건물 요소와 에너지 사용량의 상관분석을 통한 업무용 건축물의 친환경 설계에 관한 연구

Abstract

국내 산업별 에너지 소비 현황을 보면, 전체 산업 중 건설분야는 제조업(54%) 다음으로 22%를 차지하고 있다. 이에 따라 전체 산업 중에서도 가정 및 상업부문의 기존 건물에 대한 에너지 소비 절감이 요구되고 있다. 국내 친환경 관련 제도 및 정책을 보면, 건물의 에너지 소비 저감을 위해 보완 및 발전되고 있지만, 신축 건축물의 적용이나 요소기술의 활용에 한정되어 있다. 또한 이와 관련하여 기존 건축물의 환경부하에 대한 면밀한 분석과 친환경 개선을 위한 설계요소의 적용에 대한 연구는 부족한 실정이다. 국내 기존 건물의 용도별 분포현황을 보면, 전체 용도별 분포 중 상업용 건물은 주거용 건축물 다음으로 높은 17%를 차지하고 있다. 하지만 대부분의 연구가 주거용에 치중되고 있어, 업무용 건축물에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 업무용 건축물을 대상으로 건물 및 시스템 요소와 운영단계에서 발생된 건물 에너지 사용량과의 상관관계를 분석하여 보다 친환경적인 업무용 건축물의 계획 및 설계요소를 제시하고자 하였다. 분석을 위한 용도는 업무용 건축물로 한정하였으며, 친환경 계획요소는 건물/시스템 요소로 한정하였다. 또한 자료의 범위는 2011년 1월~12월(1년)까지로 하였으며, 에너지 사용량은 관리정보 내역 항목인 가스, 전기, 수도로 하였다. 분석결과, 건물요소 중 첫 번째로, 건물의 배치요소는 남서향의 평균 에너지 사용량이 적게 나오는 것으로 분석되었다. 두 번째로, 건물의 형태요소는 에너지 사용량의 상관분석결과, 엘리베이터 대수, 지상층수, 기준층면적, 연면적이 많거나 클수록 수도사용량이 많은 것으로 분석되었다. 세 번째로, 건물의 외피요소 중 외피재질은 일반유리보다 Low-e 유리의 가스/전기 사용량이 적은 것으로 분석되었고, 이중유리유무에서는 단유리창보다 이중유리창의 가스/전기 사용량이 적은 것으로 분석되었다. 시스템요소 중 첫 번째로, 펌프시스템의 경우, 급탕방식에서는 개별방식이 가스, 전기, 가스/전기사용량이 적은 것으로 분석되었고, 급수방식에서는 부스터방식이 전기, 수도사용량이 적은 것으로 분석되었다. 두 번째로, 공조시스템의 경우, FCU 미설치가 가스, 전기사용량이 적은 것으로 분석되었고, 공조방식의 에너지 사용량은 차이는 별로 없었지만 층별공조보다 중앙공조방식이 적은 것으로 분석되었다. 세 번째로, 조명시스템은 스케쥴제어 미적용의 경우 전기사용량이 적은 것으로 분석되었고, 조명 가동시간이 14시간을 초과한 이후와 수전용량이 적을수록 전기사용량이 적은 것으로 분석되었다. 이를 통해 업무용 건축물의 계획 및 설계단계부터 친환경 건축물의 적용이 용이할 뿐만 아니라 운영단계의 에너지 사용량을 고려한 친환경 계획이 가능할 것으로 기대된다. 본 연구의 흐름은 다음과 같다. 1장에서는 서론으로 연구 배경 및 목적과 연구의 범위 및 방법을 설정하였다. 2장에서는 건물의 에너지 관련 선행연구를 고찰하여 기존 연구의 한계점 및 본 연구의 차별성을 도출하였고, 건물의 친환경 계획요소와 상관분석에 대한 이론적 고찰을 실시하였다. 3장에서는 업무용 건축물의 에너지 사용량과의 상관분석을 위한 친환경 계획요소를 선정하였다. 4장에서는 3장에서 선정된 건물/시스템 요소와 에너지 사용량의 상관분석을 통해 최소 에너지 사용량을 고려한 친환경 계획요소를 도출하였다. 마지막으로 5장 결론에서는 연구의 결과를 요약하고 이를 통한 시사점을 도출하였다. 또한 본 연구의 한계점과 향후 연구방향에 대해서 제시하였다.