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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 송두삼
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수16
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정부는 공동주택에 대한 건축물 에너지절약 설계기준을 마련, 적용함으로써 주거용 건물에서의 에너지 소비를 최소화하도록 유도하고 있다. 주거용 건물의 에너지 절감을 위해서는 무엇보다 난방부하를 정확히 예측하여야 한다. 다양한 난방부하의 지표 중 하나로 기후특성을 고려하는 난방도일(Heating degree days)이 있다.
건물의 난방에너지는 외부 기상조건, 건물의 단열 정도, 창문을 통해 내부로 들어오는 일사량, 내부발열, 침기량, 건물 내부 설정온도 등에 따라 달라질 수 있다.
난방도일은 이러한 난방에너지를 결정하는 요소를 단일지표로 표현하며, 또한 도일(degree day) 개념를 도입하여 난방에너지 요구량을 시간의 적산개념으로 표현된다.
물론 상세한 건물에너지 시뮬레이션 결과와는 다소 정도 차이가 있으며 다소 다른 개념이지만 계산이 간편하고 다루기가 쉬워 건물에너지 소비수준을 추정하기에는 편리하다.
해당지역의 난방도일을 산정하는데 있어서 중요한 개념이 난방이 시작되는 온도를 의미하는 ‘균형점 온도(balance point temperature)''이다. 미국 ASHRAE에서는 난방도일의 균형점 온도로 18.3℃를 제안하고 있다. 국내 경우는 「대한설비공학회
편람」에서 균형점 온도로 미국 ASHRAE 기준과 동일하게 18.3℃를 채용하고 있다. 그러나 국내 건물특성(예를 들면, 단열성능, 기밀성능, 내부발열 수준, 운영 스케줄 등)과 기후조건이 미국과 다름을 고려하면 동일한 균형점 온도를 사용하는 것은 부적절하다고 판단된다.
따라서 본 연구에서는 공동주택을 기준으로 난방도일 작성 시 현재 국내에서 적용하고 있는 균형점 온도(18.3℃)의 적정성을 검토하고자 하였다. 또한 어떤 인자에 따라 균형점 온도가 변하는 지를 이론적 고찰을 통해 정리하고 국내 공동주택 설계기준에 따른 난방도일 균형점 온도 산출하였다. 또한 국내 건축물의 에너지 절약 설계기준의 변화에 따라 균형점 온도가 어떻게 변화하는지를 분석하였다.
본 연구를 통해 도출한 결과는 다음과 같다.
1. 국내 2015년 기준 건축물 에너지절약 설계기준을 반영한 난방도일 균형점 온도는 12.79℃로 산출되었다. 현재 국내에서 기준으로 사용되고 있는 난방도일 균형점 온도인 18.3℃보다 5.51℃ 감소된 결과를 보였다. 본 연구에서 제안된 난방 균형점 온도를 기준으로 재 산출된 인천지역의 난방도일은 종래 기준으로 적용한 결과에 비해 약 40.43% 감소하는 경향을 보였다.
2. 국내 단열기준의 변화를 고려하여 케이스를 선정하고 균형점 온도와 총열손실계수와의 관계를 분석하였고 열관류율이 강화됨에 따라 균형점 온도가 비례하여 감소하는 것을 알 수 있었다.
3. 국내 공동주택 실내 설정온도 기준에 따라 실내 설정온도가 각각 20, 21, 22℃일때의 균형점 온도의 변화를 분석한 결과 실내설정온도에 따라 균형점온도가 1℃씩 증가하는 경향을 보였다.
건물의 난방에너지는 외부 기상조건, 건물의 단열 정도, 창문을 통해 내부로 들어오는 일사량, 내부발열, 침기량, 건물 내부 설정온도 등에 따라 달라질 수 있다.
난방도일은 이러한 난방에너지를 결정하는 요소를 단일지표로 표현하며, 또한 도일(degree day) 개념를 도입하여 난방에너지 요구량을 시간의 적산개념으로 표현된다.
물론 상세한 건물에너지 시뮬레이션 결과와는 다소 정도 차이가 있으며 다소 다른 개념이지만 계산이 간편하고 다루기가 쉬워 건물에너지 소비수준을 추정하기에는 편리하다.
해당지역의 난방도일을 산정하는데 있어서 중요한 개념이 난방이 시작되는 온도를 의미하는 ‘균형점 온도(balance point temperature)''이다. 미국 ASHRAE에서는 난방도일의 균형점 온도로 18.3℃를 제안하고 있다. 국내 경우는 「대한설비공학회
편람」에서 균형점 온도로 미국 ASHRAE 기준과 동일하게 18.3℃를 채용하고 있다. 그러나 국내 건물특성(예를 들면, 단열성능, 기밀성능, 내부발열 수준, 운영 스케줄 등)과 기후조건이 미국과 다름을 고려하면 동일한 균형점 온도를 사용하는 것은 부적절하다고 판단된다.
따라서 본 연구에서는 공동주택을 기준으로 난방도일 작성 시 현재 국내에서 적용하고 있는 균형점 온도(18.3℃)의 적정성을 검토하고자 하였다. 또한 어떤 인자에 따라 균형점 온도가 변하는 지를 이론적 고찰을 통해 정리하고 국내 공동주택 설계기준에 따른 난방도일 균형점 온도 산출하였다. 또한 국내 건축물의 에너지 절약 설계기준의 변화에 따라 균형점 온도가 어떻게 변화하는지를 분석하였다.
본 연구를 통해 도출한 결과는 다음과 같다.
1. 국내 2015년 기준 건축물 에너지절약 설계기준을 반영한 난방도일 균형점 온도는 12.79℃로 산출되었다. 현재 국내에서 기준으로 사용되고 있는 난방도일 균형점 온도인 18.3℃보다 5.51℃ 감소된 결과를 보였다. 본 연구에서 제안된 난방 균형점 온도를 기준으로 재 산출된 인천지역의 난방도일은 종래 기준으로 적용한 결과에 비해 약 40.43% 감소하는 경향을 보였다.
2. 국내 단열기준의 변화를 고려하여 케이스를 선정하고 균형점 온도와 총열손실계수와의 관계를 분석하였고 열관류율이 강화됨에 따라 균형점 온도가 비례하여 감소하는 것을 알 수 있었다.
3. 국내 공동주택 실내 설정온도 기준에 따라 실내 설정온도가 각각 20, 21, 22℃일때의 균형점 온도의 변화를 분석한 결과 실내설정온도에 따라 균형점온도가 1℃씩 증가하는 경향을 보였다.
목차
제1장 서 론 1제1절 연구배경 및 필요성 1제2절 연구의 목적 6제3절 연구의 범위 및 방법 9제2장 난방도일 균형점온도에 대한 이론적 고찰 11제1절 난방도일과 균형점온도의 국내·외 정의 11제2절 균형점온도에 관한 국내외 기준 23제3절 균형점 온도의 산출방법 25제3장 국내 기후특성 및 공동주택 에너지절약 설계기준을 고려한 난방도일균형점 온도의 산출 31제1절 국내 공동주택 표준모델의 작성 31제2절 난방도일 균형점온도 산출을 위한 입력조건 36제3절 난방도일 균형점온도 산출 결과 및 난방도일 분석 49제4절 소결 50제4장 국내 공동주택 에너지 절약 설계기준 변화에 따른 난방도일 균형점 온도의 분석 51제1절 국내 공동주택 단열 설계기준 변화에 따른 균형점온도의 변화 51제2절 난방도일 균형점 온도의 산출 60
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