 이에 본 연구는 가동형 건물외피와 태양광 패널이 결합된 선행연구 고찰을 통하여 그 특징과 장점, 한계를 분석함으로써 향후 가동형 건물외피에 적용되는 태양광 패널의 기술 및 연구의 방향성 제시를 목적으로 한다. 이를 위하여 2000년 이후에 출판된 학술지 논문 중 태양광 패널과 건물외피를 주제로 하는 논문을 관련 키워드를 검색하는 방식으로 선별하여 10건의 논문을 도출하였고, 이를 대상으로 연구 목적, 태양광 모듈 결합 방식, 가동형 건물외피의 가동 방식, 연구 결과 등의 내용을 기준으로 분석을 진행하여 그 결과를 비교 및 정리하였다. 그 결론은 다음과 같다. 태양광 패널이 적용된 건물외피 선행연구는 가동형 건물외피의 이동성을 이용하여 효율을 증대시키려 하였으나 다양한 외부적 요인들이 고려되지 못하며 태양광 패널 자체에만 집중하는 경향이 있었다. 이에 가동형 건물외피 및 태양광 패널의 성능에 미치는 요인들뿐만 아니라 그 개념 또한 적절히 숙지하고 이루어지는 연구가 이루어져야 한다. 단, 본 연구는 그 범위가 한정적이므로 보다 폭넓은 연구를 분석 대상으로 하는 후속 연구가 필요하다. The reckless exploitation of resources caused by rapid industrialization and technological development has led to the depletion of energy resources. Therefore, renewable energy is receiving great attention, and many studies are being conducted on solar energy. The efficiency of solar panels used to generate solar energy is affected by the intensity and altitude of the sun and ambient temperature, so many studies adopted solar tracking techniques using separate power supplies. However, there were contradictions in consuming energy to achieve the original purpose of generating energy. Therefore, studies integrating solar panels with movable or dynamic building envelopes have emerged in an attempt to resolve such issues. Therefore, this study suggests the technology and research direction of solar panels to be used in future movable building envelopes by analyzing their characteristics, advantages, and limitations by reviewing previous studies on combining movable building envelopes and solar panels. Ten papers on solar panels and building envelopes were selected by searching related keywords among academic papers published after 2000. The purpose, the solar module coupling method, the operation method of movable building envelopes, and the research results of these papers were analyzed, compared, and organized. The main findings are as follows. Most previous studies on building envelopes applying solar panels attempted to increase efficiency by using the mobility of movable building envelopes. However, various external factors were not considered and focused only on the solar panel. Therefore, further research should be conducted to understand the factors affecting the performance of movable building envelopes and solar panels and the concepts behind them. Also, future research should focus on a wider range of studies to supplement the limited scope of this study.

공공건물 벽면녹화에 따른 폭염저감 및 건물에너지절감 효과분석

고범석,박정은,황태연 국제차세대융합기술학회 2022 차세대융합기술학회논문지 Vol.6 No.4

본 연구는 전라북도 군산시에 위치한 공공건축물을 대상으로 도시폭염저감 및 건물외피 성능향상에 따른 건물에너지 절감이 기대되는 벽면녹화의 정량적 효과를 도출하기 위한 기초데이터를 확보하여, 벽면녹화시스템에 의한 건물외피 열성능개선효과, 태양복사에너지의 건축물 축열효과, 증발산에 의한 벽면녹화시설 주변 냉각효과 및 미세먼지 저감효과를 벽면녹화 적용사례의 현장실험으로 실증하고, 측정데이터의 물리조건을 반영한 건물에너 지시뮬레이션을 통해 벽면녹화의 건물에너지 절감효과를 정량화하는 것이 연구 목적이다. 벽면녹화시스템의 현장 실험 성능평가 결과, 평균 열관류율이 0.166-0175[W/㎡K]으로 크게 향상되었고, 건물표면온도는 5.4℃-15.5℃의 온도차를 보였으며, 증발산에 의한 기화열는 약 102.08[kWh/h]의 기대효과가 있었다. 그러나 벽면녹화의 미세먼지 저감효과는 본 연구에서 검증이 불가능하였다. 아울러, 건물에너지 시뮬레이션에 의한 벽면녹화시스템의 건물에너 지 절감효과는 연간 건물에너지 요구량 기준으로 약 18.5% 절감이 가능한 것으로 분석되었다. This study aims to obtain quantitative data and evaluate the building energy saving effect according to the improvement of building envelope performance by green wall system of public building. This study proved the thermal performance of building envelope, the thermal storage effect of building, the cooling effect by evaporation, the reduction effect of PM2.5 and PM10, and the building energy saving effect by green wall system. As results of field experiment, those were proved that the average U-value was significantly improved to 0.166-0175[W/m2K], the surface temperature was decreased approximately 5.4℃-1 5℃, and the cooling effect by evaporation could be expected to 102.08[kWh/h]. However the reduction effect of PM2.5 and PM10 by green wall system was not verified in the field experiment. In addition, the annual building energy demand was reduced approximately 18.5% by building energy simulation of Energypuls.

환경성, 심미성, 에너지 저감을 고려한 모듈러 주거 유닛 계획 연구

정재희,김종 한국문화공간건축학회 2017 한국문화공간건축학회논문집 Vol.- No.59

This study aims to propose technological design methods for the modular housing units considering environmenta,l aesthetics, and energy-saving aspects. Modular houses are environmentally friendly based on 3R (Reduce, Reuse, Recycle) because they can dramatically reduce carbon dioxide and construction wastes generated during the construction, use, and disposal process by the pre-fabrication at the factory and the recyclability of the unit, compared to the existing construction methods. The existing modular housing, however, tends to focus on quantitative aspects of energy reduction, such as windows, insulation, and introduction of renewable energy, and there is not much research on energy-saving type units considering the environmental aspects such as daylighting and ventilation, and the design that goes beyond the standardized appearance. Therefore, this study conducts theoretical investigation and analytical case studies on the energy-saving methods through various architectural planning elements as well as materials like insulation considering the environmental and aesthetic aspects in the modular housing. Then, comparative analysis on the energy efficiency through the energy simulation is conducted. As a conclusion, the energy-saving modular housing units considering environmental and aesthetics aspects are proposed. It is expected that this study will contribute to the supply and activation of modular housing through deriving design technologies for the energy-saving modular housing units that consider not only quantitative aspects but also qualitative aspects.

에너지사용계획 협의 향후 효과 예측 분석

서광수 한국기계기술학회 2010 한국기계기술학회지 Vol.12 No.2