KR101913626B1 - 고온건조기후형 저에너지건축물 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은, 건축물본체; 상기 건축물본체의 외부벽체 외면에 설치된 외장냉각유닛; 상기 건축물본체의 창호 또는 커튼월로서 일사량을 조절하는 차양패널유닛; 상기 건축물본체에 이중외벽구조와 이중내벽구조 및 이중바닥구조로 제공되며, 냉난방이 이루어지도록 환기조절을 하는 환기조절유닛; 및 상기 건축물본체 내로의 채광을 조절하는 채광조절유닛;을 포함한다.

Description

고온건조기후형 저에너지건축물{PROTOTYPE MODEL FOR HOT-ARID CLIMATE REGIONS}
본 발명은 고온건조기후형 저에너지건축물로서, 외부의 기후에 대응되도록 구성되는 고온건조기후형 저에너지건축물에 관한 것이다.
주로 사우디아라비아, 이란 등 중동지역은 고온건조한 기후로서, 여름에는 40도가 넘는 고온과 내리쬐는 직달일사로 건축물의 표면온도가 높이 올라가며, 습도는 상대적으로 적어 건조한 상태로 모래바람이 자주 출몰함에 따라, 대부분의 사람들이 이러한 날씨에 외부출입을 하지 않는다.
겨울에는 20~30도의 기온으로 활동에는 유리하나 습도가 높으며 구름이 끼는 날이 많다. 따라서 고온건조한 기후에서는 여름철 냉방부하에 대한 에너지 소비량이 많고 직달일사를 회피하거나 막아주는 건축물 구조가 발달하였다.
그런데, 실질적으로 사우디아라비아와 같은 중동의 대부분 국가들은 오일머니로 국민들에게 전기를 무상으로 제공하는 등의 편의를 제공하여 왔으나, 국제유가의 하락으로 많은 고온건조기후의 국가들이 에너지관리의 중요함을 느끼고 정책적으로 건축물의 에너지를 관리하도록 유도하고 있다.
그러나, 고온건조기후에 실시간으로 적절히 대응하는 통합적인 건축물은 아직까지 만들지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0010880호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 외부에서 시시각각으로 변하는 기후환경에 대응하여 건축물 내부의 환경을 변화시키면서, 유기적으로 에너지를 통합관리하는 고온건조기후형 저에너지건축물을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은, 건축물본체; 상기 건축물본체의 외부벽체 외면에 설치된 외장냉각유닛; 상기 건축물본체의 창호 또는 커튼월로서 일사량을 조절하는 차양패널유닛; 상기 건축물본체에 이중외벽구조와 이중내벽구조 및 이중바닥구조로 제공되며, 냉난방이 이루어지도록 환기조절을 하는 환기조절유닛; 및 상기 건축물본체 내로의 채광을 조절하는 채광조절유닛;을 포함한다.
여기에서, 상기 외장냉각유닛은, 테라코타로 이루어지며, 내부공간에 격벽이 형성된 외장패널; 상기 외장패널의 내부공간에 충전된 알갱이부재 또는 다공성부재; 및 상기 외장패널의 내부공간에서 상단으로부터 하단까지 연장배치되며 측부에 복수 개의 배수홀이 형성된 냉각수관;을 구비할 수 있다.
이때, 상기 차양패널유닛은, 폐쇄된 차양부, 오픈된 오픈부, 및 상기 차양부와 오픈부를 구획하는 창살을 구비하며, 상기 창살에는 냉각유체가 통과되도록 길이방향을 따라 냉각홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 차양부는 태양광셀로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 차양패널유닛은 양측부에 프레임부가 구성되며, 상기 프레임부에는 냉각수공급라인과 연결되어 냉각수를 외측으로 분사하는 냉각수분사노즐이 장착될 수 있다.
한편, 상기 환기조절유닛은, 상기 건축물본체의 외부벽체로부터 상기 건축물본체의 외측으로 이격된 커튼월을 구비하여 상기 이중외벽구조가 이루어지고, 상기 건축물본체의 내부벽체로부터 증기냉각탑 측으로 이격된 내부월을 구비하여 상기 이중내벽구조가 이루어지며, 상기 건축물본체 각층의 바닥이 이중으로서 상부바닥과 하부바닥을 구비하여 상기 이중바닥구조가 이루어지고, 상기 상부바닥과 하부바닥에는 복수 개의 바닥홀이 형성되며, 상기 이중바닥구조의 바닥사이공간이 상기 이중외벽구조의 외벽사이공간 및 상기 이중내벽구조의 내벽사이공간 각각과 연통되고, 상기 내벽사이공간이 상기 증기냉각탑의 하측 환기공간과 연통되며, 상기 커튼월에는 환기창이, 상기 내부월에는 월환기구가 형성되고, 상기 건축물본체의 각층에서 상기 외부벽체의 하부에 외부환기구가, 상기 내부벽체의 상부에 내부환기구가 형성되며, 상기 월환기구, 외부환기구 및 내부환기구와, 상기 바닥사이공간의 양측에는 송풍기가 장착될 수 있다.
여기에서, 상기 환기조절유닛은, 상기 외벽사이공간과 내벽사이공간 각각에서 상기 건축물본체의 각층에 대한 에어유동을 차단하며, 상기 외부환기구와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하고, 상기 내부환기구와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하도록, 상기 외벽사이공간에서는 상기 이중바닥구조의 상부바닥에, 상기 내벽사이공간에서는 상기 이중바닥구조의 하부바닥에 회동되게 설치된, ㄴ자 형상의 유로제어판; 및 상기 유로제어판의 회동을 구동제어하는 회동제어부;를 더 구비할 수 있다.
이때, 상기 채광조절유닛은, 상기 건축물본체의 창호 상부에 외측으로 돌출배치되고, 회전되게 장착된 반사플레이트; 및 상기 건축물본체의 내부에서 상기 반사플레이트와 대응되는 각층의 상부에 제공되며, 상기 반사플레이트에 의해 반사된 광이 연속반사되도록 내부의 상면과 하면에 반사부재가 배치된 반사공간층;을 구비하며, 상기 반사공간층의 하부에는 하측으로 광이 통과확산되도록 복수 개의 확산판으로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 채광조절유닛은, 상기 반사플레이트의 상면에 장착된 일사센서; 상기 반사공간층의 하부 하면에 장착된 조도센서; 및 상기 일사센서 및 조도센서와 전기적으로 연계되어 상기 반사플레이트의 회전을 구동제어하는 회전제어부;를 더 구비할 수 있다.
나아가, 상기 반사플레이트는 회전축이 상기 창호에 형성된 플레이트홀에 배치되고, 상기 창호에서 상기 플레이트홀의 내부 상면 및 하면에는 상기 회전축과의 사이를 차단하는 기밀부재가 장착되며, 상기 기밀부재는, 상기 창호에 장착된 고무로드; 및 상기 고무로드에 장착되어 상기 회전축으로 연장된 EPDM고무시트;를 구비할 수 있다.
이에 더하여, 상기 창호는 하측으로 갈수록 상기 건축물본체의 내측으로 경사진 경사창호일 수 있다.
나아가, 상기 외장냉각유닛, 차양패널, 환기조절유닛, 및 채광조절유닛은 BEMS(건축물에너지관리시스템)에 의해 통합적으로 제어관리될 수 있다.
본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은, 고온 건조한 기후인 여름철 높은 일사량과 고온 및 건조한 기후, 모래바람에 의한 분진 등에 대응하는 건축물의 프로토타입모델로서, 동측면에는 고온건조기후에 최적화된 테라코타 외장패널 내부에 수분이 공급되도록 설치하여, 수분의 증발에 따른 흡열반응으로 일사열을 1차적으로 낮춰주는 효과를 얻을 수 있다. 사면에 이러한 외장패널을 설치한 경우 건축물은 냉방부하를 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 남측면에서 높은 일사량을 회피할 수 있는 경사창호를 구성하고 경사창호의 유리는 이중 또는 삼중유리로 유리의 표면에는 로이코팅을 하여 열관류율을 낮추고, 계절에 따른 태양고도를 고려하여 회전각이 조절되는 반사플레이트로 실내를 자연채광으로 환하게 밝힐 수 있다.
아울러, 본 발명은 서측면에서 일사를 피하기 위하여 내벽체를 셋백시켜 처마구조를 만들고 이러한 구조에 차양패널을 설치하여 일사를 피하거나 조절할 수 있다. 차양패널은 태양광 발전이 가능하여 경관조명에 전력공급이 가능하고 차양패널의 창살로 냉각유체를 흘러 흡열반응을 유도하여 복사열의 온도를 낮출 수 있다. 또한, 냉각수분사노즐로 건축물본체 표면에 냉각수(미스트)를 분사하여 건축물 표면의 온도를 낮춤으로써 건축물의 전체적인 냉방부하를 절감할 수 있다.
그리고, 본 발명은 북측면에서 이중외벽구조가 구성되어 겨울철에는 축열벽을 통한 복사열을 획득하고, 이중외벽구조의 외벽사이공간에서 더워진 공기를 환기장치로 이중바닥구조에 보내 실내 난방부하를 줄일 수 있다. 여름철에는 증기냉각탑의 통기방진재를 거친 공기가 수직통로로 내려가서, 냉기로서 실내와 이중내벽구조의 내벽사이공간을 가로질러 환기구의 송풍기에 의해 이중바닥구조로 보냄으로써, 실내의 냉방부하를 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명은 벽면, 지붕, 바닥과 함께, 차양패널유닛, 채광조절유닛, 및 환기조절유닛 등에 설치된 센서의 정보와 기후 Data정보가 컴퓨터를 통해 비교 분석하여, 최적의 대응방법을 도출하고 지능형 조닝 구역별 대응을 통합적으로 각 기기 및 장치에 보내 고온건조기후를 대응하게 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은 시시각각 변하는 환경에 대응하여 건축물 내부의 환경을 변화시켜, 유기적으로 에너지를 통합관리하고 기후에 대응하는 방법도 통합 관리/처리하는 살아 숨쉬는 건축물이 될 수 있다.
도 1은 고온건조기후형 저에너지건축물을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 외장냉각유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 차양패널유닛을 나타낸 정면도 및 평면도이다.
도 6은 도 5의 차양패널유닛에서 창살을 통해 냉각수가 유동구조를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 환기조절유닛에 의한 환기로 냉방 및 난방을 하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 채광조절유닛을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 채광조절유닛에서 반사플레이트를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에 대한 통합관리시스템을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 고온건조기후형 저에너지건축물을 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 외장냉각유닛을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은 건축물본체(B), 외장냉각유닛, 차양패널유닛(300), 환기조절유닛, 및 채광조절유닛을 포함한다.
여기에서, 상기 건축물본체(B)는 일반적인 건축 구조물로서 건물을 포함하여, 건축을 위한 조립식 구조물 등 내부공간과 외부공간을 가진 어떠한 구조물도 포함한다.
이때, 상기 건축물본체(B)은 중동과 같이 고온건조한 기후에서 태양광에 의해 온도가 오르게 되며, 이로 인하여 냉각을 위한 냉방부하가 증대됨에 따라 에너지 소비량이 상당히 커지는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 냉방부하 등 여러 가지 측면에 있어서 고온건조한 기후에 위치된 건축물에 대한 관리에너지를 절약할 수 있도록, 아래와 같은 구성적 특징을 가진다.
먼저, 상기 외장냉각유닛은 건축물본체(B)의 외부벽체(110) 외면에 설치되어 구성된다.
이러한 외장냉각유닛은 외장패널(210), 알갱이부재 또는 다공성부재(220), 냉각수관(230)을 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 외장패널(210)은 테라코타로 이루어지며, 내부공간에 격벽(211)이 형성된다. 이때, 상기 격벽(211)은 보강부재의 기능을 가진다.
또한, 상기 알갱이부재 또는 다공성부재(220)는 외장패널(210)의 내부공간에 충전된다.
아울러, 상기 냉각수관(230)은 외장패널(210)의 내부공간에서 상단으로부터 하단까지 연장배치되며 측부에 복수 개의 배수홀(230a)이 형성된다.
구체적으로, 상기 테라코타는 점토, 흙 소재를 가마에서 구워내어 제작한 것으로서, 열전도율이 낮으며 고온건조기후지역에 사용하기 적합한 외장재이다.
그러나, 일반적인 테라코타는 가운데가 비어있어 건축물에 대한 일사열 및 복사열의 전달을 차단하는데 한계가 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 외장냉각유닛은 테라코타로 이루어진 외장패널(210)의 내부공간에 가벼운 모래와 같은 알갱이부재 또는 액체를 머금고 있을 수 있는 다공성 스폰지와 같은 다공성부재(220)를 채워놓은 후, 외장패널(210) 상부로부터 물을 흘려 보내는 냉각수관(230)을 삽입하고 냉각수관(230)에서 배수홀(230a)을 통해 수분이 흘러나오게 하는 구성을 취한다.
이러한 구성으로 인하여, 알갱이부재 또는 다공성부재(220)가 수분을 머금고 있음으로써, 외장패널(210)이 외부의 뜨거운 공기와 접촉하면 내부공간의 수분이 증기로 증발하면서 흡열반응을 일으켜서 주변의 열을 빼앗아 외장패널(210) 표면의 온도를 낮춤에 따라, 테라코타로 이루어진 외장패널(210)로 둘러싸인 건축물은 외부보다 낮은 온도를 유지할 수 있다.
종국적으로, 이와 같은 외장패널(210)이 건축물본체(B)의 외부벽체(110)를 둘러싸여 있어서, 테라코타에 의한 낮은 열전도율과 다공성부재(220)(또는 알갱이부재) 및 냉각수관(230)에 의한 냉각효과로 인하여, 일사열이 내부로 전달되는 것을 방지함에 따라, 냉방부하가 줄어들어서 냉방기기에 쓰이는 에너지소비량이 줄어들 수 있다.
참고로, 상기 외장패널(210)은 도 4에 도시된 바와 같이, 외부벽체(110)의 외면에 근접된 부분이 연결철물(RS)로 복수 개가 종방향으로 적층연결되며, 외부벽체(110)로부터 먼 부분이 실란트(SI)에 의해 기밀하게 연결된다.
그리고, 본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은 차양패널유닛(300)이 구성될 수 있다.
도 5는 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 차양패널유닛을 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 6은 도 5의 차양패널유닛에서 창살을 통해 냉각수가 유동구조를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 차양패널유닛(300)은 건축물본체(B)의 창호 또는 커튼월(410)로서 일사량을 조절하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 상기 차양패널유닛(300)은, 폐쇄된 차양부(310), 오픈된 오픈부(320), 및 상기 차양부(310)와 오픈부(320)를 구획하는 창살(330)을 구비할 수 있다. 참고로, 상기 차양부(310)는 건축물본체(B)를 비추는 태양광을 가리는 부분이다.
또한, 상기 창살(330)에는 냉각유체가 통과되도록 길이방향을 따라 냉각홀(330a)이 형성될 수 있다. 이러한 냉각홀(330a)을 통해 냉각유체가 유동하면서 오픈부(320)를 통과하는 에어를 냉각함으로써, 상술된 차양부(310)에 의한 차양기능과 함께 오픈부(320)를 통과하는 에어의 온도를 낮출 수 있다. 아울러, 상기 창살(330) 내부에 다공성구조의 물질이 충전되어 냉각유체가 머금어 짐에 따라, 냉각유체의 수분이 증기로 증발하면서 생기는 흡열반응을 통해 복사열 온도를 낮추어 냉방부하를 절감시키고 나아가 에너지 절약효과를 얻을 수 있다. 참고로, 상기 냉각홀(330a)은 상단이 냉각유체공급라인(FS)과 연결되고 하단이 냉각유체배출라인(FD)과 연결된다.
아울러, 상기 차양부(310)는 태양광셀로 이루어짐으로써 태양광 발전을 할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 상기 차양패널유닛(300)은 양측부에 프레임부(340)가 구성되는데, 이러한 프레임부(340)에 광배터리(381), 광전류 제어부(382), 정션박스(383), 및 광전류 연결부(384)가 구성되어 태양광발전이 이루어지도록 하며, 이와 같은 태양광발전을 위한 주변구성에 대해서는 본 발명에 의해 한정되지 않고, 종래의 어떠한 부품도 활용될 수 있음은 물론이다.
이와 더불어, 상기 프레임부(340)에는 냉각수분사노즐(341)이 장착될 수 있는데, 이러한 냉각수분사노즐(341)은 냉각수공급라인(미도시)과 연결되어 냉각수를 외측으로 분사함으로써, 분사된 냉각수를 맞는 근접된 건축물본체(B)에 대한 온도를 낮출 수 있다. 아울러, 상기 냉각수분사노즐(341)은 냉각수분사 제어부(392)에 의해 제어되는 냉각수분사 구동부(391)에 의해 분사가 이루어질 수 있고, 냉각수공급라인과 연결되어 일정량의 냉각수가 저장된 냉각수 저장소(393)로부터 냉각수를 공급받을 수 있다.
나아가, 상기 프레임부(340)에는 기류/풍속, 풍향, 상대습도, 일사량, 조도, 및 온도 등을 측정하는 복수 개의 환경센서(S)가 장착될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은 환기조절유닛이 구성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 환기조절유닛에 의한 환기로 냉방 및 난방을 하는 것을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 환기조절유닛은 건축물본체(B)에 이중외벽구조(DO)와 이중내벽구조(DI) 및 이중바닥구조(DB)로 제공되며, 냉난방이 이루어지도록 환기조절을 하는 역할을 수행한다.
여기에서, 상기 환기조절유닛은 건축물본체(B)의 외부벽체(110)로부터 건축물본체(B)의 외측으로 이격된 커튼월(410)을 구비하여 이중외벽구조(DO)가 이루어지고, 아울러 건축물본체(B)의 내부벽체(120)로부터 증기냉각탑(440) 측으로 이격된 내부월(420)을 구비하여 이중내벽구조(DI)가 이루어진다.
또한, 상기 건축물본체(B) 각층의 바닥이 이중으로서 상부바닥(431)과 하부바닥(432)을 구비하여 상기 이중바닥구조(DB)가 이루어지고, 상기 상부바닥(431)과 하부바닥(432)에는 복수 개의 바닥홀이 형성될 수 있다.
아울러, 상기 이중바닥구조(DB)의 바닥사이공간이 상기 이중외벽구조(DO)의 외벽사이공간(410a) 및 상기 이중내벽구조(DI)의 내벽사이공간(420a) 각각과 연통되고, 상기 내벽사이공간(420a)이 상기 증기냉각탑(440)의 하측 환기공간(440a)과 연통되는 구조를 취할 수 있다.
나아가, 상기 커튼월(410)에는 환기창(411)이, 내부월(420)에는 월환기구(421)가 형성되고, 건축물본체(B)의 각층에서 외부벽체(110)의 하부에 외부환기구(111)가, 내부벽체(120)의 상부에 내부환기구(121)가 형성되며, 월환기구(421), 외부환기구(111) 및 내부환기구(121)와, 바닥사이공간의 양측에는 송풍기(450)가 장착될 수 있다.
그리고, 상기 환기조절유닛은 유로제어판(461)과 회동제어부(462)를 더 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 유로제어판(461)은 외벽사이공간(410a)에서는 이중바닥구조(DB)의 상부바닥(431)에, 내벽사이공간(420a)에서는 이중바닥구조(DB)의 하부바닥(432)에 회동되게 설치된다.
이러한 유로제어판(461)은 외벽사이공간(410a)과 내벽사이공간(420a) 각각에서 건축물본체(B)의 각층에 대한 에어유동을 차단하며, 외부환기구(111)와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하고, 내부환기구(121)와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐한다. 나아가 상기 유로제어판(461)은 이와 같은 선택적 개폐가 원활하게 이루어지도록 ㄴ자 형상을 취할 수 있다.
또한, 상기 회동제어부(462)는 이러한 유로제어판(461)의 회동을 구동제어하는 기능을 가진다.
구체적인 일례로서, 도 7에 도시된 바와 같이 축물본체의 코어부와 연결되어, 건축물 전체를 관통하는 증기냉각탑(440)의 환기공간(440a)을 통한 냉기가 실내로 유입되도록 함으로써, 여름철에 냉방작용을 함에 따라 냉방부하를 줄여서 에너지소비량을 절감할 수 있다.
즉, 상기 증기냉각탑(440)으로 유입되어 냉각된 공기가 하측의 환기공간(440a)으로 유입된 후, 이중내벽구조(DI)의 내벽사이공간(420a)으로 유동된 다음 내부환기구(121)의 송풍기(450)에 의해 이중바닥구조(DB)의 바닥사이공간으로 이동하여 상부바닥(431)과 하부바닥(432)에 형성된 바닥홀을 통해 실내로 들어와서 실내의 온도를 낮추게 된다. 이와 같이 실내를 냉각한 공기는 외부벽체(110)의 외부환기구(111)를 통해 이중외벽구조(DO)의 외벽사이공간(410a)으로 나간 후, 커튼월(410)의 환기창(411)을 통해 외부로 배출된다.
참고로, 상기 증기냉각탑(440)에는 공기의 냉각을 위한 미스트분사기(441)와, 공기만 통과되고 먼지 등은 차단되는 통기방진재(442)가 구성된다.
다른 일례로서, 도 8에 도시된 바와 같이 건축물본체(B)의 외측에는 커튼월(410)이 구성되어 공기를 데우고, 상기 커튼월(410)의 내측에는 축열벽으로 구성되어 복사열을 발생시켜, 겨울철에는 난방작용을 함에 따라 난방부하를 줄여서 에너지소비량을 절감할 수 있다.
즉, 상기 커튼월(410)의 환기창(411)을 통해 유입된 공기가 이중외벽구조(DO)의 외벽사이공간(410a)에서 상측으로 이동하면서 데워진 후, 외부환기구(111)의 송풍기(450)에 의해 이중바닥구조(DB)의 바닥사이공간으로 이동하여 상부바닥(431)과 하부바닥(432)에 형성된 바닥홀을 통해 실내로 들어와서 실내의 온도를 높이게 된다. 아울러, 상기 축열벽에 의한 복사열에 의해 실내의 온도가 올라가게 된다. 이와 같이 실내를 데운 공기는 이중바닥구조(DB)의 상부바닥(431)과 하부바닥(432)에 형성된 바닥홀을 통해 계속적으로 상측으로 이동되어 외부로 배출된다.
위에서 예시로서 여름철과 겨울철에 이루어지는 환기는, 유로제어판(461)이 회동제어부(462)에 의해 외벽사이공간(410a)과 내벽사이공간(420a) 각각에서 건축물본체(B)의 각층에 대한 에어유동을 차단하며, 외부환기구(111)와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하고, 내부환기구(121)와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하도록 제어됨으로써, 원활하면서도 용이하게 구현될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은 채광조절유닛이 구성될 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에서 채광조절유닛을 나타낸 도면이고, 도 11 및 도 12는 도 10의 채광조절유닛에서 반사플레이트를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 채광조절유닛은 건축물본체(B) 내로의 채광을 조절하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 상기 채광조절유닛은 반사플레이트(520)와 반사공간층(530)을 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 반사플레이트(520)는 건축물본체(B)의 창호 상부에 외측으로 돌출배치되고 회전되게 장착됨으로써, 반사플레이트(520)의 회전각을 적절히 조절하여 건축물본체(B) 외부의 태양광을 내측으로 효과적으 반사시켜 자연채광을 최대화할 수 있다.
또한, 상기 반사공간층(530)은 건축물본체(B)의 내부에서 반사플레이트(520)와 대응되는 각층의 상부에 제공되며, 반사플레이트(520)에 의해 반사된 광이 연속반사되도록 내부의 상면과 하면에 반사부재(531)가 배치된다.
아울러, 상기 반사공간층(530)의 하부에는 하측(사람이 머무는 실내공간)으로 광이 통과확산되도록 복수 개의 확산판(532)으로 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 채광조절유닛은 일사센서(541), 조도센서(542), 및 회전제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 일사센서(541)는 반사플레이트(520)의 상면에 장착되고, 상기 조도센서(542)는 반사공간층(530)의 하부 하면에 장착되며, 상기 회전제어부는 일사센서(541) 및 조도센서(542)와 전기적으로 연계되어 반사플레이트(520)의 회전을 구동제어한다.
이러한 일사센서(541), 조도센서(542), 및 회전제어부에 의해 태양의 고도에 따른 광량을 측정하면서 실내에서 필요한 조도에 맞도록, 반사플레이트(520)의 회전각을 최적의 상태로 설정할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 반사플레이트(520)는 회전축(521)이 창호에 형성된 플레이트홀에 배치되고, 창호에서 플레이트홀의 내부 상면 및 하면에는 회전축(521)과의 사이를 차단하는 기밀부재(550)가 장착될 수 있다. 이러한 기밀부재(550)는 플레이트홀을 통해 실내로 외부의 공기가 침투하는 것을 방지한다.
이때, 상기 기밀부재(550)는 창호의 창호프레임(511)에 장착된 고무로드(551), 상기 고무로드(551)에 장착되어 회전축(521)으로 연장된 EPDM고무시트(552)를 구비할 수 있다. 참고로, 상기 EPDM고무시트(552)는 각종 기후에 잘 견디는 내후성이 우수한 부재이다.
나아가, 상기 창호는 하측으로 갈수록 건축물본체(B)의 내측으로 경사진 경사창호(510)로서, 높은 일사량의 회피가 가능하다. 참고로, 상기 경사창호(510)는 이중 또는 삼중유리로서 유리의 표면에는 로이코팅을 하여 열관류율을 낮출 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 고온건조기후형 저에너지건축물은 기후에 적절하게 대응하여 실내를 쾌적하게 하는 통합관리시스템이 구성될 수 있다.
도 13은 도 1의 고온건조기후형 저에너지건축물에 대한 통합관리시스템을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상술된 외장냉각유닛, 차양패널, 환기조절유닛, 및 채광조절유닛은 BEMS(건축물에너지관리시스템)에 의해 통합적으로 제어관리될 수 있으며, 나아가 도면에 기재된 바와 같은 여러 측면에 대한 기후대응기술과 함께 통합되어 제어관리될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
B : 건축물본체 110 : 외부벽체
111 : 외부환기구 120 : 내부벽체
121 : 내부환기구 210 : 외장패널
211 : 격벽 220 : 알갱이부재 또는 다공성부재
230 : 냉각수관 230a : 배수홀
RS : 연결철물 SI : 실란트
300 : 차양패널유닛 310 : 차양부
320 : 오픈부 330 : 창살
330a : 냉각홀 FS : 냉각유체공급라인
FD : 냉각유체배출라인 340 : 프레임부
341 : 냉각수분사노즐 S : 환경센서
381 : 광배터리 382 : 광전류 제어부
383 : 정션박스 384 : 광전류 연결부
391 : 냉각수분사 구동부 392 : 냉각수분사 제어부
393 : 냉각수 저장소 DO : 이중외벽구조
410 : 커튼월 411 : 환기창
410a : 외벽사이공간 DI : 이중내벽구조
420 : 내부월 421 : 월환기구
420a : 내벽사이공간 DB : 이중바닥구조
431 : 상부바닥 432 : 하부바닥
440 : 증기냉각탑 441 : 미스트분사기
442 : 통기방진재 440a : 환기공간
450 : 송풍기 461 : 유로제어판
462 : 회동제어부 510 : 경사창호
511 : 창호프레임 520 : 반사플레이트
521: 회전축 530 : 반사공간층
531 : 반사부재 532 : 확산판
541 : 일사센서 542 : 조도센서
550 : 기밀부재 551 : 고무로드
552 : EPDM고무시트

Claims (12)

  1. 건축물본체; 상기 건축물본체의 외부벽체 외면에 설치된 외장냉각유닛; 상기 건축물본체의 창호 또는 커튼월로서 일사량을 조절하는 차양패널유닛; 상기 건축물본체에 이중외벽구조와 이중내벽구조 및 이중바닥구조로 제공되며, 냉난방이 이루어지도록 환기조절을 하는 환기조절유닛; 및 상기 건축물본체 내로의 채광을 조절하는 채광조절유닛;을 포함하며,
    상기 환기조절유닛은, 상기 건축물본체의 외부벽체로부터 상기 건축물본체의 외측으로 이격된 커튼월을 구비하여 상기 이중외벽구조가 이루어지고, 상기 건축물본체의 내부벽체로부터 증기냉각탑 측으로 이격된 내부월을 구비하여 상기 이중내벽구조가 이루어지며, 상기 건축물본체 각층의 바닥이 이중으로서 상부바닥과 하부바닥을 구비하여 상기 이중바닥구조가 이루어지고, 상기 상부바닥과 하부바닥에는 복수 개의 바닥홀이 형성되며, 상기 이중바닥구조의 바닥사이공간이 상기 이중외벽구조의 외벽사이공간 및 상기 이중내벽구조의 내벽사이공간 각각과 연통되고, 상기 내벽사이공간이 상기 증기냉각탑의 하측 환기공간과 연통되며, 상기 커튼월에는 환기창이, 상기 내부월에는 월환기구가 형성되고, 상기 건축물본체의 각층에서 상기 외부벽체의 하부에 외부환기구가, 상기 내부벽체의 상부에 내부환기구가 형성되며, 상기 월환기구, 외부환기구 및 내부환기구와, 상기 바닥사이공간의 양측에는 송풍기가 장착되며,
    상기 환기조절유닛은, 상기 외벽사이공간과 내벽사이공간 각각에서 상기 건축물본체의 각층에 대한 에어유동을 차단하며, 상기 외부환기구와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하고, 상기 내부환기구와 바닥사이공간을 선택적으로 개폐하도록, 상기 외벽사이공간에서는 상기 이중바닥구조의 상부바닥에, 상기 내벽사이공간에서는 상기 이중바닥구조의 하부바닥에 회동되게 설치된 ㄴ자 형상의 유로제어판; 및 상기 유로제어판의 회동을 구동제어하는 회동제어부;를 더 구비하며,
    상기 증기냉각탑에는 유입되는 공기를 냉각하도록 미스트분사기가 설치되고, 공기만 통과되고 먼지가 차단되도록 통기방진재가 설치된 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외장냉각유닛은,
    테라코타로 이루어지며, 내부공간에 격벽이 형성된 외장패널;
    상기 외장패널의 내부공간에 충전된 알갱이부재 또는 다공성부재; 및
    상기 외장패널의 내부공간에서 상단으로부터 하단까지 연장배치되며 측부에 복수 개의 배수홀이 형성된 냉각수관;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차양패널유닛은,
    폐쇄된 차양부, 오픈된 오픈부, 및 상기 차양부와 오픈부를 구획하는 창살을 구비하며,
    상기 창살에는 냉각유체가 통과되도록 길이방향을 따라 냉각홀이 형성된 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차양부는 태양광셀로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차양패널유닛은 양측부에 프레임부가 구성되며,
    상기 프레임부에는 냉각수공급라인과 연결되어 냉각수를 외측으로 분사하는 냉각수분사노즐이 장착된 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 채광조절유닛은,
    상기 건축물본체의 창호 상부에 외측으로 돌출배치되고, 회전되게 장착된 반사플레이트; 및
    상기 건축물본체의 내부에서 상기 반사플레이트와 대응되는 각층의 상부에 제공되며, 상기 반사플레이트에 의해 반사된 광이 연속반사되도록 내부의 상면과 하면에 반사부재가 배치된 반사공간층;을 구비하며,
    상기 반사공간층의 하부에는 하측으로 광이 통과확산되도록 복수 개의 확산판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 채광조절유닛은,
    상기 반사플레이트의 상면에 장착된 일사센서;
    상기 반사공간층의 하부 하면에 장착된 조도센서; 및
    상기 일사센서 및 조도센서와 전기적으로 연계되어 상기 반사플레이트의 회전을 구동제어하는 회전제어부;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 반사플레이트는 회전축이 상기 창호에 형성된 플레이트홀에 배치되고, 상기 창호에서 상기 플레이트홀의 내부 상면 및 하면에는 상기 회전축과의 사이를 차단하는 기밀부재가 장착되며,
    상기 기밀부재는,
    상기 창호에 장착된 고무로드; 및
    상기 고무로드에 장착되어 상기 회전축으로 연장된 EPDM고무시트;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 창호는 하측으로 갈수록 상기 건축물본체의 내측으로 경사진 경사창호인 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
  12. 제1항 내지 제5항 및 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외장냉각유닛, 차양패널, 환기조절유닛, 및 채광조절유닛은 BEMS(건축물에너지관리시스템)에 의해 통합적으로 제어관리되는 것을 특징으로 하는 고온건조기후형 저에너지건축물.
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