자연형 태양열 건축시스템 사례조사

소개글

자연형 태양열 건축시스템 사례조사에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.영국

2.스페인

3.전통건축

본문내용

디스크에 시간마다의 중간값이 저장되었다. 매달 플로피 디스크는 교체되었고 데이터는 HP-310 휴대용 컴퓨터로 전송되었다. 모니터된 데이터의 정리와 해석은 특별히 제작된 소프트웨어로 이루어졌다.
◆ 사용자 평가
클라이언트인 Esterri d'Aneu Municipality와 건물의 주 사용자인 학교 어린이들 둘다 새로운 개념의 passive solar 디자인, 외관, 쾌적한 실내조건에 대하여 열광하였다. 같은 시점으로 건축주는 건물이 유지비가 적게 들며 적합한 쾌적 조건을 달성하여 기뻐하였다.
<그림 1>
◆Passive Design의 성능평가
Passive design은 적절히 쓰여졌음을 아래와 같은 사항을 통해 볼 수 있다 :
- 난방 기간동안 실난방부하에 기여한 태양에너지는 94.4%이다.
- 보조난방으로 사용된 전기라디에이터에 소요된 에너지는 매우 작았다. 조명과 인체로 얻어지는 실내발열량이 이 전기 라디에이터보다 6배가 더 많은 난방에너지로 사용되었다.
<그림 2> 일반적인 설계방법과의 에너지 절약량 비교
<그림 3> 연간 실난방요구량의 분포
- 보통의 날씨상태에서 스포츠 경기가 행해지는 스포츠 홀 안의 온도는 12월에는 약 14℃이며 스포츠 활동이 활발한 3월과 10월 사이에는 21.5℃이다. 그러나 기온이 -8.5℃로 떨어지는 1월에는 낮 동안의 실내온도를 11℃이상으로 유지한다.
- 벽의 열용량은 온도구배에 따라 다르다. 일별외기온도가 평균 15℃(맑은 날에는 20-25℃)에 이르는 온도차를 가지기 때문이다.
- 반사기의 사용은 총태양복사열을 난방기간중에 19.6% 증가시켜준다.
- 환기에 관한 문제가 여름철에 종종 발생한다. 문제는 팬에 의한 환기가 여름철에 창문을 열지 않을 때와 오버 히팅이 되는 때에 충분히 제 기능을 발휘하지 못한다는 점이다. 해결책은 남측에 면한 창문을 열 수 있도록 조정하는 것밖에 없었다.
- 사용가능한 태양열 에너지는 예상하던 253.5 GJ가 아닌 149.6 GJ이었다. 반사기를 사용함으로써 태양 에너지가 19.6% 증가되는 것과 함께 직사광과 선스페이스, 반사기의 사용으로 55% 정도의 태양에너지 획득이 예상되었다. 하지만 결과적으로 55%가 아닌 33.6%가 획득되었는데 주된 이유는 측정된 태양복사열이 예상보다 적었다는 것이었으며 또 하나는 반사기가 겨울과 봄 등의 건물 사용기간이 아닌 시간에 닫혀져 있었기 때문이었다.
- 침기율은 높았으며 예상하던 것보다 겨울은 더 추웠다.
◆ 비용절감효과
비용절감효과를 평가하는 것은 passive 요소가 건물의 여러 부분의 핵심적 요소를 차지하고 있어서 알기 힘들다. 그러나 Polysportive를 같은 설계자가 근처에 비슷한 크기로 건축한 다른 건물과 비교해 보았을 때 비용 차이가 약 4,100,000 Pts(31,060 ECU)이나 나며 이것은 passive 디자인에 소요된 14%의 추가비용을 반영하였을 때의 결과이다. 선스페이스에 소요된 비용은 1,420,000 Pts(10,760 ECU)이며 반사셔터에 소요된 비용은 2,680,000 Pts(20,300 ECU)이다. 이와 같은 소요비용에 대해 실난방의 연간태양열에너지 기여량은 420,000 Pts/yr(3182 ECU/yr)의 비용절약이 되는 41,571 kWh(150 GJ)이다.
<그림 4> 연료 사용량
<그림 5> 월별 실난방 요구량과 공급량 분포 / 월 평균 온도
<그림 6> 선스페이스
3. 전통의 친환경 건축
태양열을 이용한 주택의 역사는 소크라테스의 태양열 주택개념에서부터 시작되었다고 볼 수 있다. 소크라테스는 남측면에서 태양열을 차단하고 겨울철에는 최대한의 태양열을 이용하는 주택의 개념을 고안하였다.
이러한 방식은 태양의 고도와 향배치를 이용하여 열과 빛을 흡수 하려는 방식이며 우라나라 뿐 아니라 많은 여라나라의 전통건축에서 사용된 방법이다.
◎위치와 방위를 이용한 방법
온기를 유지하기 위해 선택되는 첫 번째 방법은 추위에 대한 주거의 노출을 최소화하고 태양열을 가장 잘 흡수 할 수 있도록 위치와 방위를 사용하는 것이다.
◆ 뉴멕시코의 푸에블로 니토(Pueblo Bonito)의 평면 (A.D 919보)
푸에블로 보니토의 인디안들은 , 새벽에서부터 해질무렵까지 겨울 태양의 이점을 최대한 취하고 여름의 더운 태양에 그늘을 제공할 수 있도록, 주택의 위치를 정하였다. 이러한 방식은 후에 프랭크 로이드 라이트의 야콥스(Jacobs)주택에도 그대로 적용되었다.
◆ 로마의 주택(A.D 50)
로마 주택의 평면은 햇빛이 잘 들고 외부로부터 보호되는 정원과 남쪽에 넓게 노출된 주생활공간을 갖추었다.
◎ 열체(Thermal mass)를 사용한 방식
밀도가 높은 열을 흡수하는 재료들은 낮 동안에 열을 흡수하고 밤에 천천히 그 열을 발산하여 기온차를 조절하고 열에너지를 효율적으로 사용한다.
밤동안의 서늘함에 의해 균형을 이루는 열체에 의하여 낮 최고 열효과가 지체되기 때문에, 외부의 온도변화율은 내부에서 크게 감소된다. 그래서 건물은 그 자체를 낮 동안에 서늘하게 하고 밤에 따뜻하게 한다. 이 사간의 지체를 열 지체(themal lag)라 한다. 이 방법을 이용한 재료에는 진흙, 벽돌, 석재, 타일, 콘크리트 등이 있다.
◆ 북 카메룬의 진흙과 석재로 만든 마타칸(Matakan) 주택
◆ 뉴멕시코의 푸에블로 어도비(adobe) 점토 벽돌 주택
◆ 초기 아르메니아인(Armenian)의 주택
흙으로 보호된 이 구조물은
열체를 사용한 예이다.
◆ 미주리(Missouri)계곡 상부의 만 단(Mandan)흙 오두막집
◆ 미국의 통나무 오두막 벽(1800년대)
내부벽에 진흙과 가죽으로 틈을 메꾸어 통나무 사 이의 공기유출을 막았다.
태양열을 이용하는데는 이러한 방식들이 있으며 전통주택은 자연형 태양열 이용방식이다.
◇결론
에너지가 고갈되고 환경오염이 심각해지면서 대체에너지에 더욱더 관심을 두고 개발하여야한다. 그중에서도 자연형 태양열 시스템은 이미 개발과 연구가 상당히 진행되어왔고 또 앞으로도 잠재력이 큰 분야이다. 무한한 자원과 환경오염이 없는 에너지원인 태양열을 적극적으로 활용할 수 있는 계획을 마련하여 실행해야 할 것이다

키워드

자연형,   태양열,   건축물,   건축,   에너지,   환경,   Giffard,   Christopher Tayor Court