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문제 정의
- 더불어 국내에서 진행되고 있는 대부분의 연구가 주로 단일자재로 대상을 한정하고 있는 것과는 달리, 본 연구에서는 벽지용 복합자재와 바닥재용 복합자재를 연구 대상 건축자재로 선정하여, 건축공간에 좀 더 실질적으로 이용될 수 있는 건축자재의 오염물질 방출량을 예측하였다. 또한 실내 마감재에서 방출되는 화학물질 중 Formaldehyde를 대상 오염물질로 선정하였다.
- 본 연구에서는 현재 국내에 다수 보급되어 사용되고 있는 20L 소형챔버를 대상으로 하여 단일 건축자재의 물질전달계수를 도출하였고, 이를 바탕으로 복합자재의 오염물질 방출량을 예측하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 이러한 맥락에시 본 연구는, 현재 국내에 다수 보급되어 보편화되고 있는 20L 소형챔버를 대상으로 수치해석 (Numerical Analysis)과 CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체 역학) 해석방법을 통해 단일 건축자재의 물질전달계수(Mass transfer coefficient)를 도출하고, 이를 바탕으로 복합건축자재의 오염물질 방출량을 예측하여, 실제 실내의 오염물질 농도를 예측하는데 기초자료로 활용되는 것에 목적이 있다.
가설 설정
- 공기영역의 오염물질 농도는 완전 혼합되어 챔버 전체에서 동일한 농도를 유지하는 것으로 가정하며, 이때의 질량균형은 식(3)과 같이 나타낼 수 있다.
- 자재 내부에서의 VOCs 이동은 1차원 확산으로 가정하였으며, 초기 VOCs 농도는 자재내부에 균일하게 분포하는 것으로 가정하였다. 더불어 자재 하부 면의 오염물질 유출입은 없는 것으로 가정하였고, 챔버내로 유입되는 공기는 VOCs 농도가 '0' 인 순수공기인 것으로 가정하였다. 자재 내부에서의 VOCs 이동은 식(1)과 같은 Fick의 비정상 확산 방정식이 지배방정식으로 사용된다.
- 1과 같다. 자재 내부에서의 VOCs 이동은 1차원 확산으로 가정하였으며, 초기 VOCs 농도는 자재내부에 균일하게 분포하는 것으로 가정하였다. 더불어 자재 하부 면의 오염물질 유출입은 없는 것으로 가정하였고, 챔버내로 유입되는 공기는 VOCs 농도가 '0' 인 순수공기인 것으로 가정하였다.
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