건축물 에너지효율등급 평가를 위한 소매점 용도프로필 개발 - 김현준 (The Graduate School, Ajou University, 2023)
전 세계 총 에너지 소비량의 약 30%가 건물에서 소비됨에 따라, 건물 에너지 절감에 대한 관심이 고조되어 개별 국가들은 건물부문에서 에너지 절감 계획을 수립하고 이를 달성하기 위한 다양한 녹색건축 정책을 시행 중에 있다. 녹색건축 관련 정책을 계획하고 시행하기 위해서 건물에너지 성능의 정량적인 예측이 필요하며 이에 대응하기 위해 2001년 한국에서는 건축물 에너지효율등급 인증제도를 시행하고 에너지 평가프로그램인 ECO2를 개발하였다. 현재 국내 인증제도에서는 프로그램의 입력조건으로 건물의 공간에 대해 20 가지 표준 조건을 일정 양식에 따라 제시하고 있으며, 이를 “용도프로필”이라 한다. 그러나 현재 ECO2에서 사용하고 있는 건축물 에너지효율등급 인증제도의 용도프로필은 독일 표준(DIN V 18599)을 기준으로 작성되었기 때문에 우리나라 건물에서의 실제 사용 및 운전특성이 반영되어 있지 않다. 또한 국내 건축물 통계 상 근린생활시설에 해당하는 건축물의 연면적 중 약 23 %가 소매점으로 분류되고 있으나 관련 용도프로필이 불명확하다. 이러한 상황에서 에너지 성능평가를 진행한다면 상당한 편차가 발생할 가능성이 있다. 본 연구의 목적은 현장조사를 기반으로 국내 소매점 운영 행태를 고려한 새로운 소매점 용도프로필을 개발하고 이를 건물에너지해석 프로그램을 활용하여 기존 소매점 유사 용도프로필과 비교분석하는 것이다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 국내 표준 용도프로필 개선 사례를 분석하여 용도프로필 입력값을 고찰하였으며 국외 유사 설문 사례를 통해 현장조사 시 활용할 조사서를 구축하였다. 이를 토대로 건축물대장 상 세부용도가 소매점으로 분류된 100개 공간에 대한 용도프로필 관련 현장조사 데이터를 수집하였다. (2) 용도프로필 입력값 11 가지 항목 중 8 가지 항목(이용 및 종료 시간, 설비 가동 시작 및 종료시간, 조명시간, 사람 및 작업보조기기 관련 발열량, 급탕요구량)을 현장조사를 통해 수집된 데이터를 활용하여 소매점 용도프로필을 도출하였다. 나머지 입력값인 냉난방 설정온도의 경우 건물냉난방 온도제한 관련 규정인 에너지이용 합리화법에 따라 냉방 설정온도 26℃, 난방설정온도 20℃를 적용하였다. (3) 현장조사 데이터 기반 소매점 용도프로필을 기존 용도프로필과 비교하였다. 기존 소매점 관련 유사 용도프로필인 ‘매장’ 용도프로필 재실밀도가 5 m2/인으로 나타난 반면 소매점 대상 현장조사를 통해 얻은 재실밀도는 약 40 m2/인으로 상이한 점을 통해 국내 소매점을 대상으로 한 적절한 용도프로필의 필요성을 확인하였다. (4) 현장조사 데이터 수집 결과를 건물에너지 성능평가의 주요 변수인 이용 시간 변수를 기준으로 ‘Type A’, ‘Type B’, ‘Type C’ 총 3 가지로 분류 및 통계분석을 진행하였다. 또한 본 연구에서 개발한 소매점 용도프로필을 활용한 에너지 성능평가와 기존 소매점 유사 용도프로필을 활용한 에너지 성능평가를 정량적으로 비교하기 위하여 미국 에너지부(DOE)가 개발한 시뮬레이션 엔진인 Energyplus를 기반으로 한 건물모델링 및 평가 프로그램인 Openstudio를 활용하여 그 결과를 비교분석하였다. 본 연구는 비교적 간단한 현장설문조사를 통해 수집할 수 있는 사용시간, 이용인원 등의 데이터를 활용하여 국가 표준 용도프로필을 개발하는 절차를 제시하였으며 이를 기반으로 현재 국내 근린생활시설로 분류된 건축물 연면적 중 23 %를 보유하고 있는 소매점 용도에 적합한 용도프로필이 필요한 것을 확인하고 해당 용도프로필을 개발하였다. 이를 건물에너지 성능평가의 주요 변수인 이용시간 변수를 활용하여 3 가지 유형으로 분류 및 통계분석을 진행하였으며. 최종적으로 이를 기존 소매점 관련 유사 용도프로필인 매장 용도프로필과 비교하기 위해 건물모델링 및 평가 프로그램인 Openstudio를 활용하여 에너지 성능평가 결과를 정량적으로 비교분석하였다. 본 연구는 국내 건축물 에너지 평가프로그램인 ECO2를 통해 보다 정확하고 구체적인 녹색건축 관련 정책을 시행하고 계획할 수 있도록 기존 용도프로필 입력값의 개선과 기존 용도프로필로 평가하기 모호한 공간들에 대한 새로운 용도프로필 도출 필요성을 제안한다.
학위논문(석사)--스마트융합건축학과,2023. 2
Keywords: ECO2; 건물 에너지성능 시뮬레이션; 건축물 에너지효율등급 인증제도; 비주거공간; 용도프로필