건물 에너지 절약에 대해 어떻게 생각하시나요?

이 기사에서는 자원 재활용, 신에너지 개발 및 활용, 종이 건설의 세 가지 측면에서 건물 에너지 절약의 중요성을 설명하고 중국의 건물 에너지 소비 기본 상황을 소개하며 벽체 에너지 절약에 대해 논의합니다. 문과 창문의 에너지 절약, 에너지를 절약하는 5가지 방법에는 지붕 에너지 절약, 태양 에너지 활용 및 야간 환기가 포함됩니다.

키워드: 신에너지 벽체 에너지 절약, 지붕 에너지 절약

과학 기술의 급속한 발전으로 인해 에너지 절약은 더 이상 무시할 수 없게 되었습니다. 세계는 물론이고 우리나라도 예외는 아니다. 현재 전 세계 에너지 소비의 거의 30%가 건물에서 발생하고 있습니다. 이런 상황이 지속된다면 세계 경제의 지속 가능한 발전에 심각한 영향을 미칠 것입니다. 따라서 금세기에는 에너지 문제가 화두가 될 것입니다. 우리는 건물이 재생 불가능한 자원을 최대한 적게 소비하고 외부 환경에 대한 오염을 줄이며 사용자에게 건강과 편안함을 제공하는 지속 가능한 개발 전략을 진행해야 합니다. 자연스럽고 조화로운 업무 및 생활 공간입니다. ('건축 중국 네트워크' 참고)

해외에서는 에너지 절약이 트렌드로 자리 잡았다

1. 자원 재활용

한때 미국의 한 대학 4차원 거실 에코룸을 디자인하고 시공했습니다. 열에너지는 인공적인 방열, 햇빛, 가전제품 사용으로 발생하는 열에서 나오며, 물은 처마에서 흘러내리는 처리된 빗물과 퇴비 구덩이로 흘러 들어가는 데서 나옵니다. 가공되는 곳 발효 후 정원 비료로 사용됩니다. 미국의 한 건설 회사는 재활용 쓰레기를 사용하여 집을 짓습니다. 지붕 트러스에 사용되는 강철의 대부분은 톱밥과 스크랩 목재로 만들어졌습니다. % 폴리에틸렌; 오래된 신문과 판지 상자는 지붕의 주요 원자재가 되었으며 벽의 절연체 역할을 합니다. 미국 국가자원보호협의회(National Resources Defense Council) 본부는 폐기물 재활용품에서 나온 재활용 자재를 중심으로 지어진 그린 오피스다. 벽은 첨단 가공된 밀짚으로 만들어졌고, 바닥은 폐유리로 만들어졌으며, 책상은 폐신문지와 콩 찌꺼기로 만들어졌다. 또한, 큰 창문이 있어 사무실이 매우 밝아지고 전기가 30% 절약됩니다. 일본에서는 1997년에 실험적인 "헬스 하우스"가 건설되었습니다. 집 전체에 인체에 무해한 건축자재를 최대한 선택했을 뿐만 아니라, 벽체도 이중구조로 설계하여 방마다 통풍구를 설치하고, 집 전체의 공기를 전체 시스템으로 순환시킵니다. 열교환기와 제습기. 전열교환기는 효과적으로 열을 회수하여 재사용할 수 있으며, 필터는 공기 중의 미세먼지를 효과적으로 포집하여 곰팡이 등 알레르기성 유기체의 번식을 억제합니다. 이러한 자원의 재활용과 활용은 폐기물을 보물로 만들 뿐만 아니라 환경오염원을 줄이고 에너지를 절약합니다.

2. 신에너지 개발 및 활용

독일 건축가 Sedo Terhols는 햇빛을 추적할 수 있는 태양광 주택을 만들었습니다. 집은 디스크 베이스에 장착되어 있으며, 작은 태양광 모터가 일련의 기어를 구동합니다. 집의 바닥은 분당 3cm의 속도로 원형 궤도를 그리며 태양과 함께 회전합니다. 해가지면 집은 반대 방향으로 회전하고 시작 위치로 돌아갑니다. 태양을 추적하기 위해 소비되는 전기는 집 태양 에너지의 1%에 불과한 반면, 흡수되는 태양 에너지는 회전할 수 없는 일반 태양열 집의 두 배에 해당합니다. 독일에는 에너지 요구량의 100%를 태양 에너지에 의존하는 제로 에너지 주택도 있습니다. 남쪽으로 열린 제로에너지하우스의 평면은 높은 일사에너지를 얻기 위해 부채꼴 평면으로 설계됐다. 벽은 회색 모래 벽돌, 단열재 및 열 저장 능력이 좋은 장식 재료로 만들어졌으며 햇빛은 단열재를 통과하고 열은 회색 모래 벽돌 벽에 저장됩니다. 집은 낮에는 창문을 통해 태양열로 가열되고, 밤에는 단열재와 회색 모래 벽돌 벽으로 가열됩니다.

3. 종이 건물

종이를 구조 재료로 사용하면 건물의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 건축 속도를 높일 수 있으며, 종이를 재활용할 수도 있습니다. 건물을 철거하는 것도 자원 절약과 환경 보호에 도움이 됩니다. 현재 세계에는 종이 구조물로 지어진 임시 건물과 반임시 건물이 있습니다. 스위스 어딘가에 위치한 종이탑은 경량건축의 의미 있는 사례로, 외경 13m, 높이 33m로 1992년 건립돼 스위스 지역의 랜드마크 건물이 됐다. 타워 전체에 사용된 자재는 판지가 79.26%, 목재가 20.22%, 강철이 0.52%를 차지했다. 그들은 건축물에 분해성 물질을 사용할 수 있는 '녹색' 채널을 열어 '녹색 건물'의 모델로 환영받고 있습니다.

2000년 세계 엑스포에서 일본관은 엑스포 기간 동안 사용된 임시 종이 건물이었으며 대부분의 자재는 엑스포 이후 재활용될 수 있었습니다. 재료와 구조물의 특성을 주제로 삼아 자원과 환경 문제에 중점을 둡니다. 재활용 및 가공된 종이를 사용하여 12.5cm 두께의 종이 튜브 네트워크로 구성된 아치형 구조를 만듭니다. 곡선 지붕과 벽 재료도 직물과 종이 멤브레인입니다. 박물관 규모는 길이 72m, 폭 32m, 최대 높이 15.5m, 면적 3600m2이다. 낮에는 반투명 종이 창문을 통해 자연광이 여과되어 부드럽고 쾌적한 실내 조명 환경을 조성하며, 밤에는 종이 창문이 마법의 빛과 그림자의 '스크린'이기도 합니다. 세계박람회 전시관은 방수천과 종이막으로 만든 지붕을 통해 자연광이 실내로 들어와 일본풍이 풍부한 공간 환경을 연출한다. 일본관은 일본인의 일반적인 생태 및 환경 인식을 반영합니다. 이 종이 구조의 의의는 환경 보호와 에너지 절약일 뿐만 아니라, 더 중요한 것은 인간 정착 문제를 해결하는 빠른 방법을 제공한다는 것입니다.

2 중국 건물 에너지 소비 기본 상황

우리나라 건물 에너지 소비는 전국 에너지 소비량의 약 1/4을 차지하며 에너지 소비량 1위를 차지하고 있다. 최근 우리나라의 건설산업은 급속히 발전하여 건설과 운영에 많은 양의 에너지가 필요하며, 특히 건물의 냉난방에 필요한 에너지 소비량이 매우 높습니다. 통계에 따르면 1994년 기본적으로 온수 공급이 이루어지지 않는 전국 주거용 건축물의 에너지 소비량은 표준석탄 1.54×108t으로, 그 해 전체 사회에너지 소비량 표준석탄 12.27×109t의 12.6%를 차지했다. 현재 도시 건물은 매년 난방을 위해 표준 석탄을 1.3×108톤만 소비하는데, 이는 국가 총 에너지 소비의 약 11.5%를 차지하고 일부 극한 지역의 난방 지역 사회 총 에너지 소비의 20% 이상을 차지합니다. , 도시 건물 에너지 소비는 지역 사회 에너지 소비의 약 50%를 차지할 만큼 높다[1]. 동시에, 건물 난방은 석탄과 기타 화석 에너지를 대량으로 사용하기 때문에 주변 자연 및 생태 환경이 계속해서 악화되고 있습니다. 에너지 활용 과정에서 화석연료 연소 시 대기로 배출되는 오염물질 중 질소산화물 99%, CO 99%, SO2 91%, CO2 78%, 먼지 60%, 탄화수소 43%를 차지하고 있습니다. 화석연료가 연소될 때 생성되며, 석탄이 대부분을 차지합니다. 석탄 연소로 인해 발생하는 대기오염물질 중 SO2가 87%, 질소산화물이 67%, CO2가 71%, 그을음이 60%를 차지한다. 우리나라는 석유, 가스 등 고급 에너지원보다는 석탄을 주로 소비하는 나라이기 때문에 매년 화석연료 연소로 인해 지구 대기로 배출되는 이산화탄소량이 미국에 이어 세계 2위이다. 2020년에는 중국이 미국을 대체할 것으로 예상됩니다. 미국은 세계 최대의 이산화탄소 배출국이 되었습니다. 따라서 중국은 지구 기후 온난화에 대한 주요 책임을 지고 있으며, 에너지 소비 대국으로서 건축물의 에너지 절약은 국가 경제 및 인민 생활과 관련된 주요 문제로 대두되고 있습니다.

선진국에 비해 우리나라의 에너지 절약 사업은 늦게 시작되었고, 에너지 낭비가 매우 심각합니다. 예를 들어 우리나라 건물 난방의 열 소비량은 비슷한 기후 조건을 가진 선진국의 외벽은 일반적으로 4~5배, 지붕은 2.5~5.5배, 외부 창문은 1.5~2.2배입니다. 문과 창문의 투과성은 전체의 3~6배이며, 에너지 소비량은 3~4배입니다[4]. 에너지를 많이 소비하는 건물이 대중화된다면, 건물 에너지 소비 증가율은 우리나라 에너지 생산 증가율을 훨씬 초과할 것입니다. , 따라서 오래된 건물에 대한 대규모 에너지 절약을 조직해야 합니다. 변환은 더 많은 인력과 물적 자원을 소비하게 됩니다. 또한 매년 새로 건설되고 개조되는 수천만 개의 건물은 수십억 톤의 산림 목재, 석조 및 광물 재료를 소비하여 과도한 삼림 벌채, 대규모 자원 채굴, 토지 파괴, 식생 황폐화 및 종 감소를 초래합니다. 그리고 자연환경의 파괴.

에너지를 절약하는 세 가지 방법

1. 벽체 에너지 절약

벽체는 건물 외피의 본체이자 자재의 단열 성능 건물의 열 소비에 직접적인 영향을 미칩니다. 우리나라에서는 벽체 재료로 단단한 점토 벽돌을 사용하고 있으나 단열 성능이 설계 기준을 충족하지 못합니다. 외벽을 예로 들면, JGJ26-1995 표준에서는 건물 형상계수(실외 대기와 접촉하는 건물 외부 면적과 건물을 둘러싸는 부피의 비율)가 0.3 미만일 때 열이 발생한다고 규정하고 있습니다. 베이징의 전달계수는 1.16W/(m2·K)를 초과할 수 없으며, 현재 일반적으로 사용되는 내부 회반죽 벽돌 벽의 열전달계수는 위의 에너지 절약 표준 값보다 큽니다. 따라서 에너지 절약을 전제로 중공벽돌벽 및 이를 이용한 복합벽체 기술이 더욱 발전되어야 한다.

2. 문과 창문의 에너지 절약

외부 문과 창문은 주거용 에너지 소비에서 가장 취약한 부분이며, 전체 주거용 에너지 소비에서 큰 부분을 차지합니다. 그 중 열 전달 손실은 1/3이고 찬 바람 침투는 1/3이므로 햇빛, 조명, 환기 및 시야 요구 사항을 보장하는 조건에서 외부 문과 창문 개구부의 면적을 줄이십시오. 외부 문과 창문의 기밀성을 향상시키고 찬 바람 침투를 줄이며 외부 외관을 개선합니다. 문과 창문 자체의 단열 성능은 외부 문과 창문 자체의 열 전달을 감소시킵니다. 에너지 절약 조치에는 다음이 포함됩니다.

(1) 주거용 건물의 창 대 벽 비율을 제어합니다. 주거용 창-벽 비율은 주거용 창 개구부 면적과 주거용 정면 단위 면적의 비율을 나타냅니다. JGJ26-1995 "토목 건물(난방 주거 부분)에 대한 에너지 절약 설계 표준"은 주거용 창에 대해 엄격한 규정을 두고 있습니다. "북쪽, 동쪽, 서쪽, 남쪽 방향의 창-벽 비율은 각각 20%, 30%, 35%를 초과해서는 안 됩니다."라고 명시되어 있습니다.

(2) 주거용 외부 창문의 기밀성을 향상하고 찬 공기의 침투를 줄입니다. 예를 들어 폼 플라스틱 씰링 스트립을 설치하고 씰링 성능이 우수한 새로운 문 및 창 재료를 사용하십시오. 문과 창틀과 벽 사이의 틈은 탄성이 있는 부드러운 재료(예: 펠트), 탄성 밀봉 재료(예: 폴리에틸렌 폼), 밀봉 페이스트 및 프레임과 팬의 회색 구멍으로 밀봉할 수 있습니다. 고무, 고무 플라스틱 또는 폼 씰링 스트립, 높고 낮은 솔기, 환기 덕트 등으로 씰링, 높음 및 낮은 솔기 및 솔기 외부 압력 스트립을 사용하여 팬 사이를 씰링할 수 있습니다. 팬과 유리 사이를 밀봉하는 데 사용됩니다.

(3) 주거용 문과 창문의 단열 성능을 개선합니다. 집 문과 발코니 문은 방화 및 도난 방지 요구 사항을 충족해야 하며 문의 빈 공간은 단열 특성을 높이기 위해 폴리스티렌 보드 또는 암면 보드로 채워야 하며 강철-플라스틱 복합재를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 금속 창을 피할 수 있는 창문 및 플라스틱 창. 결과적으로 이중 또는 삼중 유리를 장착할 수 있으며, 단열 유리, 코팅 유리 및 저방사율 유리를 적극적으로 사용하여 자격을 갖춘 주택에 사용할 수 있습니다. 창틀의 간격 길이, 큰 창틀 사용, 작은 창틀 감소, 단일 유리 면적 확장, 창 코어 감소, 열 수 있는 새시의 면적을 합리적으로 줄이고, 고정 유리 및 고정 새시의 면적을 적절하게 늘리기 .

(4) "온도 감쇠 구역"을 설정합니다. 소위 온도 감쇠 구역은 실내와 실외 사이의 중간층으로, 이 중간층은 열 게이트와 마찬가지로 실외 찬 바람의 직접적인 침투를 방지하고 외벽과 창문의 열 손실을 줄일 수 있습니다. 주거용 건물에서는 북쪽 발코니의 모든 외부 문과 창문을 밀봉된 발코니로 밀봉해야 합니다. 외부 문에는 방풍 도어 버킷을 설치하여 찬 바람이 유입되는 것을 방지해야 합니다. 계단통은 닫혀 있도록 설계해야 하며, 맨홀은 닫혀 있어야 합니다. 지붕은 밀봉되어야 좋은 에너지 절약 효과를 얻을 수 있습니다.

3. 지붕 에너지 절약

건물 외벽 및 창호의 단열 성능을 지속적으로 개선한 후 지붕 단열에 대한 연구를 더욱 강화할 필요가 있다. 지붕 에너지 절약 조치의 핵심은 다음과 같습니다. 첫째, 지붕 단열층은 과도한 지붕 무게와 두께를 피하기 위해 밀도가 높고 열 전도성이 높은 단열재를 사용해서는 안 됩니다. 둘째, 지붕 단열층은 높은 단열재를 사용해서는 안 됩니다. 과도한 무게와 두께를 피하기 위해 수분 흡수율이 높음 지붕이 젖었을 때 단열층이 많은 양의 물을 흡수하여 단열 효과가 감소합니다. 단열층에서 쉽게 배출되지 않는 수분을 제거하기 위한 것입니다. 이제 고효율 단열재가 지붕에 적용되기 시작했습니다. 일부 건물의 지붕 단열재에는 기존 아스팔트 펄라이트나 시멘트 펄라이트 대신 팽창 펄라이트 단열 코어 보드 단열재가 사용되어 기존 방식의 많은 단점을 극복했습니다. 이러한 종류의 단열 코어 보드는 시공이 쉽고 가격이 저렴하며 환경을 오염시키지 않습니다. 코어 보드는 유연한 제품으로 평평한 지붕뿐만 아니라 곡면이 있는 지붕에도 적합합니다. 프로젝트의 우수성을 보여줄 수도 있습니다. 주요 기술 지표로는 겉보기 밀도 110~150kg/m3, 열전도 계수 0.04~0.06W/m·K, 열 저장 계수 0.90~0.11m2·K 등이 있습니다. 압축 강도는 0.2MPa보다 크고, 수분 흡수율은 0.01% 미만입니다. 증기 투과 계수는 2.18×10-7g/m.n.Pa입니다. 이 지표는 팽창 펄라이트의 밀도가 낮고 열전도율이 낮으며 수분 흡수 및 증기 투과 계수가 낮다는 것을 완전히 반영합니다. 이는 단열 특성이 좋은 재료에 필수입니다. 2001년에는 시닝(Xining) 하수처리장의 수백 평방미터 규모의 지붕 프로젝트에 사용되었으며 우수한 기술 및 경제적 결과를 얻었습니다.

4. 태양 에너지 활용

지구가 차단하는 태양 복사 에너지는 현재 전 세계 전력 소비량의 1,500배에 해당합니다. 그러나 기존의 기술적, 경제적 여건 하에서 개발 및 활용이 가능한 태양에너지는 이론적 자원 중 극히 일부에 지나지 않습니다.

미국 에너지부의 평가에 따르면, 1990년 미국에서 경제적으로 이용 가능한 태양 에너지 자원은 약 22Mtce/년으로 기술적으로 이용 가능한 양의 0.6%에 불과했습니다. 그러므로 태양 에너지의 개발과 활용은 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 재생 가능하고 청정한 에너지원인 태양 에너지는 건물에 사용할 수 있는 잠재력이 큰 새로운 에너지원 중 하나입니다. 건물에 태양에너지를 활용하는 주요 방법으로는 수동형 태양열 난방, 태양열 온수 공급, 능동 태양열 냉난방, 태양광 발전 등이 있습니다. 우리나라는 태양에너지 자원이 풍부하며, 매년 육지가 받는 태양복사에너지는 2.4×1012tec에 달하며, 국토면적의 2/3에 해당하는 총 태양복사량은 0.6MJ/m2를 초과한다. 태양에너지를 충분히 활용하면 기존 에너지를 많이 절약할 수 있을 뿐만 아니라 일부 지역에서는 태양열을 완벽하게 활용할 수도 있다.

5. 야간 환기

야간 환기 방식의 원리는 밤에 실외의 찬 공기를 유입시키고, 찬 공기와 건물 유지보수 구조물 사이의 열교환을 통해 건물을 냉각시키는 것입니다. 축열 재료. 냉장 보관 목적을 달성하는 재료. 여름에는 쾌적한 실내환경을 위해서는 에어컨과 냉방시스템이 필요합니다. 이때 밤의 실외 공기 온도는 낮보다 훨씬 낮기 때문에 밤의 차가운 실외 공기는 좋은 자연 냉각원으로 사용될 수 있습니다. 엄밀히 말하면, 실외기온이 실내기온보다 낮으면 이때의 실외 냉기는 이용 가능한 자연 냉기원으로 간주될 수 있다.

참고문헌 [1] Han Jianxin, Yan Hongliang. 21세기 새로운 건설 기술 시리즈 [M]. Shanghai: Tongji University Press 2000: 131-132 [2] 건물 에너지 보존에 대한 전망. 세기 초에 [ J]. 건축 2001 (2): 51-52 [3] Bai Shengfang. 에너지 절약 및 환경 보호 [N] 중국 건축자재) CN11-0038, 2003. 108 [4] 건물 에너지 절약 및 인클로저 구조 [J]. 산업 빌딩 2001 (7): 6-7 [5] 주택 건물의 에너지 절약 기술을 위한 여러 조치 [J]. 기술 2002 (2): 37 [6] Liu Jiaping. 건축 에너지 절약 및 건설 설계에 새로운 에너지 활용 [J] 에너지 공학 2001 (2): 12-15

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