저에너지 건물 구현을 위한 융복합기술 실증사업

저에너지 건물 구현을 위한 융복합기술 실증사업

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저자 김지현

발행정보 대우건설(주) 2013년

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자료제공처 KISTI
주제분야 농수해양 > 농수해양 

<초록>

최종목표 - 에너지 환경 대응형 융복합 저에너지 건물 상용화 건설기술 개발 및 TEST BED적용 비즈니스 모델 성능검증을 통하여 저에너지 건물 구현을 위한 융복합 기술 실증화 - 다양한 주거환경에 대응 가능하도록 실증사업을 통해 성능 및 제품의 신뢰성을 확보하여 상용화가 가능토록 함. - 기술개발 및 시스템의 검증을 통한 PEMS, PEM2S, HEM2S 시스템 시제품 구축 - 융복합 기술 실용화를 위한 설계 평가지원 툴 개발 • 저에너지 건물 개발/상용기술의 저작 및 가시화 추가 기능 개발 - 건물 에너지 저감효과 분석을 위한 통합 검증체계 구축 지원 • 저에너지 건물 운영정보 / 경제성 평가 / 융복합 기술 DB 연계 • 건물 에너지 효율등급 평가지표 분석 및 통합 • 저에너지 건물 종합 에너지 성능지표(에너지 등급 등)의 기능적 요구사항 분석 및 평가도구 개발 • 저에너지 융복합 건물의 종합 에너지 성능 실증/평가를 위한 파일럿 프로젝트 적용 - 웹 기반 설계/인증평가 기술의 사업화 패키지 개발 • 파일럿 프로젝트 운영 결과에 따른 최종 성과품 수정/보완 및 기능 개선 • 저에너지 건물 설계/인증평가 엔진 및 모델러, 뷰어의 사업화 패키지 개발(최종 성과품의 시제품 제작 및 상용화 추진) 개발내용 및 결과 - 단열 복층유리를 이용한 상업용 건물 초단열 창호/커튼월 제품 개발(U value 1.6 W/㎡K 이하의 고단열 커튼월 시스템 개발) - 고단열 커튼월 외피시스템 Test Bed 구축 및 실증(도곡동 오피스(신축), 한국건설기술연구원 본관 및 연구동(리모델링), 가락동 웰츠타워 등) - 프로젝트 창호 : 확장모델 개발로 사용범위 확대 - 시스템창호 : 상용화 준비 완료(환경마크 인증, 1등급인증, 다양한 유리 조건 조합 가능) - Zigbee 무선통신 방식을 적용하여 신축뿐만 아니라 기존건물에 대해서도 에너지 사용량의 모니터링 및 설비기기의 제어가 가능하도록 구축된 시스템 - PEMS 시스템의 오류에 대한 수정·보완 및 Test Bed 적용을 통한 시스템 성능 검증 - PEM22 및 HEM22 시스템 자동 및 원격제어 기술 개발 및 Test Bed 적용을 통한 시스템 성능 검증 - PEMS, PEM2S, HEM2S 시스템 시작품 및 시제품 구축 - LEB-Simulator는 설계단계에서 비전문가를 대상으로 한 WEB/BIM 기반의 건물 에너지 성능평가 솔루션으로, 크게 LEB-Designer, LEB-Energy, LEB-Cost, LEB-Viewer로 구성 - LEB-Designer는 BIM 기술을 통해 초기 설계단계에서의 일반 사용자(비전문가)가 건물 에너지 해석에 적합한 형태로 대상 건물의 3차원 공간 모델링을 손쉽게 진행할 수 있도록 개발 - LEB-Energy는 ISO 13790 및 DIN V 18559를 기반으로 개발된 건물 에너지 해석 엔진이며, 건물 에너지 요구량, 건물 에너지 소요량, 건물에너지효율등급(정부 기준), 건물 1차 에너지 소요량, CO2 발생량(에너지 소요량 기반)을 용도(냉난, 난방, 급탕, 조명, 환기)별/월별로 산출 - LEB-Cost는 친환경요소기술에 대한 경제성 평가 모듈로, 친환경 외피 등의 설계 대안에 대한 건물 에너지 해석 결과를 기반으로 경제성 평가를 수행할 수 있도록 개발 - LEB-Viewer는 웹기반의 결과 가시화모듈이며, 웹페이지 내에서 3D 건물 모델, 에너지 및 경제성에 대한 해석결과를 가시화, 결과 보고서를 출력할 수 있도록 개발 - 국내 기준 및 관련 기술조사를 통해 국내 실무환경에 적합한 건물에너지 해석 솔루션을 개발하였으며, 저에너지 건물 구현을 위한 친환경 외피의 물성치를 라이브러리화하여 일반 사용자에게 제공 - LEB-Energy의 보정과정을 통해 에너지 해석결과의 신뢰성을 향상시키고, 테스트베드 적용을 통해 에너지 해석 결과의 신뢰성을 검증 기술개발 배경 - 국내․외 건설 산업은 최근 초고층화, 대규모화 등 에너지 다소비형 건물 중심으로 전개되고 있으나 에너지다소비형 건물의 경우 정부의 법적 의무화 기준 강화만으로는 외피를 통한 열손실을 충분히 방지할 수 없음. 또한 각종 요소 기술의 융복합을 통한 효율 향상이 필수적으로 요구되고 있음. - 이를 위하여 관련 업계의 노력도 있어야 하지만 정부 지원을 통한 국가 주도의 제품 개발 및 상용화 추진 전략이 필요함 - 정부의 에너지 절감 정책 강화에 따른 고단열 제품 필요 - 건물의 외관 디자인 및 친환경 제품에 대한 고객Needs 증가 - 기존의 에너지관리시스템은 유선의 형태로 건물의 계획단계에서 설계가 이루어져야하며 계획단계에 설계된 기기를 사용자 임의로 변경할 경우 제어 기능의 구현이 불가능함 - 신축뿐만 아니라 에너지관리시스템이 제공되지 않는 중소규모 건물에 Zigbee 무선통신 방식을 이용하여 설치 장소에 제약 없이 보다 쉽게 적용 가능한 시스템 - 최근 건설산업 전반에 걸쳐 새로운 패러다임으로 정착하고 있는 BIM 데이터를 활용하여 보다 통합적이고 실용적인 건물 에너지 성능 해석 및 BIM 데이터의 다차원적 활용을 고려한 기술을 개발함에 있음 - 건물 에너지 성능 해석에 관련된 데이터 요소들은 입력조건이 많고, 해석결과를 2차적으로 가공하여야만 보편적으로 인지하기 용이한 형태가 될 뿐만 아니라 고도의 숙련된 전문가가 아니면 해석결과의 표현 자체가 어려운 경우가 많음 - 이는 설계 및 건물 사후관리 단계에서의 신속한 의사결정을 저해하고 협업의 밀착도를 떨어뜨리는 주요한 원인이 되고 있음 - 현재 전 세계적으로 인지도를 확보하고 있는 주요 S/W 개발사들은 점차적으로 실시간 피드백이 가능하며 계획설계 단계에서의 신속한 분석이 가능하도록 S/W의 인터페이스를 보다 직관적으로 제공하는 방향으로 나아가고 있음 - 본 연구개발의 결과로 산출되는 성과물은 건물 에너지 성능 해석 과정에서 발생하는 데이터 입출력 행위, 해석결과의 가공, 표현매체를 통한 결과의 표출 등을 시각적인 수단을 통해 개선함으로써 설계과정에서 필수적으로 선결되어야 할 설계자간의 의사합의, 의사결정 주기의 단축, 정확한 정보 이해와 같은 개선된 효과를 이끌어 냄 - 고단열 커튼월 시스템은 열교현상 감소를 위한 Frame 최적 단열설계, 재질 복합화로 기존 커튼월 시스템 대비 15~30% 단열성능 향상 - 차양, 환기 등 요소기술의 융복합으로 건물 냉·난방 부하 저감을 통하여 건물부문의 온실가스 감축을 위한 국가 정책에 부응 - 신축뿐만 아니라 증가하는 노후 건물의 리모델링을 위한 대응기술로 활용, 건물 외피 단열에 대한 인식재고와 기술개발 투자 활성화 촉진 - 커튼월 부문의 실질적 ESCO 사업 활성화를 통하여 신규 고용창출, 신성장 산업 동력화 - 프로젝트 창호 : 확장모델을 통한 비주거용 시장 활용범위 확대 및 유리사양 최대 35mm확대 - 시스템창호 : 가공/시공성 개선을 통한 생산성 향상 및 품질안정화. (유리 삽입성개선, 양중 개선) 고단열 인증서 확보(단열 0.71, 기밀 0.07) - 기술 특성상 주문형 생산시스템으로 자원 및 제품의 생산에 있어 재고를 최소화할 수 있으며, 자체적인 설계 및 조립·생산이 가능 - BEMS기술 분야의 사업을 지속적으로 수행하고 있어 기존 생산 공정의 활용이 가능하며, 원자재의 국내 수급 및 100% 내수제품 사용이 가능 - 지속적인 대상기술 분야의 사업을 진행함으로서 자원조달 및 제품생산에 대한 부담은 높지 않음 - 당해 기술개발은 종래 건물 에너지 성능 해석 도구의 사용에 있어 현실적으로 장애가 되고 있던 입력 데이터의 복잡성 및 텍스트 중심의 입력방식으로 인해 발생하는 장시간의 수작업과 같은 문제점들을 3D 공간모델 기반의 환경을 통해 개선함 - 본 연구개발의 결과로 산출되는 성과물은 건물 에너지 성능 해석 과정에서 발생하는 데이터 입출력 행위, 해석결과의 가공, 표현매체를 통한 결과의 표출 등을 시각적인 수단을 통해 개선함으로써 설계과정에서 필수적으로 선결되어야 할 설계자간의 의사합의, 의사결정 주기의 단축, 정확한 정보 이해와 같은 개선된 효과를 이끌어 냄 - 이러한 본 연구개발 성과물은 WEB/BIM 기반의 기술특성을 통해 국내외 건물 에너지 성능평가 시장 및 IT솔루션 시장을 점유할 수 있으며, 3D 공간 모델의 가시화 모듈 등의 기반 기술을 통해 건물 에너지 유지관리 기술로의 응용이 가능하며, 결과적으로 건물 전생애 주기에 대한 솔루션으로 확장될 수 있음 - 본 연구개발 기술은 버츄얼빌더스(주)의 BIM 기반 공간저작 기술과 에너지 성능평가 분야와의 융복합기술을 응용개발함에 따라 독보적인 순수 국내기술임 적용 분야 - 다양한 외피시스템 구성으로 건물 외관 디자인에 능동적으로 대응 - 상업용 건물뿐만 아니라 주상복합 등 주거용 건물에 적용 가능 - 저에너지 건물 기술 향상에 기여 - 프로젝트 창호 : 비주용 창호 (상가, 계단창, 수평 연창) - 시스템 창호 : 주거용 시장 (아파트 및 단독주책, 빌라) - 건물자동제어 - 건물 에너지 성능평가를 수행하는 건축 설계사, 친환경 컨설팅 업체, 건자재(외피, 단열) 관련 업체, 지자체 인증기관 등 • 건물 에너지 성능평가 지원 도구 • 건물 에너지 성능평가 관리 시스템 • 건물 에너지 절약 요소기술(건자재, 공조/열원 시스템 등)에 관한 성능평가 및 영업 지원 도구 - 건물 에너지 성능평가 관련 시장 확대 • 건축 설계사 • 친환경 컨설팅 업체 • 3D BIM 기반 건물 에너지 분석 교육 지원 • 패시브 설계 아이템(외피 및 단열 등) 및 설비 시스템 생산 업체

녹색건축인증 조성법' 및 '건물에너지 소비증명제'가 의무화되어 시행되고 있습니다.   저희 (주)녹색건축인증연구소는 '지속가능한 저탄소 녹색건축인증 기술연구소'의 전문기업으로 설립되어, 빠른 제도 변화와 변모하는 건설환경에 이바지하고자 합니다. (주)녹색건축인증연구소는 건축, 도시, 생태분야가 녹색건축물에 접목될 수 있도록 적절한 요소분석을 통해 에너지 절감형 건축, 자생적 생태환경, 온열환경, 빛환경의 면밀한 조사와 연구로 고객의 삶의 질 향상 및 더 나아가 인류의 존속성에 그 목적을 두고 있습니다. 한국 녹색 인증원 녹색