Q&A 1. 패시브하우스의 연간 에너지 수요량 계산시 '독일식 로이3중유리'와 '발코니형 로이페어 이중창호'중 어느쪽이 유리할까?

<특별기획> 패시브하우스의 자재요소의 변화에 따른 연간 에너지 수요 분석

 

Q&A 1. 패시브하우스의 연간 에너지 수요량 계산시 독일식 3중유리 창호와 발코니형 로이페어 이중창호중 어느쪽이 유리할까?

            (독일식 로이3중유리 창호 : 발코니형 로이페어 이중창호)

 

패시브하우스의 구성요소중 창호를 굳이 고기밀 창호를 사용할 필요가 있겠느냐는 의문들을 많다. 이에대한 해답을 화순 패시브하우스의 창호 자재 요소를 변화 시키면서 검토해보기로한다.   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)		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. LG 이중창호	Uw=1.0W/m2K		Uw=1.0W/m2K
9. 유리g값	로이 페어 이중창		0.22
10. 열회수환기장치 효율	국산		75%
11. 벽체기밀시공	Intello		-
12. 콘센트기밀시공	콘센트 기밀시공		-
13. n50 기밀테스트값	n50 < 2.2 h-1	없음	n50<2.6h-1
14. 선열교pis값&길이			0.003w/(mK)&120M

 

 

A. 화순 주택의 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)

       =   1.0W/(m2K)* 60m2 * 1 * 74kKh/a

       =   3330kWh/a

       =   석유 333리터  

 

적  요	독일식 창호 3중유리	LG로이 페어 이중창	결 과 값
창호 열전도손실율	3552Wh/a	4440kWh/a	-888kWh/a

  

5.  열회수장치와 누기에  의한 열전도손실율 ( H.R&Leakage  Transmission Heat losses)

 

   nv.res (누기율)= n50  * e * Vn50/Vphpp

        = 2.6h-1  *  0.07   *  495/495

        = 0.182

  

   nv =  nvsystem *  (1-0.75)  +   nv.res (누기율) 

        = 0.4  *  0.25   +  0.182

        = 0.282

  

  Qv =   체적    *   nv     *   Cair   *    난방도일(Gt)

       =   264m2 *   2.7m   *   0.282 h-1  *   0.33Wh/m3   *   74kKh/a

       =   4,909kWh/a

       =   석유 491리터 

  

적  요	독일식 창호 3중유리	LG로이 페어 이중창	결 과 값
열회수장치와 누기에의한 열전도손실율	2,472kWh/a	4,909kWh/a	+2,437kWh/a

 

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 주택의 연간 태양열에너지 획득량

 

1. 창호 열획득량 ( Solar  Gain)

 

   Qs1 =    r (그림자율*먼지오염*비수직채광율) *  g  *  유리면적(Area) * 일사량(G)

         =   0.7  *  0.95  * 0.85  *  0.22 *  45m2 *  530 kWh/a

         =   2,965kWh/a

         =   석유 297 리터 

 

    

적  요	독일식 창호 3중유리	LG로이 페어 이중창	결 과 값
창호 열획득량	5,122Wh/a	2,965kWh/a	-2,157kWh/a

 

2. 내부열원 열획득량 ( Inner  Gain)

 

   Qi =   2.1 W/m2K  *  바닥면적(Area) * tHEAT(난방일수)

       =   2.1 (W/m2K) * 264m2 * 0.024kh/d  *  150d

       =   1,996kWh/a

       =   석유 200 리터 

 

 

 

C. 화순 주택의 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  +   4,440Wh/a  + 4,909kWh/a  +   360KWh/a )  -  ( 2,965kWh/a + 1,996kWh/a )

      =   (14,465 kWh/a   - 4,961 kWh/a )

      =   9,504 kWh/a  

      =   9,504 kWh/a / 264m2  = 36   kWh/m2a 

      =   석유  950리터  / 264m2  = 3.6 리터하우스 

      =   석유  950리터  *  1500원 

      =   1,425,000원

 

 

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

     =  9,504 kWh/a   +  6965 kWh/a   

      =  16,469 kWh/a  

      =  등유 1,647리터 *1500원 = 2,470,350원

      = 

 

 

 

**결론  

 

만약 화순 패시브하우스에서 창호를 로이페어 이중창으로 교체한다면 난방에너지 수요는 m2당 3.6리터로 급증하게된다. 이는 로이 페어 이중창의 교체로 인해 창호의 열획득량이 감소하고 열회수장치와 누기에 의한 열손실이 크게 증가하기 때문이다. 결국 독일식 삼중유리창호의 로이페어이중창으로의 교체는 주택의 에너지 손실을 증가시키는 결과를 초래함으로서 득보다는 실이 훨씬 크게 작용한다.

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