공동주택 외피의 열교영향을 고려한 상당열관류율 및 연간 에너지소비성능 평가 연구 (A study on the annual energy performance of apartment building with the equivalent U-value of envelope considering the effect of thermal bridges)

서지정보

· 발행기관 : 한국생태환경건축학회
· 수록지 정보 : KIEAE Journal / 12권 / 3호 / 41 ~ 46페이지
· 저자명 : 김동수, 윤종호, 신우철, 곽희열

초록

본 연구에서는 공동주택 외피의 열교 부위를 대상으로 3차원 열전달 해석을 통해 외피 전체의 종합 상당열관류율을 도출하고, 현재의 법적 단열기준 및 향후 30%절감주택, 60%절감주택의 단열수준을 대상으로 연간 냉난방에너지 성능평가를 수행함으로서 공동주택의 각종 열교부위가 공동주택 전체 에너지 성능에 미치는 영향을 평가하였다. 해석대상 공동주택은 대전에 위치한 H 공동주택이며, 3차원 열전달 해석에 앞서 2차원 모델 해석의 선행 분석을 통해 전반적 흐름의 방향을 예측한 후, 보다 세부적으로 3차원 모델링을 수행하였다. 도출된 상당 열관류율을 시간별 동적 건물에너지 해석 프로그램인 DOE-2.1에 적용함으로서 열교가 고려된 최종적인 공동주택의 냉난방 에너지소비량을 평가하였다.
분석 결과 공동주택의 외피구조상 창틀 및 벽체의 교차부위, 슬래브부위, 우각부 등과 같이 열교발생 가능성 부위 면적이 크기 때문에 열교에 대한 영향이 다른 건물에 비해 상대적으로 큰 것으로 나타내었다. 향후 단열수준이 대폭 강화될 30%절감형 그린홈의 경우 상당 열관류율은 140% 증가하며, 60%절감형 패시브하우스형 그린홈은 기존 열관류율 대비 200% 증가한다. 즉 주택의 단열수준이 강화될수록 열교의 영향 비율은 매우 커지는 것으로 나타났다.
난방에너지소비량은 단열수준에 따라 15%～67.2%의 높은 증가율을 나타낸 반면, 냉방에너지는 0.1%～0.3%의 변화를 보이며 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 따라서 공동주택의 냉방부하 측면에서 열교에 대한 영향은 상대적으로 매우 미미한 반면, 난방부하 측면에서는 열교가 매우 중요한 영향인자인 것으로 나타났으며, 단열 수준이 강화될수록 영향도는 더욱 커지는 것으로 평가되었다.

영어초록

This study aims to evaluate integrated insulation performance different external wall shapes adjacent to windows in an apartment house by Equivalent U-value analysis using the three-dimensional heat transfer computer simulation. Building energy simulation is based on DOE-2.1 analysis for annual heating, cooling loads of an apartment house. For this purpose, H apartment houses located in Deajeon city was selected for the two-dimensional analysis of nine different shapes of the external wall before performing the detailed three-dimensional heat transfer simulation.
The Equivalent U-value was evaluated by computer simulation (TRISCO RADCON) under nine different cases and compared among three different bases(current standard model, 30percent energy saving model and 60percent energy saving model). The heating, cooling load were also compared between two cases (standard U-value and Equivalent U-value). As results, it turns out that if the standard U-value which was interpreted as one-dimension method was improved after existing U-value, the heat flow loss would be increasing as Equivalent U-value. In addition, annual heating loads of the target apartment house with applied Equivalent U-value substantially increased by more than 15 percent compared to those with the existing U-value, but annual cooling loads were negligibly affected.

참고자료

· 없음