자연형 태양열 시스템을 이용한 건물에너지 절약기술에 관한 기초연구 A Study on the Building Energy Conservation Strategies using Passive Solar System원문보기
보고서 정보
주관연구기관
중앙대학교 Chung Ang University
연구책임자
이명호
참여연구자
이경희
,
김광우
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
1989-10
주관부처
과학기술부
사업 관리 기관
중앙대학교 Chung Ang University
등록번호
TRKO200200012902
DB 구축일자
2013-04-18
키워드
자연형 태양열 시스템.야간단열구조.축열성능.컴퓨터 시뮬레이션.축열벽방식.직접획득방식.부착온실방식.축열체.Passive Solar System.Night Insulation Devices.Computer Simulation.Thermal Storage.Direct Gain.Attached Su Space.Thermal Performance.
초록▼
본 연구는 자연형 태양열시스템을 이용한 건물에너지 절약기술에 관한 기초연구로서 각 시스템에 대한 세부적 이론 및 성능분석은 물론, 축열재료의 특성 및 성능분석, 시스템의 기본계획 및 설계, 야간단열구조의 성능분석 및 기초설계등 자연형 태양열시스템의 활용을 위한 기초자료를 문헌조사와 실험 측정을 통하여 수집.분석하고 컴퓨터시뮬레이션을 통해 그 결과를 검증하고 또한 일반화함으로써 자연형 태양열시스템의 이용효율을 극대화하는 것을 연구의 목적으로 한다. 본 연구는 3년간의 연속과제로 자료수집 및 기초이론의 정립, 실험측정 및 컴퓨
본 연구는 자연형 태양열시스템을 이용한 건물에너지 절약기술에 관한 기초연구로서 각 시스템에 대한 세부적 이론 및 성능분석은 물론, 축열재료의 특성 및 성능분석, 시스템의 기본계획 및 설계, 야간단열구조의 성능분석 및 기초설계등 자연형 태양열시스템의 활용을 위한 기초자료를 문헌조사와 실험 측정을 통하여 수집.분석하고 컴퓨터시뮬레이션을 통해 그 결과를 검증하고 또한 일반화함으로써 자연형 태양열시스템의 이용효율을 극대화하는 것을 연구의 목적으로 한다. 본 연구는 3년간의 연속과제로 자료수집 및 기초이론의 정립, 실험측정 및 컴퓨터시뮬레이션을 통한 자료의 구축, 연구결과의 분석정리 및 최적설계방법의 제시 등으로 단계적으로 구성되어 있으며, 연구결과를 요약하여 정리하면 다음과 같다. 1) 축열벽시스템의 열성능은 연간난방부하를 기준으로 돌벽시스템(흑색도장), 물벽시스템, 콘크리트벽시스템(흑색도장)순으로 우수하게 나타났다. 2) 실내이용 공간의 폭이 증가하는 경우보다 공간의 깊이가 증가하는 경우에 열성능이 저하되는 비율이 크게되므로 공간의 설계시 같은 크기에서는 폭을 증가시키는 것이 열성능상 유리하다. 3) 야간단열구조의 설치는 시스템의 열성능을 크게 향상시키고 특히 물벽시스템에서 유리하며 벽체의 흡수율을 증가시키는 것보다도 더 열성능향상에 기여한다. 4) 야간단열구조는 축열벽상식과 부착온실방식에서는 열성능향상에 크게 도움이 되지만, 직접획득방식에서는 큰 효과를 얻지 못하므로 야간단열구조의 설치보다 축열량의 조절이 더 유리하다. 5) 자연형 태양열 시스템의 열성능은 연간 난방부하를 기준으로 할 때 동일조건하에서 축열벽방식, 직접획득방식, 부착온실방식의 순으로 우수하다. 또 야간단열구조 자체의 열성능향상효과는 축열벽방식, 부착온실방식, 직접획득방식 순으로 우수하게 된다. 6) 냉방기간중 외기온이 낮을 때 외기를 실내에 도입하여 실내 축열체의 온도를 낮추어 두는것이 주간실온을 낮게 유지하는데 도움이 되며 적정 환기량은 환기횟수 20회/시이다. 7) 냉방기간중 실내에 설치되는 축열체의 두께는 0.5 ∼ s1.0 B가 적당하고 축열체의 위치는 냉방효과에 거의 영향을 미치지 않았고 축열체의 표면적이 넓을수록 열성능이 우수하게 된다. 또 일사량의 조절은 다른 어떤 변수보다 실온을 낮추는데 도움이 된다. 8) 냉방기간중 축열체의 두께는 0.5 B ∼ 1.0 B 사이가 적절하며 축열체의 표면적 증가가 축열체의 위치에 따른 효과보다 열성능이 우수하다.
Abstract▼
This project is a basic research to study building energy conservation strategies using passive solar system. The objectives of the study is to maximize the utilization efficiency of passive solar system. The content of the study includes the investigation of fundamental theories of various passiv
This project is a basic research to study building energy conservation strategies using passive solar system. The objectives of the study is to maximize the utilization efficiency of passive solar system. The content of the study includes the investigation of fundamental theories of various passive systems, the analysis of characteristics and thermal performance of heat-storing materials, the performance analysis and the basic design of night insulation devices, the thermal performance simulation of passive systems using physical models and computer programs. The study is a three year project systematically devided into three stages: Basic theory and Existing data collection Stage; Model experiment and Computer simulation stage; and Analysis of thermal performance and Presentation of optimum design Stage. The results of the study can be summarized as follows; 1. Among the various thermal storage wall systems, the performance of blackpainted, stone wall appears to be the best in terms of annual heating load, followed by water wall and black-painted concrete wall, respectively. 2. It is more advantageous to increase the width of space than to increase its depth in designing the same-sized space to ensure passive thermal efficiency. 3. The installation of night insulation devices improves the thermal performance of passive systems, especially of the water wall system, and it is more thermally efficient to install night insulation devices than to increase thermal absorptance of wall surface. 4. The night insulation devices are very helpful to improve the performance of thermal storage wall system and attached sunspace system. However, they are not much effective in direct gain system, where the control of thermal mass is more effective. 5. The performance of passive solar system in terms of annual heating load is found to be the best in thermal storage wall system, followed by direct gain system and attached sunspace system, respectively. The effect of night insulation devices can be achieved the most in thermal storage wall system, attached sunspace system and direct gain system in descending order. 6. During the cooling season, it is much helpful in keeping the daytime indoor temperature comfortable to introduce outside air while outdoor temperature is low, and the optimum ventilation rate is 20.ACH in doing so. 7. During the cooling season, the control of insolation, compared to other variables, is the most effective factor in lowering indoor air temperature. 8. Overall, for both heating and cooling, the most effective thickness of the thermal mass to maintain indoor temperature comfortable is between 0.5B and 1.0B. The location of thermal mass does not affect the control of indoor air temperature. Rather, more surface area using the same quantity of thermal mass in more effective.
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