더위 식혀주는 생태적 건물외피 조성기술 개발
녹화로 인한 효과는 기온의 저하로 인한 도시 열섬현상의 해소 뿐 아니라 도시의 생태계 회복을 통한 도시경관 제고 및 쾌적한 환경 조성, 집중 강우시 빗물 유출을 막아 도시 홍수를 예방하는 등 다양하다.
또한 계절에 따른 건물의 온도차를 크게 줄임으로써 건축물의 구조적 안정성을 확보할 수 있으며, 냉난방 에너지를 약 20~30% 절약할 수 있는 장점도 있다.
특히, 기존 벽면녹화의 경우 덩굴식물 위주로 조경하여 10m 이상의 건물에 적용하기 어려웠던 반면, 금번 개발한 기술은 건물일체형 탈부착형 벽면녹화 방식을 이용하여 조성이 쉽고 고층건물에도 적용이 가능하다.
붙임 : 생태적 건물외피 조성기술 개발 세부 내역
생태적 건물외피 조성기술 개발
1. 연구 필요성
과밀한 건축과 무분별한 도시개발은 도시열섬현상과 도시홍수로 대표되는 도시기후변화의 직접적 원인을 제공한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 옥상녹화 시스템이 제안되어졌다. 최근의 옥상녹화기술은 과밀화된 기존도시에서 생물 서식 공간의 확보, 도시열섬현상 완화, 건축물 냉난방 에너지 절약, 빗물 유출 저감으로 도시의 홍수를 예방할 수 있는 대안 기술로서 주목을 받고 있다.
더불어 벽면 녹화 기술은 증발산을 통한 도시 열섬현상과 같은 도시의 기후 개선, 건물 외피의 보호, 소음의 흡수 및 저감, 단열 기능 개선효과 등으로 기존 콘크리트 벽면의 생태적 대안으로 자리잡아가고 있다.
한편 건축물이 외부환경에 주는 부하의 85% 정도가 건축물의 냉난방에너지 및 유지관리 부문에서 발생한다. 따라서 건축물의 외부환경에 주는 영향을 줄이기 위해서는 기존의 건물외피 조성기술을 혁신적으로 개선할 필요가 있다.
또한 최근에 이르러 전세계적으로 빈발하고 있는 자연재해로 인해 유엔기후변화 기본협약의 실천에 대한 범지구적 공감대가 형성되어 가고 있다. 이에 따라, 주요 에너지 수입국 중 하나인 우리나라의 경우 이산화탄소 발생량 감축을 위한 대안기술의 개발이 더욱 중요한 의미를 가지게 되었다. 더불어 현재의 고유가는 에너지 절약기술 개발의 중요성이 부각되고 있다.
2. 연구 기대효과
옥상녹화기술과 더불어, 벽면녹화기술을 개발하여 도시내 생태면적율을 높여 녹화 기술의 효과를 극대화 시킬 수 있음
건물이 소비하는 에너지를 최대 25-30% 가량 저감 가능하며, 이는 국가적 차원에서 해외의존도가 높은 에너지 자원의 수입감소 효과뿐만 아니라 2012년까지 국내 총 이산화탄소 배출량을 5% 저감해야 하는 기후 협약 조건을 건축부문에서 적극 대응할 수 있게 함
옥상녹화 및 벽면녹화기술의 적용으로 건물로부터 빗물의 유수를 감소시켜 도시홍수를 예방할 수 있음
식생식물이 흡수한 빗물이 증산작용을 통해 증발될때, 건물과 주위의 열기를 빼앗기 때문에 도시환경 전체의 온도를 낮추는 역할을 수행함 (에어콘 역할)
도시민들에게 생태환경 제공을 통한 쉼터 공간제공
3. 연구 내용
(1) 옥상녹화 시스템 요소기술개발 및 물.에너지 수지 분석
옥상에 적용가능한 토양의 종류와 비율에 따라 식생의 생장정도에 많은 차이를 보이므로 옥상녹화용 식생 및 토양소재 개발 연구를 통해 합리적인 식재플랜 및 토양 배합비에 대한 기반 제공
기존 콘크리트 옥상의 빗물 유출량과 역지붕 옥상녹화 시스템에서 강우에 의한 빗물유출량이 50% 감소됨을 확인하고, 이를 통해 증발산량 증가 및 초기 빗물의 유출시간 지연효과에 대해 확인함.
한국형 역지붕형 옥상녹화 시스템 개발: 기존 외단열 공법의 옥상녹화 공법에서는 보호층(누름 콘크리트)에서 발생된 균열을 통해 침투된 우수나 내부에서 생성된 결로수가 장기간 단열층에 축적되어 단열성능이 저하되고 동시에 동결융해로 균열을 촉진하게 되고, 잔유수분의 기화팽창에 따라 누름층(기존 옥상의 방수층위에 놓이는 콘크리트) 파손등의 문제가 발생하는 악순환이 생겼는데 이것을 해결하고자 개발하게 됨
외기로부터 방수층보호로 기존 옥상방수의 수명(20년) 대비 역전지붕 방수는 수명이 40년 이상으로 연장됨
방수층 완료 이후 공사는 기상변화에 영향을 받지 않으며, 시공이 매우 간편하여, 공기단축 및 공사비절감이 가능
※ 역지붕형: 일반적으로 지붕에서 단열재가 아래로가고, 방수층으로 위로가는 형태이나 역지붕형은 단열재가 위로가고 방수층이 아래로 감
(2) 탈부착이 용이한 건물외피 기능 접착형 벽면 녹화 시스템 개발
기존의 콘크리트면, 4mm이끼판, 10mm 이끼판 그리고 잔디매트를 일사조절이 가능한 간이 우수유출 실험기에 넣고 함습된 상태와 건조된 상태에서 일사시 온도상승 및 하강을 24시간 지속 실험관찰하여 콘크리트면의 온도가 57도까지 상승하여 안정화하는 반면 이끼 또는 잔디매트의 경우 약 40도 안팎에서 안정화됨
냉방기중 벽면부 열원의 감소를 위한 내부로의 열전달 측면에서 적정 실내온도 26도의 유지시 벽면부를 통한 내부열전달을 기존 콘크리트 벽면의 31k온도차 대비 벽면녹화시스템은 14k 온도차만이 발생할 수준으로 내부열전달을 감소
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2012년 5월 1일 08:44
