에너지/열교해석관련 질문
패시브하우스의 창호를 통한 열손실?
gklee
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2017.02.15 07:25
패시브하우스들을 보면 거대한 창문이 눈에 띕니다. 이상적으론 창문이 아예 없는게 냉난방에 더 도움이 되지 않나요? 겨울, 낮시간동안에 한해 난방비를 줄여주긴 하겠으나 여름엔 창문을 통해 냉기가 다 손실될것같습니다. 혹시 패시브하우스에서 사용하는 전용 창문들은 열손실이 단열된 벽체수준이라던가 그런 특징이 있나요? 지금 살고있는 아파트도 지어진지 얼마안된 것이고 창문의 유리 두께가 상당한편인데 겨울엔 냉기를 뿜어대고 여름엔 히터가 됩니다. 암막커튼등으로 가린다고 해도..
혹시 여름에는 버티고 겨울 낮시간동안 난방비가 줄어드는것으로 연중 냉난방비의 균형을 도모하는 그런 개념인건가요?
혹시 여름에는 버티고 겨울 낮시간동안 난방비가 줄어드는것으로 연중 냉난방비의 균형을 도모하는 그런 개념인건가요?
이를 위해 최소한의 창호 성능이 규정되어져 있으며, 여름은 이 성능에 더해서 차양을 설치하게 됩니다.
보셨던 큰 창문은 모두 남향의 창문이며, 창호가 일정 성능을 넘으면 남향창문을 통한 열획득이 열손실을 넘어서게 됩니다. 그러므로 낮시간동안 난방비가 줄어드는 것이라기 보다는 낮시간동안의 열획득량이 야간까지 유지되는 것이라고 보시는 것이 맞습니다.
설령 벽체로 구성하는 것 보다 열손실이 있더라도, 대형창이 주는 멋스러움과 만족도를 고려하지 않을 수 없을 것 같습니다.
그러기에 벽체로 하는 것 보다 비용이 훨씬 많이 들면서도 대형창으로 설치하는 이유라 봅니다.
성능이 좋은 창호를 설치하면 거의 문제가 될 것 같지 않습니다. 단지 비용이 많이 드는 것이 부담이 될 수 있을 것 같습니다.
이건 어떤 기술력과 설계력을 접목해도 일반 벽체의 단열 성능을 이길수는 없습니다.
다만 에너지를 아끼려고 채광권과 조망권, 자연환기를 무시할 수 없으므로 창의 면적을
줄이지 않는 것입니다. 유럽의 패시브하우스의 경우 창의 크기를 극단적으로 작게 하고
벽체 두께를 500mm로 적용과 함께 외벽에 담쟁이 넝쿨등을 이용해 그린커튼을 구성한
경우도 있습니다. 이런 이유가 열전달의 3요소인 전도/대류/복사를 최소화 하여 냉난방
부하를 경감하려는 목적인 것이죠. 환기는 전열교환기를 통해 폐열을 최대한 회수하는
것도 기본적인 요소이고요.
아무튼 유리의 면적비는 최소화 하는 것이 에너지 절약적인 면에서 유리하지만 건물을
단순히 에너지만 아끼는 목적으로 짓는다면 우리나라처럼 온통 콘크리트 성냥갑 건물만
만들어내는 부작용이 생기므로 유리의 디자인적인 장점을 최대한 살리고 거기에 에너지
절약 기법이 도입되어 최상의 디자인과 에너지 효율을 이끌어내는 건물을 지어야 하는 것이
설계자 및 시공사의 몫이 아닐까 생각합니다.
안녕하세요..
어떤 부분은 정확하시고, 어떤 부분은 그렇지 않으셔요..^^;;;
http://phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=599
이 글에도 있지만, 남향의 창 면적은 거의 제한이 없거든요.. 벽체 두께는 재료에 따라 다르므로, 목구조의 경우 270mm 로도 목표달성이 가능하기도 하구요.
그리고, 외벽의 담쟁이 넝쿨은 본질적으로 패시브하우스와는 무관합니다. (물론 어느 정도 도움은 되겠지만, 넝쿨이 어떻게 어떤 모양으로 자라느냐에 따른 계산이 불가능하므로, 배제합니다.)
그리고, 어찌되었건 말씀하신대로 설계/시공자의 몫인 듯 합니다.
의견 감사합니다.~
혹시 제가 이해하는 패시브하우스의 정의가 잘못 된 건인지 모르겠네요...^^;
최대 냉방부하 기준이 10W/m2이라면 냉방시에도 상당한 성능이 요구될 것 같은데요.
또한 난방의 경우 우리나라 가구의 난방 사용율이 주간 사용시간보다 야간/심야시간에
집중될 것 같은데, 혹시 국내 가구의 겨울철 난방에너지 사용 패턴을 분석한 자료가 있을까요?
지금까지 제 경험으로는 주택의 경우 야간/심야시간 대에 에너지 사용량이 높은 것을 기준하여
부하에 대한 고려를 했었습니다. 이럴 경우 g값이 높고 낮음에 영향이 없이 열관류율에 따라
난방 부하의 변화가 생기는데, 유리의 면적이 넓으면 유리의 최대 단점인 전도열량이 에너지
상승의 주 원인중에 하나일 것이라 생각됩니다.
이때문에 주간 일사열 취득에 의한 부하 경감, 이에 따른 에너지 절감량과 야간/심야시간에서의
유리창의 열관류율에 따른 손실에 대한 에너지 사용 비교자료 같은 것이 있는지 궁금합니다.
아울러 담쟁이 넝쿨은 제가 7년전 기술사 공부를 할 때 유럽 자료를 보다가 확인했던 내용인데,
혹시 패시브하우스가 난방에 비중을 둔 방식이라 고려 대상으로 포함되지 않는 것은 아닌지요?
일본 교세라 자료를 보니 여름철에 그린커튼을 적용한 건물과 적용하지 않은 건물의 외벽체 표면
온도가 약 15도 이상 차이가 난다는 조사 자료가 있었습니다. 차양에 의한 단열 효과와 더불어
식물의 잎사귀에서 증발되는 수분에 의해 증발냉각 효과도 발생된다고 하던데, 비록 그 결과는
정량화 하기 어렵지만 여름철 냉방부하 절감으로는 상당한 역할을 하지 않을까 생각됩니다.
잘 아시겠지만 이런 효과로 인해 외국에서는 실제로 종종 적용되기도 하며, 일본에는 전력량
부족에 따라 국가/협회 차원에서 추진하는 방식인듯 보여집니다.
고견 부탁드립니다.
별개로, 패시브하우스를 공부하려고 이곳에 가입하고 글을 읽고 있는데 우리나라도 상당한 수준의
학식과 능력을 가진 분들이 많다는 것을 알게되었습니다. 특히 이곳은 상당히 전문적인 내용을
다루고 있어 글을 읽는 내내 기분이 좋아집니다!
좋은 자료 감사드립니다~^^
우선 칭찬 고맙습니다. ㅎ
말씀하신 것은 다 맞습니다.
다만, 사용되지 못하는 열량 (낮의 열량이 야간까지 이어지지 못하고, 버려지는 량)을 계산해야 하는데요..
패시브하우스에서 요구하는 창호의 열관류율을 고려해 볼 때, (구조체 마다 축열량이 달라서 계산을 달리 해야 합니다만..) 대게의 경우 야간의 손실을 보충하고 있습니다.
지금껏 꾸준히 모니터링되고 있는 집에 대한 데이타는 있습니다.
http://phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_02&wr_id=377&page=2
이마도 제 생각에는 내일 오전 안으로 이 집 주인장께서 이 글에 댓글을 다실꺼야 생각되는데요..
그 어둠이 몰려 오기 전에 제가 먼저 후딱 달고 도망가려구요. ㅎ
그래서 이 획득열량과 미사용열량을 계산해 볼 때, 남향의 창은 한계가 없다 라는 결론에 도달한 것이고, 이 점은 유럽이나, 우리나라나 그 계산 결과는 일치합니다.
다만, 이 면적으로 볼 때 고온저습한 유럽에서는 외부차양이 의무사항은 아니나, 우리나라는 이 것을 필수로 하고 있다는 점이 다른 점이지 않을까 합니다.
담쟁이 넘쿨 역시 말씀하신 바가 맞으세요.. (아마도 옥상정원 역시 유사한 접근이지 않을까 합니다.) 하지만, 계획단계에서 이 것을 반영할 경우 너무 큰 불확실성을 변수에 넣는 거라 그저 배제하고 있을 뿐입니다. 즉 효과가 없어서 배제하는게 아니라, 수학의 영역에 들어오기에는 자연이라는 변수의 량이 너무 많다는 것이죠...
예를 들어, 그 효과를 보고 계획하였는데, 담쟁이 넝쿨이 죽어 버리면.. 마치 건물에서 단열재 또는 차양이 태풍이 날아간 것과 같으니까요..
이런 이유로 이 분야는 우리나라에서도 "녹색"이라는 아이템으로는 다루어도, 법이 정한 외벽의 열관류율을 차감해주고 있지는 않거든요...
저희도 추가적으로 이러한 고민을 하는 것에 대해서는 적극 권장하고 있는 편입니다. 평지붕에 자갈을 까는 것도 그 일환이구요..
아무쪼록 이 곳에서 다른 분들의 질문에 함께 하시면 너무나 큰 도움이 될 듯 합니다.
자주 뵙겠습니다.
감사합니다.~
지금까지는 제가 도움을 받았지만 앞으로는 자주 들러서 작은 도움이라도 보탬이 되도록 하겠습니다~