주거건물의 창호시스템 구성요소 조합별 평가를 통한 단열성능 향상방안에 관한 연구

Abstract

최근 UN 기후변화협약 및 교토의정서 등을 통해 촉발된 탄산가스 배출 규제로 인해 건물의 에너지 절약은 경제적 측면에서 뿐만 아니라 환경부하 절감 측면에서도 매우 중요시 되고 있다. 외피부하 지배형 건물인 주거용 건물에서 특히 창호시스템을 통한 열손실ㆍ획득은 전체 냉난방부하의 상당부분을 차지하고 있으므로, 창호시스템에서의 단열성능 향상은 매우 중요한 과제라고 할 수 있다. 창호시스템의 단열성능은 주로 유리, 프레임, 스페이서 등 구성요소의 성능에 의해 좌우되며, 창호시스템 유리부위의 단열성능을 향상시키기 위하여 복층유리의 일부 면에 Low-e 코팅을 적용하기도 하고, 프레임에는 Thermal Breaker를 삽입하거나, 프레임 에지 부위에 단열 스페이서를 삽입하는 등 복층유리를 적용한 창호시스템의 단열 성능을 향상시키기 위해 많은 연구ㆍ개발이 수행되고 있다. 그러나 현재 Low-e 코팅 유리에 관한 구체적 적용 타당성 검토가 미흡하며, 복층유리에서 중공층을 형성 ㆍ 유지하기 위해 보편적으로 사용하고 있는 알루미늄 스페이서는 견고함에 있어 충분히 그 성능을 만족시키고 있으나, 알루미늄 고유의 특성인 높은 열전도율로 인해 많은 문제점을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 창호시스템 구성요소에 대해 파악한 후, 각 구성요소 조합별 대안을 선정하여 각 대안간 에너지 및 표면결로 방지성능을 평가함으로써 창호시스템의 단열성능 향상방안을 제시하고자 한다. 본 연구의 결과, 창호시스템의 에너지 성능은 창호시스템 개폐방식별 프레임 종류에 따라 Low-e 코팅을 적용하게 되면 창호시스템 전체의 U-factor 값을 15.2-21.5% 정도 감소시킬 수 있어 Low-e 코팅 적용에 의한 에너지 성능 향상 효과가 매우 큰 것으로 나타났으며, 표면결로 방지성능은 단열 스페이서 적용에 따라 실내측 최저 표면온도는 최고 2.2℃, 온도편차율은 0.07 상승효과가 있는 것으로 나타나 이를 적용시 표면결로 방지에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 창호시스템 전체의 U-factor 값 감소 효과와 실내측 최저 표면온도 및 온도편차율 상승효과는 창호시스템의 구성요소 조합에 있어서 Low-e 코팅과 단열 스페이서를 동시에 적용하는 경우가 둘 중 하나만 적용한 경우에 비해 약간 더 큰 것으로 나타나 이를 동시 적용 하는 것이 창호시스템의 단열성능 향상에 기여할 수 있을 것이라 판단된다.;Nowadays, by trend that extend balcony at apartment increases, interest about insulation performance improvement for window system of residential building is increasing. But, most do not think balcony insulation, problems of that energy loss and condensation occur are happened. Insulation performance of window system is influenced by performance of component such as glass, frame, spacer etc. There is Low-e coating glass, thermal breaker and insulation spacer for insulation performance improvement technology of window system. Thus this study aims to evaluate insulation performance of window system by component association of window system. To the window system with and without low-e coating and insulation spacer, U-values of each part and total window system were calculated for the evaluation of energy performance. Also temperature difference ratio was derived from the lowest inside surface temperature for the evaluation of inside surface condensation under the various conditions of inside air temperature, humidity and outside air temperature. As results, to improve energy performance of window system, it is needed to application of Low-e coating glass and to improve inside surface condensation performance of window system, it is needed to application of insulation spacer. Also, apply Low-e coating and insulation spacer at the same time is more effective to improvement of insulation performance for window system.