PSO 알고리즘을 활용한 공동주택 단지 및 단위세대의 에너지효율화 프로세스

Abstract

본 연구에서는 국제적으로 이슈화 되고 있는 건물에너지절감 문제에 대응하기 위해 국내 전체 건축물중 60%를 차지하고 있는 주거용 건물 중 공동주택을 대상으로 에너지효율화 방안을 도출하였다. 국내 공동주택은 단지단위로 계획되는 특징이 있음에도 실상 초기 설계단계에서 에너지성능은 중요하게 고려되어 배치되지 않고 있으며, 공동주택의 세대 간 에너지성능 차이에 대한 고려도 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 국내 건축물 에너지효율화를 위해 시행중인 제도인 “건축물 에너지효율등급 인증제도”에서는 단지단위로 등급을 제시하고 있어 동일 단지 내 세대 간 에너지성능차이가 반영되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 개별 단위세대의 에너지성능을 고려한 공동주택 단지의 에너지효율화 방안을 도출하였다.

연구 결과 요약은 아래와 같다.

(1) 국내 탑상형 공동주택 중 Y형 공동주택의 세대 간 에너지성능차이를 도출하였다. 동일 주동 내에서 최대 19.6 kWh/m2·yr의 에너지성능 차이가 나타났으며, 공동주택의 에너지효율등급에서 세대 간 에너지성능차이를 반영할 수 있도록 “건축물 에너지효율등급 인증제도”의 개선방향을 제안하였다.

(2) 국내 공동주택 유형을 조사하고, I형, Y형, L형 공동주택의 배치 향에 따른 단위세대 간 에너지성능 차이를 분석하였다. 최대 동일 주동 내에서 27 kWh/m2·yr의 에너지요구량 차이가 발생하는 것으로 도출되었으며, 이에 초기설계단계에서 설계자가 에너지성능을 고려하여 주동배치를 할 수 있도록 지원하였다. (3) 실제 대상단지 선정을 통해 단지 단위에서 단위세대의 에너지성능 차이를 도출하고, 최적화 알고리즘을 적용하여 초기설계단계에서 공동주택 단지의 에너지효율화를 위한 프로세스를 도출 및 적용하였다.

(4) 대상단지 내 에너지성능 취약세대를 도출하고 경제적인 개선방안 도출을 위해 외피인자에 대한 민감도 분석을 수행하여 민감한 인자를 순차적으로 개선하는 방안을 도출하였다.

본 연구는 국내 공동주택 단지의 에너지효율화를 위한 연구로서, 초기설계단계에서부터 단위세대의 에너지성능을 고려하여 공동주택 단지의 에너지효율화 방안을 도출하였다. 향후 본 연구결과를 토대로 공동주택의 에너지효율등급 평가제도의 개선방향을 정립하고, 단지의 에너지효율화 방안적용을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.