기계설비 기술기준은 건축물 내 기계설비의 안전성 및 성능 향상을 목적으로 지속적으로 개정되고 있습니다.
2021년 6월에 시행된 최신 기술기준에서는 설비별 세부 사항을 명확히 규정하고 있으며, 2024년 개정안에서는 에너지 효율성, 환경 보호 기준, 최신 냉난방 기술 적용 등을 강화하고 있습니다.
본 가이드는 기계설비 기술기준에 따른 열원 및 냉난방설비의 설계 원칙을 이해하기 쉽게 정리한 것입니다.
기계설비의 에너지 효율성 및 설계 원칙
에너지 절감 및 환경 기준
현대 건축물의 냉난방 시스템은 에너지 소비 최적화와 친환경적 설계를 필수 요소로 포함해야 합니다. 이를 위해 기계설비 기술기준에서는 다음과 같은 요구 사항을 명시하고 있습니다.
고효율 열원 시스템: 모든 열원 기기는 부분부하 및 전부하 운전 시 높은 효율을 유지해야 합니다.
대수 분할 및 비례제어 운전: 냉난방 기기(냉동기, 송풍기, 펌프 등)는 부하 변화에 대응할 수 있도록 자동 제어 시스템이 필요합니다.
냉매 선택 기준: 냉매는 환경 보호를 위해 오존파괴지수(ODP)가 0.05 이하이며, 지구온난화지수(GWP)가 낮은 제품을 사용해야 합니다.
순환 펌프 운영 기준: 각 열원 장치별로 개별 펌프를 설치하며, 예비 펌프도 확보해야 합니다.
실내 냉난방 온도 기준
건물의 용도에 따라 적절한 냉난방 온도를 유지하는 것이 중요합니다. 실내 온도 설정은 다음 표와 같이 적용됩니다.
실내 온도 기준표
| 건물 용도 | 난방 온도 (℃) | 냉방 온도 (℃) | 상대 습도 (%) |
|---|---|---|---|
| 공동주택 | 20~22 | 26~28 | 50~60 |
| 학교(교실) | 20~22 | 26~28 | 50~60 |
| 병원(병실) | 21~23 | 26~28 | 50~60 |
| 사무실 | 20~23 | 26~28 | 50~60 |
| 판매시설 | 18~21 | 26~28 | 50~60 |
| 목욕탕 | 26~29 | 26~29 | 50~75 |
| 수영장 | 27~30 | 27~30 | 50~70 |
열원 설비 설계 기준
냉동기 설계 원칙
냉동기는 압축식과 흡수식으로 구분되며, 시스템의 요구사항과 열원의 특성에 따라 적절한 타입을 선택해야 합니다.
압축식 냉동기: 사용 동력, 기동 방식, 전원 사양 등을 고려하여 효율적인 기기를 선정해야 합니다.
흡수식 냉동기: 사용 열원의 형태(가스, 증기 등) 및 운영 조건을 반영하여 적절한 용액비율을 유지해야 합니다.
응축기와 증발기: 손실 수두를 순환펌프 양정에 반영하고, 입출구 온도를 설비 전체와 일치하도록 조정해야 합니다.
냉각탑 설계
냉각탑은 열교환 성능을 극대화하고 에너지 효율을 높이기 위해 다음과 같은 기준을 적용해야 합니다.
냉각수 입출구 온도와 순환유량을 고려하여 냉동기와 연계해야 합니다.
수질 오염 방지를 위해 냉각수의 오염도를 최소화하는 필터 및 수처리 설비를 함께 설치해야 합니다.
실내 공기질 개선을 위해 환기 시스템과 연계하여 외부 오염물질 유입을 최소화해야 합니다.
신재생 에너지 활용 및 고효율 설비
태양열 시스템
태양열을 이용한 온수 시스템 및 냉난방 시스템의 설계 시 다음 사항을 고려해야 합니다.
연간 태양 복사량과 급탕 부하를 비교하여 최적 용량을 산정해야 합니다.
보조 열원과의 연계 운용을 고려하여 에너지 절감 효과를 극대화해야 합니다.
축열조 용량을 과도하게 설정하지 않고, 사용 패턴에 맞추어 최적화해야 합니다.
지열 열펌프 시스템
지열 열펌프 시스템은 지반의 열교환 성능을 활용하여 냉난방 부하를 처리하는 방식입니다.
설계 전 **지중 열전도 시험(GRT)**을 실시하여 부하 계산을 수행해야 합니다.
부동액을 사용하는 경우 동결점 및 열효율을 고려한 적절한 농도로 설계해야 합니다.
지열 시스템의 연간 운전비 절감을 위해 하이브리드 방식(수축열, 공기열펌프 병용)을 검토해야 합니다.
보일러 및 열교환기 설계
보일러 시스템
연료 종류(도시가스, 경유, LPG 등)를 고려하여 지역별 공급 안정성을 확보해야 합니다.
보일러의 증기 압력, 연소 효율, 급수 처리 방법 등을 고려한 종합적인 설계를 수행해야 합니다.
보일러 응축수 회수 시스템을 설치하여 열에너지 손실을 최소화해야 합니다.
열교환기 설계
판형, 원통다관형 등 용도에 맞는 열교환기 타입을 선정해야 합니다.
압력 손실을 최소화하면서도 충분한 열교환 성능을 유지할 수 있도록 설계해야 합니다.
필요 시 안전 밸브와 릴리프 밸브를 설치하여 과압을 방지해야 합니다.
이와 같이 기계설비 기술기준을 준수하여 냉난방 설비를 설계하면 에너지 절감과 환경 보호를 동시에 달성할 수 있습니다.
최신 트렌드와 법규를 지속적으로 반영하여 건축물의 냉난방 시스템을 최적화하는 것이 중요합니다.