고층건축물의 높이에 따른 대류열전달률이 실내표면결로에 미치는 영향에 관한 이론적 연구 (Theoretical Study of the Effect on Convection Heat Transfer Coefficient on Indoor Surface Condensation by Height of the High Rise Buildings)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 1호 / 20 ~ 28페이지
· 저자명 : 김태영, 조성우

초록

현재 고층아파트에서 실내 표면 결로의 발생 여부는 실내와 실외 공기 온도 차이와 노점온도를 사용하여 예측하고 있다. 그러나 표면 결로의 경우, 실질적으로 주변 공기가 표면과 접촉하여 냉각에 의하여 발생되는 것에 착안하여 본 논문에서는 일사량 및 야간 복사량과 풍속에 좌우되는 대류열전달률을 이용하여 실내 표면온도와 실외 표면온도를 계산하였으며, 이를 근거로 실내 공기의 노점온도와 비교하여 실내 결로 판단 여부를 결정하였다. 이에 대한 결론은 아래와 같이 정리할 수 있다.
(1) 실내 표면 결로 판단을 위한 기존식은 높이에 관계없이 일률적으로 적용되는 열관류율과 실내외의 공기 온도 차이를 이용함에 따라 건축물의 높이에 관계없이 동일한 값이 적용되었다고 할 수 있다. 그러나 건축물의 높이에 따라 외벽 표면에 작용하는 풍속은 저층부와 비교하여 1.6배 정도 높게 나타나는 것으로 예측되었다. 그러므로 풍속 증가에 비례되는 대류열전달률을 적용하여 높이에 따른 표면온도를 산출하여 표면 결로 여부를 예측하는 것이 타당할 것으로 판단된다.
(2) 실내 표면온도를 기존식으로부터 계산한 결과는 21.33℃～21.52℃의 분포로 실내 온도(기준온도 22℃)와 큰 변화가 없는 반면, 제안식으로부터 계산된 실내 표면온도는 저층부에서 12.95℃～17.78℃, 중층부에서 12.27℃～17.10℃, 고층부에서 11.94℃～16.75℃로 변화폭이 크게 나타나는 것으로 예측된다. 그러므로 결과값 가운데 일부분의 조건에서 실내 공기의 노점온도보다 실내 표면온도가 낮은 경우가 발생함에 따라 기존식에서 발생하지 않는 표면 결로가 제안식에서는 발생할 수 있는 가능성이 있다고 판단된다.
(3) 제안식에서 실내 표면 결로 발생 여부를 저층부과 중층부 및 고층부로 나누어 살펴보면, 일사량이 많은 주간보다는 일사량이 적은 야간에 표면 결로의 발생 확률이 높고, 풍속이 약한 저층부보다는 풍속이 강한 중층부나 고층부에서 표면 결로의 발생 가능성이 높다고 할 수 있다. 이는 일반적으로 저층부보다 고층부에서 실내 표면 결로 발생이 많다(1)고 보도되는 내용과 일치하는 것을 알 수 있다.

영어초록

Although the temperature coefficient between outdoor air temperature and indoor air temperature is used to determine whether condensation occurs, it is reasonable to predict surface condensation using the surface temperature difference between outdoor and indoor. This study is conducted to determine whether condensation occurs by not using the air temperature difference between indoor and outdoor (the existing methods) but by applying the surface temperature difference between indoor and outdoor surfaces. The outdoor surface temperature is affected by air velocity on the building height, thus the convection heat transfer coefficient is different depending on the building height. The indoor surface temperature distribution is 21.4℃～21.5℃ when the existing equation is applied. But by applying the proposed equation, the indoor surface temperature distribution for the lower floor is 13.0～17.8℃, for the middle floor is 12.3℃～17.1℃, and for the top floor is 12.0℃～16.8℃. As the indoor surface temperature can be lower than indoor air dew point temperature, surface condensation is possible.

참고자료

· 없음