建築物이 都市氣候에 미치는 影響 : 日本 東京地域의 人工排熱量 推定

김종민,조민관 한국건축설비학회 1999 건축 설비 Vol.2 No.3

도시가 광역화되고, 도시의 Activity가 높아짐으로서 도시환경에는 다양한 형태의 Impact가 관여하게 된다. 인간에 의한 인공활동의 제어가 어느 정도 도시대기환경에 영향을 증감시킬지를 정량적으로 파악하기 위해서도 지표면 경계조건의 중요한 요소인 도시인공배열의 실체를 정확히 추정하여 데이터화하고, 도시기후등의 수치 시뮬레이션에 반영하여야 한다고 사료된다. 본 논문은 이러한 배경으로 일본 동경지역의 인공배열을 정량적으로 추정하고, 그 결과를 배열량 Mesh Map으로 Mapping하고, 도시지역의 지표면 피복상태의 변화가 열수지 특성을 변화시킴을 명확히 하는 것을 목적으로 한다. 건축물과 자동차에서 배출되고 있는 인공배열을 정량적으로 추정하고, 결과를 건축물은 용도별로 분리한 건물별 배열량 Mesh Map을 작성 했다. 또한 에너지소비 패턴분석은 에너지소비를 각시간, 일, 월, 계절별로 분석을 하고, 그 결과를 일변화 및 계절변화로 추정하였다. 자동차에서 배출되는 인공배열도 선형보간법을 사용해서 교통량을 추정하고, 그 결과를 이용해서 배열량 Mesh Map을 작성하였다. 상기의 총배열량의 추정결과를 500m Mesh Map으로 Mapping화 하였다. 본 연구의 결과로는 건축물과 자동차를 도시표면의 열원으로 가정하고, 도시기후 문제중 인공배열량의 구체적인 추정방법의 제안과 그 실체를 명확하고 정량적으로 제시 가능하였다. This study aims at examining causes and effects between the heat emission from buildings and automobiles urban climate changes. Characteristic urban climate is resulted from anthropogenic heat by land-use and activities of human beings in metropolis. Recently, environmental thermal deterioration becomes one of the major problems in urban areas. In this study, the anthropogenic heat in urban area is quantitatively investigated in a viewpoint of urban thermal environment. Especially, distribution of emitted heat from buildings and automobiles, which is a largest factor of anthropogenic heat and urban climate, is hourly estimated Tokyo ward area.

공동주택의 주방환기시스템 개선에 관한 연구

박진철,이상수,이언구 한국건축설비학회 2000 건축 설비 Vol.3 No.3

본 연구는 공동주택의 주방환기시스템을 개선시키고자 한 것으로 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 즉, 먼저 공동주택 주방에서의 가스레인지사용에 따른 CO_2 오염 농도분포는 기준치를 훨씬 초과하여 약 1.8배까지 검출되는 것으로 나타났고 특히, 레인지후드 등의 환기장치를 가동할 경우에도 기준치(1000ppm)를 초과하고 있어 이에 대한 대책이 요구되었다. 그리고, 공동주택 주방환기는 크게 개구부 등의 건축설계적 요소를 고려한 자연환기와 레인지후드, 환풍기 및 배기입상덕트 등을 이용한 기계환기로 구분될 수 있는데, 자연환기방법은 개구부계획을 통한 실내통풍성능에 영향을 미치는 설계요소 즉, 유입구와 유출구의 상대적위치와 크기 및 개구부 종류 등을 들 수 있다. 그러나, 아직까지 이와같은 설계요소는 제대로 적용되고 있지 않을 뿐 아니라 이 부분에 대한 연구조차 매우 미진한 실정이다. 또한, 기계환기방법으로는 대부분이 각 세대의 렌지후드에 내장된 소형 배기휀 및 수직배기덕트와 옥상의 무동력 흡출기에 의해 작동되고 있지만, 대부분 국내 배기입상덕트 설계는 각 사마다 원칙없이 무분별하게 적용되고 있었다. 또한, 국내 렌지후드제품을 대상으로한 성능시험에서는 각 사에서 제시된 평균풍량과 비교할 때 약 70%의 성능만을 나타내고 있음을 확인함으로써, 국내에 사용되고 있는 대부분의 레인지후드의 풍량은 제시된 자료보다 낮게 운전되고 있음을 알 수 있었다. 더욱이, 공동주택 배기입상덕트의 흡출기 성능실험을 실시한 결과, 전반적으로 각 형상별 흡출기는 제조업체에서 제시한 풍량의 약 20∼65% 정도의 효율을 나타냄으로써, 지금까지 사용되고 있는 기존 시제품의 흡출기 배출성능은 제기능을 발휘하지 못하고 있음을 알 수 있었다. 한편, 공동주택 주방에서 사용되는 레인지후드에 대한 사용자의 설문조사를 통한 주관적요소 평가에서는 하루에 주방가스렌인지를 사용하는 시간은 약 1.5∼2.5 시간으로 나타났고, 세대 중 90%이상이 렌지사용시 냄새와 공기순환을 위하여 후드를 작동시키고 있었으나 공기오염이 인체 유해한 정도에 대해서는 인지도가 매우 낮음을 확인하였다. 한편, 레인지후드에 대한 성능면에서는 약 70%이상이 불신임하고 있었으며 50%이상이 개선을 요구하는 것으로 나타났다. 그리고, 공동주택 주방환기시스템을 개선시키기 위한 방법으로 개구부위치, 크기 및 종류 등의 건축설계적요소 즉, CFD 컴퓨터프로그램을 사용하여 거실유효개구면적에 따른 주방의 창호종류별 최소폭을 산정한 결과에서는 거실유효개구면적이 같을시에 주방창호로는 미서기창이나 오르내리창보다도 여닫이창이나 수직회전창을 설치하면 유리하다는 것을 알 수 있었으며 특히, 공동주택내의 유입풍량을 증가시키기 위해서는 창호 크기뿐만 아니라 유효개구면적을 크게 할 수 있는 개폐방법이 제안되었다. 또한, 기계설비적 방안인 레인지후드의 성능과 적절한 배기입상덕트의 설계에서 현재 시판 중인 렌지후드의 풍량은 기준치를 충족하는 것으로 밝혀졌지만, 대부분의 공동주택인 경우 배기 입상덕트의 단면적은 규격 선정과 관련하여 설계 당시부터 별다른 기준이 없이 무분별하게 적용되고 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서, 배기 입상덕트의 평균 소요단면적은 공동주택 15층인 경우를 기준으로 할 때, 최대 평균유속 3m/s로 가정하여 원형덕트 758cm^2, 장방형덕트 810cm^2로 산정되었다. This study aims to improve the ventilation systems of the kitchen in apartment. The results of this study can be summarized as follow: according to the field measurement and the questionaire research to residents on apartment kitchen environment in Seoul, the concentration of CO_2 was higher than the standard and then appropriate ventilation systems are required. Also, the results of the wind tunnel test for the ventilation rates of range hoods indicated that all of them were short of the manufacturer's specified rates. Therefore, the strategies for improving the ventilation systems of the kitchen was suggested as follows. in case of the kitchen window type, swing and vertical pivot windows were suggested to increse the ventilation performance, compared to the sliding window. And, considering the results calculated on the basis of the amount of the combustion gas from the gas ranges actually used in apartment, the proper size of ventilators can be recommended D600 and D450, the size of vertical exhaust duct, supposing the air velocity in a duct was 3m/s, would be 758cm^2(spiral duct), 810cm^2(rectangle duct) in the respective case of 15 story apartments.

청감실험을 이용한 실내공간의 음향성능 평가

전진용,한찬훈 한국건축설비학회 1998 건축 설비 Vol.1 No.2

대부분의 실내공간이 언어전달을 목적으로 지어질 때 음향설계는 해당 공간내의 모든 청취자에게 가능한 높은 언어 요해도(speech intelligibility)를 얻게 하는 것을 목표로 한다. 그러나 음악을 위한 공간에서는 음향특성을 측정하기 위한 다양한 음향 측정법들이 개발되었으나, speech를 위한 공간에서의 '요해도'와 같은 어휘는 존재하지 않는다. 따라서 본 연구는 공간의 음향성능 평가방법에 있어서 심리음향의 청감한계(Different Limen) 개념을 음악당의 음향성능평가에 적용하여 공간음향의 평가방법을 새롭게 제시한다. 또한 공간설계의 변화가 전체음향에 끼치는 영향을 예측하여 이를 설계에 반영하고자 한다. 먼저 서로 다른 가상음장 조건에서 음의 길이와 높이 차이에 대한 청감 판단 결과를 분석하고 해당 음장에서 연주평가실험을 실시함으로 공간의 음향특성과 음악 적합성을 밝혀내어 음향설계를 위한 신뢰도 높은 평가방법을 제안한다. Speech intelligibility testing can be undertaken to investigate the suitability of rooms for speech but there is no musical equivalent. And opinions on the acoustics of a space depend on many factors besides its acoustic properties. So it is difficult to get reliable/useful information on which to base design criteria for concert hall acoustics. This paper is aimed at developing a more quantifiable and repeatable method of assessing the acoustics of rooms. for music performance. The idea is to see whether the perception of small changes in acoustic signals in rooms correlate with subjective impressions and objective measures of acoustical performance. This paper adopts the psychoacoustical methodology to evaluate the acoustical qualities of rooms and describes some of the results of an attempt to develop such a test. In order to investigate the effect of hall response to subjects, a subjective experiment was performed in artificially simulated sound fields. Pairs of sounds having differences in duration/frequency were presented to a subject and the subject's responses were recorded. The stimuli were varied through an auralization system that simulates three different rooms. It was found that duration/frequency discrimination is influenced by the room conditions and that these discrimination procedures may form the basis for assessment of room acoustics.

증기사용 설비에서의 효율적인 응축수 회수방안

한국스파이렉스사코 한국건축설비학회 1999 건축 설비 Vol.2 No.3

건축바닥장판재에서의 휘발성유기용제(VOCs) 및 환경호르몬(DOP) 방출특성에 관한 연구

박진철,이동주,이언구 한국건축설비학회 2000 건축 설비 Vol.3 No.3

본 연구는 주거용 건물에서 사용되고 있는 건축바닥장판재를 대상으로 VOCs 및 DOP의 오염물질 발생정도 파악과 컴퓨터시뮬레이숀을 통하여 오염농도의 저감대책을 강구한 것으로서 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 즉, 밀폐된 모델시스템에서의 오염물질 발생정도 파악에서 국내 PVC바닥장판재에서는 공기오염물질 중 VOCs인 톨루엔이 일부 검출되고 있었으며 그 농도 값은 외국의 방출량값에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 그리고 바닥장판재에서의 최근 환경호르몬 물질로 알려진 DOP(DEHP)농도 함유량은 Mass Selechve Detector(HP5973MSD)로 측정한 결과, 평균 22.76%로 나타났으나, DOP를 함유한 바닥장판재를 주택내부에 시공하여 실내공기중에서의 DOP 농도검출결과, 바닥장판재에서는 DOP(DEHP)의 물질이 전혀 검출되지 않고 있음으로써 공기중에서는 전혀 검출되고 있지 않고 있음을 확인하였다. 그러나, 바닥장판재가 시공된 곳의 바닥온도를 약 50℃까지 가열함에 따라 오염물질의 방출량은 약 4.7배에서 최고 14.8배까지 증가하고 있는 것으로 나타나 이에 대한 대책이 필요한 것으로 판단되었다. 한편, 건축공간내에서 바닥장판재로부터의 오염물질이 발생할 때, 환기량 크기에 따른 농도분포 시뮬레이션에서는, 환기율에 따라 오염물질이 약 23%까지 그 농도가 점차 감소하는 것으로 나타났으며 특히, 환기량이 증가할수록 개구부주변 뿐만 아니라 개구부에서 멀리 떨어진 실 깊숙한 곳까지 오염물질이 낮은 농도로 고르게 분포되고 있으로써 환기가 오염농도 개선에 커다란 역할을 하고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제시된 자료는 바닥장판재 제조업체로 하여금 바닥재의 환경성능을 기술적으로 확인하고 앞으로 보다 환경친화적인 제품의 개발 생산을 위한 기초자료로 활용할 수 있게 할 것으로 사료된다. This study was conducted to investigate the emission rate of Indoor Air pollutants from the PVC flooring. The results can be summarized as follows; in the model system & model house testing of the emission rate from the PVC flooring(pet, non-uv, uv), VOCs(benzene, toluene, xylene, ethyle benzene) and formaldehyde were detected. Although the concentration of pollutants were lower than the foreign standards, the emission rates were found to increase in propotion to floor temperature, and could be expected to be higher if TVOC is considered. The test result of GC-MS to identify DOP(DEHP) component from the PVC flooring showed an average of 20% concentration of DOP. However, the concentration of DOP was not detected in the air.

다세대주택의 실내공기환경 개선에 관한 연구 : 반 지하세대를 중심으로 Underground Units of Multi-Family Residential Houses

박진철,이언구 한국건축설비학회 1999 건축 설비 Vol.2 No.2

본 연구는 국내의 다세대주택의 반지하세대를 대상으로 공기환경의 현장측정을 실시하여 문제점을 파악한 후, 그 개선방안을 제시하기 위하여 환기량에 따른 실내공기오염농도 감소효과를 실험용기측정과 컴퓨터 시뮬레이션을 실시하였다 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 서울과 경기지역을 중심으로 중간기와 하절기 동안 다세대주택 반지하세대 15개소를 선정하여 실내공기환경(IAQ)의 현장실태 및 관찰조사 등을 실시한 결과, 환기부족현상이 심각할 정도로 나타났고, 특히 실내공기환경은 많은 오염물질이 기준치를 초과하는 등 열악한 환경으로 나타나 이에 대한 대책이 필요함을 알 수 있었다. 둘째, 다세대주택 반지하세대의 열악한 실내공기환경을 개선시킬 수 있는 방안으로 환기량의 변화에 따른 실내 오염농도 변화를 실험용기를 통한 실측과 컴퓨터시뮬레이숀을 실시한 결과, 국내 반지하 다세대주택인 경우 구조적으로 환기창 설치의 위치와 크기가 제약되어 있어 충분한 환기량을 확보하기가 어렵기 때문에, 컴퓨터시뮬레이숀을 통하여 환기량을 증가시켰을 경우라도 그 오염농도의 감소폭은 일반조건보다 작게 나타나고 있었다. 따라서, 국내 다세대주택 반지하세대의 실내공기환경을 개선하기 위해서는 첫째, 가급적 오염원이 적은 토양 및 건축재료 등을 선정함으로써 오염요소를 최대한 줄여나가야 한다. 또한 국내 다세대주택이 반지하세대에서는 토양의 라돈가스 등이 실내로 침투할 수 없도록 밀폐된 구조로 하거나, 건물기초와 토양사이에 차단층을 설치하도록 해야 한다. 둘째는 이미 오염원이 확산된 반지하세대에서의 공기 배출, 즉 환기를 시키는 것인데, 환기에 의하여 건물내의 오염농도를 초기 값의 약 30∼50%까지 낮출 수 있음을 감안할 때, 적절한 환기창을 계획하여 자연환기를 유도하거나, 구조적으로 환기량의 확보가 어려울 경우, 오염농도가 발생하는 곳에 국부환기 등의 기계적 환기방법을 병용하여, 특히 에너지소비를 충분히 고려한 보다 효과적인 환기방법을 강구해야 할 것이다. 세째는 실내공기환경에 관한 구체적인 기준치 설정이 시급히 이루어져야 한다. 즉, 지하공간환경에 대응할 수 있는 공기환경기준의 개선 및 재정립이 요구된다. 연구자는 건물의 실내공기환경(IAQ, Indoor Quality)에 관하여 남다른 관심을 가지고 지난 1993년부터 현재까지 계속된 연구를 수행해왔다. 주로 주거건물을 위주로 즉, 신축 및 기존공동주택을 포함하여 본 연구에서 언급되었듯이 다세대주택의 반지하세대의 실내공기환경실태를 측정·조사하여 그 오염실태를 밝혀내었다. 또한, 밀폐된 실험실 및 컴퓨터시뮬레이숀을 통하여 각종 건축재료(석고보드, 진흙, 페인트, 콘크리트 등)에서 발생되는 실내공기오염물질(라돈가스, 휘발성유기용제, 포름알데히드 등)의 방사량을 다양한 조건(온도, 습도 및 압력차)에서 측정 및 분석함으로써 건축재료에서 발생되는 오염원들을 밝혀내었다. 따라서, 이와같은 연구는 건물의 실내공기환경에 대한 선도적 역할을 하는 연구로서 다가오는 21세기에 건물의 쾌적한 실내공기환경을 제공하는 기초적연구 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다. This study aims to present fundamental strategies for improving IAQ in Semi-Underground Units of Multi-Family Residential Houses. The results of the study can be summarized as follows; according to the field measurement of 15 semi-underground units, ventilation rate was found to be improper condition and contaminants concentration exceeded the standards. The laboratory experiment of pollutant-emitting power of formaldehyde (from paint) according to ventilation showed that pollutant concentraton was much reduced. It indicates an appropriate ventilation proved to be effective measure to reduce the level of indoor air pollution. Therefore, to reduce the level of indoor air pollution in Semi-Underground Units of Multi-Family Residential Houses, appropriate strategies including the installation of radon-protection layer, provision of michanical ventilation, planning of openings for cross ventilation and the establishment of rational standards are required.

경량기포콘크리트의 단열방법에 따른 열부하 특성에 관한 연구

박진우,안병욱,손장열 한국건축설비학회 1998 건축 설비 Vol.1 No.2

건축물의 대형화·고층화의 추세에 따라 건축물에서 소비되는 에너지의 양도 상당히 증가하고 있으며, 세계적으로 에너지 이용의 합리화를 위한 각종 노력이 다각적으로 추진되고 있다. 특히, 건설부분의 소비에너지는 국가전체 에너지 사용량 중 상당량을 차지하기 때문에 국내에서도 이를 위한 연구가 활발히 진행되고 있고, 각종 에너지절약지침이 제정되어 시행되고 있다. 국내 건축물은 1980년대 이후 경량외피의 적용이 증가하여 경량화의 경향을 보이 고있다. (한국건설기술연구원, 1990) 경량외피는 중량외피에 비해 상대적으로 적은 열용량을 가지므로 열전달 특성과 에너지 소비형태에 있어서 반드시 유리하다고 할 수는 없지만, 건축물의 대형화, 고층화에 효과적으로 대응하기 위해서는 경량외피의 적용이 불가피한 실정이다. 본 연구에서는 경량외피를 이용한 효율적인 에너지 절약방안을 검토하고자 외피의 유효열용량 증가에 따른 실온과 부하량의 변화를 분석평가하였다. 먼저 모델실험을 통하여 경량기포콘크리트의 적용성을 평가하고 이틀 토대로 경량기포콘크리트 내부의 단열재 위치를 변화시켜 열관류율은 동일하지만, 유효열용량이 다른 4종류의 부재를 검토대상으로 설정하고, 모델실에 설정 부재와 일반적으로 적용되는 부재를 적용하였을 때의 실온 및 부하량의 변화를 시뮬레이션을 통하여 비교분석하였다. 본 연구에서 도출된 결론을 요약하면 다음과 같다. (1) 모델실험을 통한 자연 실온 평가 결과, 유효열용량이 가장 큰 조적조에서 외기온 변화에 대한 실온변화가 가장 작게 나타났다. (2) 시뮬레이션을 통한 실온 평가 결과, 냉·난방시의 실온은 거의 일정한 것으로 나타났다. (3) 시뮬레이션을 통한 부하 산정 결과, 유효열용량의 증가는 최대난방부하와 기간난방부하를 증가시키지만, 최대냉방부하와 기간냉방부하를 감소시키는 것으로 나타났다. The thermal capacity of conventional building envelope affects the indoor air temperature and air conditioning loads by means of the time-lag effect and its thermal resisitance. Most modern buildings are built of light-weight materials which have much less time-lag effect. Autoclaved Lightweight Concrete(ALC) is one of the light-weight envelopes which is being applied to a wide variety of building types. This study is conducted to evaluate the energy saving effect of ALC envelope system through physical scale model measurements and numerical analysis.

인터넷과 건축설비

손충현 한국건축설비학회 2000 건축 설비 Vol.3 No.1

전과정평가(LCA, Life Cycle Assessment)의 개념 및 평가를 위한 데이터베이스 작성

조균형,유호천 한국건축설비학회 2000 건축 설비 Vol.3 No.3

건축재료에서의 실내공기 오염물질 발생농도 측정연구

박진철,이언구 한국건축설비학회 1998 건축 설비 Vol.1 No.1

대공간을 도입한 건물은 이의 공간적 특성에 따라 문화적, 경제적, 기능적이익 뿐만아니라 시각적 감동과 신선함을 제공한다. 또한 대공간 실내의 빛환경, 열환경, 공기환경의 경우 실내환경을 조절함으로써 에너지를 절약하고 환경친화적인 쾌적한 환경을 조성하게 된다. 또한 주광요소와 관련하여 천창의 경우 실내의 주요광원이며 동시에 열적으로 일사의 주요 취득부가 된다. 천창은 건물 외피중 열적으로 가장 취약한 부위로서 실내의 열환경 및 에너지 소비에 큰 영향을 미친다. 대공간은 공간크기에 비해 주로 하부에 사람이 사용하는 범위가 한정되기 때문에 외부환경을 고려한 실내환경의 제어가 어렵다. 그러므로 대공간의 자연채광 성능제어를 통하여 대공간에서의 쾌적한 시환경을 도모할수 있다. 본 연구에서는 신축예정인 역사건물의 승강장 공간을 대상으로 3개의 창 설계대안들에 대하여 자연채광에 의한 조도를 컴퓨터 시뮬레이션과 축소 모형실험을 통하여 평가하였다. 톱날형 전창(대안1)과 타원형 선창(대안2)의 경우 대표적인 컴퓨터 프로그램인 SUPERLITE를 이용하여 내부주광률을 산출하였고, 장방형 천창(대안 3)은 SUPERLITE 시뮬레이션을 이용하여 도출한 결과를 축소 모형실험 결과와 비교하였다. 본 연구에서는 천창을 도입한 대공간에서의 실내 자연채광성능을 평가함으로써 시환경의 최저 쾌적성 확보 및 조명에너지 절약을 도모하고자 하였다. Large scale indoor space provides mot only cultural and functional advantages but also visual impressions and freshness. In relation to daylight, the skylight in a large indoor space can be the main source of daylight. However, the skylight system can be the weakest part of the building envelope thermally. Therefore, daylight should be controlled effectively in a skylight system to minimize undesired heat. In this study, we evaluated three alternatives of skylight designs in a high speed railroad station which will be constructed near Seoul area by computer simulations and scale modeling testing.