<특별기획3> 일반 전원주택,저에너지하우스,패시브하우스의 연간 에너지 수요 분석 (3. 패시브하우스의 연간 열에너지 수요량은 얼마나 될까? )

 

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

 

3. 패시브하우스의 연간 열에너지 수요량은 얼마나 될까? 

   (패시브하우스에서 연간 난방과 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)

 

    Qt =   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)

 

    Qt =   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)

 

   Qt =   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

  

  Qv =   체적    *   nv     *   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)

 

   Qi =   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. 

 

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