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가로형 재래시장에 고정된 지붕구조물인 아케이드 설치 후 재래시장 환경이 많이 개선되었으나, 이와 관련된 설계 기준이 없어서 현재 설치된 아케이드에 많은 문제점들이 발생하고 있다. 이러한 문제점들의 해결방안으로 환경개선 사업에 대한 건축적 계획 및 연구가 필요하며 그 해결방안중 하나로 아케이드 환기구를 통한 환기량에 관련된 기초적인 연구를 하는 것이다. 이러한 아케이드의 환기구는 열의 유ㆍ출입 통로이며 실내의 오염물질을 외부로 방출하고 화재가 발생하였을 때 유독가스의 확산을 막는 중요한 역할을 하므로 더욱 정량적인 분석이 필요하다.본 연구의 목적은 아케이드형 재래시장의 환기구를 통한 환기량 산정 및 환기량 산정에 요인을 주는 변수를 설정하여 환기량을 해석하여 환기계획의 지침을 제공하는 것에 목적이 있다. 최근 건축분야에서도 적용사례가 증가하고 있는 풍동실험과 CFD(Computational Fluid Dynamics, ...

가로형 재래시장에 고정된 지붕구조물인 아케이드 설치 후 재래시장 환경이 많이 개선되었으나, 이와 관련된 설계 기준이 없어서 현재 설치된 아케이드에 많은 문제점들이 발생하고 있다. 이러한 문제점들의 해결방안으로 환경개선 사업에 대한 건축적 계획 및 연구가 필요하며 그 해결방안중 하나로 아케이드 환기구를 통한 환기량에 관련된 기초적인 연구를 하는 것이다. 이러한 아케이드의 환기구는 열의 유ㆍ출입 통로이며 실내의 오염물질을 외부로 방출하고 화재가 발생하였을 때 유독가스의 확산을 막는 중요한 역할을 하므로 더욱 정량적인 분석이 필요하다.본 연구의 목적은 아케이드형 재래시장의 환기구를 통한 환기량 산정 및 환기량 산정에 요인을 주는 변수를 설정하여 환기량을 해석하여 환기계획의 지침을 제공하는 것에 목적이 있다. 최근 건축분야에서도 적용사례가 증가하고 있는 풍동실험과 CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체역학)방법을 이용하여 아케이드의 개구율과 풍향에 따른 환기성능을 조사하였다. 또한, 풍동실험과 CFD시뮬레이션의 결과 값을 비교ㆍ분석하여 신뢰도를 확보하여 풍동실험 해석에 소요되는 시간과 비용을 해결함으로써 다양한 해석이 가능한 시뮬레이션으로 대체하는데 목적이 있다.본 연구의 방법으로, 아케이드가 설치 될 수 있는 재래시장의 유형을 분류하고 기본모델을 선정하였다. 환기량을 측정하는 방법에는 송풍기 가압방법과 추적가스를 이용하는 방법이 있는데 본 연구에서는 추적가스방법 중 높은 환기량을 측정하는데에 사용하는 정량주입법을 이용하여 풍동실험을 실시하였다. 풍동실험과 동일한 조건을 실시하여 CFD해석을 통해 그 결과 값을 비교ㆍ분석하여 신뢰도를 확보한다. 기본모델을 중심으로 산정한 디자인 대안들에 대하여 시뮬레이션을 실시하고 각각의 값들을 비교ㆍ분석하여 아케이드 환기구의 적절한 환기계획을 제시하였다.기본모델을 선정하기 위해 국내ㆍ외 재래시장의 형태를 조사하였으며 특히 서울시내에 설치된 아케이드형 재래시장을 환기량과 관련된 변수들을 중심으로 조사하였다. 재래시장의 기본형태인 가로 폭, 주변건물의 높이, 도로 폭에 따라 분류할 수 있으며 아케이드의 유형은 지붕모양, 지붕높이, 환기구의 높이에 따라 분류하여 기본모델을 선정하였다.아케이드형 재래시장의 환기량을 해석하기 위해 풍동실험을 실시하였다. 기본모델을 설정하여 풍동실험을 하기 위하여 120의 축소 모델을 제작하였다. 풍향과 개구율에 따른 4가지 대안인 CASE-1(풍향 0°, 개구율 0%), CASE-2(풍향 0°, 개구율 100%), CASE-3(풍향 90°, 개구율 0%) 그리고 CASE-4(풍향 90°, 개구율 100%)를 비교ㆍ분석하였다. 아케이드 전체에 설치 된 환기구의 有ㆍ無가 가장 중요하게 작용하고 있음을 알 수 있다.환기량을 해석하기 위해 CFD 시뮬레이션을 실시하였으며 풍동실험과 비교ㆍ분석하여 신뢰도를 분석하고 여러 대안들을 시뮬레이션 하였다. CFD software인 Star-CD를 이용하여 모델 생성ㆍ격자ㆍ해석을 실시하였고, 실제 해석된 모델은 풍동실험과 동일한 크기로 모델링을 하였고 동일한 경계조건을 사용하였다. 그 결과 세 가지 대안에서 농도분포의 패턴이 비슷하며 환기량 값이 비슷하여 정량적인 예측이 가능하게 되었다. 풍동실험에서 발생할 수 있는 오류를 방지하고자 Basic 모델을 제작하여 예비실험을 실시하였고 몇 가지 문제점을 수정한 후 본 실험을 실행하였다. Basic모델에서 풍동실험을 통해 측정한 농도값과 CFD값을 비교ㆍ분석하였다. 그 결과 또한 농도의 패턴이 거의 일치하고, 농도값이 오차 10%정도여서 신뢰도를 확보하였다. 실제에서 자연풍인 1ms로 불며 축소 된 모델을 기존의 실제 크기로 고려하여 실제 환기 회수를 산정해 보았다.여러 가지 대안들을 통해 각각을 비교ㆍ분석하고 이를 통해 하나의 설계지침을 제시하게 되었다. 환기구의 높이, 지붕의 높이, 도로 폭의 길이에 따라 환기회수는 차이가 나며 실제 설계시에 재래시장의 주어진 형태와 조건을 살펴서 환기구의 높이와 지붕의 높이를 계획할 수 있게 되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Many traditional market places exist in Korea, and have been remodeled and covered forming arcade-type malls. The openings at the arcade roof have been considered as an important design factor to make the market place comfortable, healthy, and safe. In order to find out optimized openings in terms o...

Many traditional market places exist in Korea, and have been remodeled and covered forming arcade-type malls. The openings at the arcade roof have been considered as an important design factor to make the market place comfortable, healthy, and safe. In order to find out optimized openings in terms of their sizes and locations, wind tunnel tests and computational fluid dynamics(CFD) model analyses have been conducted.A 120 scaled model for an arcade mall type traditional market was constructed and experimented in a wind tunnel. The variables observed at the test were two types of opening ratios 100% and 0%, with wind directions 0° and 90°, respectively. The wind tunnel experiments were scrutinized and utilized to validate a CFD model.In this study, a tracer gas was employed to validate and quantify the exact air exchange rate in the model. The tracer gas was released into the scaled model and the concentration of the gas within the model was monitored to predict the stagnation and air change rates. The tracer gas was monitored in three different procedures at the experiment; 1) decay or growth, 2) constant concentration, and 3) constant injection. The constant injection was conducted during experimental process, and the concentration of the gas was measured with the gas monitor.The results of the wind tunnel experiment were carefully reviewed and compared with the output results of the CFD model. Further analyses were conducted with this validated CFD model to review various design parameters for arcade roofs.Because it is possible to predict the exchange rate through CFD simulation, a design guideline is made by comparing and analyzing the result through various alternatives. Since air exchange rate is different based on the height of ventilation opening. So designers may determine the height of roof and ventilation opening as design factors by using the guideline.

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