[강원권_그린 매거진] 제로에너지빌딩 적용기술

[강원권_그린 매거진] 제로에너지빌딩 적용기술 - 한국수력원자력 사옥

카테고리 없음

by 강원 그린리모델링 기자단 김성수 2021. 8. 31. 17:17

[강원권_그린 매거진] 제로에너지빌딩 적용기술 – 한국수력원자력 사옥

개요

한국수력원자력은 국가의 대표적인 에너지 생산기업으로 지방이전을 추진하면서 에너지 저소비형 친환경 본사 사옥 건립을 목표로 수립하였고, 이를 토대로 설계안을 공모했다. 자연순응형디자인, 녹색건축인증 최우수 등급, 건축물 에너지효율 1등급, 신재생에너지 20% 이상 적용 등 친환경 및 에너지절약 설계안을 비중 있게 요구하였다.

지역기후 환경

계획부지는 경주시 양북면 장항리에 위치하고 기후환경은 기상청의 10년간(1999~2008년) 기상자료를 중심으로 분석했다. 경주는 겨울철 평균기온이 4.0℃, 여름철 평균기온이 24.2℃로서 서울과 비교하여 연평균 기온이 약 1.5℃ 높고, 연평균 누적 강수량은 1,320mm로서 서울 대비 약 16% 정도 적다. 주풍향은 북서풍 2.1m/s 로 특정 향에 집중도가 높지 않고 여름철 및 간절기에는 대체로 북동풍의 바람이 많이 불어온다.

그림 1. 한국수력원자력 경주사옥 조감도

건물외피 디자인

건물외피 디자인을 통해 친환경적인 개성을 표현하고자 했으며 에너지 절약, 에너지 생산, 친환경 피사드 구축을 목표로 4가지 기능을 담는 시스템을 제안하였다. 주요 핵심기능으로는 수평차양, 원기캐쳐, BIPV, 수평형 광덕트, 나이트퍼지를 통해 에너지 집약형 건물외피 모듈을 구축하였다.

그림 2. 계획안 입면의 구성도

남측면 삼각형 단면형태의 수평차양은 동지와 하지의 태양고도에 따라 실내 유입 일사량을 조절하는 기능 이외에도 자연환기를 극대화하는 윈드캐쳐 기능을 담았다. 설치각 60˚의 경사면으로 계획된 수평차양 상부에 BIPV를 설치하여 발전효율을 향상시켰다. 이 밖에도 자연채광을 실내로 유입하고 쾌적한 업무환경 제공과 조명에너지절감을 위해 수평형 광덕트를 적용하였고 야간의 구조체 축냉(나이트 퍼지)을 적용하고 센서조절 환기댐퍼를 계획하여 냉방부하 저감을 유도하였다.

윈드캐쳐와 윈드포켓

기류환경 제어를 위한 주요 계획으로 저층부 필로티, 서측 윈드포켓, 남북측 윈드캐쳐를 계획하였다. 주풍향 북서풍과 간절기 북동풍을 고려하여 기류가 유입되는 대지 북측 건물하부에는 필로티를 설치하여 대지 남쪽으로 기류를 소통시켰고 타워부 양측면에는 윈드캐쳐와 포켓을 설치하여 간절기 북동풍을 실내로 유도했다.

그림 3. 주풍향에 따른 대지 내 기류흐름

계획안에 적용된 윈드캐쳐는 입면에 수평으로 입면 돌기를 형성하여 약 17%의 풍압차를 향상시켰으며 이를 통해 자연환기 성능을 향상시켰다.

그림 4. 원드캐쳐 효과

타워부 측면에 설치된 원드윙은 기류의 실내유입을 유도하고 휴식데크 기능의 원드포켓과 연계하여 공용부의 자연기류 유입을 유도했다.

그림 5. 원드포켓 및 원드윙의 효과

신재생에너지 활용 계획

지열시스템, 태양광, 태양열급탕, 수평형 광덕트, 수직형 광덕트를 적용하여 예상 에너지 사용량의 31.1% 공급계획을 수립하였다. 신재생에너지 중에서 태양광발전, 광덕트, 태양열급탕 등은 음영 및 일조, 일사량 검토를 통해 동지 일조 5시간 이상이 확보되는 음영피해 최소 위치에 설치했다.