제로에너지건축물 - cmak.or.kr œ8회CM분야별이슈진단발표회.pdf · • 건물이소비하는에너지와건물내신재생에너지발전량을합산하여에너지소비량을최종적으로0

최 철건축사 / 녹색건축인증전문가

제로 에너지 건축물

“2016”

01 ISSUE

CM 미래전략 특별위원회

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CONTENTSCONTENTS


1. 제로에너지 건축물의 배경

2. 제로에너지 건축물의 개요

3. 제로에너지 건축물 구현을 위한 개론

4. 제로에너지 건축물 요소기술

5. 제로에너지 건축물의 대응전략

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01 ISSUE


1804

증기기관차

석탄

1899

자동차

석유

인류의 진화

현재

인간

물

2100

…..

…..

4

01 ISSUE


산업의 진화

공업화(기계)

기계화(증기) 정보화(컴퓨터, 인터넷)

지능화(인공지능)

1차산업 : 농업

2차산업 : 제조업

3차산업 : 유통업

4차산업 : 통신업

5차산업 : 유전공학 or인공지능 ?

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01 ISSUE


건축물의 진화

2100

…..

…..

현재

두바이

Burj Khalifa

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01 ISSUE


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얻은 것과 잃은 것

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01 ISSUE


한국 세계 ‘기후변화 4대 악당국가’로 등극

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[한겨레] 기후변화 대응 행동 분석기관 CAT 평가 결과

한국이 국제 기후변화 대응행동 연구기관들로부터 ‘2016년 기후 악당’ 선두 국가로 지목됐다.

‘기후 악당 국가’는 기후변화 대응에 가장 무책임하고 게으른 국가를 말한다.

기후변화행동연구소(소장 안병옥)는 최근 지난 4일 기후변화 전문 온라인 언론인 <클라이밋 홈 폼>이 기후행동추적(Climate Action Tracker·CAT)의분석 결과를 인용해 한국을 사우디아라비아, 호주, 뉴질랜드와 세계 4대 기후 악당의 하나로 꼽았다고 6일 밝혔다. CAT는 기후분석(Climate Analytics), 에코피스(Ecofys), 새기후 연구소(NewClimate Institute) 등 3개 국제 기후변화 연구기관이 2009년 공동으로설립한 독립적인 연구기관 컨소시움으로, 해마다 32개 주요 온실가스 배출국가의 ‘감축 행동’을 추적해 분석 결과를 발표하고 있다.

한국이 기후 악당 국가로 지목된 이유로는 1인당 온실가스 배출량의 가파른 증가 속도, 석탄화력발전소 수출에 대한 재정 지원, 2020년 온실가스감축목표 폐기 등이 지적됐다.

기후변화행동연구소는 “우리나라의 기후변화 대응 노력이 세계 최하위권으로 평가된 것은 이번이 처음은 아니다. 지난해 12월 8일 독일 민간연구소저먼워치(German Watch)와 유럽기후행동네트워크(CAN Europe)가 발표한 ‘기후변화대응지수(Climate Change Performance Index·CCPI) 2016’ 에서도 조사대상 58개국 가운데 54위를 기록하면서, 불과 5년 만에 23단계나 추락해 국제사회에서 ‘기후불량국가’라는 이미지가 강화되고있다”고 지적했다.

기후변화행동연구소는 “이런 이미지는 국격을 떨어뜨리고 국제사회의 감시와 견제를 불러 외교와 경제 분야에서 불이익을 초래할 가능성이 크다”며“이런 현실을 타개하고 신기후체제에 대응하기 위해서는 박근혜 정부 들어 후퇴를 거듭해온 기후변화정책을 제자리로 돌려놓아야 한다”고 강조했다

01 ISSUE


환경의 변화

1906년 ~ 2005년(100년간)세계평균 표면기온은 0.74±0.18°C 상승

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파리협정 : 인간이 탄소 배출량을 줄이고 환경을 가꾸면 지구온난화와 재난을 막을 수 있다는 논리는 지금으로선 대세다.

* BAU ( Business As Usual) : 배출전망치

한국 : 2030년 BAU 대비 37%감축(국내 : 25.7%, 해외 : 11.3%_탄소거래제 활용)

1988년 유엔 지원으로 창설한 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)는 기후변화가 초래하는 영향을 평가하고 대책을 검토해 종합평가보고서(AR·Assessment Report)를 작성한다.

1990년 12월 유엔총회에서 기후변화에 관한 기본협약을 위한 국가 간협상위원회(INC)가 설립됐고 1992년 기후변화협약이 채택됐다.

기후변화협약의 정식 명칭은 기후변화에 관한 국제연합기본협약(UNFCCC)이다.

‘16. 5월 현재 협약 당사국은 196개 국가에 EU를 더해 197개다.

지구촌 거의 모든 국가가 참여하는 셈이다.

2100년 온실가스 배출 제로화지구온도상승 2040년 1.5°C이하로 제한,

지구 평균기온 상승을 산업화(1850년) 이전단계로 유지

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교토의정서 파리협정

일본 교토제3차 당사국총회

개최국프랑스 파리제21차유엔기후변화협약 당사국 총회

1997.12. (2005년 발효) 채택일자 2015. 12.12.(즉시)

주요선진국 37개국 참여대상국가 196개 협약 당사국

2020년까지 기후변화 대응방식규정 적용시기 2020년 이후 신기후체제

온실가스 총배출량을 1990년 수준보다 평균 5.2% 감축

목표 및 내용

지구 평균온도와 상승폭을 산업화 이전과비교해 섭씨 2°C 이하로 제한

온실가스 감축 목표치 차별적 부여(선진국에만 온실가스 감축 의무 부여)

온실가스를 좀더 오랜기간 배출해온 선진국에 더 많은 책임부여, 개발도상국의 기후변화 대처 지원

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국내 감축목표 : 실행계획

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솔라 임펄스(Solar Impulse) _ 38,000 Km

2015년 3월 9일 아브다비 이륙

2016년 7월 26일 아브다비 착륙

스위스 기술진이 개발 / 태양에너지 만으로 비행사양 : 항공기의 날개 길이는 64m 이지만, 무게는 2.3톤( 승용차무게정도)날개에 부착된 12,000개의 태양광 페널에서 전기를생산하여 4개의 전동모타프로펠라를 돌려(분당 Rpm 410)준다.

햇빛이 비추는 주간비행고도는 8-8.5km, 야간비행은 1,300m 상공비행한다. 속도는 70km, 날개에 접착된 12,000개의 태양광패널에서50kw전력 생산한다. 전력 : 프로펠라를 돌려주는 10마력급 전동모타4대 사용 (남는 전력은 뱃터리에 저장)된다)

코캄 : 리튬폴리머 2차전지

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01 ISSUE


전기자동차 _ 500 Km (10원/km당)

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예쁘자나 R2(765Km)_파워프라자

01 ISSUE


제로에너지 건축물

제로에너지 건축물 :

고 단열 건축자재와 신재생에너지를 결합하여 외부 에너지의 유입을 최소화한 건축물

· 녹색건축물 조성 지원법 시행령 , 시행규칙

· 건축물 에너지효율등급 인증에 관한 규칙(국토부,산업부 공동부령)

‘2017년 제로 에너지 건축물 인증제‘ 시행

입법예고 ( ‘16.10.10 ~ 11.18 )

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01 ISSUE


그릇

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01 ISSUE


그릇 = 건축물

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02 개요


제로에너지 건축물의 정의

제로에너지 건축물 :

고 단열 건축자재와 신재생에너지를 결합하여 외부 에너지의 유입을 최소화한 건축물

· 녹색건축물 조성 지원법 시행령 , 시행규칙

· 건축물 에너지효율등급 인증에 관한 규칙(국토부,산업부 공동부령)

‘2017년 제로 에너지 건축물 인증제‘ 시행

입법예고 ( 10.10 ~ 11.18 )

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02 개요


제로에너지 건축물의 개념

• 건물이 소비하는 에너지와 건물 내 신재생 에너지 발전량을 합산하여 에너지 소비량을 최종적으로 0 (Net Zero)으로 만드는 건축물

• 외단열,로이창 등을 적용하여 외부로 유출되는 에너지양을 최소화하고(패시브하우스), 지열,태양광 등을 활용하여 모든 에너지 소비를 자체적으로 해결

• 2020년 모든 공공 건축물, 2025년 신축 주택 건물(‘30년 상업용 건축물) 의무화 추진 & 대한민국 8대 신사업 중 하나

일반건축물 패시브하우스 신재생에너지 제로에너지빌딩

실사용에너지

100% 70%

절감30%생산 실사용

에너지

0%

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02 개요


건축물 친환경 및 에너지 법규 이해

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02 개요


제로 에너지 건축물 등급 구성도_전략로드맵

* ZEB 융합 얼라이언스 포럼 발표자료

에너지건축물등급

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02 개요


건축물의 수명주기(성능)과 소요 에너지

기능

준공시점시간 (30년 or 100년)

건축물기능

에너지 일치점, 보수 개수,개선(Remodeling)_15년

사회적 요구기능(건축물의 소요에너지)

신축시점의 기능(건축물의 에너지 성능)

건축물의 기능

제로에너지건축물

에너지의 배출

신축시점의 기능(건축물의 에너지 성능)

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02 개요


제로에너지건축물 현황 및 인증제도

* 삼정 KPMG 경제연구원

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02 개요


국가별 신재생에너지 인센티브 제도


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02 개요


제로어너지건축물 달성과정


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02 개요


사 업 명 지원규모(억원) 대출기간 이자율

에너지자립섬

500

7년거치 8년 분할상환

(시설자금),

1년거치 2년 분할상환

(운전자금)

분기별 변동금리

(연1.5%, 1/4분기 기준)

전기차

기타 에너지신산업

(ESS 등)

합 계 5001) 제로에너지 인증 건축물 대해서는 건축기준 완화(용적률 최대 15%)와

기반시설 기부채납률 완화(주택사업, 최대 15%), 신재생에너지 설치보조금

(30~50%, 예산범위 내) 등의 인센티브와 제로에너지건축물 지원센터를 통한

기술자문이 지원될 예정

2) (인센티브 신설) 에너지효율등급 1++ 등급 이상 취득하는 건물 또는 제로에

너지 시범사업으로 지정받고 녹색건축인증 우수 등급 이상을 취득하는 건물

은 최대 15% 이내에서 용적률 및 높이 등 건축기준 완화 적용 (별표9)

제로어너지건축물 인센티브_에너지절약설계기준(별표 9)

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03 개론



제로에너지 건축물의 구현을 위한 개론 :

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03 개론


인간의 환경조건 (기본 욕구 + 사회적 욕구)

물리적 환경(기본욕구) 사회적 환경(심리적욕구)

인체의 쾌적한 생활공간의 창조를 목표로 하는 실내환경은 크게 물리적 환경과 심리적 환경으로 구분된다.

자아실현

사회적 ( 활동 )

생리적 ( 기본욕구)

안정적 ( 기본욕구보장 )

능력/성취

물리적환경

사회적환경

* 기타 에너지(전기기기 등)로 구성

감각을 통해 인체에 전달되는 것으로 일조와 채광, 환기, 통풍, 한난(寒暖) 등이며 이들은 외계(外界)의 조건에 크게 영향을받으며 이에 대하여 인체를 기준으로 한 인공적 환경의형성이 가능하게 되었다.

즉 비, 바람, 일사(日射)등 자연조건을 차단하거나 이용하여공기, 빛 등의 환경조건을 인간에 맞도록 조정, 보다 좋은환경을 만드는 기준 요소

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03 개론


쾌적지수 _ 기상환경에 대한 인간의 쾌감, 불쾌감의 정도를 하나의 지수로 나타낸 것 _ 인체의 열적으로 쾌적하게 느끼는 조건

인체의 쾌적대 : 상대습도 30 ~ 70 %, 유효온도 17.7 ~ 22.2°C

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03 개론


카멜레온 _ 빛의 강약과 온도, 감정의 변화에 따라 몸의 빛깔이 바뀐다.

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03 개론


인체 _ 온도조절

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03 개론


사계절 _ 봄, 여름, 가을, 겨울_일 최고기온의 계절평균

봄 : 유효온도 12 ~ 18°C 이상 여름 : 유효온도 24 ~ 30°C 이상 가을 : 유효온도 14 ~ 24°C 이상 겨울 : 유효온도 0 ~ 12°C 이상

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03 개론


월 평균기온 _ 1일 온도분포에 대하여 평균으로 나타낸 기온 / 에너지 사용 패턴

* 주택 에너지의 65% 난방에너지

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03 개론


건물부문_에너지 사용규모

주거부문

비주거부문

* 한국 에너지 공단 통계자료

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03 개론


미세먼지 (微細-, Particulate Matter, PM) 또는 분진(粉塵)_ 눈에 안 보이는 지름 10㎛ 이하(머리카락 굵기의 최대 7분의 1)의 작은 먼지. 황산염, 질산염 등과 같은 독성 물질 함유

미세먼지 :

지름 10㎛(1㎛는 100만분의 1m) 이하 지름의미세먼지를 PM10, 2.5㎍/㎥ 이하인 미세먼지를PM2.5로 일컫는다. 미세먼지는 자동차 매연과 공장 굴뚝에서 나온유독물질·중금속 등이 대기 중에서 광화학 반응을일으켜 만들어진다.

만성질환자·고령자·어린이는 미세먼지 농도가30㎍/㎥를 넘으면 기침, 안구 따가움, 피부 트러블 등의증상이 나타난다. 건강한 성인은 미세먼지 농도가 120㎍/㎥를 넘으면폐·기도 세포에 염증이 나타난다.

미세먼지보다 입자가 작은(지름 2.5㎛ 이하) 초미세먼지는 인체에 더 잘 침투하고 건강에 더 해롭다.

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03 개론


실내공기질 _ 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법 제 9조

실내공기질 위험수위

(1) 환경부 공동주택 실내공기질 권고기준(유지기준 없음)(1) 폼알데하이드 210㎍/㎥ 이하 분자량 : 30 . 0.1568ppm(2) 벤젠 30㎍/㎥ 이하 분자량 : 78 . 0.0086ppm(3) 톨루엔 1,000㎍/㎥ 이하 분자량 : 92 . 0.2435ppm(4) 에틸벤젠 360㎍/㎥ 이하 분자량 : 106 . 0.0761ppm(5) 자일렌 700㎍/㎥ 이하. 분자량 : 106 . 0.1479ppm(6) 스티렌 300㎍/㎥ 이하 분자량 : 104 . 0.0634ppm

국가 및 기관명 포름알데히드 기준치(PPM))

세계보건기구(W. H. O) 0.08

캐나다 0.05

독일 0.10

일본 0.08

대한민국(다중이용시설 유지의무기준) 0.08

대한민국(공동주택 권고기준) 0.01568

* 미국 환경청 (EPA) : 130㎍/㎥ 은 인구 10만명당4~5명에게 암을 일으킬 수 있는 수준

* 휘발성유기화합물(VOC)은 총휘발성유기화합물(TVOC)임

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03 개론


용도별 에너지 적용 기술


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04 요소기술


제로에너지 건축물의 요소기술

제로에너지 건축물의 구현을 위한 요소 기술

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04 요소기술


에너지 요구량 = 에너지 요구량 (순수건물 부하) * ( 단위 : kWh/m2y )

* 건축물의 냉/난방, 급탕, 조명 부문에서 요구되는 에너지량

1차 에너지환산계수*

연료 1.1

전력 2.75

지역난방 0.614

지역냉방 0.937

에너지 소비량 = 실 입주자가 건물 운영 통해 사용한 에너지량을 비용으로 환산한 소비량.

에너지 소요량 = 시스템에 소요되는 에너지량 ( 에너지 요구량 + 에너지 손실량 ) * ( 단위 : kWh//m2y )

* 건물에 설치 된 냉/난방, 급탕, 조명, 환기시스템에서 소요되는 에너지량

1차에너지 소요량 = 에너지소요량 * 사용열원 환산계수

* 연료를 채취, 가공, 운송, 변환, 공급과정에서의 손실을 포함한 에너지량이 포함 된 계수

- 여름 : 30°- 겨울 : -1°

- 여름 : 26°- 겨울 : 20° 계량기Energy

Loss보일러

Energy Loss

에너지의 구성

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04 요소기술


에너지요구량

600kWh/m2*yr

ZEH(Zero Energy House)

에너지소요량

150kWh/m2*yr

에너지요구량

400kWh/m2*yr

에너지요구량

200kWh/m2*yr

Plan_B

Plan_A

- 외피 법적성능기준 : +$

- Passive Design : +$

- 외피 법적성능기준 : +$

- 고효율 열원기기 : +$

- 고효율 열원기기 : +$+$

에너지소요량

440kWh/m2*yr

에너지소요량

220kWh/m2*yr

신재생에너지

290kW : +$$$$

신재생에너지

70kW : +$

x

o

신재생에너지

150kW : ???

신재생에너지

150kW : +$$

에너지의 이해_사례

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04 요소기술


패시브 하우스

Orientation Mass ratio Program Zoning Window ratio

Daylight High Performance Glazing Skylight Natural Ventilation Green Roof

High Performancefacade Air Tightness

Eco Friendly Materials Landscaping

PASSIVE DESIGN

Shading Device

Solar ReflectanceIndex

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04 요소기술


엑티브 하우스

ACTIVE SYSTEM

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04 요소기술


취득 열량 제어 _ 냉, 난방제어( 태양열의 취득량 최소 및 최대화방안 마련)

지구의 에너지원(매장량)

태양이 1초간 배출하는 에너지 중지구에 흡수되는 에너지42조㎉그러므로 시간당 151,200조kcal=15경1200조세계 연간 총 에너지 소비량은 2.6x10^20 J (집계량) 3.0 x10^20 J (미집계 추정치)

1kcal 은 4200J 비율 : 0.47%정도(연간 에너지/시간당 태양)

* 한국 패시브 건축학회

신재생에너지

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04 요소기술


BEMS(Building Energy Management System)

43

* 삼성 SDS BEMS 설명회 자료

04 요소기술


건축물의 외피 _ 단열성능


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04 요소기술


발전시설 사례 _ 신재생에너지(Biomass 발전소) 실적

* 휴먼텍 신재생에너지 사업

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사 업 명포승바이오매스 집단에너지사업 건설사업관리용역

사 업 주 포승그린파워㈜

대 지위 치

경기도 평택시 포승읍 내기리 680-17

용 도 Biomass 열병합 발전소

수 행 기 간 2016.03.01~2018.04.15

시 설규 모

- 부지면적 : 29,194㎡- 건축면적 : 11,684㎡- 연 면 적 : 13,574㎡

시 설용 량

- 발전용량 : 43.2MW- 주보일러 : CFBC 174.3ton/h- 사용연료 : Biomass 연료

(우드필렛,우드칩 혼소)- 송전선로 : 154KV 1회선(1.7Km)

04 요소기술


발전시설 사례 _ 신재생에너지(연료전지 발전소) 실적

* 휴먼텍 신재생에너지 사업

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사 업 명부산그린에너지 연료전지발전소건설사업관리용역

사 업 주 부산그린에너지㈜

대 지위 치

부산광역시 해운대구 해운대로 896

용 도 연료전지 발전소

수 행기 간

2015.04.30 ~ 2017.06.20

시 설규 모

- 부지면적 : 3,279㎡- 연 면 적 : 7,386㎡

시 설용 량

- 발전용량 : 30.8MW(연료전지시스템 440KW X 70대)

- 사용연료 : LNG- 송전선로 : 지중송전 22.9KV

2회선(2.8Km)

05 전략


정부정책 대응 _ 대한민국 8대 신사업

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05 전략


제로에너지 건축물의 대응

건설사업관리

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05 전략


미래변화의 7대요소_이광영 Kaist 미래전략 원장

◆받아들여야 할 환경변화와 인구감소

환경(E): 기후변화정부간협의체(IPCC)는 21세기 후반(2081∼2100년)의 세계 기온은 2.2도 상승하고, 해수면은 48cm 상승할 것으로 예상하고 있다. 한반도 기온은 현재 연평균 11.0도에서 14.0도로 올라갈 것으로 예상되는데, 이는 현재 남해안의 온도와 비슷하다. 해수면은 동해안에 74cm, 서해안에 53cm 상승할 것으로 예상된다. 한편 공기 중의 산소가 감소할 것이다. 산소는 소비되는데 산소를 생산하는 산림이 없어지기 때문이다. 산소가 적으면 쉽게 피로하고 사람에 따라 고산병 증세를 보이기도 한다. 곳곳에 산소 카페가설치돼 산소를 마음껏 마시고 나오는 사람도 있고, 22세기에는 인공 광합성 기술을 개발해 산소를 만들어 내고 동시에 포도당을 생산하는 공장도 생길 것이다.

인구(P): 100년 후의 한국인 인구는 4000만명 아래로 훨씬 떨어져 있을 것이다. 생산가능인구는 2017년부터 감소하고, 전체 인구는 2030년부터 감소한다. 앞으로 100년 동안 인구 감소에 따른 사회 정치 경제적인 고통이 심할 것이다.

◆인간의 미래는 인간이 결정

자원(R): 한국에 지하자원은 특별한 변화가 없을 것이다. 세계의 에너지 상황은 극도로 나빠지지는 않을 것이다. 현재 미국만이 가지고 있는 셰일가스 채굴 기술이다른 나라에도 알려져서 에너지 값이 안정될 것이다. 한국에서는 메탄하이드레이트를 추출해서 사용하고 있을 것이다. 해저 1000 m에 묻혀 있는 메탄가스인메탄하이드레이트는 한국의 독도 근처 깊은 바다에 매장돼 있다. 이미 일본은 2013년에 시추에 성공했고 실용화를 앞두고 있다.태양광 발전기술이 많이 진보해 현재 15% 선의 효율이 30% 이상으로 향상될 것이다. 거의 모든 건물벽과 자동차들이 태양광 발전소 역할을 하게 된다.

‘미래변화 7대요소’인 STEPPER에비춰핵심동인을찾으면된다.이것은 7대 요소의 영어 머리글자를 딴 말이다. 즉, 사회(Society), 기술(Technology), 환경(Environment), 인구(Population), 정치(Politics), 경제(Economy), 자원(Resource)의 약자다.

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06 논의


Q & A

50

제로에너지 건축물의 구현을 위한 요구(기회)와 규제 :

06 용어사전

CM 미래전략 특별위원회 51

02 개요


환경정책 : 파리협정 취소 ( 친환경 에너지 정책 반대)

미군내 석유시추작업 허용(화석에너지산업발전)

52기후협약은 미국사업을 방해하려고 만든 ‘중국이 만든 날조극’

02 개요


New York Prepares for up to 6 feet of sea level rise 연구논문- 향후 40년 이내에 11 ~ 12 inch(28 ~ 30㎝ 해수면 상승을 경고

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02 개요


03 개론


온도감각기관 _ 인체의 온도변화에 대하여 인지하는 기관_작동온도영역 “ 5 ~45°C사이”, 0.5°C의 기온차이 감지한다.

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대림 Q3(모터사이클) 연비

어느날 하루의 일교차

06 논의


잡코리아 : 직장인 대상 조사

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06 논의


잡코리아 : 직장인 대상 조사

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02 개요



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02 개요


건축물 친환경 정책 및 기본계획

* ZEB 융합 얼라이언스 포럼 김인수 발표자료

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02 개요


제로어너지건축물 인센티브_에너지절약설계기준(별표 9)

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02 개요


02 개요


06 논의


06 논의


사람인 : N 포세대

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06 논의


VISUAL DIVE : 워킹푸어

원인

노력

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06 논의


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불연재료(난연1급)-불에 타지 않는 성질-기준: 750도에서 20분 가열-

종류:콘크리트,석재,벽돌,철강,유리,알루미늄,그라스울,회,시멘트판,섬유시멘트판,석고시멘트판등

2. 준불연재료(난연2급)-불연재료에 준하는 성질-305도에서 10분 가열-석고보드,목모시멘트판,펄프시멘트판,미네랄텍스등

3. 난연재료(난연3급)-불에 잘 타지 아니하는 성질-235도에서 6분 가열-난연합파,난연플가스틱판

4.참조- 건축법시행령 2조- 한국산업표준 KSF2271- 건축물의 피난,방화구조등의 기준에 관한 규칙 6조

[출처] 불연재료, 준불연재료, 난연재료 비교|작성자 혹탈

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이민자정책경제정책의료정책무역정책

환경정책한국/북한정책

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제로에너지건축물 - cmak.or.kr œ8회CM분야별이슈진단발표회.pdf · • 건물이소비하는에너지와건물내신재생에너지발전량을합산하여에너지소비량을최종적으로0