연구개발개요 |
산업화의 급속한 진전에 따른 생활수준의 향상으로 쾌적한 생활환경의 확보에 대한 욕구가 증대되면서 에너지소비량이 모든 분야에서 급격히 증가하고 있다. 이러한 에너지소비량의 증가는 부존자원의 고갈과 함께 에너지의 변환과정에서 배출되는 환경오염물질로 인하여 지구의 환경오염이 국제적인 문제로 부각되고 있다. 이에 따라 세계각국은 기후변화 협약과 같은 강력한 국제협약의 체결을 추진하여 모든 분야에서 오염물질의 배출량을 억제하는 정책을 추진하고 있다. 이와 같은 환경의 변화로 생활과 밀접한 관계가 있는 민생분야에서도 에너지소비량을 줄이기 위한 방안들이 다각도로 검토되면서, 건물에 적용되고 있는 공조시스템의 고효율화는 건물의 설계에서 가장 중요한 분야로 자리잡고 있다. 또한 공조시스템은 건물의 LCC(Life Cycle Cost)에서 가장 커다란 비중을 차지하는 에너지비용과 직접적인 관련이 있기 때문에 설계 초기단계에서부터 건물의 특성에 적합한 시스템이 선정되도록 신중하게 고려하여야 한다. 공기조화용 에너지소비량은 건물의 용도에 따라 차이는 있지만, 현대식 건물의 경우 건물 전체 에너지소비량의 40∼50% 정도이고, 이중에서 송풍동력이 차지하는 비율이 약 40% 정도로서 전체 건물에너지 소비량의 약 16∼20%에 이르고 있다. 일반적으로 반송과정에서 발생하는 에너지손실은 총부하량의 약 2%정도로 추정되며, 반송과정에서 누기등과 같은 시스템의 구조적인 문제로 에너지손실이 발생할 수 있는 요인이 많기 때문에 이를 최소화하기 위한 합리적인 공조시스템의 개발이 특히 필요하다. 한편, 산업의 발전에 따른 도시화의 영향으로 대도시에서는 가용공간을 확보하기 위하여 건물의 고층화와 대심도 지하공간의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 고층화에 따른 시공성과 안정성을 향상시키기 위하여 철근과 시멘트를 주자재로 활용한 종래의 철근 슬래브구조는 철골구조로 바뀌는 것이 일반화되면서 건물이 고층화될수록 철골의 높이가 높아져 층고가 더욱 증가되는 경향을 보이고 있으며, 특히 건물의 고도제한이 적용되는 지역의 경우에는 건물의 경제적인 가치를 높이기 위해서 층고를 낮추는 것이 현실적인 문제로 나타나고 있다. 이를 해결하기 위해서는 천장공간의 대부분을 차지하는 공조덕트의 높이를 축소시키는 방안이 검토되어야 하며, 이를 위해서는 기존의 공조방식을 탈피한 새로운 개념의 공조시스템을 개발할 필요가 있다. 즉, 건물의 경제성을 높이기 위해서 건물의 층고를 낮추고 고층화에 따른 반송동력을 절약할 수 있는 시스템의 개발이 필요하며, 이를 해결하기 위해서는 기존의 기계설비 특히, 덕트설비를 개선할수 있는 새로운 개념의 공조시스템의 개발과 설계기술이 정립되어야 한다. 공조시스템은 크게 열원설비, 반송설비 및 제어설비로 구분할 수 있으며, 그 중 반송설비는 위에서 언급한 바와같이 에너지의 유효이용과 건축구조적인 측면에서 초기투자비와 유지관리에 커다란 영향을 미치는 부분이다. 최근 초고층건물등 대규모의 건물이 활발하게 건설되면서 에너지수송효율의 향상을 통한 에너지절약, 설비의 설치에 필요한 공간의 축소를 통한 건축공사비의 절감 및 공간의 유효이용등 건물의 경제적인 가치를 향상시키기 위해서 기존의 공조시스템을 대체할 수 있는 새로운 공조시스템과 설계기법의 개발이 요구되고 있다.
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