수평 구름 바퀴가 적용된 신 유형 미서기 창문의 기밀성능 개선에 관한 연구 A Study on the Enhance of Air tightness Performance of a New Type Silding Window with horizontally Rolling Wheels원문보기
창문에서의 틈은 열 손실 뿐만 아니라 차음 성능에도 중대한 결함으로 작용되며, 특히 인체에 유해한 미세먼지 유입 경로로도 작용된다. 이러한 틈을 제거하기위해 많은 시도들이 이루어지고 있으나, 창문의 고유 기능인 이동특성으로 인해 해결하기 어려운 난제로 인식되어왔다. 본 연구는 이를 해결하기위해 수평 회전 휠과 곡선 레일을 적용한 새로운 유형의 미서기 창문을 제작하고, KS 시험 기준에 따라 사용성, 내구성, 기밀성능, 등의 성능 시험을 하였다. 시험 결과, 개폐력은 2000 N 중량의 창문에서 30 N, 개폐 반복성 시험에서는 100,000 cycles, 기밀성 시험에서는 10 Pa에서 $0.00m^3/(m^2h)$의 성능을 보여주었다. 상기 시험 결과, 새로운 구동 방식을 지닌 본 연구에서의 창문은 기밀성과 경제적 측면에서 새로운 접근 방식을 제시하고 있다.
창문에서의 틈은 열 손실 뿐만 아니라 차음 성능에도 중대한 결함으로 작용되며, 특히 인체에 유해한 미세먼지 유입 경로로도 작용된다. 이러한 틈을 제거하기위해 많은 시도들이 이루어지고 있으나, 창문의 고유 기능인 이동특성으로 인해 해결하기 어려운 난제로 인식되어왔다. 본 연구는 이를 해결하기위해 수평 회전 휠과 곡선 레일을 적용한 새로운 유형의 미서기 창문을 제작하고, KS 시험 기준에 따라 사용성, 내구성, 기밀성능, 등의 성능 시험을 하였다. 시험 결과, 개폐력은 2000 N 중량의 창문에서 30 N, 개폐 반복성 시험에서는 100,000 cycles, 기밀성 시험에서는 10 Pa에서 $0.00m^3/(m^2h)$의 성능을 보여주었다. 상기 시험 결과, 새로운 구동 방식을 지닌 본 연구에서의 창문은 기밀성과 경제적 측면에서 새로운 접근 방식을 제시하고 있다.
Crevices between window and window frame cause not only heat losses but also serve path to sound transmission and infiltration of fine dusts that are harmful to humans. There were many efforts in the past to eliminate these crevices but because of the windows' indispensable function of opening and c...
Crevices between window and window frame cause not only heat losses but also serve path to sound transmission and infiltration of fine dusts that are harmful to humans. There were many efforts in the past to eliminate these crevices but because of the windows' indispensable function of opening and closing, it was an unsolvable problem. In this study, a new type sliding window is developed by applying horizontally rolling wheels to implement a surface sealing which is excellent for enhancing air tightness. To evaluate the feasibility of the newly developed window, forces for opening and closing, durability and air tightness were testet according to Korean Testing Standards. Force for opening a 2000 N window is 30 N. It endured 100,000 cycles of opening and closing. Infiltration was $0.00m^3/(m^2h)$ for a pressure difference of 10 Pa. Since this window has few moving parts, it has favorable features of low cost and few breakdown.
Crevices between window and window frame cause not only heat losses but also serve path to sound transmission and infiltration of fine dusts that are harmful to humans. There were many efforts in the past to eliminate these crevices but because of the windows' indispensable function of opening and closing, it was an unsolvable problem. In this study, a new type sliding window is developed by applying horizontally rolling wheels to implement a surface sealing which is excellent for enhancing air tightness. To evaluate the feasibility of the newly developed window, forces for opening and closing, durability and air tightness were testet according to Korean Testing Standards. Force for opening a 2000 N window is 30 N. It endured 100,000 cycles of opening and closing. Infiltration was $0.00m^3/(m^2h)$ for a pressure difference of 10 Pa. Since this window has few moving parts, it has favorable features of low cost and few breakdown.
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문제 정의
기밀성 관련기술의 한계는 창문을 이동시키는 바퀴의 구동 특성에 기인된 것으로 본 연구는 1) 종래 바퀴를 적용한 슬라이딩 창문의 문제점을 검토하며, 2) 이를 개선하기 위해 개발된 수직 회전 바퀴의 사용성및 내구성을 검토하며, 3) 수직 회전 바퀴가 적용된 다양한 형태의 신 유형 미서기 창문을 제작하여 기밀 성능 개선 정도를 실질적으로 평가하여, 4) 기밀성 개선 기술에 대한 새로운 접근 방식을 제시함과 동시에 국·내외 창문에 대한 패러다임의 전환을 본 연구의 목적으로 한다.
제안 방법
본 연구에서는 열손실, 차음 그리고 오염물질 유입 차단 성능을 개선하기 위하여 수직 구름 바퀴가 적용된 새로운 유형의 미서기 창문을 개발하여 창문에서 요구되는 개폐성, 내구성 그리고 기밀성을 측정하였다. 새 미서기 창문은 구동 장치가 간단하여 저가 생산이 가능하며 고장이 적은 장점을 가진다.
본 연구에서의 시험은 KS 기준 보다 10배가 많은 100,000회 왕복 주행 테스트를 하였으며, 주행테스트 후 수평 회전 바퀴와 레일의 이상 여부를 개관적으로 확인하기 위하여 주행 이후 시점에서의 개폐력을 측정하여 주행 이전 개폐력과 비교하였다.
창문의 방향 전환은 바퀴의 방향 전환 특성에 의해 결정되는데, 종래 바퀴의 구름 특성과 창호의 기밀성 관계를 확인하였다.
대상 데이터
시험은 바퀴의 사용성과 내구성을 위한 시험과 기밀성 테스트를 위한 시험으로 구성하였다. 기밀성 시험을 위한창문 시료는 시험결과의 타당성을 확보하기 위해 기존 창문 3개, 신 유형 슬라이딩 창문 6개를 시험에 사용하였으며, 그 내용은 Table 1, 2와 같다.
이론/모형
창문의 주행 반복을 통해 바퀴의 안정성 여부를 측정하기 위한 시험으로 창문의 중량을 각각 달리하여 KS F 2237 시험에 의하여 실시하였다.
창문이 기본적으로 갖추어야 할 열림 용이성을 평가하기 위해 창문의 열림에 요구되는 힘을 측정하는 시험으로 창문의 중량을 각각 달리하여 KS F 2237시험에 의하여 실시하였다.[4]
창호의 틈 발생에 따른 통기량을 측정하기 위한 것으로 KS F 2292 시험에 의하여 실시하였다.[5]
성능/효과
(1) 완벽한 기밀성능이 확보되기 위해서는 창문은 직선 뿐 아니라 좌우 방향으로 이동되어야 창문 4면의 프레임이 창틀과 밀착된다. 이를 위해 창문을 이동시키는 바퀴는 진행방향과 상이한 방향 즉 수평 방향으로 회전되어야 한다.
(2) 신 유형 슬라이딩 창호에 적용된 수평 회전 바퀴 / 곡선 레일 방식이 사용성 및 내구성 측면에서도 모든 기준을 만족 시키고 있을 뿐만 아니라, 특히 기밀성 시험 결과는 종래 창호에서 난제로 인식되고 있는 기밀성 개선기술의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 실효적 대안임을 증명하고 있다.
(3) 특히, 기밀성 0 ㎥/㎡·h의 성능은 틈에 의해서 발생되는 열손실을 100% 차단 할 뿐만 아니라 또한 공기에 의한 소음, 인체에 유해한 미세먼지 유입을 근본적으로 차단하였다는 점에서 본 연구는 미래형 창호에 대한 새로운 패러다임을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 열손실, 차음 그리고 오염물질 유입 차단 성능을 개선하기 위하여 수직 구름 바퀴가 적용된 새로운 유형의 미서기 창문을 개발하여 창문에서 요구되는 개폐성, 내구성 그리고 기밀성을 측정하였다. 새 미서기 창문은 구동 장치가 간단하여 저가 생산이 가능하며 고장이 적은 장점을 가진다.
시험결과 신 유형 슬라이딩 창호는 7∼25 N의 개폐력이 필요한 것으로 나타났다. 상기 결과와 내용은 본 연구에서의 창호가 노약자는 물론 어린이나 여성들도 손쉽게 사용할 수 있는 주행성능을 가지고 있음을 뒷받침하고 있는 것으로 평가된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상하이동 방식의 창문의 문제점은?
그러나 이러한 방식은 기존 유격 공간의 증감 없이 창문 하부의 유격공간이 제거된 만큼 상부 유격 공간을 증가시키게 되므로 기밀문제를 근본적으로 해결하지 못하고 있는 실정이다.
건물 외피의 일반적 구성재는 무엇인가?
건물 외피의 일반적 구성재는 콘크리트, 커튼월, 창문이다. 콘크리트는 기존 단열재의 부착을 통해, 커튼 월은 다중 복층 유리 등의 접목을 통해 현재의 기술 수준으로도 쉽게 단열 성능을 개선 할 수 있다.
창문에서의 틈의 문제점은?
창문에서의 틈은 열 손실 뿐만 아니라 차음 성능에도 중대한 결함으로 작용되며, 특히 인체에 유해한 미세먼지 유입 경로로도 작용된다. 이러한 틈을 제거하기위해 많은 시도들이 이루어지고 있으나, 창문의 고유 기능인 이동특성으로 인해 해결하기 어려운 난제로 인식되어왔다.
참고문헌 (5)
Jang, C. Y., and Lee, N. E., 2010, A Measurement and Evaluation of Air Tightness of Temperable Low-e Windows Soft glazing, one of Manufacturing Process of Low-e Glazing, Proceedings of the SAREK, No. 6, pp. 368-371.
Park, J. J., Kim Y. I., Chung K. S., 2013, Study of Infiltration due to Window Air Permeability in Officetel. Journal of the SAREK Summer Annual Conference No. 6, pp. 742-745.
Bae, H. J., 2014, Effects of Short-term Exposure to PM10 and PM2.5 on Mortality in Seoul, Korea Institute of Environmental Health, No. 40, pp. 346-354.
Korea Agency for Technology and Standards (KATS), 2014, KS F 2237, Windows and Doors-Determination of Opening and Closing Forces.
Korea Agency for Technology and Standards (KATS), 2013, KS F 2292, The Method of Air Tightness for Windows and Doors.
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