공동주택의 자연환기량 부하 추정을 위한 난방방식에 따른 거주자 창문개폐 행위 분석 = Analysis of Window manual control for Natural ventilation in residential buildings based on heating methods

국문 초록 (Abstract)

국문요지
최근 창문개폐행위에 대한 분석은 주요 창문개방 빈도, 창문개방시간 및 실내 환경 변화에 대한 창문개방행위의 영향을 추가로 평가하기 위한 기타 방법을 계산하는 실외 요인을 기반으로 한다. 선행 연구에서는 머신 러닝 모델과 예측, 실제 실험 등을 주요 활용해 보다 정확한 분석을 수행하였다. 실제 실험에서는 건물의 물리적 환경요인에 대한 요구조건이 더 높았다. 그 중 난방방식은 실내온도에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다. 실내 환경을 더 잘 파악하고 개선하기 위한 기본 관련 분석으로 창문개폐행위를 분석한다.
선행연구에서 물리적 환경인자들 관한 연구 중 난방방식은 주요인자로 분석에 부족해서 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 거주가 행위는 주요 분석 대상이고 환경조건에 따라서 난방방식으로 그룹 나 놨어 분석했다. ACH값 계산하고 난방설정온도 고려해서 MATLAB 소프트웨어 통하여 자연환기 부하 계산해서 분석하였다. 또한 이러한 분석에 통하여 난방방식 및 창문개방행위 간 관계가 분석하였다.

본 연구는 총 5장으로 구성 되어있으며, 각 장의 내용은 다음과 같다.

제 1장에서는 본 연구의 배경 및 목적과 연구 범위 및 방법에 대하여 기술하였다.

제 2장에서는 본 논문의 분석에 사용한 데이터의 개요에 대하여 설명하였다.

제 3장에서는 분석결과 중 실내의 환경인자 및 난방설정온도와 창문개폐

행위분석 나타냈었다.

제 4장에서는 창문개폐행위에 따른 환기부하중 창문개폐에 따른 자연환기량 비교와 평균 자연환기 부하 분석하였다.

제 5장에서는 본 연구에서 도출한 결론을 기술하였으며, 내용을 요약하면 다음과 같다.

(1) 환경인자들 분석에서 2개 단지 실외온도 비슷하지만 실내 거주자 행동에 따른 실내환경 다를 수도 있 것을 알 수 있었다.

(2) 실외환경인자들 실외온도, 풍속, 습도 등 분석해서 선행연구와 같은 결과를 나타났다. 실외온도는 창문개폐에 가장 큰 영향은 미친다.

(3) 자연환기량 분석했을 때 계절적 영향은 기후 조건은 공기 변화율에 큰 영향을 미치며, 여름철 높은 기온과 겨울철 낮은 기온은 환기 및 에어컨 사용에 직접적인 영향을 미친다. 난방방식의 영향은 지역난방과 개별난방은 계절에 따라 공기 변화율에 다른 영향을 미치며, 여름에는 개별난방이 더 자주 공기를 교환하고 다른 시간에는 지역난방이 더 자주 작동할 가능성이 높게 보였다.

(4) 계절별에 따른 타 국가와의 1일 시간당 자연환기 횟수 비교 분석하며 냉방기간에만 지역난방 개별난방보다 일평균 환기 횟수 낮게 보였다. 특히 난방기간에는 지역난방 개별난방보다 약 3배 차이가 나타났다. 이는 타 유럽 국가들에 비해 한국 겨울, 여름에서는 더운 날씨를 가지고 있기 때문에 창문개방비율을 높게 유지한 이유라고 판단된다.

(5) MATLAB 소프트웨어 통하여 평균 자연환기 부하 계산했을 때 평균 자연환기 부하는 계절 및 월별 차이가 크며, 여름과 겨울철에 냉난방 수요가 크게 증가하여 평균 자연환기 부하 차이에 직접적인 영향을 미친다. 난방방식에 따른 평균 자연환기 부하에 미치는 영향 개별난방의 전체 평균 자연환기 부하는 지역난방보다 높았으며, 이는 난방 운영 효율 및 사용 습관과 관련이 있을 수 있다. 또한, 창문개폐횟수 많으며 특히 평균 환기 부하가 많은 기간에 평균 환기 부하를 줄이는데 상당한 효과를 불수 있다.

본 연구는 창문개폐행위 분석해서 단일 창 열기 시간에 대한 T-TEST 분석하였고 ACH값 도출하였고 MATLAB 소프트웨어에 통하여 자연환기 부하 추정하였다. 추후 연구에서는 논문에서 계산된 자연환기량과 자연환기 부하 사용하고 창문개폐행위 예측하게 위해 신경망 시스템으로 사용하며 더 정확하게 창문개폐 행위와 냉난방에너지의 관계를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 1
• 1.2 연구의 목적 2
• 1.3 연구의 범위 및 방법 3
• 제 2장 실내환경 및 창문개폐 측정 데이터 5
• 2.1 관련 선행 연구 5
• 2.2 분석대상 데이터 6
• 제 3장 분석결과 8
• 3.1 실내외 환경인자 및 난방설정온도 8
• 3.2 창문개폐행위 분석 12
• 3.3 소결 17
• 제 4장 창문개폐행위에 따른 환기부하 18
• 4.1 창문개폐에 따른 자연환기량 비교 18
• 4.2 타 국가와의 1일 자연환기 횟수 비교 21
• 4.3 자연환기 부하 23
• 4.4 소결 28
• 제 5장 결론 30
• 참 고 문 헌 32
• ABSTRACT 35
• 감사의 글 39
• 연구윤리서약서 국문 41
• 연구윤리서약서 영문 42