에너지통합설계 단계 - 제로에너지건축물(ZEB) 가이드라인

단계별 에너지통합설계

• 1 STEP - PRE-PASSIVE 및 PASSIVE DESIGN
• 2 STEP - ACTIVE DESIGN
• 3 STEP - RENEWABLE ENERGY
• 4 STEP - BEMS

에너지관리(효율향상)

• BEMS 9개 항목 적용
• 또는 전자식 원격검침계량기
• 6개 항목 적용

에너지자립률(극대화)

• 태양광(BAPV)용량 최대화
• 태양광(BIPV)용량 최대화
• 지열 용량 최적화
• 연료전지 용량 최적화

에너지효율(최대화)

• 열원설비 최적화 및 효율향상
• 반송동력 및 배관손실 최소화
• 에너지절약적 공조방식 적용
• 전열교환기 효율향상

에너지요구량 (최소화)

• 건물 배치 및 형태계획(A/V 최소화)
• 외피 단열성능 강화
• 방위별 창면적비 최적화
• 차양 및 유리 SHGC 개선

(1) PASSIVE DESIGN

에너지 통합설계 목표 - 에너지요구량 최소화

• 건물 배치 및 형태계획
• 외피 단열성능 강화
• 방위별 창면적비 최적화
• 차양 및 유리 SHGC 개선
• 패시브 설계기법을 통한 신 재생에너지 의존도 최소화

입지분석 / 지형분석 / 기후분석

입지분석

• 대상부지가 어디에 위치하는가?
• 주변에는 어떤 시설들이 있는가?
• 대규모 도시 또는 계획지구 단위의 특성파악
• 시설간의 상호영향 관계 파악
• 참고자료 : 지자체 홈페이지, 지구단위계획, 토지이용계획
• 1) 도심지에 위치
• 2) 국회의사당 등의 공공업무시설과 인접하여 주변 기반시설 풍부

지형분석

• 대상부지 주변의 지형의 어떠한가?
• 부지 내 레벨은 어떠한가?
• 지형특성에 따라 대상부지에 대한 시뮬레이션 수행(일조, 바람길 등)
• 참고자료 : 현황도, 위성사진, 토지이용계획도 등
• 1) 주변 녹지지역 인접으로 자연적 입지요건 우수
• 2) 완뫈한 경사지나 부지 진입로 구간 일부 경사로 발생

기후분석

• 대상부지의 기후는 어떠한가?
• 미기후에 영향을 주는 요소는 있는가?
• 일반적으로 최근 10년치 통계값 사용
• 정확한 통계작업필요
• 참고자료: 기상청 기후관측자료, 기상연보, 환경영향평가서

일조분석 / 기류분석 / 소음분석

일조분석

• 부지 내 일조가능시간 검토
• 일조환경을 고려한 건물배치 위치 확인

기류분석

• 부지 내 기류속도 및 방향 등 특성 파악
• 풍환경을 고려한 건물배치 및 개구부 계획

소음분석

• 부지에 영향을 미치는 소음원 검토
• 소음 영향범위 검토

기류분석을 통한 형태계획 사례 - 원안검토-계획방향 설정-제안- 기대 효과

• 건물 내/외부 녹화 및 수공간 조성을 통한 건물부하 및 열섬현상 저감
• 옥상 및 입면녹화는 건물 냉난방부하 약 2~3% 저감 및 열섬완화
• 녹색건축인증의 자연지반녹지율, 생태면적률, 비오톱 조성 항목 고려
• 생태공간 유형
• 자연지반녹지 / 인공지반녹지 / 벽면녹화 / 수공간 / 중량형 옥상녹화(퇴심 45-60cm) / 경량형 옥상녹화 (토심 20cm이내) / 투수성 포장(부분포장) / 투수성 포장(틈새투수포장)
• 열섬현상 완화 사례
• 일베도 및 열용량을 고려한 포장계획으로 여름철 부지 내 온도 0.38'c 저감
• 남향 > 남동향 > 남서향
• 남향에 도달하는 수직 일사량이 겨울에 높고 여름은 낮기 때문에 남향배치가 최적
• 건물 입면 및 지붕에 설치될 태양광 설치 위치 및 면적 고려
• 1.5 : 1 > 1:1 > 2:1
• 겨울철 수열량 증가, 여름철 수열량 감소에 유리한 동-서간 장방형 평면이 유리
• 외피면적이 증가하면 에너지 소비도 증가
• 장방형 형태로 요철을 최소화하는 것이 중요

• 일조확보율 및 남향배치 최대화
• 단위세대 일조환경 향상
• 남향배치 100%를 통한 최적 6개 주동계획
• 인동거리 확보로 일조시간 07:00:16 확보
• 요철 및 절곡부 최소화
• 절곡과 요철 최소화로 에너지효율 향상 및 유지관리성 향상

형태계획

• 체력 대비 외피면적비(A/V값) 최소화
• A/V값이 낮을수록 에너지성능 우수
• 비주거 건축물 - A/V비(0.5이하)
• 주거건축물 - 단독주택(0.6이하)
• 다세대주택 - 0.25~0.45

비주거 건축물

• 단열 및 창호 열관류율 법적기준 수준 유지 (비주거 건축물의 경우 냉방부하 저감을 동시에 고려해야 함)
• 제로에너지 가이드(법적기준대비 약 30% 강화)

주거 건축물

• 단열 및 창호 열관류율 LH 제로에너지 패시브 가이드 기준 적용 (주거건축물의 경우 난방부하 저감에 대한 민감도가 큼)
• 에너지절약형 친환경주택기준

단열계획

• 단열방식 : 외단열, 내단열
• 단열성능 및 열교, 기밀성능을 고려하여 외단열 권장
• 내단열은 단열보강이 필요함(공동주택 결로방지재)
• 단열보강 600mm 이상

구분	외단열	내단열
설치위치	외단열	내단열
	구조체 외부 설치	구조체 내부 설치
축열 성능	축열 성능 높음	축열 성능 낮음
단열재	화재확산 방지구조, 준불연 (난연 2등급) 단열재 적용	유해가스(화재 시), 유기화합물 (Voc) 미배출 단열재 적용
유의사항	외부 가설 설치 필요 외부 부착 설치물, 인접 대지 경제선 고려(배관배선 이설가능) 연결부위 점형 열교 발생 유의	실내공간 면적 축소 추가 기밀성능 확보 조치 필요 재실 공사 불가능 시공 시 기후 무관

• 방위별 적정 창면적비 계획 : 남 > 북 > 동/서, 전체 창면적비 30~35% 미만
• 창호 태양열취득계수(SHGC)
• 비주거 : 동/서/남 0.3 미만, 북 0.6미만
• 주거 : 0.4 이상

• 공공건축물(업무시설, 교육연구시설)은 거실 외피면적당 평균 태양열취득 39W/M2 미만
• (EPI 건축 7번 항목 배점 0.6 이상)의무 적용
• (건축물의 에너지절약설계기준 의무사항 건축 7번 항목)
• 열교 : 단열재 누락, 열전도율 상이한 이질재료 접합 등으로 열 손실 발생
• 침기 : 구조체의 틈새 등으로 외부 차가운 공기가 실내로 유입