[건축도시]태양열, 자연환기, 우수이용과 건물녹화로 본 생태기술 연구

소개글

최근 여러 가지 환경문제 중에서 건축 및 단지개발과 직접, 간접적으로 관련되는 것이 많다. 향후 도시건설은 도시민의 삶의 질을 향상시키고 쾌적한 환경에서 생활을 영위할 수 있는 방향으로 개발되기 위해서는 도시를 끊임없이 변화하는 하나의 유기체로 보고 생태적 측면에서 에너지와 자원의 흐름과 재활용 방향을 파악하여 이를 토대로 건축 및 단지개발이 환경에 피해를 주지 않는 방향으로 진행되어야 한다. 모든 건물에서 외기와 접하게 되는 외피는 옥상, 벽 그리고 창이라는 3가지 요소로 구성된다. 이 요소들은 외기에 노출되어 내부와 외부를 나누어주는 역할을 담당함으로서 외기의 조건을 내부에 필요한 조건으로 조절하기 위한 가장 이상적 위치를 가진다. 독일의 경우, 외피의 가치를 인식하고, TWD, Double Facade, Airflow, Green roof 등을 실용화시키고 계속해서 발전시키고 있다. 게다가, 환경 문제 및 에너지 문제가 직접적으로 인간의 활동에 많은 제약을 줄 것이다. 예전에는 주변의 자연 자원을 적절히 활용하지 못할뿐더러 에너지와 물질을 일방적으로 소비했으며, 그 결과 다양한 폐기물과 오염을 발생시켜 왔으나 앞으로의 주거 환경에서는 에너지와 자원의 지속적인 공급을 위한 설비화 폐기물 처리 시설이 필수적이며, 주택의 생산 및 유지관리에 필요한 에너지와 자원의 수요를 최소화하고 순환․재활용하는데 초점이 맞추어져야 한다. 자연 자원과 재생 가능한 자원을 우선적으로 활용하며, 태양 에너지의 이용이나 자연조건을 최대한 활용한 실내 기후조절 장치, 식생을 이용한 건물외피의 보호 등 건축계획적 요소가 필수적으로 도입되어야 한다. 또한, 기존의 주거가 자연 환경의 심미적 측면을 추구하는 것과는 달리 미래의 주거에서는 환경 부하의 저감이나 생물 서식환경과 건축환경과의 조화를 도모하기 위한 물리적, 생물학적 측면에서의 조화에 초점을 맞추어야 한다. 따라서, 공기의 오염, 폐열, 폐기물의 배출을 억제하는 계획이 수립되어야 할 것이며, 주변 경관과 조화를 이루도록 배치하여 건강한 주생활이 가능하게 해야 한다. 이를 위해서는 자연조건과 에너지 효율을 고려한 입지의 선정이나 배치, 건물의 형태, 재료의 선택, 건물 내․외부의 기능적 연계성도 도모해야 할 것이다. 따라서 본 연구는 90년대 이후 개발된 생태기술과 그 사례들의 특징을 기술함으로써 향후 전망에 대해서 논하고자 한다.

목차

1. 서

2. 생태기술
2.1 태양열을 이용한 생태기술
2.1.1 유리홀과 유리천정
2.1.2 고층건물에서의 태양열 이용
2.1.3 이중외피

2.2 건물녹화를 통한 생태기술
2.2.1 옥상녹화
2.2.2 벽면녹화
2.2.3 계절에 따른 에너지 절약효과 비교
2.2.4 구조적 차이에 따른 에너지 절약효과비교

2.3 자연환기

2.4 우수의 이용

본문내용

건물설계에 있어서 에너지의 논점에는 두가지 측면이 있다. 어떻게 효율적으로 사용할 것인가와 어떤 형태의 에너지를 취해야 하는가 이다. 태양에너지는 그 자체분만 아니라, 이용방식이 변형되더라도 오염이 없어야 한다. 그리고 무한한 에너지이기 때문에 곡달의 염려가 없는 에너지이다. 태양열은 직접적으로 건물의 난방에 사용할 수 있고, 집열기를 통하여 보다 높은 온도의 열을 얻을 수도 있다. 또한 태양전지를 이용하여 전기를 발전하기도 한다. 바이오매스, 풍력, 수력에너지의 형태로 변환되기도 하는 태양에너지는 연소, 발전기, 열펌프와 같은 설비를 통해 동력화된다. 건물은 많은 에너지를 소비한다. 건물의 재료와 구성요소와 시스템을 만드는데 사용되는 에너지를 통합에너지embodies energy라 한다. 또한 건물재료와 구성요소를 건설현장으로 수송하고 분배하는데 드는 에너지를 그레이에너지grey energy라고하며, 건물의 시공에 필요한 에너지를 유도에너지induced energy, 건물을 운영하고 거주자의 설비와 기구에 필요한 에너지를 운영에너지operating energy라 한다. 건물의 유지, 개보수와 마지막 단계인 폐기에도 에너지는 소비되는데 이러한 모든 영역에서 생태건축은 에너지 소비를 최소화하는데 목적이 있다.
건물의 외피구조는 건물의 외관을 결정할 뿐 아니라 반드시 해결되어야 하는 다양한 기능, 즉 일사 유입, 열 손실/열 획득, 외기의 유입이나 풍압계수의 분포, 그리고 더 나아가 에너지 보전의 측면에서도 중요한 역할을 한다. 이러한 에너지 보전의 측면을 고려한 입면 계획은 매우 복잡하고 중요한 사항이다. 입면 구조체와 에너지 투과율은 건물의 냉방 측면에 있어서 지속적인 절약 효과를 제공할 수 있다. 현재의 유리 산업이 발전하면서 전자 광학적인 유리 시스템이 개발되어 Gasochrome 혹은 Electrochrome 유리창이 개발되어 어느 정도는 이상적인 입면이 실현되고 있다. 하지만 현재의 개발 단계에서는 아직 많은 부분에서 개발의 여지가 있으며, 여전히 전통적인 재료를 이용한 비효율적인 건물이 지어지고 있는 실정이다. 게다가 기후여건을 외피에 합리적으로 접목하려는 노력의 일환인 이중외피는 선진국 중에서도 독일에서 연구뿐만 아니라 현장적용에 있어서 가장 많은 성과가 이루어졌다. 그러므로 여기서는 독일의 경우를 살펴보록 하겠다.

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