에너지 절감을 위한 친환경 외피 설계 최적화 방법에 관한 연구
기후변화와 자원의 고갈 등으로 인한 환경 문제는 전 세계가 당면한 심각한 문제이다. 이에 각국의 정부는 에너지 절감 정책과 기술개발을 통해 환경 문제를 해결하고 자 노력하고 있다. 특히 건물부문은 국가 온실가스 배출량의 약 25%를 차지하는 만큼 정부는 에너지 절감 계획과 구체적인 실천방안에 대한 정책을 수립 및 추진 중이다.
이에 정부는 2020년의 건물부문 온실가스 배출전망치 (Business As Usual)의 26.9%를 감축 목표로 설정하였으며, 목표 달성을 위해 다양한 정책을 추진하고 있다. 대표적으로 녹색 건축인증제를 시행하여 녹색 건축물 조성을 권장하고 있다.
녹색 건축물은 우리의 생활환경을 개선하고 주변 생태를 보호한다. 지구 온난화의 원인인 CO2의 발생을 절감하는 방법으로, 건물부문에서의 지속 가능한 개발과 환경보호를 위한 최고의 대안이라 판단된다. 다양한 녹색 건축물을 구성하는 요소 중 건축물의 외피에 대한 고려는 건물부문의 에너지 효율성 향상, 건물의 미적 환경개선 효과가 있다. 건축물의 외피는 구조체의 열전도나 창의 일사획득이 이루어지는 부분으로 열손실이 가장 많이 발생한다. 외피계획을 녹색 건축물 관점에서 고려한다는 것은 에너지 절약 측면에서도 가장 효과적이다. 파라메트릭을 활용한 외피 설계는 에너지 소비의 절감과 쾌적함의 유지, 예상되는 환경변화에 반응하고 조정함으로써 건물이 외부환경과 기후에 대응하도록 해야 한다.
이 방법은 초기개념설계단계의 외피계획에 있어서 가장 효율적인 외피 디자인방법을 통해 에너지 절약 효과를 가져올 수 있다.
따라서 본 연구의 목적은 녹색 건축물을 계획함에 있어 초기개념설계단계에서 적용되는 녹색 건축물과 외피 설계와의 상호관계를 파악하며, 친환경 외피계획요소의 구성요소와 방법에 대해 알아보고 파라메트릭을 활용하여 적용할 수 있는 방안을 제시한다. 또한, 적용한 방안을 건물의 에너지 및 일조 환경을 중심으로 통합 설계 프로세스와 에너지 소비량에 따른 금액 산출을 위한 최적화 시뮬레이션을 진행한다. 본 연구의 흐름과 의의는 다음과 같다. 첫째, 녹색 건축물 계획에 있어서 녹색 건축물과 G-SEED 인증제도의 개념에 대하여 관련 문헌 중심으로 파악하고 녹색 건축물 외피계획의 필요성 및 현황을 고찰한다. 둘째, 파라메트릭을 활용한 외피 설계에 있어서 파라메트릭 디자인의 개념에 대해 관련 문헌을 중심으로 파악하고 필요성을 고찰한다. 셋째, 녹색 건축물 외피계획요소들의 구성요소에 대해 알아보고 그에 관한 평가제도 분석과 외피계획 사례를 통하여 계획요소기술을 분석한다. 넷째, 파라메트릭을 활용한 외피계획의 구성요소에 대해 알아보고 그에 관한 사례 분석을 통하여 계획요소기술을 도출한다. 다섯째, 앞서 분석한 녹색 건축물 외피계획과 파라메트릭을 활용한 외피계획의 계획요소기술을 분석하여 파라메트릭을 활용한 녹색 건축물 외피계획적용 방안을 도출한다. 일곱 번째, 앞서 도출한 시스템을 설계한 녹색 건축물에 적용하여 외피계획 최적화 방안을 제시한다.
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