조망권 개선을 위한 롤링타입 창호 부착형 에어캡 모듈 개발에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 건물부문의 높은 에너지 소비는 단열성능이 취약한 건물의 외피와 밀접한 연관성을 가지고 있으며, 특히 건물외피 중 창호는 2012년 국토교통부가 발표한 건축물에너지 절약을 위한 창호설계 가이드라인에서 보고된 자료에 의하면 일반벽체에 비하여 6~7배 이상의 열손실이 발생하며, 열손실에 의한 건물에너지 저감을 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 에어캡은 단열성능을 인정받아 창호 단열성능 개선을 위한 소재로 활용되고 있다. 그러나 창호 성능 개선을 위한 에어캡은 전면 부착으로 인한 조망권 훼손이 야기되고 있다. 이에 따라서 본 연구는 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈을 개발하며, 실스케일의 테스트베드를 통한 성능평가를 실시하여 그 유효성을 검증을 목적으로 한다. 이에 대한 결론은 다음과 같다.
1) 본 연구에서 제안하는 모듈은 벨크로테이프를 사용하여 에어캡을 말아 올리는 롤링을 통하여 에어캡이 부착되는 면적을 설정할수 있으며, 에어캡과 창호 유리사이에 발생하는 이격부분을 막기 위하여 단열바를 제안하였다.
2)
창호에 에어캡을 적용시 미적용시에 대비하여 하지 및 동지에 대하여 각각 2.8%-16.4%, 0%-76.2%의 조명에너지를 증가시키 조명에너지 저감에는 부적합하게 분석된다.
3)
냉난방에너지 저감 측면에서 유리한 에어캡 부착 방법은 전면 부착방법으로 나타나고 있으며, 창호의 일부분에 부착되는 방법과 미부착에 대비하여 하지 및 동지시 각각 6.0%-35.7%, 2.7%-41.6%의 냉난방에너지가 증가되고 되고 있다.
4) 냉난방 및 조명에너지 저감을 고려시 전면 부착된 에어캡이 적정안으로 도출되며, 조망권 확보를 위하여 에어캡을 롤링 시 바닥으로부터 1,500mm 이상 지점 높이부터는 에어캡을 부착하는 건물에너지 사용량이 급증하는 것을 막을 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Various studies examining how to save building energy have been carried out recently. From such studies it has been determined that the insulation performance of an aircap is good and therefore aircaps are now being utilized as a material for improving the insulation performance of windows. However, the aircap for improving the insulation performance of a window is attached on the front, causing an infringement of prospect right. Therefore, the purpose of this study is to develop an aircap module attached to the window through rolling, carry out the performance verification through a full-scale testbed and verify its effectiveness. The conclusions of this study are as follows.

Result: The result of this study is as follows.

1) The module suggested in this study enables the setting of an area where the aircap is attached through rolling so that the aircap rolls up using Velcro tape, and an insulation bar is suggested to block the gap between the aircap and the window glass.

2) When the aircap is applied to the window, the consumption of lighting energy increased during summer and winter by 2.8%~16.4% and 0%~76.2% respectively in comparison to the case of no aircap application, indicating that it is unsuitable for saving lighting energy.

3) In terms of saving cooling and heating energy, an advantageous or effective aircap attachment method is the method whereby an aircap is attached to the front surface of a window. However, the method whereby an aircap is attached to a part of a window and where no aircap is attached increases the consumption of cooling and heating energy during summer and winter by 6.0%~35.7% and 2.7%~41.6% respectively in comparison to the method where an aircap is attached to the front surface of a window.

4) In consideration of saving cooling, heating and lighting energy, the attachment of an aircap to the front surface of window is considered as the most appropriate method, and it is appropriate to attach the aircap at a position that is 1,500 mm or higher from the floor in order to secure the prospect right and minimize energy loss.

Keywords: Aircap, Detachable Type, Performance evaluation, Energy Saving, Detachable Air-Cap Frame, Thermal Insulation, Air Layer, Electric Power Consumption

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 2
• 1.2 연구의 절차 및 범위 3
• 제 2 장 친환경 건축 기술 요소, 실내 적정 조도ㆍ온도 기준 및 에어캡 고찰 5
• 2.1 친환경 건축물 고찰 6
• 2.1.1 친환경 건축물 개념 및 특성 6
• 2.1.2 친환경 건축물 요소기술 7
• 2.1.3 친환경 건축물 인증제도 11
• 2.2 실내 적정 조도기준 및 온도기준 고찰 15
• 2.2.1 실생활환경 기반 성능평가 개념 및 선행 연구 고찰 15
• 2.2.2 국내·외 실내조도 기준 16
• 2.2.3 국내·외 적정 실내온도 기준 23
• 2.3 에어캡 고찰 25
• 2.3.1 에어캡 개념 25
• 2.3.2 에어캡 관련 선행 연구 고찰 25
• 2.3.3 에어캡을 활용한 건축물 사례 조사 29
• 2.4 소결 32
• 제 3 장 롤링타입 창호 부착형 에어캡 모듈 제안 및 성능평가 분석 결과 연구 33
• 3.1 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 제안 34
• 3.1.1 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 구성 및 재료 34
• 3.1.2 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 설치 방법 36
• 3.2 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 성능평가 방법, 환경 설정 및 분석 결과 36
• 3.2.1 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 성능평가 환경설정 36
• 3.2.2 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 성능평가 방법 41
• 3.2.3 롤링타입 창호부착형 에어캡 모듈 성능평가 분석 결과 42
• 3.3 소결 46
• 제 4 장 가변형 구조를 적용한 롤링타입 에어캡 모듈 외피 적용 주상복합 건축 설계 48
• 4.1 계획의 전제 49
• 4.1.1 계획의 목표 50
• 4.1.2 대상지 선정 50
• 4.1.3 도시 분석 50
• 4.1.4 대지 분석 54
• 4.2 건축 계획 56
• 4.2.1 건축 개요 56
• 4.2.2 계획 개념 57
• 4.2.3 프로그램 계획 및 배치 디자인 계획 58
• 4.2.4 평면 계획 61
• 4.2.5 단면도 및 입면 디자인 계획 73
• 4.2.6 가변형 구조를 적용한 롤링타입 에어캡 모듈 적용 75
• 4.3 소결 76
• 제 5 장 결 론 77