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판교 패시브하우스 에너지 설계

패시브하우스이론/패시브하우스경제성 2015.01.16 11:21 Posted by 패시브하우스 패시브하우스

판교 패시브하우스 에너지 설계

 

 

 


적   요

내   용

U-value 산출근거

 면적 및 U-value

 1. 건축면적(연면적)

지하 22평1층 32평,

2층 32평 3층 16평 

330m2 

 2. TFA

 

280m2

 3. 지붕면적

 

 

188m2

 4. 창호(유리)면적

패시브하우스 전용창호

 

 65m2(52m2)

 5. 기초바닥구조

강화마루+5m/mpe폼+

 300m/m XPS(특호)

 1/(0.13 +0.010/0.14+0.005/0.035+

0.30/0.025+0.17)

 U= 0.092 W/(m2K)

 6. 벽체단열구조

O.S.B+ 165mm우레탄보드 +

145M/M 고밀도글라스울+

12T석고2PLY

1/(0.13+0.012/0.14+0.165/0.019+

0.145/0.035+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.078 W/(m2K)

 7.지붕(천정)단열구조

295M/M 고밀도글라스울+145M/M 고밀도글라스울

+9.5T석고2PLY

1/(0.17+0.44/0.035+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.077 W/(m2K)

 8. 레하우 패시브창호

Uwinstall=0.78W/m2K

 

Uw= 0.78W/m2K

 9. 유리g값

 0.50

 

0.50

10. HRV 열회수 효율

PAUL NOVUS300

 

 93%

11. HRV 소비전력

 

 

 0.028Wh/m2

12. 벽체기밀시공

Intello & Vario & Airguard smart

 

 -

13. 콘센트기밀시공

 콘센트 기밀시공

 -

14. n50 기밀테스트값

  n50 < 0.41 h-1

없음

n50<0.41h-1

15. 선열교pis값&길이

한국제로에너지건축협회,kzba,페시브하우스,파시브하우스,패시브하우스,제로에너지하우스,저에너지하우스,독일패시브하우스,저탄소녹색건축기술포럼,에너지제로하우스,탄소제로,지구온난화,기후변화,삼진에너홈,패시브하우스 시공,패시브하우스 설계,패시브하우스 가격,패시브하우스 단열 기준,패시브하우스 정의,기밀시공,브로도어테스트,패시브하우스건축,패시브하우스 면적

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인제 패시브하우스 에너지 설계

패시브하우스이론/패시브하우스경제성 2015.01.16 11:18 Posted by 패시브하우스 패시브하우스
인제 패시브하우스 에너지 설계 


 

 

 

적   요

내   용

U-value 산출근거

 면적 및 U-value

 1. 건축면적(연면적)

1층-18평, 2층-18평(36평) 

119m2 

 2. 벽체면적

 (60m+45m)*2.7m

179m2

 3. 지붕면적

 (40+20)m*3.3m

 

199m2

 4. 창호(유리)면적

패시브하우스 전용창호

 

 35m2(28m2)

 5. 기초바닥구조

강화마루+5m/mpe폼+

 250m/m 우레탄보드 (1호)

 1/(0.13 +0.010/0.14+0.005/0.035+

0.25/0.019+0.17)

 U= 0.072 W/(m2K)

 6. 벽체단열구조

O.S.B+ 200mm우레탄보드 +

R-19 글라스울+12T석고2PLY

1/(0.13+0.012/0.14+0.20/0.019+

0.14/0.040+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.070 W/(m2K)

 7.지붕(천정)단열구조

 R-30+R-19+R-11글라스울

+9.5T석고2PLY

1/(0.17+0.515/0.043+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.081 W/(m2K)

 8. 패시브창호

   (디아망 삼중유리)

Uw=0.8W/m2K

 

Uw=0.8W/m2K

 9. 유리g값

 0.48

 

0.48

10. HRV 열회수 효율

PAUL POCUS200

 

 91%

11. HRV 소비전력

 

 

 0.032Wh/m2

12. 벽체기밀시공

Intello

 

 -

13. 콘센트기밀시공

 콘센트 기밀시공

 -

14. n50 기밀테스트값

  n50 < 0.38 h-1

없음

n50<0.38h-1

15. 선열교pis값&길이

 

한국제로에너지건축협회,kzba,페시브하우스,파시브하우스,패시브하우스,제로에너지하우스,저에너지하우스,독일패시브하우스,저탄소녹색건축기술포럼,에너지제로하우스,탄소제로,지구온난화,기후변화,삼진에너홈,패시브하우스 시공,패시브하우스 설계,패시브하우스 가격,패시브하우스 단열 기준,패시브하우스 정의,기밀시공,브로도어테스트,패시브하우스건축,패시브하우스 면적

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<특별기획> 패시브하우스의 자재요소의 변화에 따른 연간 에너지 수요 분석

 

Q&A 1. 패시브하우스의 연간 에너지 수요량 계산시 독일식 3중유리 창호와 발코니형 로이페어 이중창호중 어느쪽이 유리할까?

            (독일식 로이3중유리 창호 : 발코니형 로이페어 이중창호)

 

패시브하우스의 구성요소중 창호를 굳이 고기밀 창호를 사용할 필요가 있겠느냐는 의문들을 많다. 이에대한 해답을 화순 패시브하우스의 창호 자재 요소를 변화 시키면서 검토해보기로한다.   이에 대한 에너지 분석은 패시브하우스 전용 에너지 분석 프로그램인 PHPP 툴을 사용하였음을 밝혀둔다.   

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

적   요

내   용

U-value 산출근거

 U-value

 1. 건축면적(연면적)

1층-40평,2층-20평(60평) 

264m2 

 2. 벽체면적

 (60m+45m)*2.7m

284m2

 3. 지붕(천정면적)

 (40+20)m3.3m

 

199m2

 4. 창호(유리)면적

패시브하우스 전용창호

 

 60m2(45m2)

 5. 기초바닥구조

강화마루+5m/mpe폼+

 250m/m 네오폴 (1호)

 1/(0.17 +0.010/0.14+0.005/0.035+

0.25/0.030+0)

 U= 0.114 W/(m2K)

 6. 벽체단열구조

O.S.B+ 150mmE.P.S + 20mm중공층+

R-19 글라스울+12T석고2PLY

1/(0.13+0.012/0.14+0.150/0.035+

0.020/0.016+0.14/0.040+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.107 W/(m2K)

 7.지붕(천정)단열구조

 R-30+R-19 글라스울+9.5T석고2PLY

1/(0.17+0.41/0.038+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.090 W/(m2K)

 8. LG 이중창호

Uw=1.0W/m2K

 

Uw=1.0W/m2K

 9. 유리g값

 로이 페어 이중창

 

0.22

10. 열회수환기장치 효율 

국산

 

 75%

11. 벽체기밀시공

Intello

 

 -

12. 콘센트기밀시공

 콘센트 기밀시공

 -

13. n50 기밀테스트값

  n50 < 2.2 h-1

없음

n50<2.6h-1

14. 선열교pis값&길이

 

 

0.003w/(mK)&120M

 

 

A. 화순 주택의 연간 총열전도 손실량

 

1. 기초바닥 열전도손실량 ( Foundation Transmission Heat losses)

 

   Qt =   기초바닥 U-value * 기초바닥 면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.121 W/(m2K)* 132m2 * 1 * 74kWh/a

       =   1,182kWh/a

       =   석유 118리터 

 

 

2. 벽체 열전도손실율 ( Wall Transmission Heat losses)

 

    Q=   벽체  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.107W/(m2K)* 284m2 * 1 * 74kWh/a

       =   2,249kWh/a

       =   석유 225리터 

 

 

 

3. 지붕(천정) 열전도손실율 ( Roof Transmission Heat losses)

 

    Q=   지붕  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.090W/(m2K)* 199m2 * 1 * 74kWh/a

       =   1325kWh/a

       =   석유 133리터 

 

 

4. 창호 열전도손실율 ( Window  Transmission Heat losses)

 

   Q=   창호  U-value  * 창호면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   1.0W/(m2K)* 60m2 * 1 * 74kKh/a

       =   3330kWh/a

       =   석유 333리터  

 

  적  요

  독일식 창호 3중유리

 LG로이 페어 이중창 

 결 과 값

  창호 열전도손실율

 3552Wh/a

 4440kWh/a

 -888kWh/a 

 

 

 

 

  

5.  열회수장치와 누기에  의한 열전도손실율 ( H.R&Leakage  Transmission Heat losses)

 

   nv.res (누기율)= n50  * e * Vn50/Vphpp

        = 2.6h-1  *  0.07   *  495/495

        = 0.182

  

   nv =  nvsystem *  (1-0.75)  +   nv.res (누기율) 

        = 0.4  *  0.25   +  0.182

        = 0.282

  

  Q=   체적    *   n    *   Cair   *    난방도일(Gt)

       =   264m2 *   2.7m   *   0.282 h-1  *   0.33Wh/m3   *   74kKh/a

       =   4,909kWh/a

       =   석유 491리터 

  

  적  요

  독일식 창호 3중유리

 LG로이 페어 이중창 

 결 과 값

  열회수장치와 누기에의한 열전도손실율

 2,472kWh/a

 4,909kWh/a

+2,437kWh/a 

 

 

 

 

 

6.   열교에  의한 열전도손실율 ( Thermal  bridge  transmission Heat losses)

 

   Qh=   선열교값   *     길이 (L)   *   84kKh/a

       =   0.05W/mK   *  120m   *  84kKh/a       

       =   360KWh/a

       =   석유 36 리터 

 

 

 

B. 화순 주택의 연간 태양열에너지 획득량

 

1. 창호 열획득량 ( Solar  Gain)

 

   Qs1 =    r (그림자율*먼지오염*비수직채광율) *  g  *  유리면적(Area) * 일사량(G)

         =   0.7  *  0.95  * 0.85  *  0.22 *  45m2 *  530 kWh/a

         =   2,965kWh/a

         =   석유 297 리터 

 

    

  적  요

  독일식 창호 3중유리

 LG로이 페어 이중창 

 결 과 값

창호 열획득량

 5,122Wh/a

 2,965kWh/a

-2,157kWh/a 

 

 

 

 

 

2. 내부열원 열획득량 ( Inner  Gain)

 

   Q=   2.1 W/m2K  *  바닥면적(Area) * tHEAT(난방일수)

       =   2.1 (W/m2K) * 264m2 * 0.024kh/d  *  150d

       =   1,996kWh/a

       =   석유 200 리터 

 

 

 

C. 화순 주택의 연간 총열에너지 밸런스(난방을 위한  연간 열에너지 수요량)

 

 

(A.주택의 연간 총열에너지 손실량)  - (B.주택의 연간 태양열에너지 획득량)

 

 (1.기초바닥 열손실량+2.벽체 열손실율+3.지붕(천정) 열손실율+4. 창호 열손실율+5.HR&누기에 의한 열손실율+6.열교에 의한 열손실율    )   

   -    (  1. 창호 열획득량  +  2. 내부열원 열획득량 )

      

      =   (1,182kWh/a  +   2,249kWh/a  + 1325kWh/a  +   4,440Wh/a  + 4,909kWh/a  +   360KWh/a )  -  ( 2,965kWh/a + 1,996kWh/a )

      =   (14,465 kWh/a   - 4,961 kWh/a )

      =   9,504 kWh/a  

      =   9,504 kWh/a / 264m2  = 36   kWh/m2a 

      =   석유  950리터  / 264m2  = 3.6 리터하우스 

      =   석유  950리터  *  1500원 

      =   1,425,000원

 

 

D. 가정용 온수 에너지 수요 (DHW)

 

     DHW=   35Wh/a  *  199m2   

      =   6965 kWh/a  

      =  등유  697리터  *  1500원  =  1,0447,000 원

 

 

 

E. 일반 전원주택에서의   연간 총에너지 수요량

 

 

     C.난방을 위한  연간 열에너지 수요량  +  D. 가정용 온수 에너지 수요량

     =  9,504 kWh/a   +  6965 kWh/a   

      =  16,469 kWh/a  

      =  등유 1,647리터 *1500원 = 2,470,350원

      = 

 

 

 

**결론  

 

만약 화순 패시브하우스에서 창호를 로이페어 이중창으로 교체한다면 난방에너지 수요는 m2당 3.6리터로 급증하게된다. 이는 로이 페어 이중창의 교체로 인해 창호의 열획득량이 감소하고 열회수장치와 누기에 의한 열손실이 크게 증가하기 때문이다. 결국 독일식 삼중유리창호의 로이페어이중창으로의 교체는 주택의 에너지 손실을 증가시키는 결과를 초래함으로서 득보다는 실이 훨씬 크게 작용한다.

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<특별기획3> 일반 전원주택,저에너지하우스,패시브하우스의 연간 에너지 수요 분석

 

3. 패시브하우스의 연간 열에너지 수요량은 얼마나 될까? 

   (패시브하우스에서 연난방과 온수에 어느 정도의 석유를 필요로 할까?)

 

지구 온난화의 여파로 올 겨울은  유난히도 강추위가 기승을 부렸다. 난방비가 싸다는 아파트(60평 기준)에서도 난방 가스연료비가 50-60만원을 넘어서기 일쑤였고 특히 전원주택(60평 기준)에 사시는 분들의 에너지비용이 석유4-5드럼을 훌쩍 뒤어넘었다. 석유 한 드럼이 30만원이니 한달간 150만여원이 한 달 난방비로 지출된 셈이다. 년간 평균 5개월을 난방 한다면 온수 비용을 포함하여 연간 750만원에 이르는 비용이다. 10년간이면 무려 7500만원에 이르는 비용이며 20년간이면 1억5천만원이므로 난방비로만 집 한채값을 날리는 셈이다. 한편 올 겨울 모니터링 결과 일반 전원주택에 비해 단열비용으로 3000여만원을 더 투자했던 저에너지하우스는 일반 전원주택의 에너지 비용은 1/3 선이었으며 1억 정도가 더 투자되었던 패시브하우스는 1/12 정도 소비되는 것으로  분석되었다. 분석 대상은 60평에 이르는 일반 전원주택과 4년전 건축된 저에너지하우스 그리고  작년에 완공된 패시브하우스였다.  이에 대한 에너지 분석은 패시브하우스 전용 에너지 분석 프로그램인 PHPP 툴을 사용하였음을 밝혀둔다   

지구 온난화의 여파로 올 겨울은  유난히도 강추위가 기승을 부렸다. 난방비가 싸다는 아파트(60평 기준)에서도 난방 가스연료비가 50-60만원을 넘어서기 일쑤였고 특히 전원주택(60평 기준)에 사시는 분들의 에너지비용이 석유4-5드럼을 훌쩍 뒤어넘었다. 석유 한 드럼이 30만원이니 한달간 150만여원이 한 달 난방비로 지출된 셈이다. 년간 평균 5개월을 난방 한다면 온수 비용을 포함하여 연간 750만원에 이르는 비용이다. 10년간이면 무려 7500만원에 이르는 비용이며 20년간이면 1억5천만원이므로 난방비로만 집 한채값을 날리는 셈이다. 한편 올 겨울 모니터링 결과 일반 전원주택에 비해 단열비용으로 3000여만원을 더 투자했던 저에너지하우스는 일반 전원주택의 에너지 비용은 1/3 선이었으며 1억 정도가 더 투자되었던 패시브하우스는 1/12 정도 소비되는 것으로  분석되었다. 분석 대상은 60평에 이르는 일반 전원주택과 4년전 건축된 저에너지하우스 그리고  작년에 완공된 패시브하우스였다.  이에 대한 에너지 분석은 패시브하우스 전용 에너지 분석 프로그램인 PHPP 툴을 사용하였음을 밝혀둔다   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

적   요

내   용

U-value 산출근거

 U-value

 1. 건축면적(연면적)

1층-40평,2층-20평(60평) 

199m2 (264m2)

 2. 벽체면적

 (60m+45m)*2.7m

284m2

 3. 지붕(천정면적)

 (40+20)m3.3m

 

199m2

 4. 창호(유리)면적

패시브하우스 전용창호

 

 60m2(45m2)

 5. 기초바닥구조

강화마루+5m/mpe폼+

 250m/m 네오폴 (1호)

 1/(0.17 +0.010/0.14+0.005/0.035+

0.25/0.030+0)

 U= 0.114 W/(m2K)

 6. 벽체단열구조

O.S.B+ 150mmE.P.S + 20mm중공층+

R-19 글라스울+12T석고2PLY

1/(0.13+0.012/0.14+0.150/0.035+

0.020/0.016+0.14/0.040+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.107 W/(m2K)

 7.지붕(천정)단열구조

 R-30+R-19 글라스울+9.5T석고2PLY

1/(0.17+0.41/0.038+0.024/0.18+0.04)

 U= 0.090 W/(m2K)

 8. 패시브하우스전용창호

Uw=1.20W/m2K

 

U=0.80W/m2K

 9. 유리g값

 로이삼중유리

 

0.32

10. 열회수환기장치 효율 

국산

 

 75%

11. 벽체기밀시공

Intello

 

 -

12. 콘센트기밀시공

 콘센트 기밀시공

 -

13. 기밀테스트값

  n50 < 0.6 h-1

없음

n50<0.6h-1

14. 선열교pis값&길이

 

 

0.003w/(mK)&120M

 

A. 화순 패시브하우스의 연간 총열전도 손실량

 

1. 기초바닥 열전도손실량 ( Foundation Transmission Heat losses)

 

  Qt =   기초바닥 U-value * 기초바닥 면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.121 W/(m2K)* 132m2 * 1 * 74kWh/a

       =   1,182kWh/a

       =   석유 118리터 

 

 

2. 벽체 열전도손실율 ( Wall Transmission Heat losses)

 

    Q=   벽체  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.107W/(m2K)* 284m2 * 1 * 74kWh/a

       =   2,249kWh/a

       =   석유 225리터 

 

 

 

3. 지붕(천정) 열전도손실율 ( Roof Transmission Heat losses)

 

    Q=   지붕  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.090W/(m2K)* 199m2 * 1 * 74kWh/a

       =   1325kWh/a

       =   석유 133리터 

 

 

4. 창호 열전도손실율 ( Window  Transmission Heat losses)

 

   Q=   창호  U-value  * 창호면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.80W/(m2K)* 60m2 * 1 * 74kKh/a

       =   3552Wh/a

       =   석유 355리터 

 

 

  

5.  열회수장치와 누기에  의한 열전도손실율 ( H.R&Leakage  Transmission Heat losses)

 

   nv.res (누기율)= n50  * e * Vn50/Vphpp

        = 0.6h-1  *  0.07   *  495/495

        = 0.042

  

   nv =  nvsystem *  (1-0.75)  +   nv.res (누기율) 

        = 0.4  *  0.25   +  0.042

        = 0.142

  

  Q=   체적    *   n    *   Cair   *    난방도일(Gt)

       =   264m2 *   2.7m   *   0.142 h-1  *   0.33Wh/m3   *   74kKh/a

       =   2472Wh/a

       =   석유 247리터 

 

 

6.   열교에  의한 열전도손실율 ( Thermal  bridge  transmission Heat losses)

 

   Qh=   선열교값   *     길이 (L)   *   84kKh/a

       =   0.05W/mK   *  120m   *  84kKh/a       

       =   360KWh/a

       =   석유 36 리터 

 

 

 

B. 화순 패시브하우스의 연간 태양열에너지 획득량

 

1. 창호 열획득량 ( Solar  Gain)

 

   Qs1 =   r (그림자율*먼지오염*비수직채광율) *  g  *  유리면적(Area) * 일사량(G)

         =   0.7  *  0.95  * 0.85  *  0.38 *  45m2 *  530 kWh/a

         =   5,122Wh/a

         =   석유 512 리터 

 

    

 

2. 내부열원 열획득량 ( Inner  Gain)

 

   Q=   2.1 W/m2K  *  바닥면적(Area) * tHEAT(난방일수)

       =   2.1 (W/m2K) * 264m2 * 0.024kh/d  *  150d

       =   1996kWh/a

       =   석유 197 리터 

 

 

 

C. 화순 패시브하우스의 연간 총열에너지 밸런스(난방을 위한  연간 열에너지 수요량)

 

 

(A.주택의 연간 총열에너지 손실량)  - (B.주택의 연간 태양열에너지 획득량)

 

 (1.기초바닥 열손실량+2.벽체 열손실율+3.지붕(천정) 열손실율+4. 창호 열손실율+5.HR&누기에 의한 열손실율+6.열교에 의한 열손실율    )   

   -    (  1. 창호 열획득량  +  2. 내부열원 열획득량 )

      

      =   (1,182kWh/a  +   2,249kWh/a  + 1325kWh/a  +   3,552Wh/a  + 2,472Wh/a  +   360KWh/a )  -  ( 5,122kWh/a + 1966kWh/a )

      =   (11,140 kWh/a   - 7,088 kWh/a )

      =   4,052 kWh/a  

      =   4,052 kWh/a / 264m2  = 15.34   kWh/m2a 

      =   석유  405리터  / 264m2  = 1.5 리터하우스 

      =   석유  405리터  *  1500원 

      =   607,500원

 

 

D. 가정용 온수 에너지 수요 (DHW)

 

     DHW=   35Wh/a  *  199m2   

      =   6965 kWh/a  

      =  등유  697리터  *  1500원  =  1,0447,000 원

 

 

 

E. 일반 전원주택에서의   연간 총에너지 수요량

 

 

     C.난방을 위한  연간 열에너지 수요량  +  D. 가정용 온수 에너지 수요량

     =  4,052 kWh/a   +  6,965 kWh/a   

      =  11,017 kWh/a  

      =  등유 1,102리터 *1500원 = 1,653,000원

      = 

 

 

 

**결론  

 

화순 패시브하우스의 경우 난방에너지 수요는 m2당 1.6리터에 불과하다. 저에너지하우스와 패시브하우스에 있어서일반 전원주택의 13/1, 저에너지하우스의 4/1 정도 수준이다. 이는 벽체와 기초의 단열시공에 따른 열관류율과의 상승도 영향을 미치지만 저에너지하우스에서 모자랐던 열교차단 디테일 솔루션과 패시브하우스 전용 창호와 벽체와 지붕의 기밀 시공이 적용됨으로 나타난 결과이다.  그만큼 기밀시공과 열교차단 디테일 솔루션의 적용이 패시브하우스의 완성에 중요하다는 말할 수 있겠다. 

 

한국제로에너지건축협회,kzba,페시브하우스,파시브하우스,패시브하우스,제로에너지하우스,저에너지하우스,독일패시브하우스,저탄소녹색건축기술포럼,에너지제로하우스,탄소제로,지구온난화,기후변화,삼진에너홈,패시브하우스 시공,패시브하우스 설계,패시브하우스 가격,패시브하우스 단열 기준,패시브하우스 정의,기밀시공,브로도어테스트,패시브하우스건축,패시브하우스 면적

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C<특별기획> 일반 전원주택,저에너지하우스,패시브하우스의 연간 에너지 수요 분석

2.저에너지 스틸하우스의 에너지 효율은 얼마나 될까?

 

지구 온난화의 여파로 올 겨울은  유난히도 강추위가 기승을 부렸다. 난방비가 싸다는 아파트(60평 기준)에서도 난방 가스연료비가 50-60만원을 넘어서기 일쑤였고 특히 전원주택(60평 기준)에 사시는 분들의 에너지비용이 석유4-5드럼을 훌쩍 뒤어넘었다. 석유 한 드럼이 30만원이니 한달간 150만여원이 한 달 난방비로 지출된 셈이다. 년간 평균 5개월을 난방 한다면 온수 비용을 포함하여 연간 750만원에 이르는 비용이다. 10년간이면 무려 7500만원에 이르는 비용이며 20년간이면 1억5천만원이므로 난방비로만 집 한채값을 날리는 셈이다. 한편 올 겨울 모니터링 결과 일반 전원주택에 비해 단열비용으로 3000여만원을 더 투자했던 저에너지하우스는 일반 전원주택의 에너지 비용은 1/3 선이었으며 1억 정도가 더 투자되었던 패시브하우스는 1/12 정도 소비되는 것으로  분석되었다. 분석 대상은 60평에 이르는 일반 전원주택과 4년전 건축된 저에너지하우스 그리고  작년에 완공된 패시브하우스였다.  이에 대한 에너지 분석은 패시브하우스 전용 에너지 분석 프로그램인 PHPP 툴을 사용하였음을 밝혀둔다   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 저에너지하우스의 연간 열에너지 수요량 계산

   (저에너지하우스에선 난방과 온수에 필요한 연간 어느 정도의 석유를 필요로 할까?)

 

 

적   요

내   용

면적  및  U-value 산출근거

 면적 & U-value

 1. 건축면적(연면적)

1층-40평,2층-20평(60평) 

199m2 

 2. 벽체면적

 (60m+45m)*2.7m

284m2

 3. 지붕(천정면적)

 (40+20)m3.3m

 

199m2

 4. 창호(유리)면적

 

미국식창호 &  LG이중창호

 60m2(10m2&30m2)

 5. 기초바닥구조

 200m/m 스치로폴 (1호)

 1/(0.17 +0.20/0.033+0)

 0.164 W/(m2K)

 6. 벽체단열구조

O.S.B+ 75mmE.P.S + R-19 글라스울+9.5T석고2P

1/(0.13+0.075/0.038+0.14/0.040+0.019/0.18+0.04)

 0.174 W/(m2K)

 7. 지붕(천정)단열구조

 R-19+R-11 글라스울+9.5T석고2PLY

1/(0.17+0.23/0.040+0.019/0.18+0.04)

 0.164 W/(m2K)

 8. 창호시스템

 미국식창호 (Uw=1.95W/m2K)

 

 1.95W/m2K

 9. LG 이중창호

LG이중창호(Uw=1.20W/m2K),로이페어

 

1.20W/m2K

10. 유리 g값(미국/LG)

 

 

 0.35/0.28

11. 열회수 환기장치 

없음

없음 

 -

12. 벽체기밀시공

없음

없음 

 -

13. 콘센트기밀시공

 

콘센트 기밀시공

 -

14. 기밀테스트값

  n50 < 2.5 h-1

없음

n50<2.5h-1

15. 선열교 pis값&길이

 

 

0.038/120M

 

 

A. 저에너지하우스의 연간 총열전도 손실량

 

1. 기초바닥 열전도손실량 ( Foundation Transmission Heat losses)

 

 Qt =   기초바닥 U-value * 기초바닥 면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.164 W/(m2K)* 132m2 * 1 * 74kWh/a

       =   1,601kWh/a

       =   석유 160리터 

 

2. 벽체 열전도손실율 ( Wall Transmission Heat losses)

 

    Q=   벽체  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.1740W/(m2K)* 284m2 * 1 * 74kWh/a

       =   3656Wh/a

       =   석유 3657리터 

 

 

3. 지붕(천정) 열전도손실율 ( Roof Transmission Heat losses)

 

    Q=   천정  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.1640W/(m2K)* 199m2 * 1 * 74kWh/a

       =   2415Wh/a

       =   석유 242리터

 

4. 창호 열전도손실율 ( Window  Transmission Heat losses)

 

 

   Qt1 =   창호  U-value  * 창호면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   1.95W/(m2K)* 15m2 * 1 * 74kKh/a

       =   2164Wh/a

       =   석유 216리터 

 

   Qt2 =   창호  U-value  * 창호면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   1.2W/(m2K)* 45m2 * 1 * 74kKh/a

       =   3996Wh/a

       =   석유 40리터 

 

   Qt1 +  Qt2 = 2164Wh/a + 3996Wh/a = 6,160Wh/a

 

 

 5.  누기에  의한 열전도손실율 ( Leakage  Transmission Heat losses)

 

 

   nvres (누기율)= n50  * e * Vn50/Vphpp

        = 2.5h-1  *  0.07   *  495/495

        = 0.245

 

   Q=   체적    *   누기율(Nvres)    *   Cair   *    난방도일(Gt)

       =   199m *   2.5m   *   0.336 h-1  *   0.33Wh/m3   *   74kKh/a

       =   2126Wh/a

       =   석유 217리터 

 

 

6.   열교에  의한 열전도손실율 ( Thermal  bridge  transmission Heat losses)

 

 

   Qh=   선열교값   *     길이 (L)   *   84kKh/a

       =   0.251W/mK   *  180m   *  74kKh/a       

       =   3.343KWh/a

       =   석유 343 리터 

 

 

 

B. 저에너지하우스의 연간 태양열에너지 획득량

 

1. 창호 열획득량 ( Solar  Gain)

 

 

   Qs1 =   <v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f><o:lock v:ext="edit" aspectratio="t"></o:lock><v></v> r (그림자율*먼지오염*비수직채광율) *  g  *  유리면적(Area) * 일사량(G)

         =   0.7  *  0.95  * 0.85  *  0.40 *  10m2 *  530 kWh/a

         =   1198kWh/a

         =   석유 120 리터 

 

   Qs2  =   <v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f><o:lock v:ext="edit" aspectratio="t"></o:lock><v></v> r (그림자율*먼지오염*비수직채광율) *  g  *  유리면적(Area) * 일사량(G)

          =   0.7  *  0.95  * 0.85  *  0.28 *  35m2 *  530 kWh/a

          =   2935kWh/a

          =   석유 294 리터 

 

    Qs1+Qs2 =  1198kWh/a  +  2935kWh/a  =  4,143kWh/a

 

 

2. 내부열원 열획득량 ( Inner  Gain)

 

 

   Q=   2.1 W/m2K  *  바닥면적(Area) * tHEAT(난방일수)

       =   2.1 (W/m2K) * 199m2 * 0.024kh/d  *  150d

       =   1504kWh/a

       =   석유 150 리터 

 

 

 

C. 광주 신현리 저에너지하우스의 연간 총열에너지 밸런스(난방을 위한  연간 열에너지 수요량)

 

 

(A.주택의 연간 총열에너지 손실량)  - (B.주택의 연간 태양열에너지 획득량)

 

 (1. 기초바닥 열손실량 +  2. 벽체 열손실율 + 3. 지붕(천정) 열손실율 +  4. 창호 열손실율  +  5. 누기에  의한 열손실율  + 6. 열교에  의한 열손실    )   

      -    (  1. 창호 열획득량  +  2. 내부열원 열획득량 )

      =   (1601kWh/a  +   3656kWh/a  +  2415kWh/a  + 6160kWh/a  +  2126kWh/a  +  3.343KWh/a )  -  ( 4,143kWh/a + 1504kWh/a )

      =   (19,301 kWh/a   -  5,647 kWh/a )

      =   13,654 kWh/a

      =   13,654 kWh/a/199m2 = 6.7리터하우스

      =   등유  1,365리터  *  1500원 

      =   2,047,500원

 

 

D. 가정용 온수 에너지 수요 (DHW)

 

     DHW=   35Wh/a  *  199m2   

      =   6965 kWh/a  

      =  등유  697리터  *  1500원  =  1,0447,000 원

 

 

 

E. 일반 전원주택에서의   연간 총에너지 수요량

 

 

     C.난방을 위한  연간 열에너지 수요량  +  D. 가정용 온수 에너지 수요량

     =  13,654 kWh/a   +  6965 kWh/a   

      =  20,619

kWh/a   =  3,0928,500원

 

 

 

**결론  

 

1000여만원의 예산 투자로 저에너지하우스의 콘센트 기밀시공과 열교방지디테일의 적용했을때 전체 열손실량의 30%정도가  감소됨을 알수 있다. 창호와  벽체 천정의 U값 상승  역시 30% 이상의 열손실이 감소된다. 그러나 상대적으로 이 부분에는 2000여만원의 투자가 있었으로 투자대비의 효과는 콘센트 기밀시공과 열교방지솔루션보다는 적다고 결론 지을 수 있다.  우리기 여기서 알 수 있는 사실은  큰 돈 들이지 않고 에너지를 아끼는 방법은 콘센트 기밀 시공과 열교 차단 솔루션의 적용에 있다는 것이다.

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(영문과 숫자만 입력) 

<특별기획> 일반 전원주택,저에너지하우스,패시브하우스의 연간 에너지 수요 분석

 

1.일반 전원주택의 에너지 효율은 얼마나 될까?

 

 

지구 온난화의 여파로 올 겨울은  유난히도 강추위가 기승을 부렸다. 난방비가 싸다는 아파트(60평 기준)에서도 난방 가스연료비가 50-60만원을 넘어서기 일쑤였고 특히 전원주택(60평 기준)에 사시는 분들의 에너지비용이 석유4-5드럼을 훌쩍 뒤어넘었다. 석유 한 드럼이 30만원이니 한달간 150만여원이 한 달 난방비로 지출된 셈이다. 년간 평균 5개월을 난방 한다면 온수 비용을 포함하여 연간 750만원에 이르는 비용이다. 10년간이면 무려 7500만원에 이르는 비용이며 20년간이면 1억5천만원이므로 난방비로만 집 한채값을 날리는 셈이다. 한편 올 겨울 모니터링 결과 일반 전원주택에 비해 단열비용으로 3000여만원을 더 투자했던 저에너지하우스는 일반 전원주택의 에너지 비용은 1/2 선이었으며 1억 정도가 더 투자되었던 패시브하우스는 1/12 정도 소비되는 것으로  분석되었다. 분석 대상은 60평에 이르는 일반 전원주택과 4년전 건축된 저에너지하우스 그리고  작년에 완공된 패시브하우스였다.  이에 대한 에너지 분석은 패시브하우스 전용 에너지 분석 프로그램인 PHPP 툴을 사용하였음을 밝혀둔다.

 

 

 

 

1. 일반 전원주택에서의 열에너지 수요 계산

 

적   요

내   용

면적  및  U-value 산출근거

 면적 & U-value

  1. 건축면적(연면적)

1층-40평,2층-20평(60평) 

199m2 

  2. 벽체면적

 (60m+45m)*2.7m

284m2

  3. 지붕(천정면적)

 (40+20)m3.3m

 

199m2

  4. 창호(유리)면적

 

 

 60m2(40m2)

  4. 기초바닥구조

 50m/m 스치로폴 (4호)

 1/(0.17 +0.05/0.042+0)

 0.735 W/(m2K)

  5. 벽체단열구조

O.S.B+ R-19 글라스울+9.5T석고2P

1/(0.13+0.012/0.140+0.14/0.040+0.019/0.18+0.04)

 0.2590 W/(m2K)

  6. 지붕(천정)단열구조

 R-19 글라스울+9.5T석고2PLY

1/(0.17+0.14/0.040+0.019/0.18+0.04)

 0.2554 W/(m2K)

  7. 창호시스템

 미국식창호 (Uw=2.4W/m2K)

 

 2.4W/m2K

  8. 유리 g값

 

 

 0.35

  9. 열회수 환기장치

없음

없음 

 -

10. 벽체기밀시공

없음

없음 

 -

11. 콘센트기밀시공

없음

없음 

 -

12. 기밀테스트값

 

 

n50=10h-1

 

 

 

 

 

 

A. 일반 전원주택의 연간 총열전도 손실량

 

1. 기초바닥 열전도손실량 ( Foundation Transmission Heat losses)

 

<v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f><o:lock v:ext="edit" aspectratio="t"></o:lock>   Qt =   기초바닥 U-value * 기초바닥 면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.735 W/(m2K)* 132m2 * 1 * 74kWh/a

       =   7179.2kWh/a

       =   석유 718리터 

 

2. 벽체 열전도손실율 ( Wall Transmission Heat losses)

 

 

   Qt =   벽체  U-value * 벽체면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.2590W/(m2K)* 284m2 * 1 * 74kWh/a

       =   5443kWh/a

       =   석유 544리터 

 

 

 

3. 지붕 열전도손실율 ( Wall Transmission Heat losses)

 

 

   Qt =   지붕  U-value * 지붕(천정)면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   0.2554W/(m2K)* 132m2 * 1 * 74kWh/a

       =   2494kWh/a

       =   석유 249리터 

 

 

4. 창호 열전도손실율 ( Window  Transmission Heat losses)

 

 

   Qt =   창호  U-value  * 창호면적(Area) * ft * 난방도일(Gt)

       =   2.4W/(m2K)* 60m2 * 1 * 74kKh/a

       =   10656kWh/a

       =   석유 1066리터 

 

 

 

 5.  누기에  의한 열전도손실율 ( Leakage  Transmission Heat losses)

 

 

   Qv =   체적    *   누기율   *   난방도일(Gt)

       =   199m *   2.5.m    *   0.7 h-1  *  0.33Wh/m3K   * 74kKh/a

       =   8504Wh/a

       =   석유 850리터 

 

 

6.   열교에  의한 열전도손실율 ( Thermal  bridge  transmission Heat losses)

 

 

   Qh=   선열교값   *     길이 (L)   *   74kKh/a

       =   0.678W/mK   *  120m   *  74kKh/a       

       =   6021KWh/a

       =   석유 602 리터 

 

 

 

B. 일반 전원주택의 연간 태양열에너지 획득량

 

1. 창호 열획득량 ( Solar  Gain)

 

 

   Qs =   <v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f><o:lock v:ext="edit" aspectratio="t"></o:lock><v></v> r (그림자율*먼지오염*비수직채광율) *  g  *  유리면적(Area) * 일사량(G)

       =   0.7  *  0.95  * 0.85  *  0.38 *  45m2 *  530 kWh/a

       =   5122 kWh/a

       =   석유 512 리터 

 

 

2. 내부열원 열획득량 ( Inner  Gain)

 

 

   Qi =   2.1 W/m2K  *  바닥면적(Area) * tHEAT(난방일수)

       =   2.1 (W/m2K) * 199m2 * 0.024kh/d  *  150d

       =   1504kWh/a

       =   석유 150 리터 

 

 

 

C. 주택의 연간 총열에너지 밸런스(난방을 위한  연간 열에너지 수요량)

 

 

(A.주택의 연간 총열에너지 손실량)  - (B.주택의 연간 태양열에너지 획득량)

 

 (1. 기초바닥 열손실량 +  2. 벽체 열손실율 +  3. 창호 열손실율  +   4  누기에  의한 열전도손실율   +  5.   열교에  의한 열전도손실율    )   

   -    (  1. 창호 열획득량  +  2. 내부열원 열획득량 )

      =   (7179kWh/a  +   5443kWh/a  +  2494kWh/a  +  10656kWh/a  + 8504Wh/a  +   6021KWh/a  )  -  ( 5122kWh/a + 1504kWh/a )

      =   (51,498 kWh/a   -  4,435 kWh/a )

      =   44,872 kWh/a

      =   44,872 kWh/a/199M2  =  22.5리터하우스

      =   등유  4,487리터  *  1500원 

      =   6,730,500원

 

 

D. 가정용 온수 에너지 수요 (DHW)

 

          50Wh/a  *  199m2   

      =   9950 kWh/a  

      =  등유  995리터  *  1500원  =  1,4925,000 원

 

 

 

E. 일반 전원주택에서의   연간 총에너지 수요량

 

 

     C.난방을 위한  연간 열에너지 수요량  +  D. 가정용 온수 에너지 수요량

     =  44,872 kWh/a   +  9950 kWh/a  

      =  54,822

kWh/a   =  8,223,950원

 

 

**결론  

 

    일반 전원주택에서의 열 전도손실은 벽체와 기초바닥 창호에서 상당량  발생되고 있음을 알 수 있다. 특히 여기에서 주의 할 점은 누기

    에 의한 열손실 열교에 의한 열손실량이 전체 손실량의 40%를 차지하고 있다는 점이다. 이 요소가 저에너지하우스와 패시브하우스

    에서 어떻게 변화되고 있는지를 살펴  보는 것만으로도 주택에 있어서 누기 (특히 콘센트)에 의한 열손실과 결로에 의한 열손실을 해결

    하는 것이야 말로 고효율 에너지 주택으로 가는 지름길임을 알 수 있다.

 

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지붕과 외벽단열의 부족으로 발생하는 20년후 주택의 난방에너지 손실 금액은 얼마나 될까?

 

Qustion

김철수씨는 전원주택을 지으려고 시공사를 수소문하던중 패시브하우스가 단열성능이 좋다하여 패시브하우스 전문 시공사를 찿아가서 건축상담을 하였다. 시공사측에서는 패시브하우스의 지붕과 벽체의 단열재 두께는 일반벽체와 지붕 각각150m/m  바닥 50m/m인것에 비해 지붕,벽체는 최소 250m/m이상은 더 단열을 해야하며 바닥은 300m/m 추가로 단열 시공할 것을 조언한다. 결과적으로 일반 벽체 지붕 바닥의 단열 시공시  11,600,000원이 소요되고 패시브하우스로 건축 할 경우는 39,600,000원이 소요된다한다. (10m/m두께 기준 벽체 바닥 단열시 ㎡당 800원, 바닥의 경우  ㎡당 2000원의 비용 전제,  시공 면적은 벽체400㎡ 지붕400㎡ 바닥200㎡ )  철수씨는 상담과정중 패시브하우스의 단열비용이 일반 전원주택 비용에 비해 턱없이 비싸다는 느낌을 지울 수 없었다. 그래서 철수씨는 패시브하우스를 포기하고 일반  전원주택과 같은 방법으로 지붕,외벽체 150mm 바닥 50m/m 단열의 방법을 채택한다. 

 

 

 

(1) 철수씨의 일반 전원주택의 벽체와 지붕 단열시공으로 인한 연간 연간 열손실액은 패시브하우스

     로 시공시 열손실액과의 차이는 얼마인가? 

    (일반전원주택 벽체,지붕Uvalue=0.266W/(㎡K) , 바닥 0.52W/(㎡K), 패시브하우스 벽체,지붕

      Uvalue=0.08W/(㎡K),  바닥 0.07W/(㎡K), 단, 연간 난방도일은 84kKh/a)

(2) 일반 전원주택 벽체-지붕단열 방법을 사용함으로서 10년간,20년간 추가되는 에너지 총비용은 얼

    마인가? (단 주택의 사용기간은 30년, 연이율  

    3%, 전력요금은  1kWh 당 150원으로 산정한다)

(3) 패시브하우스로 시공시 추가된 금액 28,000,000원은 어느 시점에서 부터 상쇄 될 수 있나?

 

Answer

 

(1)   지붕과 벽체:일반전원주택 Uvalue=0.246W/(㎡K)- 패시브하우스 Uvalue=0.08W/(㎡K))*전체면적

       800㎡*연간난방도일84kKh/a=11,155.2kWh

       바닥: 일반전원주택 Uvalue=0.52W/(㎡K)- 패시브하우스 Uvalue=0.70W/(㎡K))*전체면적

        200㎡*연간난방도일84kKh/a=7,560kWh

        지붕 벽체 바닥 전체합계: 11,155.2kWh+7,560kWh= 18,715kWh

(2)  18,715.2kWh*150원=2,807,250원
      2,807,250원*(/0.03)=23,946,411원

      2,807,250원*(/0.03)=41,764,719원

(3) 만약 패시브하우스로 시공 한다면 일반 단열 방법과 패시브하우스 단열 방법에서 비롯된 차액

      28,000,000원은  몇 년차부터 상쇄되는가?

      2,807,250원*(/0.03)=29,854,978원
      김철수씨가 4000만원을 투자하여 패시브하우스 단열 시공을 하더라도 대략 13년차에 투자비용

      을 전액 할 수 있다.

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Qustion

질 낮은 창호의 사용으로 발생하는 30년후 주택의 전력손실 금액은 얼마나될까?

 

김철수씨는 전원주택을 지으려고 시공사를 수소문하던중 패시브하우스가 단열성능이 좋다하여 패시브하우스 전문 시공사를 찿아가서 건축상담을 하였다. 상담과정중 아쉽게도 패시브하우스의 만만챦은 비용에 창호는 일반전원주택에 사용하는 미국식창호를 사용해야할듯싶었다. 시공사측에서는 패시브하우스의 완성은 창호가 결정적인 요소로 작용하니 반드시 패시브하우스용 시스템창호( M2당 700,000원, 창호Uw=0.75W/(㎡K))의 사용을 권유하였다. 창호의 전체면적은 70㎡로서 패시브창호 설치시 49,000,000원, 일반 시스템창호 사용시 28,000,000원의 비용이 들게된다.철수씨는 패시브하우스용 창호가 터무니없이 비싸다고 느껴 시중의 일반시스템 창호( ㎡당 400,000원,  창호Uw=1.95W/(㎡K)로 시공할 것을 주문하였다. 철수씨의 강변으로 시공사측은 어쩔수 없이 일반시스템창호를 설계에 반영하였다.

 

 

 

(1) 철수씨의 강변으로 인한 미국식 창호의 선택은 신축주택에 어떠한 영향을 미치는가? 이 창호로 패시브하우스의 구현은 가능한가?

(2) 패시브하우스 창호와 미국식 창호의 연간 열손실 차이는 얼마인가? (단 연간 난방도일은 84kKh/a)

(3) 두 창호 사이의 Heating load 차이는 얼마인가? ( 내부온도 20도, 외부온도 -20도일 경우)

(4) 일반시스템창호를 사용함으로서 연간 추가되는 에너지 비용은 얼마인가?

    (단 주택의 사용기간은 30년, 연이율 3%, 전력요금은 1kWh당 150원으로 산정한다)

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[패시브하우스 이론] 패시브하우스는 어떤 원리로 건축하는가?

​                    - 헤어드라이기 하나로만 난방이 가능한 건축물, 패시브히우스 -

패시브하우스의 아이디어는 너무도 간단하다.

건축물안에서는 인체의 체온, 냉장고등 전자제품에서 발생하는 열 그리고 집안 깊숙이 파고드는 따스한 햇빛등이 있는데 이러한 것들로부터 발생되는 에너지를 집안에 가두어 보존한다면 별 다른 난방설비장치의 도움 없이도 겨울을 보낼 수 없을까?“ 라는 발상의 전환이 바로 패시브하우스의 컨셉이다.

 

< 인체 발열, 기계 발열, 태양빛으로 난방을 하자는 아이디어가 패시브하우스>

우리가 커피를 마실때 물을 데우는 방법은 두가지가 있다.

하나는 전기선이 있는 커피포트에서 물을 끓이는 방법이고 또 다른 하나는 뜨거운 물을 아예 진공보온병에 담아두고 필요할 때 마다 따라 마시는 방법이다.

전자가 우리가 그동안 살아왔던 일반 건축물이고 후자가 바로 인체의 체온, 전자제품의 발열, 햇빛을 가두어 난방을 하는 패시브하우스이다.

그래서 패시브하우스는 진공보온병이다이다 라는 등식이 성립한다.

 

<패시브하우스는 진공보온병, 커피포트는 일반주택>

그런데 진공보온병안의 물은 제 아무리 단열과 기밀이 잘되어 있더라도 시간이 지나면 점차 식기 마련이다.

물이 어느정도 식었을때는 진공 보온병에 최소치의 전기에너지를 이용하여 다시 끓이게되면 뜨거워지게 된다.

이처럼 패시브하우스도 최소치의 에너지가 필요하게 되는데 일반적으로 60평 단독주택의 경우 2kW 헤어드라기(2kcal) 하나 정도면 충분히 난방을 할 수 있다. 60평 일반주택이 38kcal의 보일러로 난방을 하는 것과 비교하면 1/15-1/8 정도 수준이다.

그래서 패시브하우스는 헤어드라기 하나를 포함한 커다란 진공보온병이라고 말할 수 있다.

< 2kW 헤어드라이기 : 38,000kcal 가스보일러 >

 

아래 동영상은 헤어드라기 하나를 포함한 커다란 진공보온병인 패시브하우스가 어떤 원리로 헤어드라기 하나로 난방이 가능한지를 친절히 설명해주고 있다. ​

 

 

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[패시브하우스 이론] 패시브하우스를 완성하는 다섯가지 설계요소

E. 패시브하우스의 정복은 열교의 최소화'가 좌우

일반 건축물의 모서리나 발코니를 보면 하나같이 곰팡이가 피어 있음을 알 수 있다. 이는 건축물에 있어서 모두 열저항이 다른 대부분의 외피와 현저한 차이를 보이는 부분이 존재하기 때눈에 발생하는 현상으로 열교(heat bridge)라고 부르는데 패시브하우스의 완성은 바로 이러한 열교 현상을 최소화시켰을 경우에만 가능하다. 콘크리트 발코니와 외벽이 맞닿는 부분, -, 바닥-, 지붕-벽 등의 연결부나 모서리와 같이 이러한 부분에서 발생하는 열교에서는 주위의 다른 부분보다 더 많은 열손실이 일어난다. 또한 이때의 열손실로 인해 열교가 존재하는 부분의 온도는 다른 부분보다 더 낮아지기 때문에, 경우에 따라서는 결로현상이 발생하고 곰팡이가 피기도 한다. 따라서 열교는 실내의 부분별 온도격차가 커지게 함으로써 건물 실내의 열적인 쾌적성에 손상을 주고, 열교로 인한 결로와 곰팡이의 발생은 건물과 사용자의 건강을 해치는 결과를 가져온다. 패시브하우스의 성립조건을 충족시키려면 열교 없는 건축’(heat bridge free construction)이라는 정의를 만족시키는 설계가 이루어져야 한다. 물론 열교 없는이라고 해서 패시브하우스에서 열교가 존재하지 않는 것은 아니다. 패시브하우스의 열교 없는이라는 정의는 열교가 존재하지만 이 열교를 통해서 빠져나가는 에너지의 양을 최소화하도록 설계함으로써 패시브하우스의 성립에 열교가 방해요소로 작용하지 않도록 하는 것이다. 패시브하우스에도 기하학적 조건에 의한 열교와 건축 구조적 조건에 의한 열교가 발생한다. 그러나 패시브하우스에서는 이러한 열교가 발생하는 부분의 처리에 세심한 주의를 기울임으로써 이 부분에서의 열손실을 최소화하는 것이다.

 

<사진6 열교최소화 적용이 안된 일반주택의 열교>

<사진7 패시브하우스는 일반주택과 비교시 열교발생이 전무>

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