글로벌리포트
| 리포트구분 | 기술리포트 | 콘텐츠구분 | 도시/건축, SOC |
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| 출처 | 독일에너지기구 | ||
| 원문제목 | Plus-Energie-Haus Technische Informationen und Details원문보기 | ||
| 언어 | 독일어 | 국가 | 독일 |
| 등록일 | 2011-07-01 | 발행일 | 2010-10-01 |
| 첨부파일 | 등록된 첨부파일이 없습니다. | ||
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□ 원문의 주요목차 1. 도입 2. 내외부 공간 3. 불투명한 외피와 투명한 외피 4. 태양광 전지판의 통합 5. High-tech와 Low-tech 6. 에너지컨셉트와 환기기술 7. 조명기술 8. 디테일적인 시공 |
독일 연방 건설교통도시개발부는 미래의 건축으로 플러스에너지하우스를 지향하고 플러스에너지하우스 모델을 대도시를 중심으로 2009년부터 2010년까지 전시하고 있다. 이를 통해 에너지절약형, 지속가능한 건축물을 공개적으로 시민들에게 보여주고 혁신적인 조형의 가능성을 다각적으로 제시한다. 이동이 가능하고 연구건물인 플러스에너지하우스는 17억원의 총 공사비가 소요되었다.
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건물의 개요 | |
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대지면적: 117m² |
급탕: |
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연면적: 89m² |
태양열집열판(약 3m²) |
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실내부피: 350m3 |
히트펌프 |
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난방에너지요구량: 16,00 kWh/m²a |
축열조(200Liter) |
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난방/냉방 에너지: |
공기조화 |
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물/공기 히트펌프 (콤비-콤팩트공기조화) |
자연환기 |
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난방성능: 약 4.2kW |
기계적인 공기조화(3.5/h까지) |
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(폐열회수환기장치 > 80%) | |
외피
플러스에너지하우스의 외피는 참나무로 된 각재로 마감되었다. 이것은 계단과 램프를 통해 진입이 가능하게 한다. 플랫폼은 계속해서 정보와 공연을 할 수 있는 장소를 제공 한다. 데크에는 나무상자 안에 태양광 전지판의 인버터가 있고 벤치와 식물이 심겨져 있다.

내부 공간
내부는 열려있고 다양하게 이용할 수 있다. 방이라는 이미지보다 위생시설과 기계실을 중심으로 다양한 사용공간을 가능하도록 나누어져 있다. 북쪽에 주출입구를 지나 건물로 진입한 후 전실에서 다양한 브로우셔와 플러스에너지하우스, 에너지개보수, 장려프로그램에 대한 정보를 얻을 수 있다.

계속해서 세미나실은 40명이 참여할 수 있고 접이식 의자를 사용하며 중앙의 코어에서 관리한다. 또한 장애인과 어린이가 이용하기 편하도록 무장애공간으로 계획했다.
북쪽입면을 따라 전시실과 단절된 화장실을 위생시설 코어에서 발견할 수 있다. 공간에 세워진 박스는 설치기계가 보관되어 있다. 위생시설코어는 흰색 플렉시유리로 마감되어 있다. 동쪽과 서쪽입면은 북쪽에 3m 너비 벽면과 데크와 같이 흰색으로 마감되어 있다. 남쪽과 북쪽은 나무로 된 전창으로 공간을 만들고 있고 부분적으로 미세기문을 통해 외부와 관계를 갖는다.
조명컨셉트는 전시실건물에 맞춰 디자인 되었고 건물과 통합된 매체기술과 에너지효율과 사용자친화적인 개념이 스며있다. 조명, 기계조절은 중앙 통신박스에서 가능하다. 그리고 현재 사용에너지, 에너지생산, 날씨, 내부 환경의 데이터가 정보시스템에서 제공된다.
불투명한 외피
플러스에너지하우스의 구조는 목조구조로 되었다. 지향하고 있는 건물의 에너지효율 때문에 입면, 바닥, 지붕에 고효율 패시브 요구사항인 단열재를 설치했다. 닫혀지고 불투명한 부분은 단지 3cm 두겹, 6cm의 강한 진공 단열판으로 단열되어 있다. 고효율의 재료는 다공질의 코어재료로 매우 기밀한 외피로 단열판에서 가스주입을 방지한다.

진공 단열판은 보통의 단열재와 비교할 수 있는데 6cm의 진공 단열판은 60cm의 보통단열재와 성능이 같다. 이것은 열관류율과 열전도성을 통해 비교될 수 있다. 플러스에너지하우스의 벽체의 두께는 26cm이고 열관류율은 0,1W/m²K이다.
열관류율:
동쪽, 서쪽, 입면 지붕 0.1W/m²K
바닥판 0.4W/m²K
외부로 벽체는 색깔이 입혀진 석고보드 마감이 되어있고 추가로 건물에 지배적인 태양광 전지가 설치된 차양 장치를 통해 보호되고 있다. 평지붕은 구배단열재와 여러 방수층으로 구성되어 배수를 하고 있고 태양광과 태양열의 설치를 위한 공간을 제공한다.
석고보드에 통합된 축열재인 PCM은 벽과 천정에 설치되어 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 기능한다. 이것은 태양열뿐만 아니라 남는 실내발열을 흡수하고 필요에 따라 다시 열을 방출한다. 이 새로운 재료는 축열체로써 매시브한 벽체가 없을 경우 경량구조로 적합하다.
불투명한 외피
건물의 투명성은 패시브적인 열획득, 실내의 조명, 방문자의 외부적인 시야에 중요한 역할을 한다. 건물은 유리가 차지하는 면을 많이 차지하고 있지만 고효율의 목재창호 덕택에 최고의 단열성능을 보이고 있다.
모든 창호는 고효율의 참나무 창틀을 소유한다. 북쪽입면의 투명한 요소는 4중 창호이고 2개의 투명한 단열문은 진공단열재의 코어로 만들어 졌다.

북쪽유리 열관류율 0,32W/m²K
열전도율 37%
전체창호 열관류율 0,6W/m²K
남쪽에서 전창으로 구성된 창호는 3중 유리로 구성되어졌고 2개 창호는 틸 앤 턴방식으로 개폐가 가능하다.
남쪽유리 열관류율 0,56W/m²K
열전도율 51%
전체창호 열관류율 0,7W/m²K
태양광 설치
플러스 에너지 하우스는 전기 생산을 위해 세 가지 다양한 전지판을 사용하고 있다.
주로 47 모노크리스탈 실리지움 전지가 지붕에서 에너지를 생산한다. 디자인과 음영의 이유 때문에 모듈은 일반적인 30도 각도와 달리 거의 수평(2도 각도)하게 놓였다. 이를 통해 야기되는 최소 생산량을 보충하기 위해 지붕 위에 수평으로 더 많은 모듈을 놓을 수 있다.
외부로 향하는 건물의 외형은 각각 고정되거나 미세기, 주름 접기로 태양광 전지판이 설치된 차양 장치가 입면을 형성한다. 이것은 태양광을 차단하고 빛을 조절한다. 동쪽, 남쪽, 서쪽에 설치된 차양은 아모펜 실리지움 전지로 계획되어 있다. 생산량의 향상을 위해 차양 장치는 가동형으로 컴퓨터에 의해 작동되고 태양을 항상 향하게 된다.
베라다를 통해 투명한 태양광 모듈이 음영과 보호를 제공하고 에너지 또한 생산한다.
지붕: Monokristalline Siliziumzellen 47모듈, 11kWp
입면: Amorphe Siliziumzellen 1364모듈, 2.7kWp
베란다: Monokristalline Siliziumzellen 8모듈, 1,6kWp
하이테크, 로우테크
에너지 건물시스템의 기본컨셉트는 가능한 적은 에너지가 건물외피를 통해 손실되게 하고 효율적인 에너지를 생산하는 것이다. 이것은 패시브(로우테크)기법과 액티브(하이테크)요소로 다다를 수 있다. 이를 위해 최적이고 혁신적인 전체시스템을 위해 기본설계과정에서 재료와 컨셉트를 고려하여 계획하는 것이 중요하다. 우선 패시브 기법으로 원하는 주거조건에 다다르지 못한다면 액티브시스템을 통해 예를 들어 태양광, 히트펌프와 같은 신재생설비시스템을 설치한다.
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에너지 요구량 최소화 |
에너지공급 최적화 | |
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난방 |
난방유지 -콤팩트한 체적 -고효율 단열재 -열회수환기장치 |
효율적인 환경에너지 사용 -태양열 집열판 -히트펌프 -패시브에너지 획득 |
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냉방 |
과열 방지 -여름철 열차단 |
효과적인 열흐름 -잠열저장 |
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환기 |
자연환기 -맞바람 흐름 |
효과적인 기계 환기 - 히트펌프와 축열조와 연계된 환기장치 |
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조명 |
자연광 사용 - 남쪽에 박막형 태양광 설치 |
인공조명 최적화 -효율적인 조명설비(LED) |
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에너지 |
에너지 절약 -효과적인 주거장치와 기술 |
개별식 신재생에너지 생산 -태양광 모듈 -효과적인 주거장치와 기술 |
플러스 에너지 하우스에서 무엇보다 환기와 외피를 통해 열 손실을 감소시키는데 목적이 있다. 또한 신재생에너지와 패시브적인 태양열획득, 최소한의 1차 에너지소요량의 사용을 통한 열생산을 통해 플러스에너지하우스를 향상시킬 수 있다. 다음으로 주거에서 설치된 고효율 가전제품을 들 수 있다.
공기조화기술
건물의 패시브적인 기본개념은 첫 번째 자연환기이다. 이것은 곧 각 2개의 개구부를 통해 남쪽과 북쪽에 짧고 효과적인 맞바람이 실내를 가로질러 부는 것이다. 닫혀진 공간일 경우 계절에 따라 건물은 효과적인 기계공조시설과 히트펌프를 통해 폐열을 회수하여 난방과 냉방을 시키게 해야 한다.

원리적으로 히트펌프는 냉장고의 원리를 거꾸로 이해하면 된다. 실내에서 열을 빼앗고 외부로 버린다. 이와 반대로 히트펌프는 외부에서 열에너지를 빼앗아 더 높은 온도로 올려주고 가정의 난방시스템에 계속해서 에너지를 준다.
냉장고처럼 히트펌프에서 냉매가 계속해서 흐른다. 이것은 열원(지반, 지하수, 공기)으로부터 열을 획득한다. 동시에 냉매의 증발은 응축기에 다다른다. 압력의 상승을 통해 계속해서 온도가 올라간다. 열의 방출을 통해 다시 액체 냉매로 돌아오면서 순환을 다시 시작한다.
에너지 없이 히트펌프는 기능을 할 수 없다. 응축기는 전기를 통해 구동한다. 그리고 언급한 순환이 일어난다. 종류와 크기에 따라 히트펌프는 최소 3-5kWh를 사용하여 열에너지를 난방시스템에서 흘려 보낸다.

폐열회수환기장치의 사용을 통해 환기시스템의 효율성이 계속적으로 높여진다. 겨울에는 배기의 열을 급기가 가져가 난방이 유지되고 겨울에는 반대로 냉방이 효율적으로 이루어진다.
플러스 에너지 하우스에서는 40명을 위해 800m3/h의 공기환기가 외부의 기후조건과 관계없이 필요하다. 북쪽입면에서 개구부를 통해 추가적으로 신선한 공기가 실내로 들어온다. 사용한 공기는 코어를 통해 흡수되기 때문에 실내는 온도를 낮출 수 있다. 이 시스템은 패시브적인 건물에 적용된 PCM의 야간냉방을 위해 사용될 수 있다.

플러스 에너지 하우스는 패시브하우스 표준의 항목에 의해 설계되었다. 무엇보다 사용된 나무각재는 여름의 태양차단을 고려하여 설치되었고 음영요소이고 동시에 겨울에 낮은 태양고도에 의한 태양열 획득에 좋은 장점을 갖고 있다.
추가적으로 실내에 설치된 PCM 축열체는 시간별 열흡수와 열방출을 하루에 이룬다.
빛과 조명

남쪽에 박막형 태양광 전지판을 설치와 북쪽에 전창을 설치하여 높은 자연채광을 통해 인공조명의 전기를 최소화시켰다.

플러스 에너지 하우스의 인공조명 컨셉트는 복합기능의 다양한 조명시설이 설치되었다.
- 절약형 LED 조명은 동쪽과 서쪽벽면에서 조명효과를 준다.
- 고효율, 조절 가능한 조명은 플러스 에너지 하우스의 모든 면에 기본적인 조명을 공급한다.
- 정보를 제공하고 강조하기 위해 할로겐 등을 사용하였다.
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초록(Abstract)
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