The researches on the environmental friendly buildings have carried out on the materials, environmental property, technical elements and etc., and various buildings with these green materials have built and under construction nowadays and became a new trend of the green building. And recently, new b...
The researches on the environmental friendly buildings have carried out on the materials, environmental property, technical elements and etc., and various buildings with these green materials have built and under construction nowadays and became a new trend of the green building. And recently, new building technique which builds the wall with the soil and wood and very easy to construct (called M Earthen House) was introduced as the green building and rapidly propagated. But the research on the indoor climatic characteristics, the ability to control the environmental comfort and the influence to the human beings of these buildings are not sufficiently identified yet. In this paper, the indoor environmental characteristics and the temperature controlling ability of these buildings in summer season were measured and analysed by the Portable Indoor Air Quality Monitor(BABUC/A, LSI) measuring equipments, ana the subjective test on the thermal environment of the subjects were carried out to evaluate the thermal comfort. The results can be summarized as follows; 1) Compared to the outdoor dry bulb temp.($15.4{\sim}28.7^{\circ}C$), the indoor temp. was $19.5{\sim}26.8^{\circ}C$. It showed the temperature controlling ability of the M earthen house was outstanding. And the indoor relative humidity, compared to the outdoor($45.4{\sim}100%$), was $58.1{\sim}76.4%$, it showed the humidity controlling ability of the M earthen house was also outstanding. 2) The thermal environment was evaluated as 'comfort'(neutral-slightly warm) and the humidity was also evaluated as 'comfort'(neutral-slightly humid). So, the results of the physical and subjective evaluation on the indoor thermal comfort in summer season were 'neutral' and 'comfort' coincidently, it was confirmed that the controlling ability of the indoor temperature and humidity of the M earthen house was very excellent.
The researches on the environmental friendly buildings have carried out on the materials, environmental property, technical elements and etc., and various buildings with these green materials have built and under construction nowadays and became a new trend of the green building. And recently, new building technique which builds the wall with the soil and wood and very easy to construct (called M Earthen House) was introduced as the green building and rapidly propagated. But the research on the indoor climatic characteristics, the ability to control the environmental comfort and the influence to the human beings of these buildings are not sufficiently identified yet. In this paper, the indoor environmental characteristics and the temperature controlling ability of these buildings in summer season were measured and analysed by the Portable Indoor Air Quality Monitor(BABUC/A, LSI) measuring equipments, ana the subjective test on the thermal environment of the subjects were carried out to evaluate the thermal comfort. The results can be summarized as follows; 1) Compared to the outdoor dry bulb temp.($15.4{\sim}28.7^{\circ}C$), the indoor temp. was $19.5{\sim}26.8^{\circ}C$. It showed the temperature controlling ability of the M earthen house was outstanding. And the indoor relative humidity, compared to the outdoor($45.4{\sim}100%$), was $58.1{\sim}76.4%$, it showed the humidity controlling ability of the M earthen house was also outstanding. 2) The thermal environment was evaluated as 'comfort'(neutral-slightly warm) and the humidity was also evaluated as 'comfort'(neutral-slightly humid). So, the results of the physical and subjective evaluation on the indoor thermal comfort in summer season were 'neutral' and 'comfort' coincidently, it was confirmed that the controlling ability of the indoor temperature and humidity of the M earthen house was very excellent.
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문제 정의
본 연구는 전라남도 화순에 위치한 M흙집단지를 대상으로 하절기 물리적 환경 특성과 재실자의 체감환경을 평가하는데 목적을 두고, 실내·외 물리적 환경요소를 측정하고 재실자에 의한 주관평가를 실시하여 그 결과를 분석하였다.
본 연구에서는 전라남도 화순에 위치한 M흙집단지를 대상으로 실내 · 외 물리적 환경요소 측정과 재실자의 온열감 평가를 위한 주관평가를 실시하였다.
이에 본 연구에서는 실내 물리적 환경요소의 측정과 주관 평가를 통하여 M흙집의 하절기 물리적 환경 특성과 재실자의 체감환경을 평가하는데 목적을 두고 있다.
제안 방법
본 연구에서 사용된 평가척도는 Gagge, Stolwijk & Hardy(1967)의 「온냉감과 쾌적감의 카테고리 스케일」을 기준으로, "건습감"과 "건습감의 쾌적감"에 대한 항목을 추가 구성하였다.
"실험은 과 같이 의 흙집 A(실 ""가”)를 대상으로 실내·외 물리적인 요소를 24시간 동안 측정하고, 측정 중 3시간에서 4시간 간격으로 주관 평가를 실시하였다."
1차 측정과 주관평가는 흙집 한 채를 대상으로 실내·외 물리적 요소 측정과 주관평가를 동시에 실시하여 재실자의 체감환경을 평가하였고, 2차 측정은 M흙집단지에서 대표성을 갖는 3채를 선정하여 6개 실을 대상으로 실내·외 열환경 요소를 측정하여 M흙집의 하절기 실내 환경 특성을 고찰하였다.
1차 측정은 흙집 A(1층)에서 24시간 측정과 재실자에 의한 주관 평가를 병행하여 실시하였고, 2차 측정은 흙집 3채의 6개실을 대상으로 30분씩 실내 · 외 물리적인 환경요소를 측정하였다.
개구부가 닫혀있을 때의 측정은 측정기기를 설치한 후 최소 10분간의 안정 시간을 둔 후에 30분간 측정1)하였고, 실 내부 측정이 끝나면 모든 개구부를 열어 1시간의 환기 시간을 둔 후에 개구부가 열려 있을 때의 실내·외물리적 환경을 측정하였으며, 측정 내용은 실험1의 물리적 환경요소 측정 내용과 동일하다.
따라서 이후 M흙집의 하절기 실내 물리적 환경의 측정 결과 분석에서는 30분간 측정한 온·습도 평균치를 사용하였다.
실내 물리적인 환경요소의 측정은 Portable Indoor Air Quality Monitor(BABUC/A, LSI) 2set로 실내와 실외에서 24시간동안 동시에 측정하였다.
실내 측정점은과 같이 출입문에서 방 안쪽으로 1 m, 좌측으로 1 m 이동한 곳으로 바닥에서 수직 0.7 m 높이(방바닥에 앉았을 때 사람의 얼굴 높이)에 측정기기를 설치하였으며, 실외 측정점은 외벽에서 1 m 이격된 곳으로 바닥에서 수직 1.5 m 높이(서 있을 때 사람의 얼굴 높이)에 측정기기를 설치하였다.
상태였다. 이에 입구 쪽 창문은 붙박이창으로 열지 못하고 입구 반대쪽 창문 두 짝만 24시간 동안 개방하였으며 출입문은 오후 시간대 동안만 열어놓았다.
주관 평가는 에서와 같이 24시간 중 수면시간(오후 10시부터 오전 6시까지 8시간)을 제외한 나머지 16시간 중에서 3~4시간 간격으로 실내에서만 총 6회 실시하였다.
측정 내용은 건구온도(dry bulb temp.; DBT), 습구온도(wet bulb temp.; WBT), 흑구온도(black globe temp.;BGT), 상대 습도(relative humidity; RH), 기류속도(air velocity; V) 등으로 실내 · 외 측정 장면과 주관평가 장면은 와 같다.
측정 전 실은 모든 개구부를 닫은 상태로 24시간 이상 유지한 상태였으며, 측정은 동일한 방법으로 개구부를 닫았을 때와 열었을 때 총 2회씩 실시하였다.
대상 데이터
본 실험은 전라남도 화순에 위치한 M흙집을 대상으로 과 같이 2회에 걸쳐 실시하였다.
피험자의 성별 구성은 남자 10명, 여자 2명이었으며, 연령별 구성은 20대 6명, 30대 3명, 40대 3명으로 총 12 명을 대상으로 하였으며, 주관평가시 착의량과 활동량은 0.6clo, 1 met 정도였다.
성능/효과
2. M흙집의 하절기 물리적 환경 요소는 쾌적 열환경 범위를 약간 벗어난 “쾌적 통풍" 범위에 분포되어 있으므로 환기를 통한 공기의 유동에 의해 쾌적 범위를 만족하는 실내 환경을 조성할 수 있음을 주관평가를 통하여 확인하였다.
3. M흙집의 주관평가 결과, "온냉감-온냉감의 쾌적감”의 평균 평가치는 -1.0~1.0의 범위 안에 포함되었고, "건습감-건습감의 쾌적감"의 평균 평가치는 -0.5~0.5의 범위안에 포함되어 재실자의 체감환경은 대체적으로 쾌적한 것으로 나타났다.
각 실의 개구부 폐쇄시와 개방시의 실내·외 건구온도차를 검토할 때, 개방시에 비하여 폐쇄시 실내온도가 0.6~2.6℃ 저하함을 알 수 있으며, 그 중에서도 실의 용적이 상대적으로 적은 "나", "마", "바"실에서의 온도 저하능력이 상대적으로 적게 나타났다.
그러나 재실자들의 평가 결과에서 편차를 고려할 때 6 차 평가에서는 온냉감 평가의 편차가 크게 나타나 흙집 A(실 "가”)의 경우에는 5차 평가시의 실내 환경인 온도 24.3℃, 습도 63.1%에서 재실자들이 가장 쾌적하게 느끼는 것으로 평가되었다.
주관평가 응답 결과 "온냉감-온냉감의 쾌적감"의 평균평가치는 -1.0~1.0의 범위 안에 포함되었고, “건습감-건습감의 쾌적감"의 평균 평가치는 -0.5~0.5의 범위 안에 포함되는 것으로 나타났다.
1. M흙집의 하절기 실내 물리적 환경요소 측정치의 평균값은 DBT 26.7℃, WBT 21.9℃, BGT 27.3℃, RH65.1 %로 쾌적 열환경 영역보다 약간 높은 값을 보였으며, 개구부의 개방시에도 실내 기류속도는 0.06 m/s 이하로 공기의 흐름이 원활하지 못한 것으로 판단되므로 공간 배치 및 평면 설계시 공기의 흐름을 고려하는 것이 필요한 것으로 사료된다.
6개 실의 측정 결과는 각 실마다 조금씩의 차이는 나타났지만 일반적으로과 같이 실내 환경이 안정된 후에는 거의 변화가 없는 패턴을 보였다.
복사온도는 실의 개방시 실외 목사온도와 실내 복사온도의 차가 평균 4.1℃로 나타났고, 폐쇄시에는 평균 6.3℃로 나타났으며, 실 개방시 실외 온도와 실내 복사온도의 차가 평균 1.6℃ 폐쇄시에는 평균 2.7℃로 나타나 M흙집 벽체의 기후완화 성능을 확인할 수 있었다.
이러한 결과는 일반적인 건축물에서 모든 개구부를 닫게 되면 온도가 상승하는 현상과 비교해 볼 때, 어느 정도 이상의 체적을 가진 흙집의 온도조절 능력이 높음을 확인할 수 있었다.
측정기간 동안의 실내 기류속도는 개구부의 폐쇄시나 개방시 모두 0.1 m/s 이하의 상태로 공기의 흐름이 거의 없는 것으로 나타났다.
후속연구
또한 2005년 상반기에는 공동주택 인증기준에 대한 개정과 더불어 학교시설 등의 공공건축물과 리모델링 건축물도 인증대상에 포함하며, 2006년에는 판매시설 및 호텔 등의 숙박시설까지를 단계적으로 확대 시행할 계획이다.
이와 같은 결과는 1일간의 측정 및 주관평가 결과로 M흙집의 하절기 실내 물리적 환경 특성에 대한 신뢰도를 높이기 위해서는 좀 더 장기간의 측정과 다수의 재실자를 대상으로 추가 실험이 진행되어야 하며, 동시에 계절별 특성 파악을 위해서는 동절기 측정 및 주관평가도 이루어져야 할 것으로 사료된다.
참고문헌 (8)
조영길(2005), 목천에게 배우는 흙집 짓는 법, 황소걸음
이경회 . 임수영(2003), 친환경 건축개론, 기문당
이경회(1999), 건축환경계획, 문운당
국 찬(1987), 주택의 열환경에 관한 실험적 연구, 전남대 학교석사학위논문
백형배(1984), 주택의 열환경계획에 관한 실험적 연구, 전남대학교석사학위논문
ASHRAE(1985), ASHRAE Handbook 1985 Fundamentals
P. O. Fanger(1976), Thermal Comfort, Mcgrow-Hill press
Gagge, AP, Stolwijk JAJ, and Hardy 10.(1967), Comfort and thermal sensations and associated physiological responses at various ambient temperatures. Environ Res 1: 1-20
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