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「건축물의 에너지절약설계기준」 [별표 10]은 건축물의 에너지 성능을 평가하는 중요한 기준이며, 연간 1차 에너지소요량 평가를 통해 건축물의 에너지 효율성을 종합적으로 판단합니다. 여기서 사용되는 주요 용어들을 명확히 이해하는 것은 에너지절약형 건축물 설계를 위해 필수적입니다.
1) 단위면적당 에너지요구량
- 용어 (Korean): 단위면적당 에너지요구량
- 용어 (English): Energy Demand per Unit Area
정의: 단위면적당 에너지요구량은 건축물 또는 건축 설비 시스템이 특정 기간 (일반적으로 1년) 동안 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위해 필요로 하는 이론적인 에너지의 양을 해당 건축물의 바닥 면적당 값으로 나타낸 것입니다.
상세 설명:
- 에너지 '요구'량: 핵심은 '요구량'이라는 점입니다. 이는 실제로 건물이 에너지를 소비하는 양 (소요량) 과는 구분되는 개념으로, 이상적인 조건 하에서 건물 자체의 물리적 특성 및 설비 시스템 성능에 의해 결정되는 에너지 필요량을 의미합니다. 즉, 에너지 효율 설비 적용이나 운전 방식 등을 고려하기 이전의, 건물 본연의 에너지 성능을 나타내는 지표에 가깝습니다.
- 쾌적한 실내 환경 유지: 에너지요구량은 주로 냉방, 난방, 조명과 같이 실내 환경의 쾌적성을 유지하는 데 필요한 에너지를 포함합니다. 급탕, 환기 등 다른 설비 시스템의 에너지 요구량도 포함될 수 있습니다.
- 단위면적당: 에너지요구량을 건물 전체 면적이 아닌 단위 면적 (보통 제곱미터, ㎡) 당 값으로 표현함으로써, 건물 규모에 따른 영향을 배제하고 건물 자체의 에너지 성능 밀도를 비교하고 평가하기 용이하게 합니다.
예시 및 활용:
- 단위면적당 냉방 에너지요구량, 단위면적당 난방 에너지요구량 등으로 세분화하여 특정 설비 시스템의 에너지 성능을 분석할 수 있습니다.
- 에너지요구량 자체는 설계 단계에서 건물 에너지 성능 목표 설정 및 개선 방향 설정에 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 에너지요구량을 낮추기 위해 단열 성능을 강화하거나 창호 면적 비율을 조정하는 등의 설계 변경을 고려할 수 있습니다.
- 하지만, 실제 에너지 소비량 (에너지소요량) 과는 차이가 있을 수 있으므로, 에너지절약 설계 기준 준수 여부 판단 시에는 에너지소요량 관련 지표를 함께 고려해야 합니다.
2) 단위면적당 에너지소요량
- 용어 (Korean): 단위면적당 에너지소요량
- 용어 (English): Energy Consumption per Unit Area
정의: 단위면적당 에너지소요량은 건축물 또는 건축 설비 시스템이 특정 기간 (일반적으로 1년) 동안 실제로 소비하는 에너지의 양을 해당 건축물의 바닥 면적당 값으로 나타낸 것입니다.
상세 설명:
- 에너지 '소요'량: 핵심은 '소요량'이라는 점입니다. 이는 에너지 '요구량'과는 달리, 실제로 건물이 운전되면서 소비하는 에너지의 총량을 의미합니다. 에너지 효율 설비 적용, 운전 및 제어 방식, 사용자의 에너지 소비 패턴 등 다양한 요인이 반영된 결과 값입니다.
- 실제 소비 에너지: 에너지소요량은 냉방, 난방, 급탕, 조명, 환기, 승강기, 기타 건축 설비 시스템 운영에 필요한 모든 에너지 소비량을 포함합니다. 건물 내에서 사용되는 전기, 가스, 지역난방 등 모든 에너지 형태를 포괄합니다.
- 단위면적당: 에너지요구량과 마찬가지로, 단위 면적당 값으로 표현하여 건물 규모 영향을 배제하고 에너지 성능을 비교 평가합니다.
예시 및 활용:
- 단위면적당 냉방 에너지소요량, 단위면적당 난방 에너지소요량 등으로 세분화하여 특정 설비 시스템의 실제 에너지 소비량을 분석할 수 있습니다.
- 에너지절약 설계기준에서는 건물 에너지 성능 평가 시 단위면적당 에너지소요량 지표를 주요하게 활용합니다. 건축물의 에너지 성능 지표 (EPI: Energy Performance Index) 와 같이 기준 값과 비교하여 에너지절약 설계기준 준수 여부를 판단하는 데 사용됩니다.
- 에너지소요량을 줄이기 위해 고효율 설비 적용, 에너지 관리 시스템 구축, 신재생에너지 활용 등 다양한 에너지절약 방안이 적용될 수 있습니다.
에너지요구량 vs 에너지소요량 비교:
구분에너지요구량 (Energy Demand)에너지소요량 (Energy Consumption)
| 개념 | 이론적인 에너지 필요량 | 실제 에너지 소비량 |
| 영향 요인 | 건물 자체의 물리적 특성, 설비 시스템 성능 (기본 설계 성능) | 에너지 효율 설비, 운전 방식, 사용자 패턴 등 (실제 운전 조건 및 효율 포함) |
| 활용 | 설계 단계 목표 설정, 성능 개선 방향 설정 | 에너지절약 설계 기준 준수 여부 평가, 실제 에너지 성능 평가 |
| 관계 | 에너지요구량은 에너지소요량의 기초적인 기준이 되지만, 실제 소요량은 효율적인 설계 및 운영에 따라 요구량보다 낮아질 수 있음 | 에너지소요량은 에너지요구량에 에너지절약 기술 및 운전 효율을 반영한 실제 에너지 소비량 |
3) 단위면적당 1차 에너지소요량
- 용어 (Korean): 단위면적당 1차 에너지소요량
- 용어 (English): Primary Energy Consumption per Unit Area
정의: 단위면적당 1차 에너지소요량은 건축물 또는 건축 설비 시스템이 특정 기간 (일반적으로 1년) 동안 실제로 소비하는 에너지를 1차 에너지 기준으로 환산한 총량을 해당 건축물의 바닥 면적당 값으로 나타낸 것입니다.
상세 설명:
- 1차 에너지: 1차 에너지는 자연에서 직접 얻을 수 있는 에너지원으로, 석유, 석탄, 천연가스, 원자력, 수력, 태양열 등이 있습니다. 우리가 건물에서 사용하는 전기, 도시가스, 지역난방 등은 1차 에너지를 변환하여 얻는 2차 에너지 (또는 최종 에너지) 입니다.
- 1차 에너지 환산: 2차 에너지를 생산하고 공급하는 과정에서는 에너지 손실이 발생합니다. 1차 에너지소요량은 이러한 에너지 변환 및 공급 과정에서의 손실까지 포함하여 원천 에너지 기준으로 에너지 소비량을 평가하는 지표입니다. 이를 위해 각 에너지원별 1차 에너지 환산계수를 적용합니다. (예: 전력의 경우 발전, 송전 과정의 손실을 고려한 환산계수 적용)
- 환경 영향 평가: 1차 에너지소요량은 단순히 건물 내 에너지 소비량뿐만 아니라, 에너지 생산 및 공급 과정에서의 환경 부하까지 고려하여 건축물의 전 생애주기 환경 영향을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 합니다.
- 단위면적당: 앞선 용어들과 마찬가지로, 단위 면적당 값으로 표현하여 건물 규모 영향을 배제하고 에너지 성능을 비교 평가합니다.
예시 및 활용:
- 단위면적당 냉난방 1차 에너지소요량, 단위면적당 급탕 1차 에너지소요량 등으로 세분화하여 각 설비 시스템의 1차 에너지 소비량을 분석할 수 있습니다.
- 에너지절약 설계기준 [별표 10]에서는 연간 1차 에너지소요량 평가를 통해 건축물의 에너지 성능을 최종적으로 평가합니다. 기준에서 제시하는 건물 용도별, 지역별 1차 에너지소요량 기준값을 만족하는지 여부를 평가하여 에너지절약 계획의 적합성을 판단합니다.
- 1차 에너지소요량을 줄이기 위해서는 고효율 설비 적용뿐만 아니라, 신재생에너지 시스템 도입, 에너지원별 특성을 고려한 에너지 믹스 전략 등이 중요합니다.
1차 에너지 환산계수의 중요성:
- 1차 에너지 환산계수는 에너지원별 에너지 생산 및 공급 과정의 효율성을 반영하는 중요한 값입니다. 예를 들어, 전력의 경우 발전 효율이 낮고 송전 손실이 크기 때문에 1차 에너지 환산계수가 높게 설정됩니다. 반면, 도시가스나 지역난방은 전력에 비해 상대적으로 환산계수가 낮습니다.
- 1차 에너지소요량 평가 시 어떤 에너지원을 사용하는지에 따라 평가 결과가 크게 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 동일한 에너지 사용량이라도 전기를 주로 사용하는 건물은 도시가스나 지역난방을 주로 사용하는 건물보다 1차 에너지소요량이 더 높게 평가될 수 있습니다.
- 따라서, 에너지절약 설계 시에는 1차 에너지 환산계수를 고려하여 에너지원별 효율성을 비교하고, 1차 에너지소요량을 최소화할 수 있는 에너지원 조합 및 설비 시스템을 선택하는 것이 중요합니다.
4) 에너지소요량
- 용어 (Korean): 에너지소요량
- 용어 (English): Energy Consumption
정의: '에너지소요량'은 일반적으로 '단위면적당' 이라는 수식어 없이 사용될 경우, 건축물 전체가 특정 기간 (일반적으로 1년) 동안 실제로 소비하는 에너지의 총량을 의미합니다.
상세 설명:
- 건축물 전체 에너지 소비 총량: 단위면적당 에너지소요량과 달리, 건물 면적으로 나누지 않은 총 에너지 소비량 자체를 나타냅니다.
- 절대적인 에너지 소비 규모: 에너지소요량은 건물의 절대적인 에너지 소비 규모를 파악하는 데 유용합니다. 건물 규모가 큰 건물일수록 에너지소요량은 커지지만, 단위면적당 에너지소요량은 건물 규모에 관계없이 에너지 성능 밀도를 나타냅니다.
- 에너지 비용 산정: 에너지소요량은 실제 건물 운영 비용과 직결되는 지표입니다. 에너지원별 단가를 곱하여 건물 운영에 필요한 에너지 비용을 산출할 수 있습니다.
예시 및 활용:
- 연간 총 에너지소요량, 월별 에너지소요량 등으로 기간별 에너지 소비 패턴을 분석할 수 있습니다.
- 에너지 절감 목표 설정 시, 절대적인 에너지 소비량 감소 목표를 설정하는 데 활용될 수 있습니다.
- 에너지소요량 자체는 건물 에너지 성능 비교 지표로 직접 활용하기는 어렵지만, 건물 규모, 용도 등을 고려한 비교 분석 시 보조 지표로 활용될 수 있습니다.
단위면적당 에너지소요량 vs 에너지소요량 비교:
구분단위면적당 에너지소요량 (Energy Consumption per Unit Area)에너지소요량 (Energy Consumption)
| 개념 | 건물 단위 면적당 에너지 소비량 (에너지 성능 밀도) | 건물 전체 에너지 소비 총량 |
| 규모 영향 | 건물 규모 영향 배제, 건물 자체 에너지 성능 비교 용이 | 건물 규모에 따라 값 변동, 절대적인 에너지 소비 규모 파악 |
| 활용 | 에너지절약 설계기준 평가 지표, 건물 에너지 성능 비교 | 에너지 비용 산정, 절대적인 에너지 절감 목표 설정 |
결론:
「건축물의 에너지절약설계기준」 [별표 10]의 연간 1차 에너지소요량 평가기준 관련 용어들은 건축물의 에너지 성능을 다각적으로 평가하고 에너지절약 설계를 유도하기 위한 핵심 지표입니다. 각 용어의 정의와 의미를 정확히 이해하고 활용하여 에너지 효율적인 건축물을 설계하고 운영하는 것이 중요합니다. 특히, 1차 에너지소요량은 환경 부하까지 고려한 종합적인 에너지 성능 지표이므로, 건축물 에너지 절약 목표 달성 및 탄소 중립 사회 실현에 중요한 역할을 합니다.
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