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문제 정의
- 이에 따라 본 연구에서는 Blower door test 방식을 이용해 ZeSH를 대상으로 침기의 원인이되는 구성요소 전체에 대해 각각의 침기율 산정을위한 단계별 현장실험을 수행함으로서, 각 요소별침기성능을 정량적으로 규명 제시하는데 주 목적이 있다. 이들 결과는 향후 고단열 저부하 주택의침기방지 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을것이다.
제안 방법
- ZeSH는 설계 초기단계부터 열부하를 최소화시키기 위한 고단열과 침기손실을 줄이기 위한 기밀화 시공기술을 비롯하여 부착온실, Trombe wall 과 TI (Transparent Insulation) wall 등의 자연형 태양열시스템 기술이 다양하게 적용되었으며, 에너지 성능평가 시뮬레이션을 통하여 최종설계안에 대한 최적화를 시도하였다.
- 나타낸 것이다. 도면상에 도식한 바와 같이개방된 실을 중심으로 R1 부터 R7까지 총 7개의구역으로 구분하여 각 실별로 Blower door를 설치하여 실시하였으며, 이 과정에서 해당 구역을제외한 모든 실의 문과 창을 완전히 개방하여 일정압력을 유지하도록 하였다.
- 차감하여 추정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 창호 주변, 전기 콘센트, 욕실 배관주변, 전기 단자함 등 육안으로 확인할 수 있는 모든 침기 예상부위를 완전히 밀봉한 상태에서 접근이 불가능한 천장 내부의 배관 연결 샤프트 주변과 구조체 접합부의 침기량을 먼저 측정하였으며, 이후틈새 부위별 밀봉을 순서에 따라 하나씩 제거하는과정으로 진행하였다.
- 본 연구에서는 Blower door test에 의한 압력측정법을 이용하여 제로에너지 태양열주택의 전체침기성능 및 각 침기 발생 요소별 침기성능을 평가하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 여기서 틈새부위는 창호(①, 0)와 조명및 콘센트가 연결된 전선관(②, ▽), 전기단자함 (③, △), 구조체 접합부를 포함한 수직 샤프트 (shaft)와 연결된 수평 배관주변(④, 口) 등 4가지로 구분하였다.
대상 데이터
- 따라서 일반적으로 10Pa에서부터 60Pa까지 5Pa내지 10Pa 간격으로 실내외압력차를 증가시키면서 압력차마다의 풍량을 측정하여, 그 결과를 바탕으로 정상상태 4Pa의 침기량을 간접적으로 추정하는 방법을 사용한다. 본측정 장비의 유효 압력차 측정범위는 10Pa ~ lOOPa로서 실험에서는 60Pa까지 측정하였다. 한편, 측정 시 실내 .
- 측정기기는 미국 Energy Conservatory 사의 Blower door 시스템(Model 3 230V)〔3〕 를 사용하였다.
이론/모형
- Tracer gas 방법은 KS F 2603 (옥내 환기량측정 방법-이산화탄소법) 및 ISO 12569 (Tracer gas dilution method) 에서 측정법을 설명하고있다. 추적 가스의 특정한 주입 방법과 샘플 방법에 따라 농도 감쇠법 (Concentration decay method), 일정 농도법 (Constant concentration method), 및 정량 주입법(Constant injection method) 등이 있으며, 이 중 농도 감쇠법은 가장간단하고 널리 사용되고 있는 방법으로, 초기에일정량의 추적가스를 주입하여 실내 공기를 혼합한 후 초기 농도를 측정하고, 일정 시간의 경과후 농도의 감쇠 수치를 이용하여 지수식으로부터자연 환기량을 구하는 방법이다.
- 본 연구에서는 침기량 측정을 위한 방법으로 현장 적용이 용이한 Blower door의 압력 측정법을이용하였다. 측정기기는 미국 Energy Conservatory 사의 Blower door 시스템(Model 3 230V)〔3〕 를 사용하였다.
성능/효과
- 둘째, 침기 부위별 틈새 면적비를 분석하면 가장 많은 침기 발생부위는 구조체 접합부를 비롯한 배관 샤프트 주변으로서 81%를 차지하고 있으며, 조명 및 콘센트가 연결된 전선관이 4%, 창호 및 전기단자함이 각각 8%와 7%를 보이고 있다.
- 표 1에 제시한 ASHRAE의 표준누기면적에 따른 침기등급은 1층과 2층이 각각 C 등급과 E 등급으로서 기 수행된 신축 공동주택의 연구결과〔4〕와 비교할 때 상당히 높은 기밀수준을 유지하는 것을 알 수 있다. 또한 LBL 침기모델에 따른 ZeSH의 전체 침기횟수(ACH50/20)는 0.22회/h 로서 유럽의 CEPHEUS 프로젝트〔5〕에 의해 수행된 고기밀성 패시브하우스(Passive Houses) 의 평균 침기횟수 0.3~0.61 회/h에 비해 우수한것으로 평가되었다. 여기서 침기율 교정상수는 20을 적용하였다.
- 셋째, lOPa의 압력차에 따른 창호의 평균 침기량은 1.71rrf/nfhr로서 KS F 2292(창호의 기밀성능 시험 방법)에 의거 측정된 동일 창호의 0.76m7rrfhr과 비교할 때 220% 이상 많은 것으로 파악되었다. 창호 시공 시 프레임과 벽체 사이에서 틈새가 발생하는 것으로 추정된다.
- 71m'/irfhr이 된다. 실별로 다소 차이는 있으나 KS F 2292에 의거한국에너지기술연구원의 창호성능시험센터에서 측정된 동일 창호의 기밀성능 0.76m7m'hr와 비교할 때 220% 이상 많은 것으로 분석되었다. 결과는 창호 시공 시 프레임과 벽체 사이에서 상당한 틈새가 발생하고 있다는 것을 의미한다.
- 첫째, 제로에너지 태양열 주택에 대한 ASHRAE 의 표준누기면적에 따른 침기등급은 1층과 2층이 각각 C 등급과 E 등급을 갖는 것으로 분석되었으며, LBL 침기모델에 따른 전체 침기횟수 (ACH50/20)는 0.22회#를 나타냈다.
- 표 1에 제시한 ASHRAE의 표준누기면적에 따른 침기등급은 1층과 2층이 각각 C 등급과 E 등급으로서 기 수행된 신축 공동주택의 연구결과〔4〕와 비교할 때 상당히 높은 기밀수준을 유지하는 것을 알 수 있다. 또한 LBL 침기모델에 따른 ZeSH의 전체 침기횟수(ACH50/20)는 0.
- 도입한 바 있다. 한편 시뮬레이션을 통한 에너지 성능평가 결과 ZeSH와 같은 고단열 저부하주택의 경우 침기부하가 전체 부하에서 차지하는비율이 매우 큰 것으로 밝혀져 이에 대한 적극적대처방안이 필요한 것으로 나타났다.〔1〕
후속연구
- 본 연구 결과는 ZeSH와 같은 고단열 저부하주택의 전체 침기성능을 현장측정을 통해 실측하고, 특히 침기를 발생시키는 주된 부위 및 각 부위별 침기량을 정량적으로 규명함으로서 향후 고단열 저부하 주택의 침기방지 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 있다. 이들 결과는 향후 고단열 저부하 주택의침기방지 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을것이다.
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