액티브 기술 효과 - aegtibeu gisul hyogwa

패시브는 단열과 기밀 성능을 강화해 에너지 낭비를 최소화하는 소극적인 기술인 반면 액티브는 태양열과 지열 에너지 등을 능동적으로 이용하는 기술이다.

대표적인 패시브 기술로 자연환기를 이용하는 방법이 있다. 자연에너지인 바람의 통로와 공기의 압력 차이를 활용해 실내 공기와 실외 공기가 교환되도록 유도한다. 외부의 신선한 공기를 이용한 실내 공기질을 개선하고 에어컨과 같은 냉방장치를 사용하지 않고 자연 냉방효과를 기대할 수 있다.

창문을 통한 일사 차단과 공기유입을 막는 고성능 창문 또는 창호도 패시브 기술이다. 창문을 3중창으로 만들거나 특수 코팅한 로이 유리로 열을 차단하는 방식이다. 또 창문이나 벽체를 통해 바깥 공기가 침투하거나 실내 공기가 빠져가는 것을 차단하는 고기밀, 건물 구조체 외부 단열재가 건물을 감싸도록 설치하는 외단열, 처마나 블라인드를 이용해 실내로 들어오는 태양광을 차단하는 외부차양 방법도 패시브 기술에 속한다. 불필요한 조명 사용을 줄여주는 자연채광과 건물 옥상에 식물을 심어 건물 열을 흡수하는 옥상녹화 또한 패시브 기술의 사례다.

액티브 기술로는 고효율 보일러, 폐열회수환기장치, 고효율 가전기기, 고효율 LED 조명, 태양광이나 풍력발전, 연료전지 등이 있다.

고효율 보일러는 실내 난방과 온수 공급 등 두 가지 역할을 동시에 하면서 높은 효율을 기대할 수 있는 장치다. 폐열회수 환기장치는 외부에서 유입되는 차가운 공기와 실내에서 외부로 버려지는 더운 공기의 열 교환으로 실내 공기 온도를 올려줘 난방에너지를 절감할 수 있다.

고효율 가전기기는 에너지 효율이 높은 가전제품을 사용하는 것을 의미하며 에너지 소비가 일반 조명 대비 5분의 1 수준인 반면 수명은 15배 더 긴 고효율 LED 조명도 액티브 기술을 이용한 것이다. 또 태양의 빛에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 태양광발전, 바람이 일정하면서 많이 부는 곳에 설치하는 풍력발전, 수소와 산소의 화학반응을 통해 직접 전기에너지를 생산하는 연료전지, 지열에너지의 열을 이용한 냉·난방도 모두 액티브 기술을 이용한 사례다.

이 밖에 건축물 에너지 사용내역을 모니터링해 최적의 관리방안을 제공하는 계측·제어·관리·운영 등을 통합한 건물에너지관리시스템(BEMS)도 액티브 기술로 분류한다.

광주=김한식기자

액티브 요소기술

• 태양광시스템
• 태양열시스템
• 지열시스템
• 풍력시스템
• 액티브기술

액티브 기술의 정의

효율 또는 제어 가능한 설비 시스템을 적용하여 에너지 사용을 최소화

태양빛을 변화시켜 전기를 생산

• 독립형 태양광 발전
• 일체형 태양광 발전(BIPV)
• 자연채광시스템

[BIPV 파사드 적용 사례](출처:에너지제로 건축물 설계 구현기술)

액티브 기술의 정의

효율 또는 제어 가능한 설비 시스템을 적용하여 에너지 사용을 최소화

태양빛을 변화시켜 전기를 생산

• 태양열 발전, 자연형 및 설비형 태양열 난방, 냉방, 급탕
• 집열판의 유형 : 평판형, 진공관형, 히트파이프, 수영장용 흡열판

[태양열 집열시스템의 구성](출처:에너지제로 건축물 설계 구현기술)

액티브 기술의 정의

효율 또는 제어 가능한 설비 시스템을 적용하여 에너지 사용을 최소화

땅속의 열과 온도, 지하수의 온도차를 이용하여 에너지를 생산 : 지열 발전, 지열 냉난방 시스템

[지열 시스템의 개념](출처:http://www.kommunal-erneuerbar.de/de/technologien/erdwaerme/ oberflaechennahe-geothermie)

액티브 기술의 정의

효율 또는 제어 가능한 설비 시스템을 적용하여 에너지 사용을 최소화

바람의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하여 전기를 생산

• 유리를 통한 여름철 일사 열획득과 겨율철 열손실을 최소화하여 냉난방부하 저감
• 자연채광의 효율적 이용으로 조명부하 저감

[풍력발전 시스템 건물설치 사례](출처:에너지제로 건축물 설계 구현기술)

액티브 기술의 정의

효율 또는 제어 가능한 설비 시스템을 적용하여 에너지 사용을 최소화

1.고효율 설비

• 고효율 보일러, 빙축열 시스템, 폐열회수 환기시스템 등 다양한 고효율 및 제어시스템을 활용하여 에너지사용량 최소화

[열회수 환기시스템의 개념도](출처: 한국패시브건축협회)

2.조명 설비

• 합리적인 조명계획과 LED 등 고효율 조명기기 사용으로 에너지 소비 절감
• 조도 제어(Dimming 제어), 재실감지 제어 등 조명제어 시스템의 활용으로 에너지 낭비요소 제거

[디밍(Dimming) 제어의 개념](출처:http://www.scldirect.co.uk/)

초록
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본 논문에서는 건축물의 에너지절감을 목적으로 트랜시스 시뮬레이션 툴을 사용하여 건축물에 다양한 에너지 절감기법들을 적용하고 분석하였다. 시뮬레이션 모델링에 앞서 국내 건축물의 현황과 표준건축물에 대한 선행연구 사례를 분석하여 시뮬레이션 레퍼런스 건축물을 구축하였다. 연구에서 적용한 절감기법은 크게 패시브적 기법과 액티브적 기법으로 구분한다. 패시브적 기법은 주로 건축물 외피의 단열성능을 조정하는 방식이고 액티브적 기법은 재생에너지 시스템을 도입하여 건축물 자체적으로 에너지를 생산하도록 적용하였다. 시뮬레이션 모델은 트랜시스를 활용하...

본 논문에서는 건축물의 에너지절감을 목적으로 트랜시스 시뮬레이션 툴을 사용하여 건축물에 다양한 에너지 절감기법들을 적용하고 분석하였다. 시뮬레이션 모델링에 앞서 국내 건축물의 현황과 표준건축물에 대한 선행연구 사례를 분석하여 시뮬레이션 레퍼런스 건축물을 구축하였다. 연구에서 적용한 절감기법은 크게 패시브적 기법과 액티브적 기법으로 구분한다. 패시브적 기법은 주로 건축물 외피의 단열성능을 조정하는 방식이고 액티브적 기법은 재생에너지 시스템을 도입하여 건축물 자체적으로 에너지를 생산하도록 적용하였다. 시뮬레이션 모델은 트랜시스를 활용하여 주요 변수값을 조정하였다. 예를 들어 태양광 발전은 태양 일사의 영향을 많이 받기 때문에 설치 향, 벽체와 창의 단열성능은 열관류율과 태양열에너지 전달계수(SHGC)를 주요 변수로 선정하였다. 시뮬레이션 결과는 다음과 같았다.
먼저, 벽체 단열성능 모델은 연간 총 에너지 소요량 대비 냉난방에너지의 절감량이 가장 많았다. 에너지 절감량 기준 상위 10개 모델 중 5개의 모델이 벽체 단열성능 모델로 나타났다. 창호(3개), PV/T(1개), 옥상 설치형 태양광발전(1개) 순이다. 에너지 절감량을 기준으로 볼 때는 액티브적 기법에 비해 패시브적 기법의 효과가 우수한 것으로 나타났다. 반면, 총 투자비용 대비 절감량 편익분석 결과에 따르면 상위 8개 모델 중 6개의 모델이 태양광발전 또는 PV/T 모델이고 창호 모델이 3개로 나타났다. 태양광발전 또는 PV/T 모델은 투자회수까지 적게는 1년 많게는 29년이 걸리고 창호 모델은 적게는 8년 많게는 50년이 걸리는 것으로 분석되었다.
결과적으로 건축물 에너지 절감은 에너지 절감량을 기준으로 정량적으로 평가하는 것도 중요하지만 회수기간 분석을 통해 총 투자비용 대비 가치를 평가하는 것이 효율적으로 건축물 에너지를 관리할 수 있는 방법으로 생각된다.

Abstract
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In this paper, various energy saving techniques are applied to buildings by using the TRNSYS simulation tool for the purpose of the energy saving of buildings. Prior to the simulation modeling, At first, the reference buildings were constructed by analyzing the statistics of domestic buildings and p...

In this paper, various energy saving techniques are applied to buildings by using the TRNSYS simulation tool for the purpose of the energy saving of buildings. Prior to the simulation modeling, At first, the reference buildings were constructed by analyzing the statistics of domestic buildings and previous studies on standard buildings. The reduction techniques applied in this study are classified into passive and active techniques. Passive techniques are used to adjust the insulation performance of the building envelope. Simulation model using TRNSYS was created by changing each value ​​of main variables. For example, photovoltaic power generation is strongly influenced by solar radiation, the thermal insulation performance of parameters such as walls and windows is determined by the heat transmission rate and solar radiation energy transfer coefficient. The simulation results were as follows.
The wall insulation performance models have the largest savings in heating and cooling energy compared to the total annual energy requirements. Five of the top ten models in terms of energy savings were shown as wall insulation performance models. Windows (3), PV/T (1), and Photovoltaic on the rooftop (1). In terms of energy savings, the passive techniques were considered to be superior to the active technique. On the other hand, according to the result of savings-economic analysis, six of the top eight models were PV or PV/T models and three window models. Photovoltaic or PV/T models took as little as one year and 29 years to payback, while window models take as little as eight years and 50 years.
As a result, it is important to quantitatively evaluate the energy saving of buildings based on the amount of energy savings. Also, it is considerable to manage the building energy efficiently by analyzing energy savings compared to the total installments costs.

주제어

#건축물에너지 절감, 패시브 기법, 액티브 기법, 경제성 분석, 트랜시스;