[스크랩] 21세기 공조설비기술의 전망

2004/04/23 23:58

별똥별(ddojobb) http://memolog.blog.naver.com/ddojobb/90

“21세기 공조설비기술의 전망” 제하의 아래글은 ‘공기조화․위생공학회’회지 2001. 1월호에서 옮긴 내용이다.  필자는 (주)日建(닛켄)설계,  松縄 堅 (마쓰나와 가타시)씨.   2001. 2.. 17    (주)범창종합기술,  이  섭  고     21세기 공기조화설비기술의 전망 ≪21세기의 라이프스타일과 설비기술의 전망≫   20세기의 공조기술은 쾌적성이나 생산성의 향상에 큰 공헌을 했다. 한편 자원의 고갈이나 환경문제를 야기시켰다. 21세기의 공조기술에서는 에너지소비나 환경부하의 발생이 적으면서 쾌적하고 또한 생산성이 높은 환경의 달성이 요구된다. 대폭적 효율 up이 가능한 공조기기나 시스템에 대한 브레익-스루(breack-though)가 요구된다. 라이프사이클의 시점(視點)에서의 새로운 공조기술의 전개도 중요하다고 생각된다. 공조기술에 관계되는 여러 과제를 원점에 돌아서서 검토해야할 필요에 막다르게 되었다. 본고에서는 20세기의 공조기술을 되돌아 보면서 21세기로의 과제를 추출하여 바람직한 방향성을 모색한다. 또한 본고에서 다룰 범위는 여기 수년에서 10년의order라는 것을 양해해 둔다.    머리글 20세기는 기계문명이 개화해서 보급된 시대였다. 공조기술의 전개는 그 하나의 전형사례이다. 근대공조기술은 1902년 W. H. 캐리어(미국)에 의한 인쇄공장의 온습도조정에 비롯된다고 말하고 있다. 공조기술은 바로 20세기와 함께 걸어온 것이다. 공조기술은 인류가 유사이래 추구해 온 안전하고 쾌적한 거주환경을 얻은 “전가의 보도(寶刀)”라는 느낌조차 있었다. 공조기술은 대규모빌딩이나 초고층빌딩의 출현을 가능하게 했다. 생산성을 높이는데 크게 공헌했다. 냉방은 인류가 이미 내놓을 수 없는 쾌적성을 가져왔다. 그러면서 내놓아서는 달가와할 수 없는 사태의 발생도 가져오고 말았다. 자원이나 에너지의 고갈, 지역환경문제나 지구환경문제등에 대해서 큰 원인으로도 되었다. 21세기는 이러한 문제에 대응하면서 고령자사회 문제를 해결하지 않으면 안된다. 지혜에 넘치는 창조적인 기술의 전개가 요구되고 있다.  1. 20세기의 공기조화기술을 되돌아본다  21세기의 공조설비기술을 전망하기에 앞서 20세기의 공조기술에 있어서의 topics를 개괄(槪括)해 본다.   1.1 열원방식의 변천 일본의 냉방은 증발냉각으로부터 시작되었다. 이어서 Adsol공조․정수(井水)냉방이 도입되었다. 냉동기를 사용하는 냉방이 등장하는 것은 1920년대 말기부터 였다(표-1).  증발냉각은 산업용으로서 1907년 후지(富士)방적공장에, 쾌적공조로서는 1910년의 치바(千葉)현청 의회장에 일본 제1호가 도입되었다. 증발냉각은 그후 1930년 전후까지 이어지나, 정수냉방이나 냉동기를 사용하는 냉방에 교체되게 되었다.  정수냉방은 산업용으로 1922년에 도쿄(東京)모스린공장에 , 쾌적공조로는 1923년의 일본흥업은행본점에 일본의 제1호가 도입되었다. 그후 1930년대 중반까지 비교적 넓리 사용되었다. 부분적으로는 외기의 예냉등에 제2차대전후에도 사용되었으나 지하수의 채수규제에 따라 사용되지 못하게 되었다.  냉동기를 사용하는 완전냉방은 산업용으로서 1921년의 잠사(蠶絲)시험소의 항온실, 데이진(帝人)공장등에 초기의 것이 도입되었다. 쾌적공조로서는 1924년의 오다(小田)주택, 1927년의 미쓰코시(三越)피복점 연예장에 도입되었다. 그후 현재에 이르기까지 냉동기에 의한 냉방이 주류를 이뤄온 것은 주지하는바와 같다.  초기의 냉동기는 냉방으로서 NH₃나 CO₂를 사용한 압축식냉동기가 사용되고 있었다. 1930년에 야나기마치(柳町)씨가 다카사고ㆍ에바라(高砂ㆍ荏原)식으로 원심냉동기를 제작하여 윈심냉동기의 전성기를 맞는다. 1960년대말까지 대형빌딩의 냉열원은 대부분이 원심냉동기를 사용하는 것이 었다. 1960년에 단중효용의 흡수식냉동기가 개발되어 다음해에 미쓰이(三井)생명빌딩에 도입되었다. 이후 유류연소의 냉온수기, 가스연소의 냉온수기가 1970년대초에 개발되어 급속히 확대돼 갔다. 1975년경부터 대형빌딩에서는 원심냉동기에 바뀌어서 흡수식냉동기를 채용하는 사례가 급증해서 현재에 이르고 있다.           표-1 열원시스템의 변천        열원방식 등 년 도     특 기 사 항 증기에 의한 직접난방  1876년  同志社英學校 온 풍 난 방  1914년  三越피복점본점  증 발 냉 각  1907년  富士방적공장  1910년  千葉현청 의회장 Adsol공조  1923년  凸판인쇄  정(井)수냉방  1922년  東京모스린공장  1923년  日本흥업은행본점  냉동기를 사용한 냉방  1921년  잠사시험소 항온실  1921년  帝人히로시마 공장  1924년  小田주택  1927년  三越피복점 연예장  원심냉동기의 개발  1930년  高砂荏原식 원심냉동기  위와같이 적용  1931년  朝日빌딩(中之島)  전 관 냉 방  1931년  大阪빌딩 2호관  히트펌프 도입  1935년  朝日빌딩 끽다점  축열식시스템 도입  1953년  日活 다마촬영소  공기열원 히트펌프 도입  1958년  東京전화(電化)빌딩  흡수식낸동기의 개발  1960년  汽車제조(주)가 단중효용  흡수식냉동기 개발  지역냉방의 도입  1970년  大阪萬博  열회수 히트펌프의 도입  1971년  日本 I.B.M.본사사옥  Unitary 히트펌프의 도입  1972년  피맥ㆍ모듈랙  빙축열시스템의 도입  1981년  鹿島건설 四國지사  공기열원 소형히트 펌프의 개발  1982년  빌딩용 멀티(다이킹)  Topping식 도입       1965년    御堂빌딩   빌딩에 있어서의 히트펌프의 적용은 1937년 교토(京都)전등본사빌딩에 적용된 것이 처음이 었다. 당초는 물(水)열원형식이 였으나 지하수의 채수규제등으로 공기열원형식의 것이 등장하였다. 1958년에 준공된 동경전화(電化)빌딩이 공기열원의 제1호 적용사례로 되었다.히트펌프의 특장의 하나로서 열회수를 하는 형식의 것이 등장했다. 1971년에 준공된 일본 I.B.M.본사빌딩이 제1호 도입사례로 되었다. 이후 대형빌딩을 중심으로 사용하게 되었다. 기종으로는 당초는 대형냉동기를 사용하는 사례가 많았다. 1960년대에 열원과 공조기가 일체로된 수마력에서 수십마력에 이르는 패케지형 기종이 양산화되어 적용되기 시작 하였다. 나아가서 1975년에는 유니터리식의 히트펌프가, 1982년에는 빌딩용 멀티형 공기열원 소형히트펌프가 개발되어 중소빌딩에 넓리 보급되어 금일에 이르고 있다.  표-2 공조시스템의 변천   공조방식 등 년도    특 기 사 항  에어워셔방식  1910년  千葉현청 의회장  당초는 거의가 이 방식을  채용되었다. 1960년초경  까지 사용되었다.  weather-master방식  1929년  1932년  미국 캐리어사에 의해 개   발  鈴木빌딩에 도입  각층unit방식  1934년  明治생명관  conduit weather-  master  1929년  1950년  미국 캐리어사 개발  브리지스톤빌딩에 도입,이  후 대규모빌딩에 다용됨  三井가스미가세케빌딩(19  68년)이후의 초고층빌딩에  다용됨. 1970년 소방법에  의해 그후 쇠퇴함.  F.C.U.방식  1951년  大阪견본시회관  1965년경부터 페리미터에  F.C.U.가 다용됨  공조코일 양산  1955년  이때쯤부터 양산화체제 정  비됨  공조기의 공장제작화  1958년  新大阪빌딩  이중덕트방식  1958년  中部日本방송CBC빌딩  분산형 공조방식  1981년  新宿NS빌딩  바닥취출 공조방식  1989년  明治生命東陽町빌딩  대온도차공조, 저온냉  풍공조방식  1994년 東京전력기술개발센터  출열식시스템은 1953년 준공된 닛카쓰(日活)촬영소에서의 적용이 시작되었다. 기기용량의 대폭적 저감, 안전운전, 심야전력에 의한 값싼 전력사용, 고효율운전등을 표방해서 대형빌딩등에서 사용되었다. 그후 히트펌프시스템등과 호응하는 형식으로 열회수가 유효한 대형빌딩이나 사무센터등에 다용하게 되었다. 빙축열은 1981년 준공된 카지마(鹿島)건설 四國지사에서 시작이 되었다. 이후 스타틱형 및 다이내믹형의 시스템이 계속해서 실용화되었다. 최근에는 대형의 시설뿐만 아니라 소형의 히트펌프에 적용되는 양산화타입의 것이 넓리 보급하게 되었다.  전력이나 동력과 열에너지를 병급하는 토탈에너지시스템이 등장했다. 1965년 준공된 고토(御堂)빌딩에서는 증기터빈구동의 원심냉동기와 배열구동의 흡수식낸동기를 사용하는 톱핑(Topping)시스템이 적용되었다. 1982년에는 金門제작소에 가스엔진에 의한 코제네레이숀시스템이 도입되었다. 이후 대형에서 소형까지 많은 사례를 보게 되었다. 최근에는 마이크로 코제네레이숀시스템이 제안검토되기도 하고 시행(試行)되기 시작하고 있다.   1970년의 오사카(大阪)박람회를 계기로 지역냉난방시스템이 도입되기 시작하였다. 센리(千里)뉴타운이나 삿포로(札幌)시가지를 비롯해서 대기오염방지등의 관점에서 이 방식의 도입이 촉진되었다. 대규모 도시개발에 수반해서 넓리 보급되었다. 하천수나 해수가 부유하는 미이용에너지의 활용, 쓰레기소각장으로부터의 도시배(排)에너지등을 이용하는 형식의 것이 서서히 보급돼 왔다.   1.2 공조방식의 변천 공조기술이 적용되기 시작한 당초의 공조방식은 공기세정기(에어워셔)를 사용하는 형식이 대부분이 였다. 물을 순환분부하여 냉각‧가습‧공기세정을 하는 것으로 현장조립형의 공조기를 사용하였다. 이 방식은 지하의 주기계실이나 옥상에 집중하는 형태로 공조기를 설치하는 주앙식공조시스템으로써 1960년경까지 주류를 이루는 방식이였다. 그러나 빌딩의 고층화에 따르는 공조기의 각층유니트화, 1955년경부터의 공조코일 양산화․공조기의 공장제작화등에 의해 점차 사용하지 않게 되었다. 이후 현재 형태의 A.H.U.형식 공조기가 등장하여 넓리 보급되었다.  1929년예 미국 캐리어사가 웨져마스터라 호칭하는 유인유니트(인덕숀 유니트)방식을 개발하여 판매하기 시작했다. 일본에서는 1932년에 스즈키(鈴木)빌딩에 이 방식을 채용하였다. 2차대전후 1930년에 준공된 브리스톤빌딩을 시작으로 주요빌딩의 대부분이 콘딧트 웨져마스터방식을 따랐다. 1968녀의 미쓰이(三井)가스미가세키(霞ケ關)빌딩을 비롯한 초기의 초고층빌딩도 대부분이 유인유니트방식을 채용하였다. 그러나 1970년 소방법의 재고에서 방화구획의 수평구획화가 주요시하게되어 1972년이후 사용못하게 되었다. 유인유니트의 등장을 계게로해서 퍼리미터사상이 등장했는데 일본에서 퍼리미터와 인터리어를 구분하는 공조죠닌이 본격적으로 적용되어 보급된 것은 1970년경부터이다. 유인유니트에 대체해서 퍼리미터에는 팬코일유니트가 1965년경부터 다용되어 현재에 이르고 있다.  1973년의 제1차 오일쇽크, 1979년의 제2차 오일쇽크는 생(省)에너지의 기운을 급속히 높였다. 이후 변수량․변풍량방식이 많은 빌딩에서 채용하게 되었다.  1984년 미국의 시티프레이스빌딩에 비롯한 인텔리젼트빌딩의 개념은 일본이서도 즉각 도입하게 되었다. 19 85년에 준공된 혼다빌딩을 시발로 넓리 보급되었다. 인텔리젼트빌딩에서는 어미너티(amenity)의 확보가 중요시되었다. 같은 시기에 등장한 거대복합빌딩과 겹쳐서아트이엄등을 가춘 빌딩이 급증했다. 이와같은 빌딩에서는 급증하는 냉방부하나 편재하는 냉방부하에 대한 대응, 아트이엄이라는 대공간의 공조에 대한 대응이 과제로 되었다. 이때쯤부터 거주역공조, 타스트(task) & 엄비엔트(ambient)공조, 퍼스날공조등이 모색되기 시작하였다. 하나의 방향으로서 바닥취출공조가 도입되었다. 1989년 준공된 메이지(明治)생명빌딩이 이 방식을 적용한 제1호로 되었다. 그러나 그후 많은 제안이 나오고 있으나 그렇게까지 보급은 되어있지 않는것이 실상이다. 최근에는 생(省)에너지를 철저적으로 추구하는 입장에서 대온도차공조․저온냉풍공조등이 빙축열의 발전과 함께 클로우즈업 되는 상항이다. 또 방사(放射)를 병용하는 공조방식이 사무소빌딩에도 등장하기 시작했는데 적용사례는 아직은 극히 적다. 또한 변동풍(変動風)을 도입하는 것이 제안되고 있으나 본격적인 적용은 아직 없는 것이 실상이다. 2. 21세기의 공조기술의 과제  정부(일본)는 밀리니엄(millennium)프로젝트로서 “환경대응”, “고령화사회 대응”, “정보화 대응”을 표방하고 있다. 전국민적 또한 근본적 과제로 생각하고 있다고 할 수 있다. 공조기술의 세계에서도 틀림없이 이러한 것에 대한 대응이 중요하게 되리라 본다.   2.1 환경대응  (1) 공조설비의 환경부하에 미치는 영향  1960년대부터 고도 경제성장이 촉진되어 빌딩건설이 잇달았다. 1963년에는 건축기준법이 개정되어 초고층건축이 가능하게 되어 미쓰이(三井) 가스미가세키(霞ケ關)빌딩을 비롯해서 초고층 건축이 속속 건설되었다. 1964년의 동경올림픽, 1970년의 오사카(大阪)만박(萬博), 쭈쿠바(筑葉)과학박람회, 삿포로(札幌) 및 나가노(長野)동계올림픽등도 폭발적인 빌딩건설의 계기로 되었다. 현재는 주택 및 일반 업무용빌딩의 stock는 약 65억㎡를 초과하기에 이르렀다.  빌딩시설은 산업용시설이나 자동차를 비롯한 운수용시설과 함께 대량의 에너지소비․자원소비를 가져오게되어 대기오염을 비롯한 공해문제에 큰 영향을 미치게 되었다. 공해의 발생은 무공해 에너지의 채용을 강력히 요청하는바가 되어 1968년에는 대기오염방지법이 공포되고 다음해에는 도쿄도(東京都)는 B중유의 사용을 제한하기에 이르렀다. 이때쯤부터 전력공조나 가스공조가 주류로 되었다. 또 DHC(distric heating and cooling)가 등장했다.  세계적인 에너지소비는 오죤층의 파괴나 지구의 온난화를 비롯한 지구규모의 환경파괴를 가져오게 되었다. 인류의 생존이 위협받는 사태마저 지적되기에 이르렀다. 그래서 국내에서는 지구온난화의 주 요인으로 보여지는 이산화탄소의 발생량은 건축분야가 큰 원인으로 되고 있는 것이 명백해지고 있다. 1990년 시점에서 국내에 있어서의 이산화탄소 배출량의 36%는 건축분야에서라는 추계가 있다. 더우기 빌딩의 운용에 따르는 에너지소비가 약 60～65%를 점하는 것으로 되어 있다. 한편 빌딩의 운용을 위한 1차에너지소비의 약 절반은 공조장치의 가동에 수반되는 것이라는 조사가 있다. 지금부터 굳이 추계한다면 일본의 CO₂발생의 약 10～12 %가 주택이나 업무용빌딩의 공조장치로부터의 발생으로 된다. 다분히 공조장치는 일본에서 최대의 환경부하발생의 하나로 추정된다. 공조설비에 관계되는 자의 책임은 대단히 무겁다.  (2) 환경부하의 대폭적인 삭감  환경부하의 발생을 억제하기 위해서는 공조관계자는 무엇을 하지않으면 안될 것일까. 환경부하의 대폭적인 삭감에는 목표의 설정이 유효하다고 생각된다. 좀 대담한것 같으나 21세기의 공조기술에는 “환경부하 ½”내지는“환경부하 ¼”을 실현하는 것이 필요하다고 생각된다. 필자는 최근 10년 환경부하 ½의 건축만들기를 목표해 왔다. 경험에서 표-3에 나타내는 사항이 중요하다고 생각한다.   a  라이프스타일을 포함한 쾌적성의 재고  쾌적환경에 대한 철학의 재고가 중요하다고 생각한다. 즉 라이프스타일의 재고, 쾌적실내환경조건의 재고, 지구환경문제등에 입각한 실내쾌적조건의 설정에 대한 재고등이 중요하다고 생각한다.   b  패시브 & 액티브한 생각의 철저  먼저 패시브 이어서 액티브한 수법에 의한 실내 환경유지의 생각이 중요하다. 20세기의 공조는 액티브한 수법을 지나치게 앞세운 경향이 있지 않았을까.   c  하이브릿(Hybrid)공조의 촉진  언제나 어디서나 균질한 실내환경을 유지한다는 생각은 다시 생각해 볼 문제이다. 20세기에는 대풍량에 의한 뒤섞어 혼합하는 형태의 공조기술에 의한 균질한 실내환경 유지가 요구 돼 왔다. 21세기에는 보다 쾌적하고 생(省)에너지적인 공조시스템이 요구된다. 종래와 같은 균질형 공조에서도 상당한  생에너지를 기대하게 되었고, 당분간은 주류를 이루게 되겠지만 큰 브레익스루에는 이르지 못하지는 않을까. 대폭적인 생에너지등을 전제로 하기 위해서는 분포를 허용하는 비균질형의 공조시스템등 종래의 개념을 깨버리는 생각이 필요하다고 생각된다. 하나의 유력한 수법으로서 퍼스날 & 앰비언트공조등의 하이브릿형 공조를 새로히 다시보지 않으면 안 된다. 앰비언트공간에서는 기본적으로 패시브한 수법에 의하는 것이 이상적이다. 온도나 습도는 크게 변동하더라도 무방할 것이다. 오히려 그 변동을 기대하는 예측이 있어도 좋으리라 생각된다. 엠비언트공간에서의 쾌적조건을 다시 볼 필요가 있다. 한편 퍼스날공간에서는 액티브한 수법이 우선될 것이다. 동적(動的) 혹은 분포형 퍼스날의 실내환경유지의 시점(視點)이 중요하게 될 것으로 상상된다. 여기서도 쾌적성조건의 재고가 요구된다. 라이프스타일의 변경이 요구되고 있다고도할 수 있다.   d  부하의 억제와 자연에너지 이용의 촉진  패시브한 방법을 가능한한 넓리 적용하기 위해서는 냉난방부하의 억제가 기본이다. 옥외환경에 근거한 냉난방부하를 억제하는 건축계획상의 연구가 중요하다. 또 근년에 증가일로 걸어온 내부부하에 근거한 냉방부하의 억제가 최중요 과제이다. 발열되지 않는 기기의 개발이 이상이지만 차선책으로써 효율적으로 배열을 제거하는 생각도 유효하다. 부하를 억제하면 자연에너지에 대한 의존도를 대폭으로 올릴 수 있다.   e  고효율기기ㆍ시스템의 개발적용  공조부하에 수반하는 환경부하를 저감하는 현상에 있어서의 가장 확실한 수단의 하나는 기기의 효율개선이다. 열원의 COP, 반송동력의 효율개선이 특히 중요하다고 생각한다. 필자의 경험범위에서 말하면 이런 것들은 현상에 있어서는 상당히 낮은 상태에서 운전되고 있는것이 실상은 아닐까. 열원기기의 실상의 효율을 배로 올리는 것도 그렇게 어렵지 않다고 생각된다. 반송동력계(系)에 대해서는 과잉한 압력손실의 회피와 펌프나 팬의 효율개선에 의해 반송에너지를 반감하는 가능성도 어렵지 않다고 생각한다.  공조설비의 구축에 대한 생각을 다시 보는것도 중요하다. 에너지원으로서의 신(新)에너지, 태양에너지, 수소등 화학에너지등의 적용에 대한 충실한 확대가 요구된다. 공조장치나 건축구성부재에 대해허도 잠열이용의 시점등이 중요해 지리라 생각된다. 흡방습재(吸防濕材), 데시컨트(desiccant)공조등의 적용을생각해볼 수 있을 것이다.   f  고성능 컨트럴시스템의 개발적용  피시브 & 액티브시스템, 동적/분포형공조시스템등의  하이브릿공조시스템을 대상으로 하는 컨트롤은 필연적으로 용장성(冗長性)이 높아진다. 고정도(高精度)의 컨트롤이나 자율협조형의 컨트롤이 중요해 진다.           표-3 환경부하저감을 위한 예측        항   목            내    용    라이프스타일의 재고 실내공기질ㆍ온열적쾌적조건의 재고  실내환경조건의 완화  쾌적성의 재고  zero energyband의 재고  패시브 & 액티브한 사고의 철저  우선은 패시브, 다음에 액티브한 수   법을 적용  하이브릿공조의 촉진  앰비언트공간에 있어서의 패시브한 수법의 대폭적인 도입 퍼스날공간에 있어서의 액티브수법   의 우선  부하의 억제  외부부하ㆍ내부부하ㆍ외기부하의    철저적 억제  자연에너지 이용의  촉진     자연통풍ㆍ자연냉방ㆍ주광(晝光)이   용  미이용 에너지의 활 용  미이용 자연에너지ㆍ배(排)에너지의  활용  고효율기기의 개발적용  열원기기효율의 대폭 up  고효율시스템의 개발 적용  하이브릿시스템  물리ㆍ화학ㆍ생물형 환경조정  고성능 켠트롤시스템의 개발적용  하이브릿 대응 컨트롤시스템  에너지관리ㆍ환경부 하관리의 충실  BEMSㆍBOFDD 기타  과대설계의 회피  성능기준의 확립    g  에너지관리ㆍ환경부하관리의 충실   에너지관리ㆍ환경부하관리의 충실이 중요하다고 생각된다. 제1차 오일쇽크가 일어날 때 까지는 빌딩에 있어서의 에너지소비가 어느정도 였느냐는 대부분이 무관심이였다고 해도 과언은 아니다. 정도(精度)높은 계측․제어시스템에 더해서 어디에서 에너지소비를 일으키고 있는지, 왜 일으키고 있는지등을 분석이되는 관리시스템이 필요하다고 생각된다. 값싼 관리시스템의 개발적용을 전제로 종전에 비해서 현격히 전진한 BEMS나 FOFDD시스템이 불가결하다고 생각한다.   h  성능기준 확립과 과대설계 회피  설계시에 있어서 공조설비기기의 선정에 임해서 과대하게 선정되는 일이 없는지 생각해 볼 일이다. 이러한 것이 큰 환경부하의 요인으로 작용하지 않았는지요. 이와같은 사태는 책임을 모면하기 위해 안전율을 과대하게 보지않을 수 없는 사정도 없지않았을 것으로 생각된다. 사회적으로 합의된 성능기준의 확립이 필요하다고 생각된다.  이상의 예측은 신축․기축을 불문하고 적용돼야 할 것으로 생각된다. 신축의 사례는 대응하기가 쉽고 환경부하의 대폭적인 저감도 가능하지만 문제는 압도적인 stock을 안고 있는 기축건물이다. 그림-1은 도쿄(東京) 의 사무소빌딩에 있어서의 CO₂발생량을 예측한 것이다. 화경부하에 있어서 신축건물에서 50%, 기축건물에서 25%의 부하를 억제해서 비로소 2040년 시점에서 1990년레벨에 이른다는 지적이다. 환경부하의 삭감이 얼마나 곤란한 과제인가를 나타내고 있다.    2.2 고령화사회의 대응 서기2000년현재, 65세를 넘는 고령자의 비율은 일본에서 170%로 되고 있다. 2030년에는 33%를 넘는 것으로 상정되고 있다. 급속한 고령화사회로 접어들고 있다. 고령자의 생리나 인간공학에 알맞는 실내환경의 유지가 요구될 것이다. 최소한의 에너지로 안전하고 쾌적한 고령자에 알맞는 공조가 모색돼야 할 필요가 있다고 본다. 고령자의 신체생리는 청년이나 장년의 그것과는 미묘하게 다를 것이다. 고령자는 병에 대한 저항력도 약해서 감염증의 방지등이 각종건축에서 과제로 될 것이다. 또 온열환경상에서도 고령자에 알맞는 쾌적성의 재고가 필요할 것이다. 바닥난방등의 방사형의 실내환경조정을 베이스로 신선공기의 확보나 악취제거등에 배려한 환기시스템이, 필요할 때에 필요한 장소만을 대상으로 해서 작동하는 지적(知的)공조가 필요하다고 생각된다.  고령자는 동작의 민첩성이나 확실성등은 크게 쇠퇴하게 되므로, 고령자가 확실하고 또 쉽게 조작될 수 있는 공조용 맨. 머신(man­machine)인터페이스가 요구된다. 2.3 정보화 대응  공조기술에 대한 정보의 적용은 그 서비스의 질향상과 확대에 커다란 위력을 발휘 할 것으로 생각된다. 설계단계에서는 전술과 같은 하이브릿형의 공조시스템등 고도의 예측평가가 필요하게 될 것이다. 지금까지 보다더 이상으로 각종의 시뮤레이숀이 필요할 것이다. 설계도의 작성이나 각종 설계정보도 CAD나 CALS등이 불가피하게 되나, 그러한 정보는 설계단게뿐만 아니라 라이프사이클에 걸친 중요정보로 될 것이다.  정보화는 특히 운용단계에서 위력을 발휘하게 될 것이다. 운전관리나 에너지관리․환경관리등에 필요불가결하게 될 것이다. 예컨대 1인 거주의 고령자에 대해서 먼곳에서 안전하고 또 쾌적한 공조서비스를 제공하는 것등이 가능할 것이다. FM, LCM(Life Cycle Manage- ment), 스톡 매네지먼트등 여러 관점에서의 관리에 대해서도 정보처리는 불가결하다고 확신된다.  공조기술의 세계에도 각종의 ASP(Application Service Provider)사업이나 셜류션(Solution)사업이 전개 될 것으로 상상된다. 우선은 어떠한 서비스를할 것인지에 대해 틀의 확립이 중요하다. 나아가서 사회적으로 공용하는 형태로서의 데이터베이스나 정보처리 내용의 정비가 중요하다고 생각된다. 그렇게 되면 대단히 큰 공헌이 될 것으로 생각되다.  3. 공조기술에 요구되는 새로운 전개     3.1  공조원리의 심굴(深掘)과 그 적용  열역학, 유쳬역학, 열이동론등 공조기술이 의지해서 온 원리는 금후에도 변해지는 일 없이 근간원리로 이어질 것이다. 그러면서 그 적용의 깊이를 한걸음, 두걸음도 나갈 필요가 있다고 생각된다. 몇번이나 되풀이 되나 지금까지의 공조는 “휘젓는식 혼합형의 균질형공조”였다. 동적(動的)공조, 분포형공조, 하이브릿형공조등에서는 지금까지 것에 비해서 훨씬 상세한 검토가 필요할것으로 생각된다. 열역학에서 말하면 제1법칙뿐만 아니라 제2법칙에의 유의가 지금까지 이상으로 중요하다고 생각된다. 엔트로피나 엑서지(exergy:유효에너지)에 대한 시점은 지구규모에서의 환경문제를 예상하는데 있어서중요한 시사를 주고 있다.  일반실을 대상으로하는 공조설비에서는 지나치게 기류분포를 상세히 검토하는 일은 없었든 것이 실상이다. CFD(Computer Fluid Dynamics)에 근기한 공기령(齡) 이나 환기효율등의 식견을 반영한 설계나 제어가 필요할 것이다.  열이동원리도 변하는 것은 아니다. 그러나 실내환경형성을 어떠한 열이동원리에 의존하면 좋은지는 변하더라도 좋지 않을까. 방사나 변동풍(變動風)등을 중시하는 국부환경형성은 있어도 좋다고 생각한다.   3.2 인체생리등 이해의 심굴(深掘)과 지견(知見)의 반영 인간을 대상으로 하는 공조에는 인체생리에 대한 이해가 한층 중요하다고 생각된다. PMV(Predicted Mean Vote)나 SET등이 제창되어 일부 시설에서는 이들 지표에 기준한 설계나 운전제어가 행해저 왔으나 아직까지 시행(試行)적 단계를 벗어나지 못하고 있다. 더욱 일반화 되어야함을 느낀다. 더욱 동적환경이나 분포형의 환경등 국소적환경을 생각할 경우에는 인체의 각부위에 관계하는 생리현상이나 기구로의 이해가 필요하다고 생각된다. 흔히 말하다싶이 인체는 또 하나의 우주로써 공조분야에 속하는 기술자는 관심을 기우릴 대상이라 확신하다.   3.3 유지관리기술의 충실 20세기의 공조기술은 설계나 시공에 중점을 두었다. 공조기술을 부연(敷衍)하는 일에 기술자의 관심이 지나치게 치중되어진 경향이 있었다고 해도 과언이 아닐 것이다. 금후는 유지관리를 포함한 건물의 라이프사이클에 걸친 토탈적인 서비스가 중요하게 될 것이다. 앞에서의 FM․LCM․스톡 매네이지먼트등이 중요시 하게 될 시대로 될 것이다. 그래서 리커미셔닝에 의한 운용단계에 있어서의 검증도 불가결하게 될 것이다. 이러한 것을 전개하는데는 유지관리기준을 명확히 하는 것이 중요하다고 생각된다.   3.4 평가기술의 충실  공조기술이 생산성등에 미치는 평가가 새로이 중요해졌다고 생각된다. 공조기술은 과연 얼마나 시민의 건강을 증진해 왔을 것일까. 얼마나 업무의 생산성을 높였을 것일까. 기업가치․건물의 증권화등에 수반해서 새롭게 사업성쪽에 클로우즈업 되어 왔다. 공조기술에 따르는 LCC평가등, C/B(Cost and Benefit) 평가가 지금까지 이상으로 중요하게 될 것으로 생각된다. 공조기술도 사회의 경제활동에 무관하지는 않은 것이다.  환경이 새로운 경쟁력의 결정요인이 되었다고 확신할 수 있다. 환경에 관심을 갖지 않는 기업은 결과적으로 자연도태되는 상항으로 되었다고 생각된다. LCCO₂를 비롯한 LCA평가가 중요하게 되었다. 이러한 생각의 연장은 공공성에 이어진다. 자기의 건물만 좋으면 하는 생각으로는 매듭이 플어질 수 없는 시대가 왔다는 것을 강하게 인식하지 않으면 안된다. 환경을 중요하게 여기는 시점(視點)은 공공성에 직접 이어지는 시점(視點)인 것이다. 건물이나 제품에 관계되는 환경인팩트가 문제인 것이다. 환경 러베링(labelling)이 필요하게 되는 이유이다. 이러한 것에 대응하기 위해서는 환경년보․환경회계등의 구상이 중요하게 될 것이다. 나아가서 이러한 환경에 관계되는 데이터등의 정보공개가 필요해 지게 될 것이다. 맺음말     안전성이나 쾌적성은 인간의 생활에 관계되는 기본문제이다. 이 사정은 21세기에도 변하는 일은 없다. 공조기술은 이러한 것에 깊이 관계되는 것이라 확신한다. 보다 적은 에너지소비․환경부하의 발생으로, 보다 안전․건강․쾌적한 환경을 유지하는 시점에서 공조기술을 다시 보지 않으면 안된다. 라이프스타일의 재고를 시작으로 해서 지금까지 얻어진, 혹은 이제부터 얻어질 과학(생명과학, 생태학등을 포함)지식을 발판삼아 큰 챌린지(challenge)가 기대된다.                                               끝.

출처 : 건축설비 SHOP-DWG

글쓴이 : 전정섭 원글보기

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