조선시대 궁궐건축의 기밀성능 및 자연통풍에 관한 연구

Abstract

최근 에너지 절약 및 지속가능한 발전에 대해 관심이 증대되면서 전통건축의 자연환경 조절기법에 대한 관심이 높아지고 있다. 그에 따라 현재 친환경적 친인간적인 재료의 사용과 자연환경조절 기법으로 건축된 우리나라 전통건축에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 건축 재료로써 숯, 황토, 한지 등의 사용이 많아지고 있다. 그러나 이러한 연구는 전통민가에 한정되어 있고 당시 최고 기술을 사용한 궁궐건축에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 이러한 노력의 일환으로 조선시대 궁궐건축을 대상으로 구성요소에 따른 기밀성능과 주변 환경요인이 자연통풍에 미치는 영향을 실측하여 궁궐건축의 환경조절기술을 평가하였다. 본 논문은 총 7장으로 구성되어 있으며, 각 장의 내용은 다음과 같다. 제 1 장에서는 연구의 배경 및 필요성에 대하여 설명하였고, 연구의 방향을 설정하고, 관련기존의 연구에 관한 내용을 기술하였다. 제 2 장에서는 본 연구의 대상인 궁궐건축의 구성요소를 파악하기 위해 기본적인 전통건축의 구성요소를 서술하고, 전통건축과 궁궐건축의 차이를 기술하였다. 제 3 장에서는 본 연구에의 측정 대상 선정 및 기밀성능과 자연통풍의 측정 개요에 대해서 기술하였다. 제 4 장에서는 궁궐건축의 구성요소에 따른 기밀성능을 각 구성요소별로 평가하였다. 제 5 장에서는 자연환경과 주변 환경요인에 따른 대류현상을 고려한 궁궐건축에서의 자연통풍특성을 분석하였다. 제 6 장에서는 4장과 5장의 내용을 바탕으로 궁궐건축의 환경조절 성능을 기존 민가와 비교하여 종합평가 하였다. 제 7 장에서는 본 연구를 통해 도출된 결론을 기술하였으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다. (1) 궁궐의 구성요소에 의한 기밀성능은 바닥을 통한 환기량을 측정한 결과 온돌바닥을 통한 환기량은 전체 환기량의 4%, 마룻바닥의 경우 전체 환기량의 10~28%로 나타났다. 지붕을 통한 환기량은 창호를 쌍창만 닫은 경우 실 전체의 환기량의 12~14%로 나타났으며, 창호를 모두 닫은 경우는 17~20%로 증가하는 것으로 나타났다. 또한 실 전체 환기량과 구성요소의 환기량에 따른 환기비율을 분석한 결과 전체 환기량의 76~82%창호를 통해 이루어지는 것으로 나타났다. (2) 자연통풍의 경우 측정대상인 낙선재, 수정전, 연경당의 주 풍향은 다양하게 나타났다. 주 풍향은 동북동풍, 서풍, 북동풍으로 풍향에 따른 통풍량은 동북동풍일 경우 5,752㎥/h, 서풍일 경우 5,608㎥/h, 북동풍일 경우 5,730㎥/h로 비슷한 통풍량을 나타내었다. 이러한 결과는 건물의 사면이 모두 창호로 구성되어 있어 다양한 풍향에서 바람이 불어와도 실내의 통풍량은 비슷한 것으로 나타났다. (3) 처마의 음영에 의한 대류현상을 분석한 결과 처마의 음영 의해 오후 1시~오후 2시 사이에 대류가 가장 활발히 일어나는 것으로 나타났다. 주변 환경요인에 따른 대류현상을 분석한 결과 연경당의 경우 건물 뒤편에 위치한 산의 지표면온도와 건물 대지의 온도차는 6.5℃로 나타났고 수정전의 경우 건물 뒤편에 위치한 연못표면과 건물 대지의 온도차는 11.1℃로 나타나 주변 대지에 따른 대류가 활발히 일어나는 것으로 조사되었다.; Recently with the demand of well-being is increased, the demand for indoor thermal environment and air quality is increased. According to this circumstance, many people in Korea note the traditional architecture that is made by natural materials, such as a solid, stone, and wood. A few researches regarding the indoor air environmental characteristics of the Korea traditional houses is reported. However few researches regarding the indoor air environmental characteristics of the Korea traditional palaces is reported. Then, we select the major element relates to environmental characteristic of traditional palace, and induces the construction to research by classifying and recomposing the type of traditional palaces. The purpose of this study is to define and select of research target which the Korean traditional palace, and, also to examine the traditional palace's component properties from of measurement of the air environmental capacity such as airtightness and cross ventilation. The study consists of seven chapters and content of each chapter is as follows. Chapter 1 describes the background and purpose, existing study results and range method of the study. Chapter 2 describes the basic theory of components of traditional house in a traditional palaces as the theoretical background of thesis. Chapter 3 describes the construction to research by classifying and recomposing the type of traditional palaces and to be examined with description of airtightness and cross ventilation measuring method. Chapter 4 assessed the airtightness by the performance of each component in palaces. Chapter 5 describes natural environment and surrounding environmental factors of the convection phenomena for considering of the palace. Chapter 6 evaluate the palace of the environmental control performance in comparison with the existing houses. Chapter 7 describes the conclusion of the study that are drawn from this study and the important contents are as follows. (1) The airtightness by the components of palaces that the bottom air rates represented in the floor of the measured results through Ondol air rates 4% and through Maru air rates 10~28% of the total air rates. Through the ceil of air rates showed only close to ssangchang condition of air rates was 12~14% and all close to windows condition of air rates increase Only close to ssangchang condition than 5~6%. Through the window of air rates showed 76~82% of the total air rates. The mostly indoor air environment has been controled with traditional windows in palaces. (2) The cross ventilation of palaces(nak seon jae, su jeong jeon, young yeong dang) that showed a various direction of wind such ENE, W, NE. The rates of Cross ventilation indicated that if ENE 5,752 /h, if W 5,608 /h, if ㎥ ㎥ NE 5,730㎥/h was the same. Considering the results, it was judged that the traditional house considered all of wall for windows. (3) The convection condition have a significant on surrounding environment temperature. When measurement shade of the eaves by the result of convection in the shade of the eaves by 1 p.m. to 2 p.m. in the most active convection was taking placed. The surrounding environment, party of the mountain behind the building in young yeong dang and the pond behind the building in s su jeong jeon, a result of the convection phenomenon represented about 6.5℃, 11.1℃ respectively. Especially it showed that different temperature of water place was higher than different surface temperature of embowered. Thus, as water place of cross ventilation rates was higher than embowered of cross ventilation rates.