본 연구는 공동주택 단지에서 자연환기 계획을 수립하는 데 필요한 기초자료를 제공하고 참고자료로 활용하고자 하였다. 바람 압력계수의 특성과 자연환기 성능을 분석하기 위해 여섯 가지 사례를 선정하였다. 사례는 건물 배치와 높이에 따라 구분하였으며, CFD(전산유체역학) 해석을 세 가지 풍조건에서 수행하였다. 바람 압력계수를 기반으로 한 자연환기 성능의 결과, 동일한 조건에서는 2열 배치가 4열 배치보다 더 우수한 환기 성능을 제공하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 바람 압력계수와 환기 성능은 건물 배치에 따라 대략적으로 분류될 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 공동주택 단지에서 자연환기 계획을 수립하는 데 필요한 기초자료를 제공하고 참고자료로 활용하고자 하였다. 바람 압력계수의 특성과 자연환기 성능을 분석하기 위해 여섯 가지 사례를 선정하였다. 사례는 건물 배치와 높이에 따라 구분하였으며, CFD(전산유체역학) 해석을 세 가지 풍조건에서 수행하였다. 바람 압력계수를 기반으로 한 자연환기 성능의 결과, 동일한 조건에서는 2열 배치가 4열 배치보다 더 우수한 환기 성능을 제공하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 바람 압력계수와 환기 성능은 건물 배치에 따라 대략적으로 분류될 수 있음을 확인하였다.

상업용 건축물에 적용되는 UFAD(under floor air distribution) 시스템과 NPC(night purge cooling) 시스템 각각의 에너지 절감 성능에 관해서는 이미 보고된 바 있다. 그러나 두 시스템을 동시에 사용할 때에는 NPC의 운전 조건에 따라 바닥 플레넘(floor plenum)에서 슬래브(slab)로의 열전달 효과가 달라질 수 있다. 본 연구에서는 TRNSYS 17 프로그램을 사용하여 UFAD 및 NPC가 적용된 건물 모델에 대해 냉방 에너지 요구량을 분석하였다. UFAD는 기준 건물(base building) 모델의 냉방 시스템으로 적용하였으며, NPC의 운전 시간, 공급 공기 유량, 그리고 실외 공기 온도(To)에 따라 64가지 경우를 설정하여 냉방 에너지 요구량을 비교하였다. 그 결과, 냉방 에너지 요구량은 UFAD 단독에 비해 30~80% 수준으로 감소하는 것이 확인되었고, 특히 To가 16~20°C일 때는 공급 공기 유량 또는 운전 시간이 증가함에 따라 에너지 요구량이 이에 비례하여 감소하였다. 그러나 To가 22°C일 때에는 공급 공기 유량이나 운전 시간이 증가하면 냉방 에너지 요구량 측면에서 불리한 결과가 나타났다. 또한 UFAD+NPC 모델의 냉방 에너지 요구량은 서로 평균 실외 공기 온도가 다른 3개 지역의 기상 데이터를 적용하여 분석하였다. 그 결과, To가 20°C 미만일 때만 NPC를 운전하는 경우의 냉방 에너지 요구량은, 8시간 동안 NPC를 연속 운전하는 경우에 비해 27% 감소하는 것으로 나타났다.

본 연구는 TRNSYS에서 변풍량(Variable Refrigerant Flow, VRF) 시스템을 모델링하기 위한 프록시-캘리브레이션(Proxy-Calibration) 방법을 조사하며, 전용 시뮬레이션 구성요소의 부재를 다룬다. 본 접근법은 실내기 조합 매핑을 통해 부분부하(part-load) 거동을 근사하고, 서울의 공개된 업무용 건물에서 확보한 경험적 데이터를 활용한다. 시뮬레이션 결과는 1년 동안의 모니터링 데이터와 비교하였다. 실내 온도 경향은 중간 수준의 일치(R2 = 0.68)를 보였으나, 전력 소비는 실제 측정치와 유의하게 달랐다. 보일러의 경우 루트 평균 제곱 오차(root mean square error)에서의 변동계수(CVRMSE)가 95%~118% 범위였고, VRF 시스템의 경우 153%~590% 범위로 나타나, 표준 캘리브레이션 기준을 훨씬 초과하는 상당한 불일치를 시사한다. 이러한 결과는 명시적 제어 로직 없이 정적 성능 맵을 사용하는 접근의 한계를 강조한다. 따라서 본 연구는 제안된 방법을 탐색적 조사로 규정한다. 이는 VRF 운전의 근사를 위한 절차적 틀을 확립하지만, 엄밀한 에너지 예측을 위해서는 경험적 곡선 피팅과 상세 제어 표현을 통한 추가적인 정교화가 필요하다.

목적: 본 연구의 목적은 건물 부문에서의 정확한 GHG(온실가스) 배출과 배출 특성 분석을 통해 GHG 감축 목표 달성을 위한 기초 데이터를 제시하는 데 있다. 방법: 정확한 GHG 배출량을 추정하기 위해 화석연료로부터의 직접 배출과 전력 사용에 따른 간접 배출을 모두 고려하였다. 또한 주거 및 상업 부문에서의 GHG 배출 특성을 분석하기 위해 지수 분해 분석(index decomposition analysis)을 수행하였다. 결과: 전력에 의한 간접 배출을 포함한 GHG 배출량 추정 결과 주거 부문은 6,180만 톤 CO2eq, 상업 부문은 6,510만 톤 CO2eq로 나타났다. 반면 지수 분해 분석을 통해 활동 효과(총 바닥면적)와 에너지 믹스 효과(연료별 에너지 소비 구성)는 GHG 배출을 증가시키는 것으로 확인된 반면, 강도 효과(단위 면적당 총에너지 소비)는 GHG 배출을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 건물 부문에서의 GHG 감축을 위해서는 전력 사용량을 줄이고 상대적으로 배출계수가 낮은 에너지원으로 전환하는 것이 효과적임을 분석하였다. 특히 상업 부문에서는 에너지 효율 개선(집약 효과)이 GHG 배출 감소에 더 효과적일 것으로 고려된다.

바닥 하부 공기 분배(Under-floor air distribution, UFAD) 시스템은 일반적으로 천장 상부 공기 분배(Ceiling-based air distribution, CBAD) 시스템에 비해 에너지 효율과 열적 쾌적성 측면에서 이점을 제공하는 점유 구역 기반의 공조 시스템이다. 이에 따라 UFAD 시스템은 최근 더 널리 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 실내 환경을 열적으로 제어하는 데 UFAD와 CBAD를 적용할 때 냉방 부하의 영향을 비교·분석하여 합리적인 UFAD 적용 조건을 제시하는 데 있다. 점유 구역의 열부하 및 급기 풍량률을 실험 변수로 하여, CBAD와 UFAD 하에서의 실내 열 환경을 비교할 수 있도록 챔버 실험을 수행하였다. 결론적으로, 급기 풍량은 낮을수록, 조명 전력 밀도는 높을수록 CBAD 대신 UFAD를 사용함으로써 실내 환경의 열적 쾌적성을 더 향상시킬 수 있었다. 조명 전력 밀도 0–30 W/m2 범위에서 원하는 수준의 열적 쾌적성을 보장하는 조명 전력 밀도를 예측할 수 있도록 상관관계를 산출하였다.

목적: 한국에서 건축물은 국가 총에너지소비의 20.5%(2012)를 차지하므로 온실가스 감축을 위한 주요 대상이다. 특히 공동주택의 에너지소비는 건물 부문 전체의 약 32.6%를 차지한다. 에너지 성능 향상이 중심이 되면서 온실가스 감축을 위한 기준과 시스템을 강화하기 위한 노력이 지속되고 있다. 본 연구는 친환경주택의 건설 기준과 성능 코드에 근거하여(녹색 주택의 성능평가를 전문적으로 검토하는 기관에 제출된) 성능평가 보고서에 기술된 바를 바탕으로, 한국의 공동주택에 대한 에너지 성능 현황을 조사하고, 관련 방법론을 이용한 평가 기준이 적절한지 검토하였다. 그 결과는 향후 운영 방향과 시스템 개정안을 검토하는 데 유용한 정보를 제공할 것이다. 방법: 시스템 전반의 특성은 친환경주택 성능 코드의 평가 방법론(및 현행 개정 상태)을 검토하고, 유사한 시스템과 비교함으로써 파악하였다. 또한 평가 기관이 2010년부터 2014년까지 5년간 평가된 공동주택 단지에 대해, 평가 방법론에 따라 수행된 현행 적용 상태 및 에너지 성능을 비교하였다. 결과: 친환경주택 성능 코드는 공동주택의 성능을 평가함에 있어 정량적 방법과 정성적 방법을 모두 허용한다는 점에서, 다른 유사 시스템과 차이가 있음을 확인하였다. 또한 평가 시 에너지와 지속가능성을 동시에 고려한다. 더 나아가 두 가지 평가 방법의 양식 채택률(양식 1-정량 및 양식 2-정성)과 관련하여, 양식 2를 선호하는 비율은 시간이 지남에 따라 점진적으로 증가하여 2014년에는 55.3%에 도달하였다. 전체 에너지 감축률(양식 1에 제출됨)과 각 부위의 열전달계수(양식 2에 제출됨)를 분석한 결과, 제출된 성능과 기준 간의 편차는 강화 수준에 따라 감소하는 것으로 관찰되었다.

본 연구는 냉방 조건에서 천장 급기 기반 공기 분배 시스템(CBAD)과 언더플로어 공기 분배 시스템(UFAD)의 성능을 평가하고 비교하기 위해 수행되었다. TRNSYS 프로그램을 이용하여 UFAD와 CBAD에 관한 모델을 검증하기 위한 시뮬레이션과 실험을 수행하였다. 다양한 열부하 조건에 대한 시뮬레이션 결과는 다음과 같이 요약된다. UFAD는 바닥 표면의 온도가 더 낮아 열적 쾌적을 구현하는 데 유리하였다. 또한 UFAD는 동일한 열부하 조건에서 CBAD에 비해 팬 동력이 약 30~50% 낮았다. UFAD의 에너지 절감률은 비점유 구역(조명)에 대한 열부하에 비례하여 17.7%까지 증가하였다. 궁극적으로, 건물 외피의 열 성능과 열부하를 고려하여 UFAD의 최적 운전 조건을 분석하기 위한 추가 연구가 수행되어야 한다.