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녹색생활TIP

 제목   [기획 연재ㅣ친환경 건축물] 풍력발전을 이용하여 스스로 에너지를 만들어 쓰는 고층 빌딩들
 작성자   관리자  등록일   2017-10-17
 이메일   seouledc@seouledc.or.kr  조회수   126

 

 



우리는 수많은 고층 건물들과 함께 살아가고 있다. 건물을 높게 지을 수 밖에 없는 이유는 기본적으로 대도시에 많은 사람들이 모여있기 때문이지만, 더 높은 건물을 짓고자 하는 인간의 욕망 때문이기도 하다. 특히 초고층 건물의 경우에는 우리에게 특별한 경험을 선사할 수 있기 때문에 그 자체로 관광지로서의 역할을 하고 해당지역의 경제를 활성화시키기도 한다. 누군가가 큰 돈을 들여서 무엇인가를 하는 데에는 항상 이유가 있게 마련인 것이니까.

    

다만 고층 건물은 에너지소비의 관점에서는 좋지 않은 형태의 건물인 것은 주지의 사실이다. 초고층 건물은 태생적으로 규모(면적)에 비해 에너지를 많이 사용하는 형태의 건물인데, 그 이유는 다음과 같다.

공간의 크기에 비해 외피면적이 상대적으로 크고 개방감을 위해 대부분 유리로 구성되기 때문에 일사의 영향으로부터 취약하고 외부로의 열손실이 많다. 높은 고도에서는 바람이 강하게 불기 때문에 외피에서의 열교환이 원활하여 열손실은 더욱 커진다. 건물의 높이가 높아지면 겨울철에 건물 내부의 밀도가 낮은 더운공기가 상승하는 연돌현상이 더욱 심화되는데, 이에 따라 건물 내부로 차가운 외부 공기가 침투할 가능성이 높아진다. 이러한 이유로 건물을 기밀하게 만들어야 하는데 따라서 자연환기를 이용하기 어렵고 실내공기질 관리에 주의가 필요하다.

이런 여러 가지 요인은 냉난방 설비가 소비하는 에너지를 증가시킨다. 또한 설비적인 측면에서만 보더라도 건물에 냉난방과 물을 공급해야 하는 거리와 높이가 증가하여 팬과 펌프의 동력 소비가 증가하게 된다. 이러한 단점들을 극복하기 위해 기술은 꾸준히 발전해 왔지만 여전히 저층 건물에 비하면 에너지를 많이 사용할 수밖에 없다.

에너지 생산에 있어서 살펴보자면, 고층 건물일수록 지붕과 땅의 면적이 부족하여 태양광과 지열의 이용에 제한을 받기 때문에 신재생에너지에 의한 자급은 매우 힘들다.

화재나 지진 등이 발생되었을 때 대량의 인명피해가 우려되기 때문에 특히 대비해야 하는데, 따라서 자재, 장비 등이 더 많이 필요하다. 자재를 만들 때에도 에너지가 필요하며, 이를 도심으로 운반하고 공사를 수행할 때에도 마찬가지이다. 지어질 때부터 에너지를 많이 먹는 우량아라고나 할까.
  
특성

현상

 높 음

· 수배관 및 가스배관 내 압력 증가

· 건물 변위에 따른 수직배관의 수축 / 팽창 / 진동

· 연돌효과에 의한 비정상적 실내외 기류 형성

 대규모

·  대규모의 유틸리티 필요량과 폐기물 발생량

·  체계적 에너지 관리 필요

 세장형 건물 형태

·  동일 규모 대비 상대적으로 외피부하 증가

 건물의 기밀화

·  자연환기가 어려워 냉난방 운전시간 증가

 복합 용도

·  시스템 구성과 Zoning 이 복잡

 시스템 신뢰도 중요

·  멀티형 열원, 백업 설비 고려 필요

 재해 발생시 대형화

·  화재, 지진 등 재해에 대한 특별한 고려 필요

 

그렇다면 고층 건물은 태생적인 단점만 있고 장점이나 다른 잠재력은 없을까? 있다. 높은 곳의 강한 바람을 이용하기에는 유리한 것이다! (높은 곳으로 갈수록 건물, 지형 등의 저항체가 없어 풍속은 빨라진다.) 풍력발전은 생산-운전-폐기까지 가장 환경에 영향을 적게 미치는 신재생에너지라고 알려져 있기도 한데, 그래서 이번에는 풍력발전을 이용하는 고층건물들을 소개하고자 한다.

   

고층 건물은 풍력발전을 이용할 수 있는 잠재력은 충분하나, 늘 그렇듯이 쉬운 것은 없다. 해결해야 하는 문제가 많이 있다. 주로 문제가 되는 것은 건물에 어떻게 녹여넣으면 건물의 형태나 구조에 악영향을 주지 않고 강한 바람을 이용할 수 있느냐는 것과 터빈에서 발생하는 소음과 진동을 어떻게 해결할 것이냐는 두가지이다.

효율은 다소 낮지만 터빈이 없는 타입 등 다양한 방식으로 풍력발전을 이용하여 에너지를 만들어 사용하는 고층 건물들을 소개해보고자 한다.

 

▶ 고층 건물에 적용된 풍력발전 시스템 자세히 보기  클릭

▶ 압전기술을 이용한 터빈 없는 풍력발전 자세히 보기  클릭  

 



 

 

 

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