출처: https://constructalia.arcelormittal.com/files/KINA26010ENN_002—aadd4dee607cb8b70e8bac8ff70618a1.pdf
7. 난방, 냉방 및 조명에 때한 에너지수요와 관련하여 전체 건물 성능에 대한 다양한 에너지절감 조치의 영향
1) 서론
이 보고서는 WP7 과제:“비주거 건물의 에너지 및 열 개선에 대한 지침”을 요약한 것입니다. WP7은 크게 다음과 같은 6가지 하위 작업으로 나뉩니다.
① WP7.1: 전체 에너지 사용에 대한 최신 스틸 외장시스템의 기밀성과 열 성능의 영향 평가
② WP7.2: 난방 및 냉방에 대한 요구를 포함한 다양한 가후에서 일반적인 산업 건물의 전체 건물 성능에 대한 매개변수 연구 수행
③ WP7.3: 향상된 성능 특성과 혁신적인 외장시스템의 식별
④ WP7.4: 최적화된 외관 및 바닥시스템을 가진 스틸 집약적인 상업용 건물의 에너지 효율적 해법의 식별
⑤ WP7.5: 비주거지 에너지인증 적용
⑥ WP7.6: 스틸의 에너지 효율적인 해법에 대한 건축가 지침 준비
이 모든 활동은 다음과 같은 4가지 결과물을 산출했습니다.
ⓐ 난방, 냉방 및 조명에 대한 에너지수요에 관한 다양한 에너지절감 조치가 건물 전체 성능에 미치는 영향에 관한 보고서
ⓑ 스틸로 비주거 건물에 적합한 에너지 및 열 개선 방안에 대한 권고 보고서
ⓒ 스틸로 선택된 상업 및 산업 건물에 대한 에너지인증서
ⓓ 상업 및 산업 건물을 위한 스틸의 에너지 효율적인 해법에 대한 건축가 및 기술자를 위한 지침
WP7의 작업은 주로 스틸 요소로 만든 건물 시스템의 에너지효율에 대한 설계자, 소유자 및 건추가를 위한 지침을 작성하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 작업은 사무실, 상업 및 산엉 건물을 포함하여 비주거 건물에 중점을 둡니다. 이전 WP 프로젝트에서 얻은 정보는 비주거 건물의 에너지효율에 대한 주요 설계 문제를 강조하기 위해 요약되었습니다. 사무실 점유율은 다른 유형의 건물과 다르고 용적/외부 외피 표면 비율도 상당히 다릅니다.
주요 문제는 다음과 같이 요약됩니다.
① 건물 외피(외관 벽 및 지붕)의 열 거동 개선
② 외장 조인트 및 고정에 대한 모범 사례를 준비하여 열교 최소화
③ 건물 외피의 기밀성 향상
④ 효율적인 공기 순환(환기) 공기 적응 달성
상업 건물에서 다루어야 할 다른 점은 건물의 열 관성의 영향을 포함하여 건물의 낮과 밤 시간에 에너지소비를 가장 잘 사용하는 것입니다.
2) 난방, 냉방 및 조명에 대한 에너지수요에 대한 다양한 에너지절감 조치가 건물 전체 성능에 미치는 영향
(1) RWTH
WP1 및 WP2에서 RWTH는 관련 건물의 기밀성 및 열 전달 매개변수에 대한 자세한 조사를 수행했습니다. 특성을 정량화하고 개선을 위한 해법을 제시했습니다. 이 보고서는 이러한 세부 사항이 비주거 건물의 전체 건물 성능에 미치는 영향을 평가합니다.
① 매개변수 연구 및 관련 건물의 개념
전체 건물 성능에 대한 세부 사항(열교 및 기밀성)의 관련성은 건물의 크기와 형태에 크게 좌우됩니다. 따라서 일반적인 산업 건물의 기본 모델은 아래 그림과 같이 나타납니다.
[매개변수 연구를 위한 기본 모델]
고려된 치수의 변형은 다음과 같습니다.
ⓐ 폭: 10m≤b≤50m, 기준:=30m
ⓑ 길이: 20m≤l≤100m, 기준:=45m
ⓒ 높이: 5m≤h≤25m, 기준:=8m
건물 구성 요소(창, 채광판, 문)의 치수도 주요 치수의 변형에 비례하여 다릅니다. “A”에서 “K”로 표신된 세부 사항은 기밀성과 열교 영향(Ψ–값)에 대해 서로 다른 품질로 고려됩니다.
조사된 매개변수는 다음과 같습니다.
ⓐ 열교와 Ψ–값: 관련 세부 사항(창문, 문 사이에 접합)에 대해서, 일반 건물에 2개의 표준값을 사용하고, 성능 분야에 대한 범위를 개선하여 현장에 적용하고 있습니다.
ⓑ 기밀성: 전체 건물 외피의 기밀성은 주어진 압력 차(일반적으로 50Pa)에서 공기변화율로 정량화됩니다.
ⓒ 공기 누출의 품질 수준: 건물의 작업 사이의 조인트/그리고 추가로 일반 영역에서 샌드위치패널 접합부. 창문과 문(개방형)의 조인트에 대해서는 요구 조건에서 기밀 특성을 취했으며, 일반 영역과 기타 조인트의 샌드위치패널에 대해서는 공기누출계수는 3가지 다른 등급으로 WP1의 결과에 따라 달라졌습니다.(L1, L2, L3은 최상에서 낮은 기밀성까지)
ⓓ 예를 들어, 아래 그림은 전체 건물의 기밀성에 미치는 영향을 나타냅니다(n₅₀값). 조밀하고 매우 조밀한 조인트(L1, L2)의 경우 n₅₀값은 요구 조건보다 훨씬 낮습니다. 또한 중간 크기의 컴팩트(0.4/0.5미만의 A/V)한 건물을 위한 적당한 기밀 접점(L3, 10Pa에서 a=1m³/(hm))의 경우 1.5/h 미만의 n₅₀값을 얻을 수 있습니다.
[기밀성, 등급 L1 고품질 기밀성 건물 등급 L3 고품질 기밀성 건물에 따른 조인트]
② 열교: 관련 세부 사항에 대해 Ψ–값에 대한 표준값과 개선이 결정되었습니다.
③ 에너지성능: 이 결과는 에너지성능 계산에 제공되었으며, 이 계산은 관련 건물에 대해 수행되었습니다. 매개변수 연구는 서로 다른 위치, 형상 및 다른 특성에 대한 기밀 및 열교에 대해 수행되었습니다. 아래 그림은 베를린의 결과를 보여줍니다.
[난방 에너지수요]
이 조사는 기밀성 및 열교가 난방에너지 수요에 미치는 영향을 정량화합니다. 세부 사항을 최적화하면 경량 철골 건물에 큰 영향을 미칩니다. 절대량은 위치와 건물 사용에 따라 다르지만 한 데이터(하나의 특정 위치에 대해 하나의 특정 용도)에서 에너지수요는 이러한 모든 변동에 대해 동일한 추세를 보여줍니다.
조명을 위한 에너지수요는 유리와 음영에 의존하며, 냉방은 건물 사용, 방향 등에 따라 달라집니다.
(2) 테크널리아
LABEIN의 WP3에서 수행된 작업은 실제 실험 건물을 포함한 여러 구성의 벤치마크에 중점을 두어 에너지절약을 달성하기 위한 최상의 방법을 조사했습니다. 열적 쾌적성을 개선하기 위해 ETICH 프로그램에서 제안된 다양한 혁신적 기법을 밴치마킹하기 위한 적절한 구성을 찾기위한 몇 가지 접근법이 고려되었습니다.
기준 구역은 건물의 대표적인 구역으로 정의됩니다. 기존 구역은 반드시 건물 안에 방일 필요는 없으며, 다음과 같은 매개 변수로 정의됩니다. 바닥면에 대한 외관, 창문에 대한 비율과 부피에 대한 외관. 건물 구조에는 다양한 유형의 외피시스템, 지붕, 바닥 슬래브 및 기타 요소가 설치될 수 있습니다. 에너지플러스 소프트웨어는 다양한 구성 요소로 건물의 동작을 시뮬레이션하는 데 사용되었습니다. 연구에 관련된 매개 변수는 다음과 같습니다.
두 개의 동일한 기준 구역(재료, 건축 시스템, 형상, 창문 건물 사용 비율, 사용, 기후 등)은 건물 배치와 관련하여 방향과 위치에 따라 다른 에너지수요를 보여줍니다.
방향은 태양 복사, 바람 등에 영향을 미치는 중요한 매개 변수입니다. 건물 배치와 관련된 위치는 건물 코너의 방을 고려합니다(2개의 외부 벽과 2개의 방향이 만나는 곳). 시뮬레이션에서 고려된 주요 건물 특성은 다음과 같습니다.
[기준 건물의 모델 및 완전한 철골 구조]
이전에 정의된 벤치마크 특성은 외관 및 지붕 열 투과율, 창호 특성 등이 철골 집약적인 건물의 에너지수요에 어떻게 영향을 미치는지 평가하는 데 사용되는 건물 모델을 생산하기 위해 사용됩니다. 이러한 측면의 독립적인 분석은 열 관성에 대한 특정 연구가 수행되기 전에 그 효과를 제어합니다. 다양한 구성이 시뮬레이션되었으며, 이 단원에서 얻은 결론은 보고서의 다른 단원에서 제공됩니다.