제4장 주택 난방에너지 성능 분석
제1절 주택 난방에너지 성능 분석 모델
경우를 비교하였다. 내단열 시공 주택의 경우에는 외벽·지붕·바닥의 단열, 외벽·지붕·바닥의 단열 및 단열창호의 설치, 그리고 각 경우에 대한 고효율 보일러 설치의 경우에 대한 난방에너지 소비량을 계산하 였다. 주택의 종류로 조적조(중공층 설치), 평지붕형태의 주택으로 선 정하였는데 이는 건물연한 20∼30년 사이에서 가장 흔하게 나타나기 때문이다. 주택모델의 형태15)는 [그림 4-1]과 같다.
[그림 4-1] 난방에너지 분석을 위한 주택모델
출처: 김민경(2012), 서울시 단독주택 난방에너지효율개선사업 활성화 방안
주택의 난방에너지 분석을 위한 주택모델의 열관류율은 건축물의 에너지절약설계기준에서 제시하고 있는 건축 자재의 열전도율을 기준 으로 계산하였으며, 침기율(Infiltration Air Change Rate)·환기율 (Ventilation Air Change Rate) 및 건축물 단열시의 열교부위를 통한 열손실의 경우에는 건축물의 에너지절약설계기준에서 그 기준이 명확
15) Dong Hong Shin(2011)에서 사용된 주택모델의 기본 형태를 사용하였으나, 본 연구의 분석 환경에 맞게 모형구조, 열관류율, 창호 및 기후 데이터 등은 수정하여 적용하였 음을 밝힌다.
하지 않거나 언급되고 있지 않아 국제기준 ISO 13790, ISO 13789 및
ISO 10211에 따라 계산하였다. 열교부위를 통한 열손실은 국제기준
기반의 선형열교계산 프로그램 Dämmwerk([그림 4-2] 참조)와 열교계 산표16)의 계산결과에 따라 각 부위에 적용하였다. 각 건물의 기본 정 보는 다음 <표 4-2>, <표 4-3>과 같다.
[그림 4-2] Dämmwerk 선형열교계수 계산예
구 분 열관류율(U), [ W/(㎡·K) ] 면적 [ ㎡ ]
외벽 1.76 202.9
지붕 3.43 60.0
바닥 2.57 60.0
현관문 2.40 1.9
창 / 창틀 3.16 / 3.63 19.2 / 2.9
기타 사항
침기율 n50 = 10h-1,
창문시공 선형열교계수(Ψ) = 0.18 W/(m·K) 창-창틀 선형열교계수(Ψ) = 0.18 W/(m·K)
<표 4-2> 단열규정 미적용 주택모델의 기본 정보
16) BFE, 2002와 IBO, 2008을 참조.
내단열 시공의 경우에는 외벽과 내벽의 연결부, 내벽과 지붕·바닥, 외벽과 층간바닥 그리고 계단참 등의 부위에서 단열재의 불연속 부위, 즉 열교부위가 발생한다([그림4-3] 참조).
구 분 열관류율(U), [W/(㎡·K)] 면적 [㎡]
외벽 0.34 202.9
지붕 0.21 60.0
바닥 0.30 60.0
현관문 2.40 1.9
창 / 창틀 2.40 / 2.40 19.2 / 2.9
구 분 선형열교계수(Ψ),
[W/(m·K)] 길이 [m]
외벽 연결부 -0.20 30.0
외벽-지붕 연결부 -0.20 38.0
외벽-바닥 연결부 -0.10 32.0
외벽-층간바닥 0.60 52.0
외벽-내벽 연결부 0.74 27.5
지붕-내벽 연결부 0.60 8.2
기타 사항
침기율 n50 = 0.7h-1,
창문시공 선형열교계수(Ψ) = 0.040 W/(m·K) 창-창틀 선형열교계수(Ψ) = 0.040 W/(m·K)
<표 4-3> 주택모델 내단열 시공시의 기본 정보
[그림 4-3] 내단열의 열교발생 부위
출처: 김민경(2012), 서울시 단독주택 난방에너지효율개선사업 활성화 방안
외단열 시공시에는 모든 부위에서 이러한 열교부위를 통한 열손실 의 방지가 가능하나, 우리나라의 경우 시공 경험이 부족하고 각 부위 에 따른 시공디테일의 개발이 되어있지 않아 시공시 어려움이 있다.