공동주택에서 가변형 공기분배기 시스템의 적용에 관한 연구

Abstract

분석하였다.

제 4장에서는 실제 공동주택 단위세대에 적용하여 단일 덕트방식과 다분기 챔버 배관방식의 풍량 분배효율을 비교하고 공동주택 적용 가능성을 평가 하였으며 정확한 적용가능성 평가를 위해 같은 평형이지만 서로 다른 평면인 3가지 타입의 단위세대에 각각 설치하여 실험하였다.

제 5장에서는 본 연구를 통해 도출된 결론을 기술하였으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다.

1) 모의실험 결과 일반 덕트 시스템의 경우 각 실의 설계치 대비 급기량이 약 70% 내외의 차이를 나타내고 있는 반면, 가변형 공기분배기 시스템의 경우는 약 20% 내외에서 설계치를 만족하고 있는 것으로 나타났다.

2) 공동주택 적용 실험 결과 가변형 공기분배기 시스템을 사용한 급기의 경우 각 실의 설계치 대비 급기량이 약 4 ~ 8% 내외의 차이를 나타내고 있는 반면 일반 단일 덕트 시스템을 사용한 배기의 경우는 약 42 ~ 104% 내외에서 각 실의 급기량이 설계치를 만족하고 있는 것으로 나타났다.

3) 공동주택 모의실험과 공동주택 적용실험결과 가변형 공기분배기 시스템이 기존의 단일 덕트 시스템보다 우수한 성능을 보여주는 것으로 나타났으며 이는 가변형 공기분배기 내부에 설치되어 있는 풍량 조절기가 정압 손실을 줄이면서 적절히 풍량을 분배해 주기 때문이라고 판단된다.

4) 가변형 공기분배기 시스템을 공동주택에 적용하면 환기 장비의 과대용량 산정을 방지하고, 장비효율을 극대화 하여 에너지 절감의 효과가 있을 것이라고 판단된다.

5) 등압법에 따른 설계와 시공을 한 일반 덕트 시스템에 비해 내부 가이드 베인으로 풍량을 조절하는 다분기 챔버 시스템을 사용하는 경우 시공 이후 실의 요구에 다른 사용 유연성 측면에서 매우 유리한 것으로 판단된다.

향후 연구에서는 소형 공동주택 뿐만 아니라 대형 공동주택 단위세대에서의 현장 적용을 통해 가변형 공기분배기 시스템의 적용 타당성을 검토하고 설치비용과 에너지 절감 효과 등에 관한 정량적인 연구가 지속적이고 보다 광범위하게 이루어져야 할 것으로 판단된다.; 요 지

최근 공동주택의 실내 공기환경은 에너지 효율증가를 위한 건물의 기밀화와 밀폐화로 환기 부족현상을 초래하고 있으며, 또한 복합 화학물질로 구성된 새로운 건축자재의 보급이 증가되고, 인공 건자재 사용에 따른 화학물질 방출량이 증대되면서 부족한 환기량과 더불어 실내 공기질은 매우 열악하여 새로운 실내 환경문제로 부각되고 있다. 특히 대다수의 공동주택 환기는 개구부 틈새 바람을 이용한 자연환기가 주종을 이루고 있지만, 자연환기는 베란다 샷시 설치 및 이중창 등으로 실내의 오염된 공기가 충분히 배출되지 못할 뿐만 아니라 신선한 공기가 유입되지도 못하고 있는 상황이다. 게다가 공동주택의 고층화․ 기밀화에 따라 기계식 환기 시스템 도입이 일반화 되고 있다. 그러나 환기에는 필연적으로 에너지 손실이 따르기 때문에 필요 환기량의 확보와 동시에 에너지 절약을 염두에 둔 시스템 설계와 기술개발이 이루어져야 한다. 이에 반해 공동주택의 환기를 위해 주로 적용되고 있는 열교환식 천정덕트형의 기계식환기는 덕트 내의 마찰손실, 분기관, 곡관 등에 의한 압력 손실로 급배기의 불균형과 함께 장비의 과용량의 문제가 발생할 수 있으며 이로 인하여 환기에 따른 추가적 에너지 손실이 발생하고 있다. 또한, 덕트내 압력손실로 인해 각 취출구에서 취출되는 풍량의 불균형으로 TAB를 통한 풍량 밸런싱을 하지 않으면 각 실의 필요 환기량을 만족시키지 못 하고 있는 실정이다. 이를 위해서는 공동주택의 각 실에 적정 환기량을 확보할 수 있으며 시공과 함께 TAB가 간편한 덕트 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 압력 손실이 적고 각 실에 필요 풍량을 균등하게 분배할 수 있는 가변형 공기분배기 시스템과 기존의 공동주택에 적용되고 있는 일반 덕트 시스템과 공급 풍량 분배 성능, 정압 분포 특성을 비교하여 가변형 공기분배기 시스템의 성능을 알아보고 공동주택 환기 시스템에 가변형 공기분배기 시스템 적용가능성을 평가하기 위하여 일반 덕트 시스템과 가변형 공기분배기 시스템의 성능을 현장 적용 실험을 통해 확인하였다.

본 논문은 5개의 장으로 구성되어 있으며 각 장의 구체적인 내용은 다음과 같다.

제 1장에서는 연구의 배경 및 필요성, 기존연구의 고찰, 연구의 목적, 범위 및 방법에 대하여 기술하였으며 연구의 방향을 설정하였다.

제 2장에서는 본 연구의 기본적인 이론에 대한 검토로서 환기의 일반적인 개요, 국내외의 환기 기준과 환기 시스템의 기본적인 현안에 대해 제시하였다.

제 3장에서는 공동주택 모의실험을 통한 각 실 풍량 분배 효율 평가를 위하여 공동주택 단위세대 모의실험을 하였으며 천정에 가변형 공기분배기 덕트와 일반덕트를 각각 설치하여 각 시스템의 급기분배 효율, 정압특성을 평가&#8228