건축물 단위 면적당 냉난방 열량 기준 연구Ⅰ(공동주택)[2017-01] |
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1)과제구분 • 일반 건축물은 부하 계산 프로그램을 통해서 장비용량을 산정하고 있으나, 공동주택의 경우 단위면적당 냉난방 부하 기준을 활용하는 경우가 많음. • 대표적인 단위면적당 부하 기준인 지역난방공사 열사용기준은 2012년 11월, KSC 9306:2011 일반 주택 및 사무실의 냉방 난방 간이 계산 방법은 1999년 10월 개정 이후 그대로 사용 중으로 최근 강화된 외피단열기준을 반영하지 못한 기준들로 판단됨. • 따라서 변화하는 건축성능 기준에 맞는 단위면적당 냉난방 열량 기준이 필요함. • 최근 건축성능 기준 및 지역별 특성 등을 고려한 공동주택의 단위면적당 냉난방 부하기준 제시. • 국내 단위면적당 부하 기준 검토 - 지역난방공사의 열사용기준의 경우, 주택의 종류, 바닥면적, 지역으로 분류하여 기준 제시. • 국내 바닥면적당 부하 기준 선행연구 - 바닥면적당 부하기준에 관련된 14편의 논문을 분석하여 정리한 결과, 공동주택의 지역, 위치, 층별 세대수, 창면적비, 방위 등의 요소들에 따라서 부하가 변하는 것으로 나타났음. • 냉난방부하 기초요소 도출 - ①지역별 건축물 부위의 외피단열조건, ②설계 외기 온・습도 기준, ③실내 온・습도 기준, ④대상 공동주택의 크기, ⑤거실의 방위 ⑥공동주택의 위치, ⑦환기횟수, ⑧실내열취득, ⑨재실스케줄, ⑩기타 조건를 기초요소로 선정. • 공동주택 부하 시뮬레이션 - 동적 열부하 시뮬레이션 프로그램인 Energyplus Designbuilder를 활용해 기초요소 대안별로 분석함.
-외피단열/외부온습도 난방 시뮬레이션 결과, A지역은 57.1 W/㎡, B지역은 51.9 W/㎡, C지역은 41.3 W/㎡이고, 냉방 시뮬레이션에서 A지역은 63.5 W/㎡, B지역은 65.4 W/㎡, C지역은 69.1 W/㎡으로 남쪽으로 내려갈수록 난방부하는 감소하고 냉방부하는 증가함.
• 공동주택 단위면적당 난방부하 기준 개선안 -대상 공동주택의 조건에 따라서 지역 및 규모별 난방부하 기준을 선택하고, 위치별 가중치를 곱하여 단위면적당 난방부하를 산정함.
• 공동주택 단위면적당 냉방부하 기준 개선안 -대상 공동주택의 조건에 따라서 지역 및 규모별 냉방부하 기준을 선택하고, 위치별 가중치와 방위별 가중치를 곱하여 단위면적당 냉방부하를 산정함.
5) 기대효과 및 한계점 • 최근 강화된 건축성능 기준 및 기초요소별 특성 등을 고려한 단위면적당 냉난방 부하 기준 개선안을 제시하여 공동주택 및 지역열원 장비용량 및 난방배관 설계 시 에너지 절약적 설계 및 검토 자료로 활용 가능. • 실제 시공되는 공동주택의 도면을 활용하여 난방부하를 산정해 정확도를 높였으나, 규모별 시뮬레이션 케이스가 많지 않아서 추후에 시뮬레이션 케이스들을 추가로 실행하여 기준을 일반화하고 신뢰성을 향상시킬 필요가 있음.
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