카지마는 (가칭)공동통신사의 새로운 본사 빌딩 건설 공사에서 앞으로 에너지 절약의 모델이 되는 자연을 도입한 미디어 타워를 계획하고 현재 시공 중이다.

지구 환경 문제로 인해 건축 분야에서도 에너지 절약이 강하게 요구되고 있고 특히, 외부와 차단되어 밀폐된 초고층 빌딩에도 자연의 에너지를 이용한 거주환경을 만드는 것이 주목 받고 있다．

　

항상 최첨단의 정보를 창조하고 전세계에 송신하는 공동통신사는 지구 환경에 대한 높은 문제의식을 갖고 있는데, 신본사 빌딩의 계획에 있어서도 빌딩 건설 때의 부하 절감은 물론 공용·운용 단계의 부하 절감을 충분히 배려하고 자연과의 공생과 지구 환경 부하의 삭감을 고려하고 있다.

카지마는 이 2개의 목적을 위해 자연의 공기를 사무실 환경에 이용한 자연 환기 시스템을 도입하고 지구 환경에 대한 부하를 줄이는 것을 계획했다．

24시간 활동하고 정보를 발신하는 통신사의 건물은 겨울에도 냉방이 필요할 만큼의 고 부하 빌딩이고 종래의 기계 공조로는 대량의 에너지 자원을 소비한다. 외부의 찬 공기를 직접 사무실에 도입함으로써, 자연스럽게 에너지를 이용한 환경 부하 삭감이 이뤄졌다.

그러나 자연의 공기를 초고층 빌딩 안에 도입에는 큰 문제가 있다. 초고층 빌딩에서는 상공의 강풍에 의해 사무실의 창을 직접 여는 것이 불가능하고 가끔 시시각각 변화하는 온도나 습도 등 외부 기상 조건에 대응하는 제어 시스템이 필요하다.

이러한 과제에 대응하기 위해 건물 계획에 일치한 외부 공기 도입 루트가 만들어졌고, 동시에 외부 공기를 거대한 냉방 장치로 파악하고 거주환경을 만드는데 합리적으로 활용하기 위해 열 환경 제어 시뮬레이션이 개발됐다. 그 결과 공조 부하를 줄이는 것이 어려운 초고층 빌딩이지만 미디어 타워에서는 약 20％의 공조 부하 삭감이 가능해졌다. 이러한 에너지 소비의 삭감에 의해 발생이 억제된 CO2 가스의 양을 수목에 의해 환원되는 CO2의 양으로 환산하면 동경 돔 그라운드 15개분에 상당하는 약 20ha의 면적의 삼림이 필요한 양이다．

-배경

1992년에 리오에서 개최된 지구 서미트가 계기가 되어 지구 환경 문제가 국제적으로 인식됐다. 1997년에 교토에서 개최된 기후 변동 범위 조약 3국회의(통칭 COP3)에 의해 지구 온난화 방지의 중요성, 환경에 대한 배려의 필요성이 강하게 인식되기 시작했다．

　

건축에서는 공조·조명 등의 기술 혁신에 의한 에너지가 절약되고 있다. 기후가 좋은 때 자연풍을 건물 내부에 받아들이는 에너지 절약 방법도 있다. 이것은 일반적으로 거주자가 외부 환경과 접하는 것이 가능하지 않던 건축에서도 자연을 느낄 수 있다고 하는 점에서 중요하다．

-시스템 개요

◎ 외부 풍력에 의해 생기는 상승 기류를 이용해 코어(core)부 기계실의 외기 취입구와 환기 덕트를 통해 자연풍을 사무실의 안에 유입, 상쾌한 기분으로 실내 냉방과 환기를 한다．

◎외부 공기는 창이 아닌 환기 제어를 위한 공조기계실을 통해 사무실 안으로 들어온다. 환기는 외부 공기 조건(온도：10∼26℃·습도：60％이하·풍속：10ｍ/s 이하)에 따라 이뤄지고, 컴퓨터의 지시에 따라 공조기계실의 외부 공기 취입구부에 있는 기밀 모터 댐퍼의 개폐 제어에 의해 환기가 제어된다.

◎사무실 내는 공조기계 부하가 크기 때문에 낮은 온도의 공기 도입에 의한 공조기 병용 방식을 행한다. 약 20℃ 이상의 외부 공기는 직접 사무실 내에 도입되지만, 20℃ 이하의 공기는 한 번 천장 내에 개방되어 공조된 공기와 혼합된 후 공조기를 통한 열처리 후 사무실 내에 도입한다　

◎외부 풍력뿐만 아니라 사무실 내의 OA 기기나 인체의 부하에 의해 공기의 온도차가 생기고 계단 공간에 발생한 상승 기류를 이용해 윗부분에 배기하고 공조기계실로부터 외부 공기를 도입해 사무실을 환기한다. 이로 인해 바람이 약한 때라도 실내의 열 이동을 이용한 효율적이면서도 자연스러운 환기가 가능하다.

사계가 존재하는 일본에서는 외계 기상 조건은 지역, 계절, 시간 등에 의해 크게 다르고 자연스러운 환기를 위해서는 종래의 공조설비의 에너지 절약 기술과 다른 치밀한 제어 방법을 가능하게 하는 자연스러운 환기 시뮬레이션 기술이 필요하다．

　

이번에 개발된 시뮬레이션 기술은 컴퓨터 해석에 의해 시시각각 변화한 외부 온습도, 옥외 풍향·풍속의 영향이나 공조기의 운전을 배려하면서 자연스러운 환기에 의한 연간 에너지 절약 효과나 온열 환경을 종합적으로 평가할 수 있는 것이 특징이다. 현재 범용성이 높은 툴로서 버전 업 작업이 이뤄지고 있다.

주된 장점은 다음과 같다.

1. 다양한 공간을 포함한 건물 전체의 연간 해석이 가능하다.

2. 주위 건물이나 건물 형상을 고려한 자연스러운 환기의 연간 해석이 가능하다.

3. 자연스러운 환기 개구의 개폐 제어 방법의 검토가 가능하다.

4. 연간 해석 결과의 효과적인 프리젠테이션이 가능하다.

편집국이 자연스러운 환기에 관해 검토한 결과, 중간 기간에 있어서 공조기 부하 삭감의 효과가 커서 연간 공조기 부하를 약 20％ 삭감하는 것이 가능한 것으로 예상됐다. 이 회사는 앞으로 시뮬레이션과 동시에 자연스러운 환기 개구 회전의 체감 실험 등을 구사하고 자연스러운 환기 개구부의 제어 방법에 반영해 갈 예정이다.

출처 : KISTI, 건축공학 등 록 일 2002-03-11 원문출판일 2002년 03월 05일

kensetsu21

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운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.07.17 22:17

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