일반 사무소 건물의 실내 환경 향상 및 효율화를 목적으로 실내 환경을 조절하는 공조시스템과 정보 통신을 위한 OA Floor의 통합 필요성이 증대되고 있다. 이를 위하여 선진국에서는 공조시스템과 OA Floor가 혼합된 바닥공조시스템(Underfloor Air Distribution System)이 개발되어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 적용사례도 증가하고 있는 추세이다. 그러나 국내에서는 바닥공조시스템에 대한 인식 부족과 표준화된 설계기술의 부재로 인하여 사례가 극히 미미하며, 현재에도 국한적으로 적용되고 있는 실정이다.바닥공조시스템은 첫째, 실내 환경측면에서 천정공조방식이 공조기류의 실 전체 순환을 기본으로 설정하는 반면 바닥에서 1.8m이내의 거주역을 대상으로 하기 때문에 오염공기의 확산을 방지할 수 있으며 사무기기의 발열도 자연스럽게 상부로 배출할 수 있다. 아울러 바닥에 설치되는 취출구는 각각 수동 혹은 자동으로 제어가 가능하여 개별공조를 구현할 수 있다.둘째, 바닥에 설치하는 Diffuser 혹은 Fan Terminal Unit는 이동이 자유로워 실내 Lay-out변경 혹은 사무기기의 이동 등에 유연하게 대처할 수 있다.셋째, 전통적인 천정공조방식은 천정 내 급기와 배기를 위한 ...
일반 사무소 건물의 실내 환경 향상 및 효율화를 목적으로 실내 환경을 조절하는 공조시스템과 정보 통신을 위한 OA Floor의 통합 필요성이 증대되고 있다. 이를 위하여 선진국에서는 공조시스템과 OA Floor가 혼합된 바닥공조시스템(Underfloor Air Distribution System)이 개발되어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 적용사례도 증가하고 있는 추세이다. 그러나 국내에서는 바닥공조시스템에 대한 인식 부족과 표준화된 설계기술의 부재로 인하여 사례가 극히 미미하며, 현재에도 국한적으로 적용되고 있는 실정이다.바닥공조시스템은 첫째, 실내 환경측면에서 천정공조방식이 공조기류의 실 전체 순환을 기본으로 설정하는 반면 바닥에서 1.8m이내의 거주역을 대상으로 하기 때문에 오염공기의 확산을 방지할 수 있으며 사무기기의 발열도 자연스럽게 상부로 배출할 수 있다. 아울러 바닥에 설치되는 취출구는 각각 수동 혹은 자동으로 제어가 가능하여 개별공조를 구현할 수 있다.둘째, 바닥에 설치하는 Diffuser 혹은 Fan Terminal Unit는 이동이 자유로워 실내 Lay-out변경 혹은 사무기기의 이동 등에 유연하게 대처할 수 있다.셋째, 전통적인 천정공조방식은 천정 내 급기와 배기를 위한 덕트의 설치가 불가피하다. 반면 바닥공조방식은 Access Floor하부를 급기풍도로 이용하기 때문에 천정 내 덕트설치공간을 최소화 할 수 있으며 일반적으로 층당 약 300mm의 층고 절감효과를 기대할 수 있다. 아울러 Compact화된 공조기를 적용할 경우 공조실 면적을 획기적으로 줄여 거주 공간의 유효 Space를 최대화 할 수 있다.넷째, 실내환경 평가는 국내외 여러 문헌에서 바닥공조시스템을 적용한 건물을 대상으로 실내 온열, 공기(CO2), 빛, 음에 대한 평가를 실시한 결과 천장공조방식보다 양호한 결과를 나타내었다.바닥공조시스템은 크게 덕트방식, 가압방식, 등압방식으로 구분하며, 덕트방식은 천정공조방식을 Access Floor하부에 옮겨 놓은 형태로서 덕트의 물량 축소 및 제어성 증대를 목적으로 개발되었으며 최근에는 가압식 혹은 등압식과 혼용하여 적용하고 있다. 이 방식은 덕트 Space로 인하여 다른 방식보다 바닥 플레넘 높이가 크게 요구 되며, 또한 과도한 초기투자비가 필요하고 사무실 Lay out변경 시 대응이 어려운 것이 단점으로 지적된다. 가압방식은 대부분 미국 등에서 적용되었고 ASHREA등 관련 학회나 기관의 Design Guide가 표준화되어 있으며 계속적으로 Up-Date되고 있다. 그러나 시스템의 특성상 플레넘 내 급기도달거리가 짧아 단위Zone의 면적이 작고, 유연성이 부족한 것이 사실이다. 등압방식은 가압방식의 단점을 극복하고자 제조사를 중심으로 개발한 시스템이며, 공조기의 정압을 증대시키고 취출구에 Fan을 부착함으로서 단위Zone의 면적 범위 및 유연성을 향상시킨 방식이다. Fan형 취출구는 급기를 실내공기와 혼합하여 실내에 공급하므로 저온 급기 방식과 조합하여 공조기의 동력 에너지를 절감할 수 있다. 등압식은 가압식에 비하여 Up-Grade된 시스템이나 표준화된 설계기술이 미비하여 시스템 설계 시 전적으로 제조사에 의존하고 있는 형편이다.전술한 바와 같이 등압식 바닥공조시스템은 다른 두가지 방식 대비 System의 합리성, Flexibility, Space 효용성, 경제성 등의 측면에서 비교 우위인 것으로 판단된다. 단지 최적화 설계를 위한 요소기술이 표준화 되지 않아 설계 시 관련 제조사에 전적으로 의지한다는 것이 아쉬운 점이다.본 연구를 통하여 바닥공조시스템의 이론적 배경과 시스템의 종류 및 특징을 조사하고, 그 중에서 적용 시 효용성이 가장 우수한 등압식 바닥공조시스템에 대하여 설계, 시공, 에너지 효율, Life Cycle Cost 등 각 요소기술별 최적화 모델을 제시하고자 한다.
일반 사무소 건물의 실내 환경 향상 및 효율화를 목적으로 실내 환경을 조절하는 공조시스템과 정보 통신을 위한 OA Floor의 통합 필요성이 증대되고 있다. 이를 위하여 선진국에서는 공조시스템과 OA Floor가 혼합된 바닥공조시스템(Underfloor Air Distribution System)이 개발되어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 적용사례도 증가하고 있는 추세이다. 그러나 국내에서는 바닥공조시스템에 대한 인식 부족과 표준화된 설계기술의 부재로 인하여 사례가 극히 미미하며, 현재에도 국한적으로 적용되고 있는 실정이다.바닥공조시스템은 첫째, 실내 환경측면에서 천정공조방식이 공조기류의 실 전체 순환을 기본으로 설정하는 반면 바닥에서 1.8m이내의 거주역을 대상으로 하기 때문에 오염공기의 확산을 방지할 수 있으며 사무기기의 발열도 자연스럽게 상부로 배출할 수 있다. 아울러 바닥에 설치되는 취출구는 각각 수동 혹은 자동으로 제어가 가능하여 개별공조를 구현할 수 있다.둘째, 바닥에 설치하는 Diffuser 혹은 Fan Terminal Unit는 이동이 자유로워 실내 Lay-out변경 혹은 사무기기의 이동 등에 유연하게 대처할 수 있다.셋째, 전통적인 천정공조방식은 천정 내 급기와 배기를 위한 덕트의 설치가 불가피하다. 반면 바닥공조방식은 Access Floor하부를 급기풍도로 이용하기 때문에 천정 내 덕트설치공간을 최소화 할 수 있으며 일반적으로 층당 약 300mm의 층고 절감효과를 기대할 수 있다. 아울러 Compact화된 공조기를 적용할 경우 공조실 면적을 획기적으로 줄여 거주 공간의 유효 Space를 최대화 할 수 있다.넷째, 실내환경 평가는 국내외 여러 문헌에서 바닥공조시스템을 적용한 건물을 대상으로 실내 온열, 공기(CO2), 빛, 음에 대한 평가를 실시한 결과 천장공조방식보다 양호한 결과를 나타내었다.바닥공조시스템은 크게 덕트방식, 가압방식, 등압방식으로 구분하며, 덕트방식은 천정공조방식을 Access Floor하부에 옮겨 놓은 형태로서 덕트의 물량 축소 및 제어성 증대를 목적으로 개발되었으며 최근에는 가압식 혹은 등압식과 혼용하여 적용하고 있다. 이 방식은 덕트 Space로 인하여 다른 방식보다 바닥 플레넘 높이가 크게 요구 되며, 또한 과도한 초기투자비가 필요하고 사무실 Lay out변경 시 대응이 어려운 것이 단점으로 지적된다. 가압방식은 대부분 미국 등에서 적용되었고 ASHREA등 관련 학회나 기관의 Design Guide가 표준화되어 있으며 계속적으로 Up-Date되고 있다. 그러나 시스템의 특성상 플레넘 내 급기도달거리가 짧아 단위Zone의 면적이 작고, 유연성이 부족한 것이 사실이다. 등압방식은 가압방식의 단점을 극복하고자 제조사를 중심으로 개발한 시스템이며, 공조기의 정압을 증대시키고 취출구에 Fan을 부착함으로서 단위Zone의 면적 범위 및 유연성을 향상시킨 방식이다. Fan형 취출구는 급기를 실내공기와 혼합하여 실내에 공급하므로 저온 급기 방식과 조합하여 공조기의 동력 에너지를 절감할 수 있다. 등압식은 가압식에 비하여 Up-Grade된 시스템이나 표준화된 설계기술이 미비하여 시스템 설계 시 전적으로 제조사에 의존하고 있는 형편이다.전술한 바와 같이 등압식 바닥공조시스템은 다른 두가지 방식 대비 System의 합리성, Flexibility, Space 효용성, 경제성 등의 측면에서 비교 우위인 것으로 판단된다. 단지 최적화 설계를 위한 요소기술이 표준화 되지 않아 설계 시 관련 제조사에 전적으로 의지한다는 것이 아쉬운 점이다.본 연구를 통하여 바닥공조시스템의 이론적 배경과 시스템의 종류 및 특징을 조사하고, 그 중에서 적용 시 효용성이 가장 우수한 등압식 바닥공조시스템에 대하여 설계, 시공, 에너지 효율, Life Cycle Cost 등 각 요소기술별 최적화 모델을 제시하고자 한다.
In order to improve indoor air quality and environmental conditions that induce better work productivity in office buildings, there is an increasing need for a system such as the OA floor system which effectively addresses both the need for an energy-efficient air conditioning system, by regulating ...
In order to improve indoor air quality and environmental conditions that induce better work productivity in office buildings, there is an increasing need for a system such as the OA floor system which effectively addresses both the need for an energy-efficient air conditioning system, by regulating indoor air quality with additional cost and time benefits, as well as for accommodating the demands of technologically wired workspaces, by providing an alternative for cable passages in the floor plenum.For this purpose, extensive research is being conducted in Europe and in the United States to further developments in Underfloor Air Distribution Systems that effectively combine OA floor systems, in which floor plenum is used for cable passage, with air conditioning systems. The increasing implementation of Underfloor Air Distribution Systems in a growing number of buildings in first world countries attests to an emerging trend in contrast to Korea, where only a few building references exist and the use of floor-up supply of conditioned air is limited due to lack of standardized design guidelines and technology.First, in contrast to traditional ceiling-based air conditioning systems which ventilate the air circulating in the room, the concept of Underfloor Air Conditioning Systems is based on displacement effect ventilation, which can provide conditioned air up to 1.8 meters high in occupied zones and prevent the accumulation and recirculation of air polluted by occupants and heat generated by office equipment naturally. Supply air is introduced at floor level slowly and mildly and allowed to rise upwards as it warms and becomes buoyant. Thus, this system is designed to carry heat and air pollutants more directly to the return air inlets, rather than mixing them in the room and influencing room occupants. As the fan terminal unit is designed to allow personal temperature adjustment, automatic and manual is both possible.Second, the diffusers and/or fan terminal units are very flexible and adapt easily to changes such as relocation of walls, office layouts and office equipment.Third, the installation of ducts in the ceiling for supply air and exhaust air is inevitable in traditional ceiling-based air conditioning systems. In contrast, because the Underfloor Air Conditioning System uses the lower part of the Access Floor to introduce supply air, the use of ceiling space for duct installation is minimized. On average, an increase of 300mm of height space per floor can be anticipated. In addition, in cases where a compact air condition equipment is used, the square footage taken up by the AHU room is considerably decreased thus maximizing efficient use of space.Fourth, the IAQ (Indoor Air Quality) in buildings with Underfloor Air Conditioning systems was found to be better in terms of indoor heat temperature, air (CO2), light, and sound criteria compared with buildings with ceiling-based air-conditioning systems.Underfloor Air Conditioning Systems can be largely divided into duct method, pressurized plenum method, and zero pressure plenum method. The duct method moves the ceiling-based air conditioning system to the lower part of the access floor, and in order to decrease the amount of duct used and increase manageability, a combination of pressurized and zero pressure method is applied. A downside to this method is the need for more height for the floor plenum than other methods due to duct space. Also, the required initial costs are a considerable investment, and correspondence at the time of restructuring the office layout to accommodate the system. The pressurized plenum method has mostly been used in the United States, and is standardized by ASHREA and updated regularly in the Design Guides of related associations or institutions. However, due to the specificity of the system, the distance for the supply air is short, the area of zone is small, and the flexibility is insufficient. The zero pressure plenum method, which was developed to overcome these shortcomings of the pressurized plenum method, increases the static pressure and by attaching a fan to the opening of the exit improves the square footage of the zone and flexibility. The fan at the opening mixes the supply air with the indoor air and supplies it into the room at a low temperature, and can reduce the electric energy used by the air conditioning system.Compared to the pressurized plenum method, the zero pressure plenum method is an upgraded system but is lacking in standardized design technology, thus currently relies on the manufacturer of the system at the time of system design. Based on the outcomes examined above, it can be concluded that the zero pressure plenum method in underfloor air conditioning systems, in contrast to the other two methods, is superior in terms of system rationality, flexibility, space utility, and cost-efficiency. Unfortunately, standards for important techniques are not adequately established, making it necessary to rely on the manufacturer of the system at the time of system design. This study examined the theoretical background of Underfloor Air Conditioning Systems as well variations within the systems and their characteristics. Based on their performance during application, the zero pressure plenum method was put forward as the most optimized model in terms of technical factors such as design, operation, maintenance, and Life Cycle Cost.
In order to improve indoor air quality and environmental conditions that induce better work productivity in office buildings, there is an increasing need for a system such as the OA floor system which effectively addresses both the need for an energy-efficient air conditioning system, by regulating indoor air quality with additional cost and time benefits, as well as for accommodating the demands of technologically wired workspaces, by providing an alternative for cable passages in the floor plenum.For this purpose, extensive research is being conducted in Europe and in the United States to further developments in Underfloor Air Distribution Systems that effectively combine OA floor systems, in which floor plenum is used for cable passage, with air conditioning systems. The increasing implementation of Underfloor Air Distribution Systems in a growing number of buildings in first world countries attests to an emerging trend in contrast to Korea, where only a few building references exist and the use of floor-up supply of conditioned air is limited due to lack of standardized design guidelines and technology.First, in contrast to traditional ceiling-based air conditioning systems which ventilate the air circulating in the room, the concept of Underfloor Air Conditioning Systems is based on displacement effect ventilation, which can provide conditioned air up to 1.8 meters high in occupied zones and prevent the accumulation and recirculation of air polluted by occupants and heat generated by office equipment naturally. Supply air is introduced at floor level slowly and mildly and allowed to rise upwards as it warms and becomes buoyant. Thus, this system is designed to carry heat and air pollutants more directly to the return air inlets, rather than mixing them in the room and influencing room occupants. As the fan terminal unit is designed to allow personal temperature adjustment, automatic and manual is both possible.Second, the diffusers and/or fan terminal units are very flexible and adapt easily to changes such as relocation of walls, office layouts and office equipment.Third, the installation of ducts in the ceiling for supply air and exhaust air is inevitable in traditional ceiling-based air conditioning systems. In contrast, because the Underfloor Air Conditioning System uses the lower part of the Access Floor to introduce supply air, the use of ceiling space for duct installation is minimized. On average, an increase of 300mm of height space per floor can be anticipated. In addition, in cases where a compact air condition equipment is used, the square footage taken up by the AHU room is considerably decreased thus maximizing efficient use of space.Fourth, the IAQ (Indoor Air Quality) in buildings with Underfloor Air Conditioning systems was found to be better in terms of indoor heat temperature, air (CO2), light, and sound criteria compared with buildings with ceiling-based air-conditioning systems.Underfloor Air Conditioning Systems can be largely divided into duct method, pressurized plenum method, and zero pressure plenum method. The duct method moves the ceiling-based air conditioning system to the lower part of the access floor, and in order to decrease the amount of duct used and increase manageability, a combination of pressurized and zero pressure method is applied. A downside to this method is the need for more height for the floor plenum than other methods due to duct space. Also, the required initial costs are a considerable investment, and correspondence at the time of restructuring the office layout to accommodate the system. The pressurized plenum method has mostly been used in the United States, and is standardized by ASHREA and updated regularly in the Design Guides of related associations or institutions. However, due to the specificity of the system, the distance for the supply air is short, the area of zone is small, and the flexibility is insufficient. The zero pressure plenum method, which was developed to overcome these shortcomings of the pressurized plenum method, increases the static pressure and by attaching a fan to the opening of the exit improves the square footage of the zone and flexibility. The fan at the opening mixes the supply air with the indoor air and supplies it into the room at a low temperature, and can reduce the electric energy used by the air conditioning system.Compared to the pressurized plenum method, the zero pressure plenum method is an upgraded system but is lacking in standardized design technology, thus currently relies on the manufacturer of the system at the time of system design. Based on the outcomes examined above, it can be concluded that the zero pressure plenum method in underfloor air conditioning systems, in contrast to the other two methods, is superior in terms of system rationality, flexibility, space utility, and cost-efficiency. Unfortunately, standards for important techniques are not adequately established, making it necessary to rely on the manufacturer of the system at the time of system design. This study examined the theoretical background of Underfloor Air Conditioning Systems as well variations within the systems and their characteristics. Based on their performance during application, the zero pressure plenum method was put forward as the most optimized model in terms of technical factors such as design, operation, maintenance, and Life Cycle Cost.
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