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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 송두삼
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수67
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기후변화의 위기 속에서 지구 온도 상승을 1.5도로 억제하기 위해 전 세계 137개 국가는 2050 탄소중립을 선언하였으며, 이를 구현하기 위해 우리나라는 2030년 NDC(National Determined Contribution) 목표로 건물부문에서 2018년 대비 32.8%의 온실가스 배출 저감 목표가 설정되어 있다. 이에 대한 국내 주요 전략으로는 ‘신축 건물의 제로에너지빌딩 의무화’, ‘기존 노후건물의 그린리모델링’ 이 있으며, 특히 국내 건물의 절대다수를 차지하는 노후건물의 그린리모델링은 온실가스 배출 저감 목표를 달성함에 있어 가장 중요한 전략으로 간주되고 있다.
그린리모델링에 따른 에너지 절감 효과 및 온실가스 배출 저감 효과를 분석하기 위해 국내에서는 ISO 13790 과 DIN V 18599에 기반을 둔 건축물에너지효율등급 인증 프로그램인 ECO2 프로그램을 사용한다. 기존건물의 에너지 성능평가는 신축건물과 달리 노후화된 건물의 물리적 성능 값이나 운영 스케줄 등이 반영되어야 하며 입력값의 차이는 결과에 큰 영향을 미친다.
본 연구에서는 2021년도 진행되었던 그린리모델링 대상지인 수도권 156개 노후 공공건축물의 ECO2 프로그램을 이용한 건물에너지 성능 평가 결과 및 입력 현황을 분석하여 동일 입력 항목에 대한 입력값의 차이를 분석하였다. 아울러 각 입력값이 에너지 성능 평가 결과에 미치는 영향도를 분석하였으며, 최종적으로는 가장 영향도가 높은 인자로 나타난 벽체 열관류율에 대해 건물의 경년 변화, 외부 환경 특성을 고려한 수정 열관류율 산정 방법을 제안하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 다음과 같다.
본 연구에서 분석한 그린리모델링 대상건물 156개소의 단위면적당 연간 1차 에너지 소요량은 용도·구조·건축년도·지역 등이 유사한 건물들임에도 큰 편차가 발생하였다. 이러한 큰 편차는 프로그램 사용자가 동일한 입력 항목에 대해 각기 다른 입력값을 적용함으로써 유발되는 편차로 판단된다. 실제 ECO2프로그램 입력 값들을 분석한 결과, 주요 입력인자에 대해 다양한 기준이 적용되고 있었다. 분산분석(ANOVA)을 이용한 각 입력인자별 영향도를 분석한 결과, 창호 열관류율과 외벽 열관류율이 건물에너지 소요량 결과에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 노후 건물에 대한 외벽 열관류율의 실측 데이터를 기반으로 국제 표준 ISO 15686 을 참고하여 건물의 경년과 주변 환경 조건을 고려한 수정열관류율 산정식을 제안하였다. 해당 방법은 대상건물의 허가년도 법정 열관류율값이 실제 측정값과 다른 문제점을 해결할 수 있었으며, 정밀 현장 측정 없이도 건물의 경년변화에 따른 열화 특성을 고려하여 실측값과 유사한 값을 용이하게 도출 할 수 있었다.
본 연구를 통해 그린리모델링에 따른 기존 건물의 에너지 성능평가 시 사용자의 에너지 성능평가에 대한 이해도 및 적정 입력값 적용 여부에 따른 에너지 성능 차이를 줄이기 위해서는 주요 입력값 선정(적용)에 관한 적정하고 명확한 기준이 마련되어야 함을 시사하고 있다. 아울러 본 연구에서 제안한 외벽 열관류율의 적정 입력값(수정열관류율) 산정 방법은 향후 건물에너지 성능평가 프로그램 사용자들 간의 시뮬레이션 결과 편차를 줄이고 실제 에너지 사용량을 예측하는데 유용하게 적용될 것으로 판단된다.
그린리모델링에 따른 에너지 절감 효과 및 온실가스 배출 저감 효과를 분석하기 위해 국내에서는 ISO 13790 과 DIN V 18599에 기반을 둔 건축물에너지효율등급 인증 프로그램인 ECO2 프로그램을 사용한다. 기존건물의 에너지 성능평가는 신축건물과 달리 노후화된 건물의 물리적 성능 값이나 운영 스케줄 등이 반영되어야 하며 입력값의 차이는 결과에 큰 영향을 미친다.
본 연구에서는 2021년도 진행되었던 그린리모델링 대상지인 수도권 156개 노후 공공건축물의 ECO2 프로그램을 이용한 건물에너지 성능 평가 결과 및 입력 현황을 분석하여 동일 입력 항목에 대한 입력값의 차이를 분석하였다. 아울러 각 입력값이 에너지 성능 평가 결과에 미치는 영향도를 분석하였으며, 최종적으로는 가장 영향도가 높은 인자로 나타난 벽체 열관류율에 대해 건물의 경년 변화, 외부 환경 특성을 고려한 수정 열관류율 산정 방법을 제안하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 다음과 같다.
본 연구에서 분석한 그린리모델링 대상건물 156개소의 단위면적당 연간 1차 에너지 소요량은 용도·구조·건축년도·지역 등이 유사한 건물들임에도 큰 편차가 발생하였다. 이러한 큰 편차는 프로그램 사용자가 동일한 입력 항목에 대해 각기 다른 입력값을 적용함으로써 유발되는 편차로 판단된다. 실제 ECO2프로그램 입력 값들을 분석한 결과, 주요 입력인자에 대해 다양한 기준이 적용되고 있었다. 분산분석(ANOVA)을 이용한 각 입력인자별 영향도를 분석한 결과, 창호 열관류율과 외벽 열관류율이 건물에너지 소요량 결과에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 노후 건물에 대한 외벽 열관류율의 실측 데이터를 기반으로 국제 표준 ISO 15686 을 참고하여 건물의 경년과 주변 환경 조건을 고려한 수정열관류율 산정식을 제안하였다. 해당 방법은 대상건물의 허가년도 법정 열관류율값이 실제 측정값과 다른 문제점을 해결할 수 있었으며, 정밀 현장 측정 없이도 건물의 경년변화에 따른 열화 특성을 고려하여 실측값과 유사한 값을 용이하게 도출 할 수 있었다.
본 연구를 통해 그린리모델링에 따른 기존 건물의 에너지 성능평가 시 사용자의 에너지 성능평가에 대한 이해도 및 적정 입력값 적용 여부에 따른 에너지 성능 차이를 줄이기 위해서는 주요 입력값 선정(적용)에 관한 적정하고 명확한 기준이 마련되어야 함을 시사하고 있다. 아울러 본 연구에서 제안한 외벽 열관류율의 적정 입력값(수정열관류율) 산정 방법은 향후 건물에너지 성능평가 프로그램 사용자들 간의 시뮬레이션 결과 편차를 줄이고 실제 에너지 사용량을 예측하는데 유용하게 적용될 것으로 판단된다.
목차
목차제1장 서론 11. 연구배경 및 목적 12. 연구범위 및 순서 3제2장 이론적 고찰 61. 건물에너지 절감 관련 제도 6가. 국내 관련 제도 및 법규 6나. 그린리모델링 122. 건물에너지 성능 평가 16가. 건물에너지 성능 평가 관련 이론 16나. 국내 건축물 에너지효율등급 평가 프로그램 (ECO2) 17제3장 국내 건물에너지 성능 평가에서 입력값의 분석 311. 분석의 개요 31가. 분석 대상 건물 개요 (156개소) 31나. 그린리모델링 전 건물에너지 성능 결과 322. ECO2 프로그램 주요 입력 인자 및 입력값 현황 34가. 주요 입력인자 34나. 입력값 입력현황 353. 입력값의 차이에 따른 에너지 성능 차이 분석 574. 소결 62제4장 건물에너지 성능평가에서 각 입력값이 에너지 성능에 미치는 영향도 분석 641. 분석개요 64가. 분석 목적 64나. 분석 방법 642. 분석 모델의 작성 66가. 분석 대상건물의 선정 66나. 시뮬레이션 조건의 작성 683. 입력값의 영향도 분석 결과 694. 소결 74제5장 기존 건물 열관류율의 경년 변화를 고려한 수정 열관류율 산정 방법의 제안 761. 연구 개요 76가. 연구 목적 76나. 연구 순서 782. 열관류율 현장 측정 (열관류율의 경년변화) 80가. 현장 측정 개요 80나. 열관류율 산출 방법 (열류계법) 81다. 현장 측정 결과 823. 건물 단열성능 저하에 영향을 미치는 환경 요인 선정 85가. 건물의 노후도 판단방법; ISO 15686 85나. 회귀분석을 통한 Factor 선정 864. 수정 열관류율 (가중계수) 작성 95가. 수정 열관류율 산출식 95나. 가중계수 시나리오 작성 및 정확도 검증 96다. 고려요인에 따른 열관류율 산출 정확도 비교 1005. 소결 102제6장 결론 105참고문헌 108Abstract 113
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