친환경 건축물 디자인 요소 녹색건축물

친환경 건축물 디자인 요소

녹색건축물 디자인 요소의 필요성

1. CO2 및 온실가스 배출량 증가로 지구온난화 가속화, 각종 이상기후 발생
2. 탄소량 저감을 위한 국제사회의 노력
3. 인간과 자연이 더불어 사는 공간을 구축, 자원의 낭비 최소화하고 환경 부하 감소

 

 

 

지구온난화

1. 최근 건축 트렌드는 건축물 탄소저감을 위한 설계
2. 건축물 탄소절감을 위한 법령강화
3. 친환경 건축물 설계를 통한 인허가 업무 통과

 

녹색건축물

정의

• 에너지이용 효율과 신재생에너지의 사용비율이 높고 온실가스 배출을 최소화한 건축물
• 건축물이 환경에 미치는 영향을 최소화하고 동시에 쾌적하고 건강한 거주환경을 제공하는 건축물

실내환경 - 에너지 절감 - 오염물질저감 - 자연친화 + 태양광, 지형, 연료전지

 

에너지 구성요소

• 패시브 : 냉난방 에너지요구량최소화 (단열, 기밀성능 강화)
• 액티브 : 에너지소비량 최소화 (고효율설비, BEMS 적용)
• 신재생 : 신재생에너지 생산 (태양광, 지열 등)

 

 

 

패시브 디자인이란

정의 

전기, 열 등 별도의 에너지가 소비되지 않는 요소 설계로 건물방위, 형태, 단열성능, 기밀성능 등의 건축적 설계요소

입지분석, 최적향배치, 단열성능 & 기밀성능, 창호성능 & 창면적비 & 차양, 조경계획

 

입지분석

정의

건축물의 대지위치, 기후, 지형 등의 환경영향 요소를 분석하여 자연환경 유입 및 외부공간을 고려한 계획 도출

1. 대지 위치 분석을 통하여 주변 건축물과의 영향 파악
2. 지형분석을 통하여 사업부지내 일조 및 바람길 분석
3. 기후분석에 따른 단열 성능 및 냉 난방기기 용량 산정

 

 

건축물 최적화 배치

일사 및 일조의 최적화 (에너지효율등급 인증 & 녹색건축인증)

• 주동 형태에 따라 최적향 도출하여 에너지 요구량 저감
• 채광률 확보를 통하여 녹색건축인증(주택성능등급) 세대 내 일조 확보율 점수 취득
• art1) 주동 거리 조절 : 주동 거리 조절을 통하여 영향을 받는 1동에 적절한 일조 확보
• art2) 영향동 높이 조절 : 일조확보에 영향을 주는 2동과 3동의 층수를 변경하여 1동에 적절한 일조 확보

녹색건축인증

• 주택성능평가 세대 내 일조 확보율 항목
• 500세대 이상 & 가산비 적용을 받는 공동주택의 경우 배점항목

 

 

 

건물형태 및 단면 계획

정의

• 건물의 평면형태 및 단면(층수)에 따라 에너지 부하에 영향을 미치므로 해당 요소를 분석하여 에너지 부하발생을 최소화하는 형태를 계획함

 

공간 스케줄을 고려한 최적공간 배치

정의 

공간의 스케줄 특성에 따라 에너지 부하 변동이 생기므로 공간 스케줄에 맞는 배치를 통하여 에너지 부하 저감을 목표

1. 주 생활공간은 남측에 배치, 서비스 공간 북측에 배치
2. 조명부하 저감을 위해 자연광 이용 가능하도록 실 스케줄을 고려하여 배치
3. 열 발열량이 높은 공간은 냉방부하 저감을 위하여 일사량이 적은 북측에 배치
4. 화장실, 부엌, 세탁실은 인접공간에 배치하여 배관 열손실 최소화

 

환기부하 저감을 위한 맞통풍 효율 확대

정의

풍력, 실내외의 온도 및 기압차 등의 자연적인 현상에 의해 창, 문 등의 통기로 환기하여 실내에 신선한 공기를 유입함으로써 환기부하 저감

 

• 주 풍향으로 주용도실의 창을 배치하여 실내 유입 공기 극대화
• 인입 개구부와 출입 개구부가 맞닿아 있도록 하여 기류이동 활성화
• 평면상 인입 개구부를 넓히고 출입개구부는 좁게 설계하여 공기 흐름 원활하게 설계
• 녹색건축인증 자연환기성능 확보 항목 점수 취득 가능

 

 

 

환기부하 저감을 위한 맞통풍 효율 확대

녹색건축인증 - 자연 환기성능 확보 항목 점수 획득 가능 (비주거, 주거)

 

외피 단열을 통한 에너지요구량 최소화

정의 : 건축물이 외부환경으로부터 열흐름을 차단함으로써 열손실을 최소화하여 건축물 에너지요구량을 저감 제로에너지 기술요소에서는 제로에너지 건축물 인증을 위한 단열성능 제안

 

외피 단열을 통한 에너지요구량 최소화

구분	내단열	외단열
특징	일부 구간 열교 발생 구조체를 축열체로 사용이 어려움	내부 열 보존 용이, 습도 or 열대야에 취약 실내측 방습층이 없어도 결로 발생 없음
실내 온도	실온변동 폭이 큼	실온변동 폭이 적음
표면 결로	난방 정지 시 벽체 표면온도가 낮아 결로 발생 결로방지를 위한 환기 필요(겨울철 난방부하 상승)	난방 정지 시 벽체 표면온도가 높아 결로 방지 어려움
내부 결로	실내 측 방습층 설치하여 결로 예방 필요	외장재 종류에 따라 단열재와 외장재 사이 결로발생 가능성 있음
냉방 부하	야간 외기 도입 안하는 건물에 유리	야간 외기도입을 통해 축열시 유리
난방 부하	사용시간이 짧은 건물 유리	사람이 상주하는 건물에 유리
열교 현상	국부결로 발생가능 열교 단열처리가 시공 및 미관상 어려움	열교부분의 단열처리 용이 온열교 상태이므로 피해가 적음
구체 보호	태양 일사에 의한 직접 열취득이 구체의 열화를 촉진	외부단열로 태양열 직접취득이 적어 구체에 영향이 적음

 

1. 공동주택의 경우 외단열 공법시 연간 난방부하 17.7% 감소와 냉방부하 6.5% 증가
2. 냉방모드의 경우 연간부하 약 12% 감소
3. 현재 공동주택의 경우 일반적으로 내단열 / 제로에너지 실증단지는 외단열 공법으로 설계

 

 

 

창호계획을 통한 냉 난방 부하 저감

정의 : 창호 성능 & 창면적비 & 차양설치를 통한 실내 냉 난방부하 저감

1. 거실과 같이 전면창이 설치되는 경우 다른 공간에 설치되는 창호 성능보다 우수한 창호 사용
2. 제로에너지인증 주거의 경우 창호 성능 0.8w/m2k 이하, SHGC 0.40 이상 제시

 

• 방위별 일사량을 고려한 창 면적비율 계획
• 공동주택의 경우 거실창, 개인공간 창, 계획
• 제로에너지건축물 인증에서 전체 창면적비율을 30~35%로 제안(비주거)

 

 

1.  차양장치는 조절유무에 따라 고정식, 조정식(가변) 등 형태와 설치위에 따라 종류가 다양함
2. 방위를 고려하여 여름철 일사차단 효율 극대화하여 냉방부하 저감 및 겨울철 일사확보를 통한 난방부하 저감을 계획
3. 난방부하보다 냉방부하가 큰 건물일 경우 고정 수평차양이 유리, 패시브 난방과 차양 모두 중요한 경우 (여름, 겨울이 길 때) 조절가능한 차양이 유리

 

 

조경계획을 통한 도시경관 향상 및 쾌적 환경 조성

정의 : 건축물의 수평, 수직 녹화계획을 통하여 도시의 열섬현상을 완화하고 건물의 표면 온도를 낮추어 냉방부하 경감

1. 옥상 및 입면녹화는 건물 냉 난방부하 약 2~3% 저감 및 열섬완화
2. 녹색건축인증의 자연지반녹지율, 생태면적률, 비오톱 조성 항목을 고려한 친환경 계획 수립 필요
3. 조경계획을 통한 바람길 형성으로 인하여 미세먼지 저감

 

 

 

 

녹색건축인증 생태환경 항목 점수 확보 가능

6.2 자연지반 녹지율

• 틈새식재가 적용되지 않은 조경석 쌓기, 산벽쌓기 등은 자연지반 녹지면적에서 제외
• 필로티, 처마, 태양과 패널 등의 하부에 녹지가 있을 경우 끝선으로부터 1m까지만 면적 인정

 

녹색건축인증 생태환경 항목 점수 확보 가능

6.3 생태면적률 (필수항목)

• 피복 유형에 따라 환산면적 산정
• 증정부분 녹지는 인공지반 녹지가 아닌 옥상녹화로 면적산정
• 녹색건축인증 항목 중 에너지성능 이외 가장 배점이 큰 항목

 

6.4 비오톱 조성

• 육생 비오톱 최소폭 4m 이상 확보필요
• 주거 육생비오톱 최소면적 180m2, 수생비오톱 최소면적 90m2 (수면면적)
• 비주거 육생비오톱 최소면적 100m2, 수생비오톱 최소면적 50m2(수면면적)