본 연구는 종래 슬라이딩 계열 창호의 기밀성능 및 사용성능을 개선하기 위한 대안으로 개발된 경사바퀴를 적용한 미서기 창호의 성능 특성과 기밀성능이 실내 환경에 미치는 영향에 관한 분석을 목적으로 수행하였다. 일반적으로 창호의 기밀성능이 확보되기 위해서는 닫힘 이후 창문짝은 창틀에 전면 밀착되어야 하며, 동시에 각각 분리되어 설치되어 있는 기밀부재는 전체적으로 연속되어야 한다. 이러한 관점에서 종래 슬라이딩 계열의 창호를 구동 방식에 따라 직선 주행 특성을 지닌 미서기 창호, 직선 + 상·하 주행 특성을 지닌 ...
본 연구는 종래 슬라이딩 계열 창호의 기밀성능 및 사용성능을 개선하기 위한 대안으로 개발된 경사바퀴를 적용한 미서기 창호의 성능 특성과 기밀성능이 실내 환경에 미치는 영향에 관한 분석을 목적으로 수행하였다. 일반적으로 창호의 기밀성능이 확보되기 위해서는 닫힘 이후 창문짝은 창틀에 전면 밀착되어야 하며, 동시에 각각 분리되어 설치되어 있는 기밀부재는 전체적으로 연속되어야 한다. 이러한 관점에서 종래 슬라이딩 계열의 창호를 구동 방식에 따라 직선 주행 특성을 지닌 미서기 창호, 직선 + 상·하 주행 특성을 지닌 Lift sliding 계열 창호, 직선 + 좌·우 주행 특성을 지닌 Parallel sliding 계열 창호로 대별하고, 기밀성능 및 사용성 측면에서 각각의 문제점을 다음과 같이 분석하였다. 닫힘 구간에서 창문짝이 창틀에 전면 밀착되기 위해서는 창문짝은 창틀 방향으로 이동되어야 한다. 그러나 종래 슬라이딩 계열 창호에 장착된 바퀴는 직선 주행에 적합한 특성을 지니고 있으며, 바퀴의 방향 전환을 통해 창문짝을 목적 방향으로 이동 시키는 데는 한계가 발생된다. 이로 인해 종래 미서기 창호는 창문짝과 창틀 간에 이동에 필요한 유격 공간이 상시적으로 발생되게 된다. 이러한 틈을 해소하기 위해 모 헤어를 적용하고 있으나, 모 헤어 형상이 가스킷과 같은 완벽한 기밀성능을 확보할 수 있는 구조가 아니며, 구성 물질 또한 자외선 등 에 취약한 물질로 내구성의 한계를 지닌다. 이러한 문제점을 해소하기 위한 대안으로 Lift sliding 계열 창호, Parallel sliding 계열 창호가 개발되었으나, 이 또한 다음과 같은 점에서 한계를 지닌 것으로 분석되었다. 상기 창호는 종래 미서기 창호의 구동 방식을 기본으로 하여 창문 전환 창치를 추가로 부착함으로서 닫힘 구간에서 창문짝을 창틀에 밀착시키는 방식이다. 이러한 기계적 장치는 창문의 볼륨을 크게 할 뿐만 아니라, 고장, 조작 불편성 등의 또 다른 문제를 파생시킴으로서 일반화 되지 못하고 있다. 분석 결과, 종래 미서기 계열의 창호가 지닌 기밀성능 및 사용성 한계에 대한 근본적 원인이 직선 주행에 적합한 바퀴의 적용에서 비롯되고 있음을 확인하였으며, 이를 근거로 창문짝을 이동 시키는 수단으로 적용된 바퀴가 목적 방향되로 이동 할수 있다면 별도의 장치 없이도 창문짝을 손쉽게 창틀에 밀착 시킬 수 있다는 가설을 도출 하였다. 가설에 따라 수평 회전 바퀴, 즉 경사 바퀴와 사선면 곡선 레일, 기밀부재의 전체적으로 연속성을 확보할 수 있는 밀폐 구조 프레임을 개발하고 이를 적용한 새로운 유형의 미서기 창호를 제작하였다. 기밀성 및 사용성 평가를 위해 KS 시험 방법을 적용하여 실시하였으며, 시험 및 평가 결과 모두 기준에 부합됨을 확인 할 수 있었다. 모두 6개의 시험체를 제작하여 기밀성능을 시험한 결과 양 미서기 창호에서 최초로 통기량 "0"의 성능을 확보하고 있음을 확인 할 수 있었다. 창호의 기밀성능이 실내 환경에 미치는 영향에 관한 분석 연구로는 기밀성능이 실내 열 환경에 미치는 영향, 기밀성능에 따른 미세 먼지 유입 농도, 침기 및 프레임 형상에 따른 창호 내부 표면의 온도 변화, 기밀성능에 따른 차음 성능 등으로 구분하여 실시하였다. 시험체는 개발창호 2개, 창호 효율등급 1등급 창호, 패시브 성능 기준 창호, 일반 미서기 창호 2개, 리프트 슬라이딩 창호 1개 등 모두 7개의 시험체를 바탕으로 실시하였다. 실내 열 환경에 미치는 영향에서는 헌열과 잠열을 모두 고려하여 기밀성능에 따른 부하량을 산출 하였으며, 기밀성능과 관류성능의 상관성을 분석하였다. 산출 및 분석 결과, 개발 창호의 경우 1등급 기준 창호에 비해 겨울철에는 최고 평균 461 W, 잠열을 고려한 여름철의 경우 최고 평균 814 W의 열 이득을 얻는 것으로 나타났다. 상관성 분석 결과, 통기량이 전혀 없는 개발 창호를 대상으로 겨울철에는 평균 1.70 W/m²・℃, 잠열을 고려한 여름철의 경우 평균 4.87 W/m²・℃의 관류율을 완화하여 적용하여도 1등급 기준 창호와 동일한 열 성능을 지닌 것으로 분석되었다. 기밀성능에 따른 미세 먼지 유입 농도 분석 결과, 1등급 기준 창호 4 Pa에서는, 16시간, 10 Pa의 압력 하에서는 실내 미세먼지 농도가 실외 미세먼지 농도와 일치되는 것으로 나타났다. 침기 및 프레임 형상에 따른 창호 내부 표면의 온도 변화 분석에서는 개발 창호의 경우 틈의 형상에 따른 창호 내부 표면 온도차에 대한 시험 결과, 개발 창호의 경우 1등급 창호에 비해 창짝 내부 표면 온도는 최고 3.31℃의 온도차가 발생되는 것으로 나타났다. 미세환기에 따른 틈새 표면 및 내부 표면 온도차 시험 결과에서도 최고 12.4℃ 이상 차이가 나타났으며, 침기량이 증가될 경우 더욱 온도차가 크게 발생될 수 있음을 확인 하였다. 기밀성능에 따른 차음 성능 분석결과 기밀성능에 따라 500 Hz 기준점에서 최고 3.7 dB까지 차이가 나는 것으로 분석되었다. 상기 연구 결과, 가설에 따라 개발된 수평 회전 바퀴와 경사형 곡선 레일 방식의 미서기 창호에 대한 시험 결과 기밀성“O”의 성능은 종래 창호에서 난제로 인식되고 있는 기밀성 개선기술의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 실효적 대안임을 증명하고 있다. 또한“O”의 기밀성능 확보는 침기 열 손실을 근본적으로 제거함으로서 반사적 열 이득의 효과가 크며, 대기 중 미세먼지로부터 실내 환경을 보호할 수 있으며. 창문의 틈새 온도 저하 저감을 통해 결로 방지 효과, 관류율 저하 효과 등을 확보할 수 있으며. 더나가 침기 열 손실 만큼 관류율을 완화함으로서 저 비용 창호 제작에 따른 건물에너지 절감을 위한 정부정책의 실효성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 종래 슬라이딩 계열 창호의 기밀성능 및 사용성능을 개선하기 위한 대안으로 개발된 경사바퀴를 적용한 미서기 창호의 성능 특성과 기밀성능이 실내 환경에 미치는 영향에 관한 분석을 목적으로 수행하였다. 일반적으로 창호의 기밀성능이 확보되기 위해서는 닫힘 이후 창문짝은 창틀에 전면 밀착되어야 하며, 동시에 각각 분리되어 설치되어 있는 기밀부재는 전체적으로 연속되어야 한다. 이러한 관점에서 종래 슬라이딩 계열의 창호를 구동 방식에 따라 직선 주행 특성을 지닌 미서기 창호, 직선 + 상·하 주행 특성을 지닌 Lift sliding 계열 창호, 직선 + 좌·우 주행 특성을 지닌 Parallel sliding 계열 창호로 대별하고, 기밀성능 및 사용성 측면에서 각각의 문제점을 다음과 같이 분석하였다. 닫힘 구간에서 창문짝이 창틀에 전면 밀착되기 위해서는 창문짝은 창틀 방향으로 이동되어야 한다. 그러나 종래 슬라이딩 계열 창호에 장착된 바퀴는 직선 주행에 적합한 특성을 지니고 있으며, 바퀴의 방향 전환을 통해 창문짝을 목적 방향으로 이동 시키는 데는 한계가 발생된다. 이로 인해 종래 미서기 창호는 창문짝과 창틀 간에 이동에 필요한 유격 공간이 상시적으로 발생되게 된다. 이러한 틈을 해소하기 위해 모 헤어를 적용하고 있으나, 모 헤어 형상이 가스킷과 같은 완벽한 기밀성능을 확보할 수 있는 구조가 아니며, 구성 물질 또한 자외선 등 에 취약한 물질로 내구성의 한계를 지닌다. 이러한 문제점을 해소하기 위한 대안으로 Lift sliding 계열 창호, Parallel sliding 계열 창호가 개발되었으나, 이 또한 다음과 같은 점에서 한계를 지닌 것으로 분석되었다. 상기 창호는 종래 미서기 창호의 구동 방식을 기본으로 하여 창문 전환 창치를 추가로 부착함으로서 닫힘 구간에서 창문짝을 창틀에 밀착시키는 방식이다. 이러한 기계적 장치는 창문의 볼륨을 크게 할 뿐만 아니라, 고장, 조작 불편성 등의 또 다른 문제를 파생시킴으로서 일반화 되지 못하고 있다. 분석 결과, 종래 미서기 계열의 창호가 지닌 기밀성능 및 사용성 한계에 대한 근본적 원인이 직선 주행에 적합한 바퀴의 적용에서 비롯되고 있음을 확인하였으며, 이를 근거로 창문짝을 이동 시키는 수단으로 적용된 바퀴가 목적 방향되로 이동 할수 있다면 별도의 장치 없이도 창문짝을 손쉽게 창틀에 밀착 시킬 수 있다는 가설을 도출 하였다. 가설에 따라 수평 회전 바퀴, 즉 경사 바퀴와 사선면 곡선 레일, 기밀부재의 전체적으로 연속성을 확보할 수 있는 밀폐 구조 프레임을 개발하고 이를 적용한 새로운 유형의 미서기 창호를 제작하였다. 기밀성 및 사용성 평가를 위해 KS 시험 방법을 적용하여 실시하였으며, 시험 및 평가 결과 모두 기준에 부합됨을 확인 할 수 있었다. 모두 6개의 시험체를 제작하여 기밀성능을 시험한 결과 양 미서기 창호에서 최초로 통기량 "0"의 성능을 확보하고 있음을 확인 할 수 있었다. 창호의 기밀성능이 실내 환경에 미치는 영향에 관한 분석 연구로는 기밀성능이 실내 열 환경에 미치는 영향, 기밀성능에 따른 미세 먼지 유입 농도, 침기 및 프레임 형상에 따른 창호 내부 표면의 온도 변화, 기밀성능에 따른 차음 성능 등으로 구분하여 실시하였다. 시험체는 개발창호 2개, 창호 효율등급 1등급 창호, 패시브 성능 기준 창호, 일반 미서기 창호 2개, 리프트 슬라이딩 창호 1개 등 모두 7개의 시험체를 바탕으로 실시하였다. 실내 열 환경에 미치는 영향에서는 헌열과 잠열을 모두 고려하여 기밀성능에 따른 부하량을 산출 하였으며, 기밀성능과 관류성능의 상관성을 분석하였다. 산출 및 분석 결과, 개발 창호의 경우 1등급 기준 창호에 비해 겨울철에는 최고 평균 461 W, 잠열을 고려한 여름철의 경우 최고 평균 814 W의 열 이득을 얻는 것으로 나타났다. 상관성 분석 결과, 통기량이 전혀 없는 개발 창호를 대상으로 겨울철에는 평균 1.70 W/m²・℃, 잠열을 고려한 여름철의 경우 평균 4.87 W/m²・℃의 관류율을 완화하여 적용하여도 1등급 기준 창호와 동일한 열 성능을 지닌 것으로 분석되었다. 기밀성능에 따른 미세 먼지 유입 농도 분석 결과, 1등급 기준 창호 4 Pa에서는, 16시간, 10 Pa의 압력 하에서는 실내 미세먼지 농도가 실외 미세먼지 농도와 일치되는 것으로 나타났다. 침기 및 프레임 형상에 따른 창호 내부 표면의 온도 변화 분석에서는 개발 창호의 경우 틈의 형상에 따른 창호 내부 표면 온도차에 대한 시험 결과, 개발 창호의 경우 1등급 창호에 비해 창짝 내부 표면 온도는 최고 3.31℃의 온도차가 발생되는 것으로 나타났다. 미세환기에 따른 틈새 표면 및 내부 표면 온도차 시험 결과에서도 최고 12.4℃ 이상 차이가 나타났으며, 침기량이 증가될 경우 더욱 온도차가 크게 발생될 수 있음을 확인 하였다. 기밀성능에 따른 차음 성능 분석결과 기밀성능에 따라 500 Hz 기준점에서 최고 3.7 dB까지 차이가 나는 것으로 분석되었다. 상기 연구 결과, 가설에 따라 개발된 수평 회전 바퀴와 경사형 곡선 레일 방식의 미서기 창호에 대한 시험 결과 기밀성“O”의 성능은 종래 창호에서 난제로 인식되고 있는 기밀성 개선기술의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 실효적 대안임을 증명하고 있다. 또한“O”의 기밀성능 확보는 침기 열 손실을 근본적으로 제거함으로서 반사적 열 이득의 효과가 크며, 대기 중 미세먼지로부터 실내 환경을 보호할 수 있으며. 창문의 틈새 온도 저하 저감을 통해 결로 방지 효과, 관류율 저하 효과 등을 확보할 수 있으며. 더나가 침기 열 손실 만큼 관류율을 완화함으로서 저 비용 창호 제작에 따른 건물에너지 절감을 위한 정부정책의 실효성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.
This study is an analyzing study of performance characteristics of the double sliding window using a slope roller which was developed as an alternative to improve air tightness and usability performance, and of the influence of window air tightness on indoor condition. Generally, in order to secure ...
This study is an analyzing study of performance characteristics of the double sliding window using a slope roller which was developed as an alternative to improve air tightness and usability performance, and of the influence of window air tightness on indoor condition. Generally, in order to secure air tightness performance, a window panel must be completely tight to its frame, and other tightness materials separately installed should be wholly connected. From this point of view the problems in air tightness and usability that occur in the existing kinds of sliding windows. The existing sliding kinds of windows are categorized and analyzed regarding their problems into the double sliding windows with linear running, the lift sliding windows with linear and up-down running, and the parallel sliding windows with linear and left-right running. As the analyzing results, it was found that the original source of air tightness and usability originate from the way of rollers running. Its supports were drawn as following: For a window panel to be tight to its frame in the closed section, the panel should be moved to the frame. But the rollers on the existing sliding kinds of windows have the characteristics proper to horizontal running, and have the limit in making the panel to move to the targeted direction. Because of this, in the existing kinds of double sliding windows there happen commonly the loose section necessary to move between the panel and the frame. Mohairs are used to solve this gap, but the form of mohair is not the one that can secure perfect tightness like gaskets, and its materials have the limit in durability because they are vulnerable to ultra violet. As alternatives to solve these problems, lift sliding and parallel sliding windows were designed, but they have also the limits. The windows mentioned above are based on the running way of the existing double sliding windows and added with the turning device of the panel for making them tight to the frame on the closing section. It was analyzed that this mechanical system cannot not be common because it makes large the volume of window and induce other problems like failures or inconvenient handling. As the final results of the above analyses, the hypothesis has been made that if the rollers applied as the application to move the panel could move toward the targeted direction, the panel could be easily tight to the frame. As the mean to make true the hypothesis, horizontally rotating roller, or a tightly constructed frame for the slope rollers, the curved rails on the slope, and tightness materials wholly connected, has been developed, and by applying it the new kind of a double sliding window has been produced. Its usability has been tested by the KS test bed, and the test method and its results are all identified as meeting the standard. 6 protype products in total were produced and tested about air tightness, and it was found that each panel of the double sliding windows secured the zero of air infiltration. The analyzing study about the influence of air tightness of a window on indoor condition was carried out by making categories of the influence of air tightness performance on indoor condition, including the fine dust infiltration rate depending on the tightness performance, temperature variances of the inside surface of a window panel depending on the air infiltration and form of frames, and the sound-insulating depending on tightness. The prototype products included 2 developed windows, a window with the first degree of window efficiency, a window of passive performance standard, 2 general double sliding window, a lift sliding window, in total 7. Regarding the influence on indoor condition, the load depending on the air tightness performance was studied by considering both the sensible heat and latent heat, and the correlationship between air tightness and transferring. As the results of estimation and analysis, in the developed windows, they gain 814w of heat in average in summer(considering latent heat), and 461w in average in winter, compared to the first degree windows. As the results of the correlationship analysis, in the developed windows, it was 1.70(W/m²・℃) in average in winter, and 4.87(W/m²・℃) in summer, which mean they have the same degree of heat performance as the first degree windows when applying the transferring rate. As the analyzing results of fine dust infiltration depending on air tightness, in the first degree window, it was found that indoor fine dust concentration was the same as the outdoor fine dust concentration, for 16 hours, under 10 Pa. As the analysing results of temperature variances on the inside surface of window depending on frame form and air infiltration, in the developed windows, there was 3.31℃ of variance in maximum on the inside surface of the panel compared to the first degree windows. As the results of the temperature variance test depending on the fine ventilation on the niche surface and inside surface, there was the 12.4℃ of difference in maximum, and it was found the more air infiltration, the more gap of temperature. As the analyzing results of sound insulation depending on the air tightness, there was 3.7 dB of difference in maximum on the level of 500 Hz. According to the test results of the double sliding windows with the horizontal rotation roller and sloped curved rail, which were developed according to the hypothesis above, the performance of the "O" (air tightness) proves that it is a practical alternatives that can solve the problems in technical improvement in air tightness, which has been considered a difficult problem. Also, securing "O" in the air tightness performance can provide considerable reflective heat gain by fundamentally eliminating heat loss due to air infiltration, protect indoor environment from find dusts in the air, prevent condensation by reducing temperature decrease in the niche of the window, and secure reduction of transferring. Furthermore, as it relieves transferring rate as much as heat loss by air infiltration, it is considered to improve the practical effects of the government policy for saving building energy by producing the windows with reasonable prices.
This study is an analyzing study of performance characteristics of the double sliding window using a slope roller which was developed as an alternative to improve air tightness and usability performance, and of the influence of window air tightness on indoor condition. Generally, in order to secure air tightness performance, a window panel must be completely tight to its frame, and other tightness materials separately installed should be wholly connected. From this point of view the problems in air tightness and usability that occur in the existing kinds of sliding windows. The existing sliding kinds of windows are categorized and analyzed regarding their problems into the double sliding windows with linear running, the lift sliding windows with linear and up-down running, and the parallel sliding windows with linear and left-right running. As the analyzing results, it was found that the original source of air tightness and usability originate from the way of rollers running. Its supports were drawn as following: For a window panel to be tight to its frame in the closed section, the panel should be moved to the frame. But the rollers on the existing sliding kinds of windows have the characteristics proper to horizontal running, and have the limit in making the panel to move to the targeted direction. Because of this, in the existing kinds of double sliding windows there happen commonly the loose section necessary to move between the panel and the frame. Mohairs are used to solve this gap, but the form of mohair is not the one that can secure perfect tightness like gaskets, and its materials have the limit in durability because they are vulnerable to ultra violet. As alternatives to solve these problems, lift sliding and parallel sliding windows were designed, but they have also the limits. The windows mentioned above are based on the running way of the existing double sliding windows and added with the turning device of the panel for making them tight to the frame on the closing section. It was analyzed that this mechanical system cannot not be common because it makes large the volume of window and induce other problems like failures or inconvenient handling. As the final results of the above analyses, the hypothesis has been made that if the rollers applied as the application to move the panel could move toward the targeted direction, the panel could be easily tight to the frame. As the mean to make true the hypothesis, horizontally rotating roller, or a tightly constructed frame for the slope rollers, the curved rails on the slope, and tightness materials wholly connected, has been developed, and by applying it the new kind of a double sliding window has been produced. Its usability has been tested by the KS test bed, and the test method and its results are all identified as meeting the standard. 6 protype products in total were produced and tested about air tightness, and it was found that each panel of the double sliding windows secured the zero of air infiltration. The analyzing study about the influence of air tightness of a window on indoor condition was carried out by making categories of the influence of air tightness performance on indoor condition, including the fine dust infiltration rate depending on the tightness performance, temperature variances of the inside surface of a window panel depending on the air infiltration and form of frames, and the sound-insulating depending on tightness. The prototype products included 2 developed windows, a window with the first degree of window efficiency, a window of passive performance standard, 2 general double sliding window, a lift sliding window, in total 7. Regarding the influence on indoor condition, the load depending on the air tightness performance was studied by considering both the sensible heat and latent heat, and the correlationship between air tightness and transferring. As the results of estimation and analysis, in the developed windows, they gain 814w of heat in average in summer(considering latent heat), and 461w in average in winter, compared to the first degree windows. As the results of the correlationship analysis, in the developed windows, it was 1.70(W/m²・℃) in average in winter, and 4.87(W/m²・℃) in summer, which mean they have the same degree of heat performance as the first degree windows when applying the transferring rate. As the analyzing results of fine dust infiltration depending on air tightness, in the first degree window, it was found that indoor fine dust concentration was the same as the outdoor fine dust concentration, for 16 hours, under 10 Pa. As the analysing results of temperature variances on the inside surface of window depending on frame form and air infiltration, in the developed windows, there was 3.31℃ of variance in maximum on the inside surface of the panel compared to the first degree windows. As the results of the temperature variance test depending on the fine ventilation on the niche surface and inside surface, there was the 12.4℃ of difference in maximum, and it was found the more air infiltration, the more gap of temperature. As the analyzing results of sound insulation depending on the air tightness, there was 3.7 dB of difference in maximum on the level of 500 Hz. According to the test results of the double sliding windows with the horizontal rotation roller and sloped curved rail, which were developed according to the hypothesis above, the performance of the "O" (air tightness) proves that it is a practical alternatives that can solve the problems in technical improvement in air tightness, which has been considered a difficult problem. Also, securing "O" in the air tightness performance can provide considerable reflective heat gain by fundamentally eliminating heat loss due to air infiltration, protect indoor environment from find dusts in the air, prevent condensation by reducing temperature decrease in the niche of the window, and secure reduction of transferring. Furthermore, as it relieves transferring rate as much as heat loss by air infiltration, it is considered to improve the practical effects of the government policy for saving building energy by producing the windows with reasonable prices.
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