공동주택 세대내 결로방지 설계를 위한 실내외 온습도 기준 수립 연구 A Study on the Foundation of the Standard of Temperature and Humidity for Preventing Condensation in Apartment Housings원문보기
최근 공동주택은 에너지 절약을 위한 단열 및 기밀화로 자연 환기량이 감소되고, 세탁물의 실내 건조, 취사 및 목욕 등으로 인해 세대내 결로 발생가능성이 점점 높아지고 있다. 그러나 실제 생활실태나 환경조건을 반영한 합리적인 결로방지 설계기법이 부족한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 인식하고, 세대내 결로 방지 대처 방안을 강구하기 위해 실제 생활환경 하에서의 실내 온습도 상태를 측정하여 합리적인 결로방지 설계기준을 설정하고자 한다. 또한 기상데이터를 이용한 지역별 외기온의 분석을 통해 합리적인 지역구분 및 결로판정기준용 외기조건을 설정하고자 한다. 결과는 다음과 같다. 결로 판정을 위한 실내 기준은 기온 $25^{\circ}C$, 상대습도 55%로 설정하였다. 결로 판정을 위한 실외 기준은 지역을 혹한지, 중부 남부로 구분하고 기온을 각각 $20^{\circ}C$, $-15^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$로 설정하였다.
최근 공동주택은 에너지 절약을 위한 단열 및 기밀화로 자연 환기량이 감소되고, 세탁물의 실내 건조, 취사 및 목욕 등으로 인해 세대내 결로 발생가능성이 점점 높아지고 있다. 그러나 실제 생활실태나 환경조건을 반영한 합리적인 결로방지 설계기법이 부족한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 인식하고, 세대내 결로 방지 대처 방안을 강구하기 위해 실제 생활환경 하에서의 실내 온습도 상태를 측정하여 합리적인 결로방지 설계기준을 설정하고자 한다. 또한 기상데이터를 이용한 지역별 외기온의 분석을 통해 합리적인 지역구분 및 결로판정기준용 외기조건을 설정하고자 한다. 결과는 다음과 같다. 결로 판정을 위한 실내 기준은 기온 $25^{\circ}C$, 상대습도 55%로 설정하였다. 결로 판정을 위한 실외 기준은 지역을 혹한지, 중부 남부로 구분하고 기온을 각각 $20^{\circ}C$, $-15^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$로 설정하였다.
Recently, the chance of dew condensation in apartment buildings is increasing because of several reasons. For example, ventilation rate has been decreased because of high-insulations and airtightness for saving energy. Besides, the humidity has been made by drying washes, cooking and bathing inside ...
Recently, the chance of dew condensation in apartment buildings is increasing because of several reasons. For example, ventilation rate has been decreased because of high-insulations and airtightness for saving energy. Besides, the humidity has been made by drying washes, cooking and bathing inside of apartment buildings. However, there is lack of resonable design criteria for preventing condensation in real life and real surroundings. Therefore, this study is aimed at making a resonable design criteria of preventing condensation by measuring the indoor temperature and humidity in real life. In addition to this, it is aimed at making a resonable outdoor condition and classifying regions by using weather data. The following are the results. The interior criterion for condensation was set up $25^{\circ}C$ and a relative humidity of 55%. The outdoor criterion for condensation was set up $20^{\circ}C$, $-15^{\circ}C$, and $10^{\circ}C$ respectively for the hard frost, middle, and southern areas.
Recently, the chance of dew condensation in apartment buildings is increasing because of several reasons. For example, ventilation rate has been decreased because of high-insulations and airtightness for saving energy. Besides, the humidity has been made by drying washes, cooking and bathing inside of apartment buildings. However, there is lack of resonable design criteria for preventing condensation in real life and real surroundings. Therefore, this study is aimed at making a resonable design criteria of preventing condensation by measuring the indoor temperature and humidity in real life. In addition to this, it is aimed at making a resonable outdoor condition and classifying regions by using weather data. The following are the results. The interior criterion for condensation was set up $25^{\circ}C$ and a relative humidity of 55%. The outdoor criterion for condensation was set up $20^{\circ}C$, $-15^{\circ}C$, and $10^{\circ}C$ respectively for the hard frost, middle, and southern areas.
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문제 정의
그러나 2001년 단열 기준이 강화됨에 따라 실내 온습도 조건에 변화가 있을 것으로 예상되었다. 따라서 2001년 변경된 단열기준이 적용되어 입주가 완료된 세대를 대상으로 실내 온습도를 조사하였다.
따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 인식하고, 보다 근본적으로 세대내 결로 방지 대처 방안을 강구하기 위하여 실제 생활환경 하에서의 실내 온습도 상태를 측정하여 합리적인 결로 판정 설계기준을 설정하고자 한다.
접합부 열교부위의 실내측 표면결로 발생에 영향을 미치는 환경적 요인에는 실내 공기의 온습도, 외기온도, 실내측 표면에서의 열전달율 등이 있다. 따라서 자료조사 및 측정데이터의 분석을 통해 각 요인에 대한 결로방지 설계기준을 설정하고자 한다.
따라서, 보다 근본적인 세대내 결로 방지대책의 수립을 위해 측정을 통하여 실제 생활환경 하에서의 실내 온습도조건을 파악하고 이를 바탕으로 합리적인 결로방지 설계기준을 설정하고자 한다. 또한 기상데이터를 이용한 지역별 외기온의 분석을 통하여 합리적인 지역구분 및 결로판정기준용 외기조건을 설정하고자 한다.
따라서, 보다 근본적인 세대내 결로 방지대책의 수립을 위해 측정을 통하여 실제 생활환경 하에서의 실내 온습도조건을 파악하고 이를 바탕으로 합리적인 결로방지 설계기준을 설정하고자 한다. 또한 기상데이터를 이용한 지역별 외기온의 분석을 통하여 합리적인 지역구분 및 결로판정기준용 외기조건을 설정하고자 한다.
가족구성원 수, 난방관련 사항, 가습기관련 사항, 세탁물건조관련 사항, 환기관련 사항 등은 결로발생에 영향을 미치는 요소이나 본 연구에서는 거주자의 생활방식에 관계없이 실제 어느 정도의 온습도상태로 생활하고 있는지를 파악코자 하였으므로 측정당시 대상세대의 가습기 및 환기장치 가동여부에 대한 조사는 수행하지 않았다.
결로 판정 설계기준 수립을 위한 조사는 2001년 단열기준이 강화되기 이전에 입주한 세대와 2001년 단열기준이 강화된 후 입주한 세대에 대하여 각각 2003년과 2009년 2회에 걸쳐 수행 되었다.
6% 이내의 차이를 보이고 있다. 결로방지 설계기준의 강화를 위해서는 야간 북측침실의 온습도를 이용하여 설계기준을 설정해야 하지만 동일세대 내의 온습도조건을 남측침실과 북측침실로 구분할 경우 결로방지재의 설계 및 시공상 혼란이 우려됨에 따라 결로판정용 실내 온습도 조건의 설정에 있어 주간과 야간을 구분하지 않고 측정된 데이터를 모두 적용하여 분석하고자 한다.
결로판정용 외기조건을 설정하기 위해 山田雅士(1979)의 방법에 따라 30년간의 기상 데이터를 이용하여 지역별로 최한월인 1월의 일 최저 외기온도를 구하고 이를 평균한 값에 야간복사에 의한 영향과 일 최저 외기온도의 변동을 고려하여 -3을 더한 뒤, KS F2295 창호의 결로 방지 성능 시험 방법에서 정하는 바와 같이 5℃ 간격으로 0℃부터 -15℃까지 구분하였다. 또한 여기에 최근 7년 이내에 일 최저기온이 -20℃이하로 내려간 지역을 혹한지로 별도 구분하였다.
결로판정용 외기조건을 설정하기 위해 山田雅士(1979)의 방법에 따라 기상 데이터를 이용하여 지역별로 최한월인 1월의 일 최저 외기온도를 구하고 이를 평균한 값에 야간복사에 의한 영향과 일 최저 외기온도의 변동을 고려하여 -3℃를 더한 뒤, KS F2295 창호의 결로 방지 성능 시험 방법에서 정하는 바와 같이 5℃ 간격으로 0℃부터 -15℃까지 구분하였다. 또한 여기에 일 최저기온이 -20℃이하로 내려간 지역을 혹한지로 별도 구분하였다.
공사의 결로방지 설계기준에 의거 전국을 3개 권역(혹한지, 중부, 남부)으로 구분하여 실내 온습도를 조사하였다. 또한 2001년 단열규정 강화 이후 설계에 반영되어 입주된 단지를 대상으로 하였다.
여기서 결로방지 설계기준을 강화하기 위해서 측정된 온습도중 최대값을 설정한다면 실제 생활환경하에서 발생되는 모든 온습도 조건에서 결로가 발생하지 않는 대책을 수립할 수 있겠으나 생산되고 있는 결로방지재의 물성, 철근이 필요로 하는 최소피복두께를 고려해 볼 때 결로방지 설계에 한계가 있으므로 모든 조건을 포함하는 설계는 현재 불가능할 것으로 판단된다. 따라서 설계기준용 실내 온습도는 평균값에 결로방지성능의 강화를 위해 표준편차를 더한 값으로 설정하였다. 설정된 설계기준용 온도는 25℃, 상대습도 55%이며 이는 측정된 실내 온습도상태의 약 85%정도 수준을 포함하고 있다.
또한 결로는 열교부위가 많을수록 발생위험이 커진다고 판단된다. 따라서 열교부위 발생에 영향을 미칠 수 있는 측세대와 중간세대로 조사대상 세대를 세대위치에 따라 구분하였으며 현관문의 결로발생에 영향을 미칠 것으로 판단되는 편복도형과 계단실형으로 조사대상 세대를 구분하였다.
결로판정용 외기조건을 설정하기 위해 山田雅士(1979)의 방법에 따라 기상 데이터를 이용하여 지역별로 최한월인 1월의 일 최저 외기온도를 구하고 이를 평균한 값에 야간복사에 의한 영향과 일 최저 외기온도의 변동을 고려하여 -3℃를 더한 뒤, KS F2295 창호의 결로 방지 성능 시험 방법에서 정하는 바와 같이 5℃ 간격으로 0℃부터 -15℃까지 구분하였다. 또한 여기에 일 최저기온이 -20℃이하로 내려간 지역을 혹한지로 별도 구분하였다.
결로판정용 외기조건을 설정하기 위해 山田雅士(1979)의 방법에 따라 30년간의 기상 데이터를 이용하여 지역별로 최한월인 1월의 일 최저 외기온도를 구하고 이를 평균한 값에 야간복사에 의한 영향과 일 최저 외기온도의 변동을 고려하여 -3을 더한 뒤, KS F2295 창호의 결로 방지 성능 시험 방법에서 정하는 바와 같이 5℃ 간격으로 0℃부터 -15℃까지 구분하였다. 또한 여기에 최근 7년 이내에 일 최저기온이 -20℃이하로 내려간 지역을 혹한지로 별도 구분하였다. 예를 들어 강화의 경우 30년간 측정된 1월 중 일 최저기온의 평균은 -8.
세대내 생활실태 조사는 생활양식을 조사하기 위한 설문과 실내 온습도 조사를 위한 측정을 병행하여 실시하였다.
1.1 조사대상 세대
세대내의 온습도는 세대가 위치한 지역의 외기조건과 단열두께에 영향을 받으므로 조사대상 세대는 단열기준에 의해 구분되는 중부와 남부로 지역을 구분하였다
. 또한 결로는 열교부위가 많을수록 발생위험이 커진다고 판단된다.
실내 온습도조사를 위한 측정은 자동으로 온습도를 측정하고 저장할 수 있는 온습도 자동기록 장치를 이용하여 세대당 2일씩 측정하였으며 측정기간 중 대상 단지의 외기온을 1개소에서 측정하였다.
실제 생활환경 하에서 측정된 실내 온습도를 바탕으로 결로방지 설계기준을 수립하기 위해 실내 온습도를 측정하였으며 지역별 측정 결과는 표 11과 같다. 세대내 온습도 조사결과, 기온은 평균 21.
실제 생활환경 하에서 측정된 온습도 데이터를 이용하여 결로판정용 실내 온습도 기준을 설정하기 위해 시간대, 지역, 주거동 구성방식, 세대위치 등 세대구분요소별 온습도 분포를 검토하였다.
대상 데이터
3. 2001년 단열 기준의 강화로 인한 실내 온습도 조건에 변화가 있을 것으로 예상되어, 변경된 단열기준이 적용되어 입주가 완료된 세대를 대상으로 2009년에 재검토를 실시하였다. 그 결과, 기온이 2℃ 낮게 나타났으나 상대습도가 7.
공사의 결로방지 설계기준에 의거 전국을 3개 권역(혹한지, 중부, 남부)으로 구분하여 실내 온습도를 조사하였다. 또한 2001년 단열규정 강화 이후 설계에 반영되어 입주된 단지를 대상으로 하였다. 표 9 및 표 10은 금번에 조사된 단지의 개요 및 단열기준에 대해 나타낸다.
그림 1은 조사대상 세대의 선정방식을 나타낸 것이며 표 1 및 그림 2는 조사대상 단지의 개요 및 단위세대별 대표평면을 나타낸 것이다. 조사대상 단지의 지역은 중부지역의 수원과 춘천, 남부지역의 홍성과 대구이며 주거동 구성방식, 세대위치 등 세대구분요소별에 따라 약 24세대씩 총 189세대를 선정하였다.
합리적인 실내 온습도조건의 설정을 위해 총 189세대를 선정하여 실제 생활환경 하에서의 온습도를 측정하였으며 측정된 온습도 분포는 그림 8과 같다. 표 6은 실내 온습도의 평균 및 표준편차를 나타낸 것이다.
성능/효과
1. 실내 온습도상태를 측정 및 분석한 결과 결로 판정기준용 실내 온습도 조건은 온도 25℃, 상대습도 55%로 설정하는 것이 합리적인 것으로 파악되었으며, 이는 실제생활에서 조성될 수 있는 실내 온습도상태의 약 85%수준을 반영한 설계기준이다.
4%로 조사되었다. 결로방지 설계기준 강화를 위해 위 값에 표준편차를 더한 결과 23℃, 62.8%로 나타났다. 기온이 2℃ 낮게 나타났으나 상대습도가 7.
2001년 단열 기준의 강화로 인한 실내 온습도 조건에 변화가 있을 것으로 예상되어, 변경된 단열기준이 적용되어 입주가 완료된 세대를 대상으로 2009년에 재검토를 실시하였다. 그 결과, 기온이 2℃ 낮게 나타났으나 상대습도가 7.8%높게 나타남에 따라 노점온도는 15.5℃로서 기존 결로방지 설계기준의 노점온도인 15.3℃와 큰 차이를 보이지 않는 것으로 분석되었다.
실제 생활환경 하에서 측정된 실내 온습도를 바탕으로 결로방지 설계기준을 수립하기 위해 실내 온습도를 측정하였으며 지역별 측정 결과는 표 11과 같다. 세대내 온습도 조사결과, 기온은 평균 21.3℃, 상대습도는 평균 50.4%로 조사되었다. 결로방지 설계기준 강화를 위해 위 값에 표준편차를 더한 결과 23℃, 62.
후속연구
즉, 부위별 결로 발생 여부를 판단하기 위한 현행 실내온습도는 실내온도 20℃, 상대습도 50%를 가정하여 적용하고 있으나 다른 여러 가지 환경조건을 고려한 설계기법이 부족한 상태이며 결로에 대한 판정이나 방지를 위한 지침이 없는 실정이다. 세대내 결로를 방지하기 위해서는 실제 생활실태나 환경조건을 반영한 합리적인 설계기법의 정립이 절실히 요구되며, 이를 바탕으로 각종 개선방안 및 설계가 이루어져야 할 것이다.
즉, 부위별 결로 발생 여부를 판단하기 위한 현행 실내온습도는 실내온도 20℃, 상대습도 50%를 가정하여 적용하고 있으나 다른 여러 가지 환경조건을 고려한 설계기법이 부족한 상태이며 결로에 대한 판정이나 방지를 위한 지침이 없는 실정이다. 세대내 결로를 방지하기 위해서는 실제 생활실태나 환경조건을 반영한 합리적인 설계기법의 정립이 절실히 요구되며, 이를 바탕으로 각종 개선방안 및 설계가 이루어져야 할 것이다.
9%로 조사되었다. 여기서 결로방지 설계기준을 강화하기 위해서 측정된 온습도중 최대값을 설정한다면 실제 생활환경하에서 발생되는 모든 온습도 조건에서 결로가 발생하지 않는 대책을 수립할 수 있겠으나 생산되고 있는 결로방지재의 물성, 철근이 필요로 하는 최소피복두께를 고려해 볼 때 결로방지 설계에 한계가 있으므로 모든 조건을 포함하는 설계는 현재 불가능할 것으로 판단된다. 따라서 설계기준용 실내 온습도는 평균값에 결로방지성능의 강화를 위해 표준편차를 더한 값으로 설정하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
결로는 언제 발생하는가?
결로는 일종의 습윤상태로서 어떤 면의 온도가 공기의 노점온도보다 낮을 때 발생된다. 여름철 차가운 물컵의 표면에 발생되는 물방울이나 욕실의 타일에 맺히는 물방울 등이 결로현상이라 할 수 있다.
결로현상의 예로 무엇을 들 수 있는가?
결로는 일종의 습윤상태로서 어떤 면의 온도가 공기의 노점온도보다 낮을 때 발생된다. 여름철 차가운 물컵의 표면에 발생되는 물방울이나 욕실의 타일에 맺히는 물방울 등이 결로현상이라 할 수 있다.
결로 발생의 원인과 대책에 대해 연구하고 기술개발과 개선이 꾸준히 진행되었지만, 그 한계점은 무엇인가?
현재까지 결로 발생의 원인과 대책에 관한 연구를 살펴보면 결로발생 실태조사와 실측을 통한 실내․외 온습도 및 결로 발생부위의 표면온도 조사, 실험을 통한 결로방지재의 성능 평가, 시뮬레이션을 통한 결로의 발생유무판단 및 적정 단열 두께의 제시 등 꾸준한 기술개발과 개선이 진행되어 왔다. 그러나 같은 결로 일지라도 다양한 원인, 장소, 타이밍으로 인해 발생되므로 실제 건축물에서 그 원인을 규명하고 대책을 수립하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다.
이는 과도한 실내 수증기의 발생이나 환기 부족 등의 이유로 결로 발생을 피할 수 없는 경우도 있으나, 발코니섀시가 일반화됨에 따라 실내외 온습도 상태가 변화하고 지역별 외기조건 등 여러 가지 원인으로 인해 결로가 발생할 수 있기 때문에 획일적으로 그 원인을 규명하고 대책을 수립하는데 한계가 있다고 여겨진다. 즉, 부위별 결로 발생 여부를 판단하기 위한 현행 실내온습도는 실내온도 20℃, 상대습도 50%를 가정하여 적용하고 있으나 다른 여러 가지 환경조건을 고려한 설계기법이 부족한 상태이며 결로에 대한 판정이나 방지를 위한 지침이 없는 실정이다.
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