연중 냉난방 부하와 빛환경을 고려한 커튼월 건축물 차양 설계 방법론 연구 (A Shading Device Design Methodology for Curtain-Wall Buildings: Balancing Heating and Cooling Loads with Light Environment Considerations)

서지정보

· 발행기관 : 대한건축학회
· 수록지 정보 : 대한건축학회논문집 / 39권 / 11호 / 3 ~ 14페이지
· 저자명 : 김호정, 최우석, 진하윤

초록

본 연구의 목적은 차양의 과다 설계는 겨울철 난방부하를 증가시킬 수 있다는 점에 착안하여, 설계자의 입장에서 1년을 기준으로 열환경과 빛환경 측면에서 합리적인 차양 설계의 방법론을 제시하는 것이다. 연구에서는 전면 컨튼월의 업무용 건축물의 사무공간의 외피 부착형 차양에 대해서 일년 기준으로 각 방위각별로 가장 효율적인 형태와 차폐면적비를 알아내고, 이를 기반으로 파라매트릭 형태생성 알고리즘을 만들어 도출된 차양 형태를 평가하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 일사 차단의 측면에서는 가로형 차양이 전반적으로 유리한 것으로 나타났다. 둘째, 전면 커튼월 방식에서 sDA값 임계값을 확보하는 데에는 큰 문제는 없었다. 그러나, 남, 남서, 남동에서는 LEED에서 제시하는 ASE 수치를 만족시키기 위한 차양의 길이는 난방 부하를 급격하게 증가시키는 것으로 나타났다. 세 번째, 방위각별로 동일한 차폐면적비를 가지는 차양은 년중 냉난방 부하값이 유사하며, 방위각별 최적 차폐면적비를 목표치로 하여 다양한 형태의 차양 생성 알고리즘 구성이 가능하였다. 최종적으로는 알고리즘에 의해서 생성된 여러 차양에 대해서 냉난방 부하, SDA, ASE의 환경 성능 평가 비교를 통해서 실시간으로 비교 우위를 가지는 차양 형태의 선정이 가능함을 확인하였다.

영어초록

This study aims to propose a practical methodology for designing shading devices in curtain-wall buildings, considering heating and coolingloads as well as light environments on a yearly basis from the perspective of designers. The research emphasizes the potential increase inheating loads during winter due to excessive sunshade design. The study focuses on office spaces and determines the most efficient shieldingarea ratio for each azimuth throughout the year for external shading devices. Subsequently, a parametric shape generation algorithm isdeveloped and used to evaluate the resulting sunshade shapes. The findings of this research are as follows: Firstly, horizontal shades aregenerally more effective in blocking sunlight. Secondly, meeting the sDA value threshold in curtain wall facade buildings did not posesignificant challenges. However, in the south, southwest, and southeast orientations, the length of horizontal shades required to satisfy theASE value recommended by LEED substantially increased the heating loads during winter. Consequently, it is more reasonable to regulateASE through the use of internal movable blinds, depending on the building's orientation. Thirdly, sunshades with the same shielding arearatio for each azimuth exhibited similar heating and cooling load values throughout the year. This allows for the creation of various types ofsunshade generation algorithms targeting the optimal shielding area ratio for each azimuth. Finally, the study confirms the feasibility ofreal-time selection of shading devices by comparing their environmental performance evaluations, including heating and cooling loads, sDA,and ASE, based on shades generated by the algorithm.

참고자료

· 없음