사무소 건물의 창호에너지소비효율등급제 적용성 평가

• Published in: 설비공학 논문집, 31(10) Vol. 31; no. 10; pp. 464 - 472
• Main Authors: 이수만(Soo Man Lee), 김동윤(Dong Yun Kim), 안정혁(Jung Hyuk An), 이철성(Cheol Seng Lee), 신우철(U Cheul Shin)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한설비공학회 01.10.2019
• Subjects: 기계공학; Solar heat gain coefficient(태양열취득율); Fenestration energy consumption efficiency rating system(창호 에너지소비효율등급제); Office building(사무소 건물); Heating and cooling energy requirements(냉?난방 에너지요구량); Heat transfer coefficient(열관류율)
• ISSN: 1229-6422; 2465-7611
• DOI: 10.6110/KJACR.2019.31.10.464

본 연구에서는 사무소 건물에 대한 국내 “창호에너지소비효율등급제”의 적용성을 검토하기, 97개 인증 창이 적용된 기준 건물의 연간 냉․난방에너지 요구량을 비교․분석되었다. 분석대상이 되는 기준 건물은 경량 커튼월(Curtain wall) 구조에 52%의 창면적비(Window-to-wall ratio) 갖는 중간규모 업무용 건물로, 서울지역을 대상으로 하였다. 해석도구로 TRNSYS 17을 사용하였으며, 분석결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 기준 건물에서 97개 창의 적용에 따른 연간 총 열부하는 60,261~111,616 kWh로 분석되었으며, 난방 및 냉방부하 비는 1 : 9로 냉방이 지배적 인자로 나타났다. (2) U-value와 SHGC에 따른 연간 난방부하의 단순회귀분석 결과, 두 회귀모형에 대한 F-검정의 유의확률은 0.000(유의수준 P < 0.01)으로 통계적으로 유의한 것으로 평가되었으나, 결정계수(R2)는 각각 0.4452와 0.1178로 SHGC에 따른 회귀모형의 적합성이 떨어지는 것으로 나타났다. (3) U-value에 따른 연간 냉방부하의 단순 회귀분석 결과, 회귀모형에 대한 F-검정의 유의확률은 0.3689으로 통계적으로 유의하지 않은 것으로 분석되었으며, 결정계수는 0.0085로 적합성 또한 떨어지는 것으로 나타났다. 이에 반해 SHGC에 따른 연간 냉방부하의 회귀모형에 대한 F-검정의 유의확률과 결정계수는 각각 0.000와 0.8775로 통계적으로 유의하며 적합성 또한 높은 것으로 나타났다. (4) SHGC에 따른 총 열부하는 거의 완벽한 선형적 관계로 회귀모형에서 F-검정의 유의확률은 0.000으로 유의미한 것으로 분석되었으며, 결정계수는 0.9656으로 관계성이 매우 높게 나타났다. U-value에 따른 회귀모형에서 F-검정의 유의확률은 0.00484로 통계적으로 유의한 것으로 분석되었으나, 결정계수는 0.0805로 관계성이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 이상의 연구결과를 통해 사무소 건물 연간 총 열부하에서 창의 SHGC가 지배적 인자로 작용하는 것을 확인하였으며, 단열성능 및 기밀성능에 한정된 “창호에너지소비효율등급제” 적용 대상의 한계성을 파악하였다. 따라서 에너지 절약 측면에 따른 창의 올바른 평가를 위해 SHGC를 포함한 “창호에너지소비효율등급제”가 검토해야 할 것으로 판단된다. In this study, we analyzed the annual heating and cooling energy requirements of reference building with 97 certificated windows using TRNSYS 17, to review the applicability of the “Window Energy Consumption Efficiency Rating System” to the office building. The analyzed model was a medium-size office building with lightweight curtain walls and a window-to-wall ratio of 52%. The results are as follow : First, the annual total thermal load was 60,261 to 111,616 kWh and the ratio of heating load to cooling load was 1:9 showing that cooling was the main factor of the thermal load. Second, the total thermal load by SHGC showing an almost perfect linear relationship. The F-test significance probability in the regression model was 0.000 meaning statistical significance and the coefficient of determination was 0.9656 showing high correlation. In contrast, the F-test significance probability in the regression model by U-value was 0.00484 showing statistical significance but the coefficient of determination was 0.0805 showing low correlation. Third, the SHGC of window was the main factor of the total thermal load in the office building. It showed the limitation of subject in “Window Energy Consumption Efficiency Rating System” which was limited to insulation performance and airtight performance. Thus, in to evaluate the window sets in terms of energy saving, the “Window Energy Consumption Efficiency Rating System” with SHGC should be considered. KCI Citation Count: 2