태양광 패널을 적용한 아파트 외부 형태 분석에 관한 연구

고현우; 김용성; 이남규

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자료유형: 학술저널

저자정보: 고현우 (국민대학교) 김용성 (국민대학교) 이남규 (국민대학교)

저널정보: 한국공간디자인학회 한국공간디자인학회 논문집 한국공간디자인학회 논문집 제16권 제8호

발행연도: 2021.12

수록면: 99 - 112 (14page)

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(연구배경 및 목적) 건물 부문에서의 배출되는 탄소 배출량이 전체의 38%로 많은 비중을 차지하면서 건축물의 탄소 절감이 필연적인 문제로 대두되며 이에 따른 해결책으로 신재생에너지 발전 분야를 활용하였고 적은 공간, 적은 비용 등을 장점으로 삼아 신재생에너지 분야 중 태양광 발전이 건물 부문에 일반적이며 대중적으로 활용되었다. 건물에서 배출되는 이산화탄소 배출량 47.2%로 가장 많이 배출되는 주거건물 중 63.2%를 차지하는 아파트 건물을 중심으로 태양광 패널을 활용한 추진된 정책은 에너지 생산량은 총 4만5487TOE로 이는 원전 1기의 한 해 생산량인 200만TOE의 2.3% 수준에 불과하며, 설치 건수는 32만3909건으로 목표로 내세웠던 100만가구의 3분 1에 그치고 디자인의 획일화 , 도시미관을 저해 등의 문제를 발생시켰다. 또한, 건물 부문의 온실가스 배출량 전망 결과, 2020년 이후 건물 부문의 온실가스 배출량은 지속적으로 증가할것으로 예측된다. (연구방법) 전제 주택의 62.3%의 많은 비중을 차지하는 아파트 건물에서 아파트 분포 유형 중 47.3%의 탑상형 아파트를 중심으로 가장 일반적이고 보편화된 유형을 범위로써 설정하고 국내외 태양광 패널을 적용한 사례분석을 토대로 차별화된 시스템을 파악하고 국내의 아파트의 외부형태와 사례분석을 통하여 태양광 패널이 적용 가능한 부위를 도출한다. 도출된 부위 이외에 적용 가능한 새로운 디자인 방안을 제시하여 에너지 발전량을 계산하여 이산화탄소 절감량을 검증하고자 한다. (결과) 이에 본 연구에서 태양광 패널 활용한 국내외 사례를 통하여 에너지 절감이라는 효과는 공통적인 이점이 확인되었지만 국외의 사례의 경우 국내의 사례보다 다양한 디자인적 방식을 활용하였고 국내의 사례는 지붕, 벽, 베란다에 국한되어 건축 디자인적측면을 고려하였다는 활용했다고는 보기 힘들다. 이에 제안된 태양광 디자인요소 방안은 기존 태양광 패널을 활용한 대표적인 정책인 미니태양광 발전소와 비교하였을 때 최소 5배 정도의 수치가 차이가 나는 것으로 확인되었다. 이는 표준 아파트 모델에 한정하여 적용하였기에 아파트의 규모에 따라 적용 가능한 면적이 증가하고 수용가능한 가구수가 증가된다면 에너지 발전량, 이산화탄소 절감, 사회적비용이 더욱 높은 결과의 수치를 보여질것으로 예상된다. (결론) 이는 기존에 활용되었던 태양광 패널을 단순 부착과 설치 방법이 아닌 우리나라의 아파트 주거공간과 외부 형태적 특징을 고려한 방법으로 탄소 배출의 절감과 에너지 발전 측면에서 아파트 건축의 획일화된 디자인과 기능적인 부분을 고려한 새로운 방안을 제시함으로써 연구적 가치를 지니며 패시브 건축기법을 방법을 함께 적용된 방안과 안전성을 실험한 시공방안연구와 함께 진행된다면 이번 연구는 활용될 가치는 더욱 높아질 수 있을것으로 보여진다.

(Background and Purpose) As carbon emissions from the building sector account for a large proportion of 38% of the total carbon emissions, carbon reduction in buildings has emerged as an inevitable problem. Taking advantage of small space and low cost, solar power generation among new and renewable energy fields has been commonly and popularly used in the building sector. The policy promoted the use of solar panels centered on apartment buildings, which accounted for 63.2% of residential buildings that emit 47.2% of carbon dioxide emissions from buildings, generated a total energy production of 45,487 TOE, which is the year of the first nuclear power plant. It is only 2.3% of the production of 2 million TOE, and the number of installations is 323,909, which is only one-third of the 1 million households set as the target, causing problems, such as uniform design and hindering the aesthetics of the city. Additionally, as a result of the forecast of greenhouse gas emissions in the building sector, it has been predicted that greenhouse gas emissions in the building sector will continue to increase after 2020. (Method) In apartment buildings, which account for a large proportion (62.3 %) of all housing units, the most common and universal type was set as the range, centering on 47.3% of apartment distribution types. A differentiated system was developed based on case studies applying domestic and foreign solar panels. Identify and derive areas where solar panels can be applied through an external shape and case analysis of domestic apartments. In addition to the derived areas, we proposed a new design method that can be applied to calculate the amount of energy generation and verify the amount of carbon dioxide reduction. (Results) In this study, a common advantage of energy-saving was confirmed through domestic and foreign cases using solar panels, but in case of overseas cases, various design methods were used compared to domestic cases. It is difficult to say whether it was used in consideration of architectural design aspects. It confirmed that proposed PV design element method differs at least five times compared to the mini PV power plant, which is a representative policy using existing PV panels. Because this is limited to the standard apartment model, if the applicable area increases according to the size of the apartment and the number of accommodating households increases, energy generation, carbon dioxide reduction, and social cost are expected to show higher results. (Conclusions) This is not a simple attachment and installation method of solar panels that has been used in the past, but method that takes into account residential space and external morphological characteristics of Korean apartments. It has a research value because it proposes a new method for consideration.

#태양광 패널 #아파트 #탄소배출량 #건축디자인 #에너지 #Solar Panel #Apartment #Carbon Emissions #Architectural Design #Energy

참고문헌 (15)

참고문헌 신청

조진균 / 2010 / 국내 초고층 공동주택의 냉방부하 저감을 위한 외부차양 적용성 및 에너지 분석에 대한 연구 / 대한건축학회논문집 26(12):303~311

조민관 / 2008 / 판상형과 탑상형 아파트 수직벽면의 태양에너지 가용량분석 / 대한건축학회논문집 24(12):337~344

정영선 / 2020 / 2020년 이후 국가 건물부문 온실가스 배출량 단기 전망 연구 / 대한건축학회논문집 36(10):117~125

장향인 / 2012 / 건축물 신재생에너지원의 이용 현황 및 문제점 분석 / 한국태양에너지학회 논문집 32(5):75~82

Jang, Y. / 2019 / A Study on the Types of Public Facilities Design Based on th Status of PV System / Journal of the Korean Society Design Culture 25(2):519~530

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