성균관대학교 토스텐 슛체 교수 연구팀은 스마트 지속가능성을 고려한 탄소 중립적 오염물질 무배출 건물 리노베이션 시스템 연구를 수행중 입니다.

한국의 많은 기성 건축물은 개보수를 필요로 하고 있습니다. 현존하는 건축물의 운영은 특히 냉난방에 소비되는 에너지와 연관성이 높습니다. 따라서 에너지 효율을 위한 주거 및 상업 건축물의 리노베이션은 광범위한 규모의 에너지 절약 잠재력을 발굴해 내야 합니다. 또한 건축물 수명의 연장은 한국 건설 산업에 자원 효율화를 촉진할 것 입니다.

이 연구는 이러한 배경에서 현존하는 주거와 상업용 건축물의 수명 연장을 촉진하는 스마트하고 탄소중립적인 건축물 리노베이션 시스템을 개발하고자 합니다. 이 시스템은 바닥 슬라브 연장부, 에너지 효율적인 파사드와 지붕에 쓰이는 조립식 부품으로 구성됩니다. 또한 이 시스템은 재생가능한 소재와 전기를 생산해 낼 수 있는 태양광 모듈로 구성되는 덕분에 오염 물질을 배출하지 않습니다.

에너지 관리 및 냉난방, 환기를 위한 스마트 에너지 효율 빌딩 서비스 엔지니어링 시스템은 리노베이션 과정 이후에 이 시스템에 통합됩니다. 이러한 건축 외피 시스템은 제로 에너지 빌딩으로의 리노베이션과 전력 기반의 건축물 서비스 엔지니어링 시스템 및 이동성을 촉진하게 됩니다. 아울러 생애 비용 분석과 총 현재가치 분석 등의 건축물 시뮬레이션을 통해 달성 가능한 환경 및 경제적 편익 및 절감효과를 분석할 예정입니다.

이를 통해 본 연구는 아래와 같은 목적을 달성하고자 합니다.

  • 건축물 리노베이션을 위한 지속가능한 탄소중립적 파사드와 지붕 시스템
  • 태양광 에너지 생산과 관리가 통합된 파사드와 지붕 시스템
  • 환기와 냉난방이 통합된 파사드와 지붕 시스템
  • 기존 건축물을 고려한 생산, 건설, 리노베이션 방법론
  • 리노베이션 시스템의 환경 및 경제적 비용 시뮬레이션
  • 리노베이션 건축물의 환경 및 경제적 특성과 비용 시뮬레이션
  • 리노베이션 주거용  및 상업용 건축물의 유형별 수명 주기 비용 분석(Life Cycle Cost Analysis- LCCA)
  • 수명 주기(10년, 20년)별 건축물 리노베이션 수명 주기 비용의 총현재가치 평가

건축물의 미적인 면을 고려하면서도 실현 가능성 있는 스마트하고 지속가능한 건축물 리노베이션 시스템을 적용해 재디자인한 현존하는 아파트 건물의 파사드로 하단 좌측이 이전, 하단 우측이 이후 모습입니다. 상단은 아파트 건물을 예제로 하여 리노베이션 시스템 개발의 과정의 예제와 잠재적 결과물 들을 이미지로 표현한 것으로, 이 시스템은 (1)기존 건축물 분석과 모델링 (2) 파사드 분석 (3) 지속가능한 지붕과 파사드 부속으로 구성된 지붕 확장 (4) 지속가능한 슬라브 확장 부속과 파사드 부속의 기존 건축물로의 통합 (5) 파사드와 지붕 리노베이션 단일화의 완성 과정을 거치게 됩니다.

이 연구 과제는 독일 측의 과제인 NEQModPlus와 밀접한 관련이 있습니다. NEQModPlus는 도시 구역에서 에너지 관리 모델링을 위한 다양한 도구 들을 통합하는 연구 과제입니다. 두 연구를 수행하는 양 대학의 연구자들은 양 국에서 연구 과정과 결과 공유를 지속할 예정 입니다

담당자: 토스텐 슛체(Thorsten Schuetze)


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