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Dec 08, 2023

지속 가능한 건물: 스마트 유리를 사용하여 고광택 건물에서 열적 쾌적성을 달성하기 위해

날짜: 2023년 4월 12일 작성자: Reem Taher, Walid Abdelmoneim Abdelkader 및

날짜: 2023년 4월 12일

저자: Reem Taher, Walid Abdelmoneim Abdelkader 및 Ahmed A.Medhat A. Fahim

원천:IOP 컨퍼런스 시리즈: 지구 및 환경 과학, 1113권, 미래 도시를 위한 비전(VFC-2022) 2022년 9월 23일 - 2022년 9월 25일 이집트 카이로

DOI:10.1088/1755-1315/1113/1/012021

기존의 건물 설계는 건물 외피에 대한 정적 솔루션을 제공하지만 기후 특성은 가변 매개변수이므로 건물과 환경 간의 불일치로 이어져 거주자에게 불편한 열 환경을 초래합니다. 따라서 많은 기존 건물의 외부 정면은 거주자에게 열 부담을 주며, 열 쾌적성을 달성하기 위한 기계적 솔루션이 필요하며 이는 환경에 부정적인 영향을 미치고 에너지 위기, 대기 오염 및 지구 온난화를 유발합니다.

건물 외피에 스마트 유리를 사용하면 다양한 기후 및 환경 특성에 건물을 적응시킬 수 있는 최적의 솔루션을 제공하여 사용자의 열적 쾌적성을 향상시키고 더 나아가 지속 가능한 개발 목표(SDG) 달성에 기여할 수 있다고 가정합니다. 건강을 개선하고 기후 변화에 대처하며 책임감 있는 에너지 소비를 추구합니다. 이는 기본 케이스에 DesignBuilder 소프트웨어를 사용하고 제안된 스마트 유리 기술을 적용한 후 고광택 사무실 건물을 시뮬레이션하여 승인되었습니다. 그런 다음 냉방 부하를 계산하여 에너지 소비 효율을 조사합니다.

인간의 편안함은 건축 설계 과정에서 중요한 목표입니다. 사람들은 건물을 사용하는 동안 건물 내에서 안전하고 건강해야 합니다. 안전과 건강이 보장되면 행복뿐 아니라 생산성과 사회적 상호 작용을 위해 특히 열적 쾌적함을 포함하는 실내 환경의 쾌적함이 필요합니다. [1]

건물은 주변 환경에 맞게 미세 조정되어야 하며 지역 환경 조건과 지능적으로 상호 작용해야 합니다. 이러한 상호 작용은 논리적으로 기후가 변하는 건물 외피(주로 원하는 또는 원하지 않는 기후 조건에 대한 반응)에 의해 가장 많이 수행됩니다. 따라서 건물 외피, 특히 유리가 높은 건물 외피는 정적 및 기존 외피 성능에 비해 높은 성능을 제공하기 위해 주변 환경 조건과 상호 작용하도록 스마트하게 설계되어야 합니다.[2],[3]

2.1. 지속 가능성, 친환경 및 지능형 아키텍처

친환경 설계기법과 지능형 기술을 건물에 접목함으로써 에너지 소비와 환경영향을 줄일 뿐만 아니라 운영 및 유지관리 비용을 절감하고, 쾌적하고 편안한 작업환경을 조성하며, 사용자의 건강증진과 생산성을 높여 건물의 가치를 높입니다. 그리고 임대소득. 스마트 아키텍처는 건물 요소 내의 통신 기술과 통합되는 스마트 애플리케이션과 현대 기술을 통해 지속 가능한 개발 목표 달성에 기여합니다. 모든 스마트 빌딩은 친환경 빌딩이지 그 반대는 아닙니다. 스마트 빌딩은 건물 요소와 환경 간의 긍정적이고 역동적인 상호 작용을 통해 환경에 효과적인 성능을 발휘합니다. [4] 그림 1은 스마트 빌딩과 그린 빌딩의 공통점을 보여줍니다.

2.2 스마트윈도우

스마트 엔벨로프(Smart Envelope)는 기후 조건과 관련된 스마트 설계와 스마트 창호, 스마트 단열재, 스마트 파사드, 스마트 시스템 등 건축을 위한 기술 솔루션과 스마트 관리 시스템 등 스마트 기술 장비 솔루션을 갖춘 건물 외피의 고급 성능으로 정의됩니다. 열적 쾌적성, 실내 웰빙, 효율적인 에너지 절약, 효율적인 환경 이용 등 사용자에게 최상의 조건을 제공합니다. 스마트 엔벨로프의 적응형 반응은 수동적이거나 능동적인 방식이거나 이 둘의 조합일 수 있습니다. 수동적 반응은 탑승자의 간섭 없이 발생합니다. 반면, 자동 제어 장치 및 시스템을 건물 외피 요소에 통합하여 능동적인 응답이 발생합니다. 스마트 빌딩 외피는 사용자가 스스로 학습할 수 있고 변화하는 환경 조건에 따라 필요한 구성을 예상할 수 있습니다. 또한 사용자를 교육하고 행동을 수정하며 입주자의 요구 사항을 학습하고 각 자극에 가장 적합한 행동을 선택하여 수행합니다. [5], [6]