친환경 건축의 의미와 건축가의 역할

친환경 건축물 설계 프로세스

차양고려

• 차양이 적절한 위치 및 방향에 설치될 경우, 낮에는 눈부심과 열취득을 감소시키고, 밤에는 열손실을 최소화 시키는 역할을 할 수 있음.
• 용도 및 목적에 적합한 차양 시스템의 단면 및 표면반사율 고려
• 수평차양 : 태양고도가 높은 시간에 효과적(낮)
• 수직차양 : 태양고도가 높은 시간에 효과적(낮)
• 수직차양 : 태양고도가 낮은 시간에 효과적 (아침, 저녁)

자연채광 고려

• 자연채광 : 실내에 주간의 자연광을 도입하여 쾌적한 빛환경을 만드는 것을 의미
• 눈부심을 방지하고 광량이나 조도를 제어하기 위한 조절장치 계획 필요
• 천장마감의 재료와 평면형태에 따라 설비시스템 효과에 차이가 날 수 있음

 

 

 

 

자연채광에 영향을 미치는 요소 

• 조도 : 빛이 어떤 물체나 표면에 도달했을 때 그 빛의 밀도
• 반사율 : 기본적인 조명계산에서 벽과 천장, 바닥을 고려하기 때문에, 목표 반사율을 달성하기 위해서는 설계 초기단계부터 고려해야 함.실내 벽의 반사율을 감소시키면 조도도 상당히 줄어 재실자는 공간의 만족을 못 느낄 수도 있음. 그러나 업무공간에는 반사율이 높은 유광 마감재는 피해야 함. 천장면의 반사율을 높이면 실내에 빛을 고르게 퍼뜨릴 수 있는 장점이 있음.
• 색채 : 자재의 색은 빛의 흡수율과 반사율을 결정하며, 이는 자재의 열적 성능과도 관련이 있기 때문에 초반에 논의해야 함.
• 실내 설치물 : 설계단계에서는 실내공간을 평평하고 그 단색인 공간으로 표현하나, 실제 공간 사용 시에는 여러 채광에 미치는 가굴들이 설치될 것이므로, 파티션이나 모니터, 인공조명 등을 설계단계에서 고려해야 함.

기본 채광 유형

 

• 창문 상부의 광선반 설치는 햇빛이 실내 공간에 들어올 수 있도록 함.
• 재연채광의 이상적인 계획은 햇빛의 제어와 함께 모든 창문을 남쪽 혹은 북쪽을 향하게 설계
• 반투명 유리는 빛을 산란시켜 햇빛이 재실자의 눈으로 직접 향할 수 있는데, 이것이 눈부심의 주된 원인으로 작용
• 창문을 통한 일사는 실내로 4.6m 이내로 들어오기 때문에, 넓은 공간에서는 천장을 이용하여 밝기를 균일하게 조성
• 큰 수평창은 창 아랫부분의 표면이 높은 반사율을 가지지 않는한 과도한 빛의 유입을 막아 준다.
• 천창을 통해 다양한 유형으로 자연광을 도입할 수 있다.

 

• 밝은 색 계열의 수평 루버는 직사광선을 반사시키지만, 산란된 햇빛이 창문을 통해 들어올 수 있다.
• 수직 판넬은 직사광선을 반시시키지만, 산란된 빛이 실내로 유입될 수 있음
• Sacramento, ca의 bateson 건물의 동,서쪽 파사드는 햇빛과 바람에 따라 자동적으로 반응하는 외부 롤러 세이드를 이용

 

 

 

 

자연채광을 위한 요소기술

광선반

창의 외부에 반사율이 높은 재료를 이용하여 태양광을 실내 천장면 쪽으로 반사시켜 실안쪽까지 자연채광을 도입시키는 시스템. 강한 직사광선 대신 반사광을 이용항 실내의 조명환경을 개선하고 인공조명의 사용을 줄여 에너지 절감이 가능

천장

천장이 있는 방에 사용되는 채광방법의 일종. 지붕의 개구부에서 천장면의 채광면까지를 원통형으로 하고 그 내면을 반사율이 높은 천장으로 마무리 함

빛의 확산성이 좋고 실내조도가 균일한 장점이 있음.

광덕트

낮 시간에 자연광을 실내로 유입시켜 자연광이 도달하지 않는 위치까지 채광이 가능하도록 하는 설비 및 시스템

카보네이트 등의 재료를 사용하여 외부에서 빛을 받아들이는 집광부와 100%에 가까운 반사율을 지니는 알루미늄 반사 파이프 도광부, 실내로 자연광을 뿌려주는 신광부로 구성되어 있다.

이중외피 고려

• 이중외피 시스템은 두 개의 외피를 설치하여 중공층을 형성하고 그 내부 또는 외부에 차양장치를 설치한 외피 시스템
• 난방기에는 중공층으로 인한 건물의 열손실 감소, 예열 환기를 통해 난방부하 절감
• 냉방기에는 중공층 차양장치제어를 통해 실내로의 일사유입 차단, 최대환기를 통해 냉방부하를 절감

이중외피의 시스템의 특징

 

이중외피의 종류

Box type window facade

• 하나의 유닛이 하나의 이중외피를 구성
• 유닛 하나에 유입구와 배출구가 있음
• 외부 소음에 유리
• 재실자의 프라이버시 양호

corridor facade

• 하나의 층이 수평적으로 구성
• 유입구와 배출구가 교대로 구성
• 층별 이중외피 시스템이라고도 칭함
• 중간공간을 복도, 휴식공간으로 이용 가능

multi story facade

• box type window와 shaft가 교차되어 구성
• box window 아래에 유입구가 있고, 배출구는 shaft로 연결

shaft box facade

• 공간 구분없이 건물 전체를 둘러쌈
• 연돌효과가 가장 큼
• 화재 시 불의 이동통로가 될 수 있어 설계시 주의 요망

아트리움 : 오픈스페이스의 지붕 부분을 유리로 덮어 씌워 새로운 환경 기능을 부여

외부공간보다 쾌적한 온열환경 제공

패시브롤링 분석 

겨울철 아트리움의 난방기능

• 일사를 받은 아트리움에서 주변 실로 열이 유입되어 예열효과 발생
• 주변 실에서 아트리움으로 열이 유출되기 때문에 주간에는 외기보다 온도가 항상 높음
• 주위 공간의 난방기간을 단축하여 연료량을 감소시키는 효과가 있음

여름철 아트리움의 냉방기능

• 아트리움은 빛을 차단하며 차가운 공기를 축적하는 공간으로서의 기능을 할 필요가 있음
• 태양이 채광역할을 제외하고는 배제되어야 하기 때문에 태양광을 차단해야 함
• 간접채광, 반사에 의한 확산, 색유리에 의한 선택 채광이나 막구조가 권장됨

 

 

 

 

실내공기질 전략

실내공기 오염물질

• 실내공기를 포함하고 있는 건축물의 특성에 따라 오염물질의 종류 및 발생형태가 다름 따라서 환기계획 또한 건축물 특성에 따라 변경되어야 함.

환기

• 과거 침기에 의해서도 충분한 환기가 이루어졌다면, 최근에는 기밀성이 높아져 환기가 필수적이다
• 무작정 환기량을 증가시키면 냉난방에 에너지가 더 많이 사용되어 적절한 환기설비가 필요

기계환기

• 급배기 모두 송풍기 사용
• 설치 및 운영비가 높음

자연환기

• 자연이 물리적인 힘으로 환기
• 주로 개구부를 통해 환기가 이루어짐

수자원관리 전략

• 빗물을 수거하여 실내용으로는 화장실 세정용수, 세탁, 청소용수 등으로 사용 가능
• 빗물을 수거하여 실외용으로는 살수, 비상, 소방, 조경용수 등으로 사용 가능