Energy Performance Evaluation of Apartment Building according to Window-to-wall ratio and Energy performance of Envelope

공동주택의 창은 일사에 의한 태양 복사에너지를 실내로 받아들이는 역할을 하고, 겨울철 실내로의 일사유입은 실내에 태양 복사열을 전달하여 난방에너지 절감에 도움을 준다. 12월에서 1월 사이에 남측 창은 하루에 4~5시간만 일사를 받더라도 난방에 충분히 도움 되는 양(2,167~2,696kcal/㎡/day)의 복사에너지를 받을 수 있다. 채광창을 이용해 겨울철 태양 복사에너지를 최대한 실내로 유입시키는 건축계획은 추가적인 설비 필요 없이 주거부문의 난방 에너지를 절감 할 수 있는 방법이다. 따라서 창의 면적은 창을 통해 실내로 유입되는 태양 복사에너지의 양을 결정하는데 중요한 요소가 된다. 반면 이러한 창의 면적이 증가하게 되면 외벽보다 단열성능이 떨어지는 창을 통한 전열 손실의 증가로 냉난방 에너지 손실이 발생한다. 국내 공동주택은 채광, 조망을 위해 거실에 전면창을 설치하고 있으며, 최근에는 외장적인 효과를 위해 공동주택 외피에서 창이 차지하는 비율이 점점 높아지고 있다. 2006년 1월 공동주택의 발코니 확장이 합법화되면서 열적 완충공간으로 작용하던 발코니가 대부분 확장됨에 따라 창호가 에너지성능에 미치는 영향은 더욱 커지게 되었다. 이에 공동주택에서 에너지 절약을 위한 효과적인 방법은 설계 초기 단계부터 창호 및 벽체의 단열, 창면적비 등의 건축적인 특성을 고려하여 효율적인 에너지 절약 계획을 수립하는 것이다. 이에 본 연구에서는 창호 및 외벽의 단열성능, 창면적비를 평가항목으로 설정하고 동적열부하 시뮬레이션을 통해 이에 따른 난방 및 냉방 부하의 변화와 에너지성능을 분석하여 공동주택에서 외피의 단열 성능별 창면적비에 따른 에너지성능에 대한 연구를 진행하고자 하였다. (1) 주요 설계변수로 선정한 창호의 단열성, 외벽의 단열성, 창면적비의 성능수준 case를 조합한 총 25개의 대안(CASE)들을 대상으로 난방 및 냉방부하를 산출하였다. 평가대상 공동주택에 대한 CASE별 연간 난방 및 냉방부하 산출 결과, 창면적비가 증가할수록 난방부하는 감소하고 냉방부하는 증가했다. 이는 창면적비가 증가할수록 창을 통한 전열손실 보다 일사열획득이 난방부하에 미치는 영향이 더 크며 이는 난방부하에 유리하기 때문이다. 창호와 외벽의 단열성능이 향상 될수록, 창면적비가 증가할수록 전열량 감소와 일사열획득 증가로 난방부하는 줄어들고 냉방부하는 증가하며 총 부하는 난방 및 냉방부하의 변화량 크기에 의해 결정된다. CASE1(창호 열관류율 2.1W/㎡K, 외벽 열관류율 0.36W/㎡K)을 보면 창면적비가 증가함에 따라 난방부하는 감소하고 냉방부하는 증가하며 난방부하 감소량보다 냉방부하 증가량이 크기 때문에 총 부하는 증가한다. 이를 통해 창을 통한 전열손실 보다는 일사열 획득이 난방부하에 미치는 영향이 더 큼을 알 수 있었고, 창면적비 변화 시 냉방부하 변화량이 난방부하 변화량 보다 더 큼을 알 수 있었다. CASE2(창호 열관류율 1.8W/㎡K, 외벽 열관류율 0.30W/㎡K), CASE3(창호 열관류율 1.5W/㎡K, 외벽 열관류율 0.25W/㎡K), CASE4(창호 열관류율 1.2W/㎡K, 외벽 열관류율 0.20W/㎡K), CASE5(창호 열관류율 0.8W/㎡K, 외벽 열관류율 0.15W/㎡K)는 난방부하는 감소하고 냉방부하는 증가하는 경향은 유지되지만 총 부하는 감소하는 경향을 볼 수 있다. 외피의 단열성능이 좋아질수록 창면적비 증가에 따른 일사열 획득량의 증가와 전열량 감소의 영향이 난방부하에 유리하게 작용하여 난방부하 감소량이 커지기 때문에 총 부하는 감소하게 된다. 따라서 외피의 단열성능이 향상될수록 총 부하는 냉방부하의 증가보다 난방부하의 감소에 더 많은 영향을 받음을 알 수 있고 이는 일사열 획득에 의한 영향이 커지기 때문이다. (2) 평가대상 공동주택에 대한 CASE별 창면적비 변화에 따라 얼마만큼의 일사열을 획득하며 또 관류에 의한 열손실량을 알아보기 위해 열흐름 분석을 하였다. CASE1(창호 열관류율 2.1W/㎡K, 외벽 열관류율 0.36W/㎡K)에서 창면적비가 증가할수록 창을 통한 열손실은 증가하고 벽을 통한 열손실은 감소하며 외피를 통한 총 열손실은 증가하고, 창면적비 증가로 인해 창을 통해 유입되는 일사열 획득은 증가한다. 이는 창면적비가 증가하면 외벽보다 열관류율이 낮은 창의 면적이 더 커져 창을 통한 열손실은 증가하고 벽을 통한 열손실은 감소하기 때문이다. 창면적비가 증가할수록 외피를 통한 열손실은 증가하고 창을 통한 일사열 획득량은 증가하며 외피를 통한 열손실량 보다 창을 통한 일사열 획득량이 더 크기 때문에 실내로의 열획득이 증가하게 되므로 난방부하에는 유리하고 냉방부하에는 불리하게 된다. CASE2(창호 열관류율 1.8W/㎡K, 외벽 열관류율 0.30W/㎡K), CASE3(창호 열관류율 1.5W/㎡K, 외벽 열관류율 0.25W/㎡K), CASE4(창호 열관류율 1.2W/㎡K, 외벽 열관류율 0.20W/㎡K)인 경우 또한 창면적비가 증가할수록 외피를 통한 열손실은 증가하고 창을 통한 일사열 획득량은 증가한다. 이는 난방부하에는 유리하게 작용하고 냉방 부하에는 불리하게 작용하지만 총 부하는 난방 부하 변화량과 냉방 부하 변화량에 의해 결정될 것이다. CASE5(창호 열관류율 0.8W/㎡K, 외벽 열관류율 0.15W/㎡K)는 창면적비가 증가할수록 창을 통한 열획득량이 증가함을 볼 수 있다. 이는 고성능 단열창호의 사용으로 실내로부터 전달되는 장파 적외선의 반사로 열손실이 줄기 때문이다. 창을 통한 열획득량 증가로 인해 외피를 통한 열 획득 또한 창면적비가 증가할수록 증가하게 되고 일사열 획득량은 창면적비 증가에 따라 증가한다. 따라서 난방부하는 감소하고 냉방부하는 증가하지만 전열량(획득)의 증가와 일사열 획득량의 증가가 난방 부하에 유리하게 작용하여 난방부하의 변화량이 냉방부하 변화량 보다 커 총 부하량은 감소하게 된다. (3) 난방 및 냉방에너지 소비량은 난방기(6-9월을 제외한 절기)와 냉방기(6-9월)를 적용하여 난방에너지 소비량은 난방기에 해당되는 부하만을 적용시키고 냉방 에너지 소비량은 냉방기에 해당되는 부하만을 적용시켜 산출하였다. CASE별 난방 및 냉방에너지 소비량은 난방 및 냉방 부하에 비례계수가 곱해져 산출되기 때문에 그 경향은 난방 및 냉방부하에서와 같다. 하지만 총 에너지 소비량은 총 에너지 소비량의 80~90%를 차지하는 난방에너지 증감량에 의해 결정되며 난방에너지는 앞서 말했듯 난방부하에 비례계수가 곱해져 산출되기 때문에 외피의 단열성능이 향상될수록, 창면적비가 증가할수록 감소량이 증가하여 총 에너지는 감소한다. (4) 난방 및 냉방에너지 비용은 난방 및 냉방부하의 경우와 같다. 하지만 열량당 사용요금, 전력량 요금이 계절 혹은 에너지 소비량에 따라 차등적용 되므로 대안별 에너지비용 증감률은 부하 및 에너지 소비량의 경우와는 다르게 나타난다. CASE1(창호 열관류율 2.1W/㎡K, 외벽 열관류율 0.36W/㎡K)에서 창면적비 40%(CASE1_40%)의 난방에너지 비용은 창면적비 20% (CASE1_20%)의 난방에너지 비용보다 감소하였고 냉방에너지 비용은 창면적비 40%(CASE1_40%)가 창면적비 20% (CASE1_20%)보다 증가하여 총 에너지 비용이 증가하였다. 하지만 CASE2(창호 열관류율 1.8W/㎡K, 외벽 열관류율 0.30W/㎡K)에서 창면적비 40%(CASE2_40%)의 난방에너지 비용은 창면적비 20%(CASE2_20%)의 난방에너지 비용보다 감소하였고 냉방에너지 비용은 창면적비 40%(CASE2_40%)이 창면적비 20% (CASE2_20%)보다 증가하여 총 에너지 비용은 감소하였다. CASE3(창호 열관류율 1.5W/㎡K, 외벽 열관류율 0.25W/㎡K)과 CASE4(창호 열관류율 1.2W/㎡K, 외벽 열관류율 0.20W/㎡K), CASE5(창호 열관류율 0.8W/㎡K, 외벽 열관류율 0.15W/㎡K)도 이와 마찬가지로 난방에너지 비용 감소량이 냉방에너지 비용 증가량보다 많아 총 에너지 비용은 창면적비가 증가 할수록 감소했다.;Enhancement of exterior's insulation performance like wall or window etc. is general way for building's energy efficient and thermal performance. But exterior's opening plan is important for minimizing the energy consumption and heat loss. Building receive solar radiation through windows and the solar radiation helps to save heating energy in winter. Therefore the bigger the window ratio is, the larger the amount of solar radiation we can receive. On the other hand, expansion of window area's rate increases heat loss through glazing. The aim of this study is to evaluate the energy performance of apartment building according to window-to-wall ratio and energy performance of envelope. Annual heating and cooling loads of apartment building with various window-to-wall ratios and energy performances of envelope were calculated by EnergyPlus program. First, a Baseline model was established, based on an actual recently constructed apartment complex that is regarded as the most common type. To evaluate energy performance, 25 CASEs which were combined with various performance ranges of U-value of the total glazing system, U-value of the insulation and Window-to-wall ratio were determined. As results, the enhance of U-value of the total glazing system and U-value of the insulation reduces heating loads and increases cooling loads because of increase of the heat loss and decrease of solar radiation. The total saving effect is determined by the sum of heating and cooling energy performance.제 1 장 서 론 1 1.1 연구의 배경 및 목적 1 1.2 연구의 방법 및 범위 3 제 2 장 건물 외피 에너지 성능 및 제도와 기존연구 고찰 5 2.1 건물의 에너지 성능 5 2.1.1 일사열 취득 8 2.1.2 전도열량 13 2.1.3 창호의 에너지 성능 14 2.2 국내 외피관련 제도 20 2.3 기존연구 고찰 21 제 3 장 에너지 성능평가 개요 24 3.1 에너지 성능 평가방법 24 3.1.1 에너지 해석 도구 및 난방 및 냉방부하 산출 개요 24 3.1.2 난방 및 냉방에너지 소비량 산출 개요 26 3.1.3 난방 및 냉방에너지 비용 산출 개요 27 3.2 평가대상 공동주택 개요 및 평가조건 29 3.2.1 평가대상 공동주택 개요 29 3.2.2 평가대상 공동주택 에너지 해석조건 30 제 4 장 외피 단열성능 및 창면적비에 따른 에너지 성능 33 4.1 성능변수 설정 33 4.2 연간 난방 및 냉방부하 산출결과 37 4.2.1 난방 및 냉방부하 분석 38 4.2.2 외피를 통한 열흐름 분석 42 4.3 연간 난방 및 냉방에너지 소비량 산출결과 46 4.4 연간 난방 및 냉방에너지 비용 산출결과 50 제 5 장 결론 53 참고문헌 57 ABSTRACT 5

A Study of Haegeum playing techniques for contemporary composition

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 음악과, 2013. 2. 양경숙.현재 해금은 악기의 구조적인 한계를 넘어 효과적인 연주법으로 다양한 작품을 창출하고 있다. 해금 창작곡의 연주는 주로 전통적인 연주법에 기인하되 일관된 규칙이 없으며, 작품을 해석하여 연주하는 연주자의 역량에 의해 곡의 완성도가 좌우되고 있다. 따라서 본고에서는 전통음악의 연주법에서 발견한 규칙을 토대로 해금 창작곡의 연주법을 정리하여 체계화하고자 하였다. 본 고에서 살펴본 바를 정리하면 다음과 같다. 첫째로 해금 운지법(Fingering)은 『악학궤범』과 현행 전통음악의 운지법을 분석함으로써 운지의 기준은 2律, 역안의 기준은 1律이라는 일정한 규칙을 도출하여 이를 바탕으로 하나의 포지션 내에서 12음의 음정을 발음하도록 구성하였다. 즉 지판의 역할을 할 수 있는 기본 운지법의 틀을 구성하였고, 이 틀을 기본으로 하여 각 조성별 음계와 음역, 중심음을 고려한 포지션의 선택방법과 기준을 살폈다. 전통음악에서 발견한 음정 발음의 규칙을 바탕으로 하여 한 옥타브 내의 모든 상대음을 유현 1指 포지션에 두고 음계를 쌓아 음정 간격에 따른 운지유형을 파악한 결과, 이 중 5개의 상대음이 유현 1指 포지션으로 선택 가능함을 알았고, 이 5개의 포지션에 따른 운지유형은 서로 다르게 나타났다. 그러므로 해금에서 포지션으로 사용할 수 있는 25개의 절대음을 기준으로 하여 15개의 조성에서 실제적으로 사용할 수 있는 운지유형을 살핀 결과, 총 154개의 운지유형을 발견하였다. 이 중 모든 조성에서 통용되는 운지 유형을 5가지로 정리하였으며, 창작음악 연주 시 빈번히 발생하는 포지션의 이동 즉, 시프팅(Shifting) 방법을 8가지로 정리하였다. 둘째로 해금 운궁법(Bowing Technique)은 전통음악의 경우에 활의 방향이 악보에 제시되어 있기 때문에 음악형태의 역사적 변천에도 불구하고 큰 변화 없이 전승되어 오고 있다. 그러므로 전통음악에서의 활의 방향 전환의 규칙 9가지를 발견하여 이를 창작음악 운궁법에 활용하고자 하였다. 또한 효과적인 운궁법을 위한 주요소인 활의 방향, 활의 각도, 활의 길이, 활의 속력, 활의 압력, 활의 위치, 사운딩 포인트 등을 세부적으로 정리하였다. 이들은 독립변수가 아닌 상관관계로 이루어져 있기 때문에 실제 연주 시에는 이 7가지 요소들을 적절히 결합하여 활용해야 할 것이다. 셋째로 특수주법은 전통음악에서는 나타나지 않았던 연주방법으로 현재 창작곡 연주에 쓰이고 있다. 그러나 그 명칭과 연주방법이 명확하게 정립되어 있지 않으므로 타문화권의 찰현악기에서 유사한 형태로 사용되고 있는 특수주법들을 해금의 특성에 맞게 재해석하여 도입하였다. 이에 대해 음향 스펙트럼 분석을 시행하여 객관적인 데이터를 근거로 효과적인 연주방법을 제시하였다. 해금 창작곡에서 활용되고 있는 특수주법은 운지에 의한 특수주법과 운궁에 의한 특수주법으로 나눌 수 있다. 운지에 의한 특수주법은 글리산도(Glissando), 포르타멘토(Portamento), 트릴(trills), 하모닉스(Harmonics), 스코르다투라(Scordatura) 등이 있고, 운궁에 의한 특수주법은 루레(Loure) 혹은 포르타토(Portato), 스타카토(Staccato), 마르카토(Martellato, Marcato), 스피카토(Spiccato), 트레몰로(Tremolo), 꼴레뇨(Col legno), 피치카토(Pizzicato) 등이 있다. 또한 운지와 운궁이 복합적으로 적용되는 중음주법(Double Stop)이 있다. 이상으로 해금 창작곡을 위한 연주법에 대해 고찰하였다. 본 연구의 의의는 전통적인 연주법을 기조로 하되 현대 음악계의 동향을 반영하여 효과적인 연주법을 개발하고 정립했다는 점에서 의의를 가진다고 하겠다. 본고에서 체계화한 해금 창작곡의 연주법이 실제 해금 연주에 활용되어 악기로서의 무한한 가능성을 인정받을 수 있기를 기대한다. 아울러 본 연구가 전통과 현대를 잇는 통로가 되어 50년 역사를 가진 해금창작곡의 미래를 발전적으로 이끌어가는 도약대가 되기를 바란다.목 차 Ⅰ. 서론 1 1. 문제제기 및 연구목적 1 2. 선행연구 검토 2 3. 연구범위 및 연구방법 6 Ⅱ. 해금 운지법 9 1. 전통음악의 운지법 9 1) 『악학궤범』의 해금 운지법 9 2) 현행 전통음악의 운지법 14 2. 해금 창작곡 연주를 위한 운지법(Fingering) 54 1) 포지션(Position)의 선택 54 2) 시프팅(Shifting) 선택기준과 방법 242 3. 소결 250 Ⅲ. 해금 운궁법 254 1. 현행 전통음악의 운궁법 254 2. 효과적인 운궁법(Bowing Technique)의 요소 267 3. 특수주법 281 4. 소결 305 Ⅳ. 결론 308 참고문헌 310 Abstract 316 부록 319Docto

중학교 1학년 과학 교과서에 반영된 실제 과학 탐구의 특징

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :과학교육과 지구과학전공,2003.Maste