공동주택에서 여름철 야간환기 영향 인자에 관한 연구

Abstract

As the time spent indoors by occupants increases, the demand for the comfort indoor environment is steadily increasing. The occupants are living indoors more than 80% of the day, and in consideration of this, it is necessary to maintain the thermal comfort of the occupants by controlling the temperature, humidity, and indoor air quality in the indoor space. Ventilation through mechanical or natural ventilation keeps the occupant's comfort through adjustment of the occupant's indoor environment. According to previous studies on residential buildings, ventilation through window opening is the most common, and occupants prefer ventilation through window openings rather than mechanical ventilation systems. This opening of the window can increase the ventilation rate in the room and can also improve the indoor heating environment of the occupants. As a result of the previous studies for the window opening behavior of occupants, the time that occupants open their windows was found to be the most in summer among the four seasons. However, in summer when the outdoor temperature is high, the indoor temperature may be overloaded due to solar heat during the day. Therefore, in the case of summer in a residential building, it is possible to supply fresh air from natural ventilation at night-time and to remove overheating and moisture from the room. If we characterize the advantages of such night ventilation and suggest improvement strategies in relation to the indoor heating environment, it will be possible to improve the satisfaction of the occupants with the indoor heating comfort. In order to present an effective control strategy for such a building, the occupancy characteristics of the occupants according to the building type should be considered. However, the current indoor heating environment related standards do not consider occupancy characteristics according to building types and occupants. The indoor heating environment control standards should be based on various factors such as building type, thermal adaptability and comfort to the indoor environment of occupants. In this study, based on previous studies on window opening and closing behavior and night ventilation, the actual conditions of night ventilation were investigated through the window opening behavior of occupants. And the effect of building types and occupants' occupancy characteristics on occupants' night ventilation behavior was analyzed.

This study consists of a total of 6 chapters, and the contents of each chapter are as follows.

Chapter 1 describes the background and purpose of the study, as well as the scope and method of the study.

Chapter 2 describes the outline of measurement objects, measurement items and methods, consideration of previous studies, and the definition of night ventilation, and analyzes the indoor heating environment according to the night ventilation behavior of occupants.

In Chapter 3, the distribution of indoor and outdoor environments measured through previous studies and the actual conditions of window opening and night ventilation of occupants, and the relationship between occupants' daily life and window opening and night ventilation behaviors were analyzed.

In Chapter 4, ASHRAE Standard 55 standard adaptive model was applied to show the indoor heating environment according to the night ventilation by occupants.

In Chapter 5, the effect of building type and occupancy characteristics on night ventilation behavior was analyzed through the analysis of indoor heating environment in Chapter 4.

Chapter 6 describes the conclusions drawn from this study, and the contents are summarized as follows. (1) Most of the indoor environment at night time in summer was comfortable through night ventilation, but it was not always effective in improving the indoor environment of a house due to the high enthalpy of outdoor air.

(2) Most of the indoor environments were at an comfortable level when the outdoor temperature was below 25℃, but as the daily average outdoor temperature exceeded 25℃, the number of days not accommodated in the indoor comfortable range showed a tendency to increase.

(3) Through these results, it was confirmed the conditions at days which are preferable to thermal environments in residential buildings. An analysis was conducted on whether the building information affects each unit in the night ventilation behavior. As a result, it was difficult to show a clear difference for the relevant units, even though there was a large deviation between the ranges that were not accommodated in the intergenerational comfortable range.

This study analyzed the effect of building type on night ventilation behavior through the actual conditions of night ventilation in apartments. Through this, it was judged that there would be a difference in the effect of night ventilation for occupants due to the influence on people between units rather than the difference in building factors. Additional studies should be conducted in the future to reflect additional information about occupants such as age as well as building information, a clear difference will appear depending on the factors of each unit.|재실자들이 실내에서 보내는 시간이 늘어남에 따라 실내 공간의 쾌적성에 대한 요구는 꾸준히 증가되고 있다. 재실자들은 하루에 80% 이상 실내에서 생활하고 있었으며 이를 고려하여 실내 공간 내 온도, 습도, 실내공기질 등의 제어를 통해 재실자의 온열쾌적성을 유지시켜주어야 한다. 기계환기 설비 및 창을 통한 자연환기는 재실자의 실내 환경 조절을 통해 재실자의 온열쾌적감을 유지시켜준다. 주거 건물에 대한 기존연구에 따르면 창문을 통한 환기는 가장 일반적이며 거주자들이 기계환기 설비보다 창문개폐를 통한 환기를 더 선호하는 것으로 나타났다. 이러한 창문 개방으로 인해 실내의 환기율을 증가시킬 수 있으며 거주자의 실내 온열환경 측면에도 개선될 수 있다. 실제 거주자들의 창문개폐 실태를 조사한 결과 거주자들이 창문을 열고 있는 시간은 4계절 중 여름철에 가장 많이 나타났다. 하지만 실외기온이 높은 여름철에는 낮 동안에 태양열로 인해 실내가 과부하 될 수 있다. 따라서 여름철 주거 건물의 경우, 야간 시간에 자연환기로부터 신선한 공기를 공급하고 실내의 과열 및 습기를 제거할 수 있다. 이러한 야간환기의 장점을 특성화하고 실내 온열환경에 관련하여 개선 전략을 제시한다면 거주자의 실내 온열쾌적감에 대한 만족도를 향상시킬 수 있을 것이다. 이러한 건물의 효과적인 제어 전략을 제시하기 위해서는 건물 유형에 따른 재실자의 재실 특성이 고려되어야 한다. 하지만 현재 실내 온열환경 관련 규제들에서는 건물 유형 및 재실자에 따른 재실 특성이 고려되지 못한 실정이다. 실내 온열환경 제어 기준은 건물 유형, 재실자의 실내 환경에 대한 열적적응성 및 쾌적성 등의 다양한 요인에 기인하여야 한다. 본 연구에서는 창문 개폐 행위 및 야간환기 관련 선행 연구를 바탕으로 공동주택 거주자의 창문 개방 행위를 통해 야간환기 실태를 조사하고 건물 유형 및 재실자의 재실 특성이 거주자의 야간환기 행위에 미치는 영향을 분석하였다.

본 연구는 총 6장으로 구성되었으며, 각 장의 내용은 다음과 같다.

제 1장에서는 연구의 배경과 목적 그리고 연구의 범위 및 방법에 대하여 기술하였다.

제 2장에서는 측정 대상의 개요, 측정 항목 및 방법, 선행연구 고찰 및 야간환기 정의에 대하여 기술하고 거주자의 야간환기 행위에 따른 실내 온열환경에 대하여 분석하였다.

제 3장에서는 선행연구를 통해 측정된 실내외 환경 분포와 거주자의 창문 개폐 및 야간환기 실태를 나타내고 거주자의 일상생활과 창문 개폐 및 야간환기 행위의 관계를 분석하였다.

제 4장에서는 거주자가 야간환기를 시행할 때 그에 따른 실내 온열환경을 ASHRAE Standard 55 기준 Adaptive model을 적용하여 나타냈다.

제 5장에서는 4장의 실내 온열환경에 대한 분석을 통해 건물 유형 및 거주자의 재실 특성이 야간환기 행위에 미치는 영향을 분석하였다.

제 6장에서는 본 연구에서 도출된 결론을 기술하였으며, 내용을 요약하면 다음과 같다.

(1) 여름철 야간의 실내 환경은 야간환기를 통해 대부분 수용 가능했지만, 야간환기의 특성상 실외 공기의 엔탈피로 인해 주택의 실내 환경을 개선하는데 항상 효과적인 것은 아니었다.

(2) 대부분의 실내 환경은 실외온도가 25℃이하일 때 허용 가능한 수준이었지만, 일평균 외기온 25℃를 넘어가면서부터 실내 쾌적 범위에 수용하지 않는 날들이 증가하는 경향을 나타냈다.

(3) 이러한 결과를 통해 야간환기를 시행했음에도 불구하고 실내 쾌적 범위에 수용하지 않는 날들을 확인할 수 있었다. 또한 야간환기 행위에 있어 세대별 건물 정보가 영향을 주는지 여부에 대해 분석을 진행하였으며, 이에 따라 세대 간 실내 쾌적 범위에 수용하지 않는 범위들 간에 큰 편차가 나타났음에도 불구하고 해당 세대들에 대해 명확한 차이를 나타내기 어려웠다.

본 연구는 공동주택 거주자의 야간환기 실태를 통해 건물 유형이 야간환기 행위에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 거주자는 야간환기 효과에 있어서 건물 유형에 대한 차이보다는 세대 간 사람에 대한 영향으로 인한 차이가 있을 것이라고 판단되었으며 추후 추가적인 분석을 진행하여 건물 정보 뿐만 아니라 연령대 등 사람에 대한 추가적인 정보를 반영하게 된다면 세대별 요소에 따라 명확한 차이가 나타날 것으로 보인다.