건물유형과 지역에 따른 전기변색창호의 건물에너지성능 평가 :Evaluation of Building Energy Performance by Electrochromic Window System under Different Climate Conditions and Building Types

이선한

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이선한 (청주대학교, 청주대학교 대학원)

지도교수: 채영태

발행연도: 2022

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

2022

건물유형과 지역에 따른 전기변색창호의 건물에너지성능 평가

이선한 건축공 2022.01 학위논문

2021

실증실험을 통한 전기변색 창호의 중간기 냉난방에너지 소비특성 평가

이선한 , 정진화 , 조길훈 외 1명 대한건축학회 학술발표대회 논문집 2021.04 학술대회자료

2020

실증실험을 통한 전기변색 창호의 제어변수별 냉방에너지 성능평가

이선한 , 정진화 , 채영태 대한건축학회 학술발표대회 논문집 2020.10 학술대회자료

전기변색 창호의 실증실험을 통한 동절기 특성 평가

이선한 , 채영태 대한건축학회 학술발표대회 논문집 2020.04 학술대회자료

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국내외적으로 에너지 및 온실가스 절감을 넘어 제로에너지빌딩 수준의 건물구현을 위해 다양한 패시브 및 액티브 기술이 개발되고 있다. 특히, 건물의 구성요소 중 창호는 건물에너지 절감을 위한 주요한 패시브 요소로 삼중창호, low-e창호, 스마트 윈도우 등의 고성능 창호개발이 활발히 이루어지고 있다. 그 중 스마트 윈도우 기술은 기존의 정적 창호와 달리 건물 내로 유입되는 일사 조절이 가능한 장점으로 재료, 소자 개발 등 창호 중심의 연구가 주로 이루어지고 있으나, 건물단위에서의 성능검증은 아직 초기단계에 있는 상황이다.
이에 본 연구에서는 스마트 윈도우 중 가장 활용도가 높은 전기변색 창호의 유형에 따른 열·광학적 특성을 분석하고 국내 여러 지역 및 건물유형별 전기변색 창호의 에너지 및 온실가스 절감성능을 분석하여 국내 전기변색 창호시장의 방향성을 제시하였다.
본 연구의 결과들을 고려할 경우 국내 전기변색 창호시장의 도입시 B Type 유형의 창호가 우선적으로 개발해야함을 제안하며, 상업용 건물에 선도입시 유리한 성능이 확보되는 결과를 입증하였다. 또한, 국내 지역에 도입시 건물유형에 따라 상업용/교육용 건물의 경우 서울 지역에 선도입하는 것이 유리하며 주거용 건물의 경우 부산에 선도입하는 것이 효율적으로 전기변색 시장을 확장할 수 있음을 제안하였다.

Recently, greenhouse gas emissions are rapidly increased to improvement of the thermal comfort of the occupants and the level of energy consumption in buildings. Various passive and active technologies are being developed to zero energy buildings saving energy consumption and greenhouse gas. Espeacially, windows of buildings are a major passive element for reducing building energy, and high-performance windows such as triple windows, low-e windows, and smart windows. Among them, smart window technology has the advantage of being able to control solar radiation. Many studies are oriented performance of smart window such as material, device development. However, performance verification of smart window is nacessary for building level.
This study analyzed the thermal and optical characteristics of the most utilized electrochromic windows among smart windows and analyzed the saving performance of building energy and greenhouse gas by electrochromic windows by several locations and building types in Korea.
In the case of the Seoul area, B Type''s electrochromic windows, which have evenly high cooling energy saving performance and winter heating energy saving performance in all building types, were derived as optimal designs for total energy reduction. In particular, Type B, which improved radiation performance in commercial buildings in winter, was able to further reduce the total energy of 4.4 kWh/m2y (▼10%) compared to Type A.
In the Daejeon area, B Type''s electrochromic windows, which have evenly high summer cooling energy savings and winter heating energy savings in all building types, were derived as optimal designs for total energy savings (residential▼10%, commercial▼15% and educational▼5%). In particular, since Type A with a high radiation rate has a high increase in heating energy in winter, Type B and Type C with low radiation rate have been found to be effective in reducing total energy per year.
In the case of Busan, B Type''s electrochromic windows, which have evenly high cooling and heating energy savings performance in all building types, are considered the optimal design for total energy reduction (residential▼10%, commercial▼16%, educational▼7%). In particular, due to the characteristic that A Type with a high radiation rate increases heating energy in winter, B Type and C Type with low radiation rate showed excellent performance in reducing total energy annual.
Electrochromic window was applied to the building unit, the energy consumption of each building type was reduced by residential 1-10%, commercial 5-36%, and educational 4-13% compared to the base model, and B and C Types has outperformed performance in heating season. In future work, it is necessary to the evaluation of various climate conditions, building types, control strategies of electrochromic window.

#전기변색창호 #건물에너지 #에너지성능평가 #건물유형 #기후조건

1. 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구범위 및 방법 3
1.3 연구동향 6
2. 전기변색 창호의 이론 고찰 9
2.1 건물 창호의 기본 특성 9
2.1.1 창호의 열·광학적 성능 평가지표 9
2.1.2 스마트윈도우 특성 및 종류 16
2.2 전기변색 창호의 성능평가 프로그램 19
2.2.1 전기변색 창호의 열·광학적 성능평가 프로그램 19
2.2.2 건물단위 에너지시뮬레이션 프로그램 20
3. 전기변색 창호의 성능평가 과정 및 기본환경 23
3.1 전기변색 창호의 성능평가 과정 23
3.2 대상지역 및 건물 기본특성 24
3.2.1 국내지역 기후특성 (서울, 대전, 부산) 24
3.2.2 건물유형별 에너지소비특성 (주거, 상업, 교육) 29
4. 전기변색 창호의 성능평가 34
4.1 전기변색 창호의 열·광학적 성능 34
4.1.1 기본 단층유리의 열·광학적 성능비교 34
4.1.2 복층유리용 창호의 열·광학적 성능비교 38
4.2 국내 지역별 건물단위 성능평가 41
4.2.1 중부 1지역(서울) 건물유형별 성능 41
4.2.2 중부 2지역(대전) 건물유형별 성능 60
4.2.3 남부 지역(부산) 건물유형별 성능 79
4.2.4 건물유형에 따른 지역별 건물단위 절감성능 요약 98
4.3 전기변색 창호의 성능평가 소결 100
4.3.1 열·광학적 특성 100
4.3.2 건물단위 성능평가 101
5. 결 론 102
참고 문헌 104
ABSTRACT 106

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