외부차양 장치 설치에 따른 창호 부위 열전달 평가 (Analysis of the Window Glazing Heat Transfer of Installation of an External Shading Device)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 32권 / 6호 / 278 ~ 287페이지
· 저자명 : 정동은, 이찬욱, 도성록

초록

본 연구는 외부차양 장치의 타입별 운용에 따라 창에서 발생하는 열전달 성분별 영향 분석을 통해 차양 장치의 열적 거동 특성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 오피스 시뮬레이션 모델을 구축하고 에너지 해석과 열전달 특성 분석을 실시하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.
(1) 일간 복사 열전달 분석 결과, Basecase대비 Roller Type와 Venetian Type(0°)가 약 67%, Venetian Type(45°)가 약 48% 감소한 결과를 보였다. 이는, 차양 장치의 작동으로 인해 투과 일사가 차단되어 나타는 결과로 판단된다. 또한 Roller Type과 Venetian Type(0°)의 형상은 동일하지만 Roller Type의 경우 일사를 완벽하게 차단한 반면, Venetian Type(0°)의 경우 미세하게 복사에 의한 영향(약 5×10-17 W/m2~4×10-15 W/m2)이 존재하였다. 이는, Venetian Type의 슬랫 각도를 0°로 설정하여도 미세한 복사 열전달이 존재할 것으로 판단된다.
(2) 일간 전도 열전달 분석 결과, Basecase대비 Roller Type이 약 24%, Venetian Type(0°)가 약 30%, Venetian Type(45°)가 약 26% 감소한 결과를 보였다. 일사의 영향이 없거나 작은 시간대에 열 손실이 발생하였으며 차양 장치가 작동하는 시간대에 열 획득이 나타났다. 이는, 창의 내·외부 표면온도 차이에 의한 결과로 확인된다.
(3) 일간 대류 열전달 분석 결과, 실내 측 대류 열전달의 차이는 미미하였으나 실외 측 대류 열전달 차이는 변화하였다. 차양 장치가 작동하는 시간에 실외 측 대류 열전달은 Basecase대비 Roller Type이 약 54%, Venetian Type(0°)가 약 69%, Venetian Type(45°)가 약 71% 감소한 결과를 보였으며 이는, 대류 열전달 계수 변화와 외기온도․외부 표면온도 변화에 의한 결과로 확인되었다. 실외 측 대류 열전달 계수의 경우 Basecase 대비 Roller Type은 낮아진 값을 보인 반면, Venetian Type은 높아진 값을 나타내었다.
본 연구 결과를 통해 추후 창호 부위 열 성능 평가 및 성분별 영향도 분석에 도움을 줄 것으로 판단되며 나아가, 건물 부하 변동 및 건물에너지 절감 등을 위한 차양 장치의 정밀 제어에 관한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

영어초록

In South Korea, more than 24% of the total national energy consumption is from the building sector, wherein building energy consumption has rapidly increased. As a result, it is critically important to reduce building energy consumption. In particular, windows of building envelopes are generally vulnerable on heat loss and gain from the solar radiation and insulation level of the glazing material. Various types of external shading devices are widely used to efficiently control the intake of solar illuminance and insolation. Additionally, shading affects heat transfer through the window glazing. That is, the heat transfer performance of window glazing varies by the type of shading devices and operation. Eventually, building energy loads decrease or increase from the heat transfer performance changed by the shading. Thus, the heat transfer analysis of the window glazing with shading devices must better evaluate building energy loads. To achieve this, this study conducted a computer-aided simulation and analysis to evaluate the amounts of conduction, convection, and radiation heat rates through a window with different shading devices.

참고자료

· 없음