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건축환경공학 기말 프로젝트 과제

1) 대상지 선정 후 기후 및 미기후 분석대상지: 서울시 동작구 솔밭로 51 (동작고등학교 부지 사용)평균기온(℃)최고평균기온(℃)최저 평균기온(℃)평균습도(%)평균풍속(m/s)연 강수량(mm)동작구12.517.08.664.42.31450.5- 30년간 동작구의 기후 분석1월2월3월4월5월6월7월8월9월10월11월12월서울-2.5-0.35.212.117.421.924.925.420.814.46.90.2- 30년간 서울특별시의 월별 평균기온(℃)- 서울 평균기온: 12.2 ℃- 분석: 큰 차이가 나타나지 않지만, 서울의 평균기온 12.2℃이고, 동작구의 평균기온은 12.5℃로 서울시 전체의 평균기온보다 0.3℃가량 높은 것으로 확인됐다. 월마다 최고기온을 평균값을 내어 총 12달의 평균값을 다시 평균을 낸 최고기온은 17℃로 측정이 되었고, 같은 방식으로 최저기온은 8.6℃로 측정되었다. 동작구의 평균습도는 64.4%로 측정되었는데, 동작구의 연평균 상대습도는 64%이며, 월별 상대습도를 보면 4월에 56%로 가장 습도가 낮고 7월에 78%로 가장 높게 분포한다. 따라서 여름철에 매우 습하고 온도가 높은 고온다습과 같은 성격의 온도 및 습도를 갖는다. 봄과 겨울철의 상대습도는 약 60%로 상대적으로 건조한 성격의 온도 및 습도를 갖는다. 동작구의 평균풍속은 2.3m/s로 비교적으로 높은 풍속을 보였다. 또한, 월별 평균풍속은 9월에 1.9m/s로 가장 낮고 3월과 4월에 2.8m/s로 가장 높다.: 전체적으로 건물의 방향이 북동쪽으로 향하고 있고, 학교와 본관이 ‘ㄷ’ 모양의 형태로 구성되어 있다.: 주변의 4면 중, 3면을 산이 둘러 쌓고 있는 위치에 자리하고 있다.: 산의 경계면을 깎아 만든 부지로, 산까지 포함하여 보았을 때, 경사가 올라가다 학교부터 평평한 부지가 만들어지고 학교의 끝부분부터는 다시 경사면이 이루어져 있다.: 약 2.7km 정도 떨어진 곳에 한강이 위치 하고 있다.: 약 100m 떨어진 부근에 아파트 단지가 위치 하고 있다.: 식생은 학교교를 이용하고 그 외 시간엔 학교가 대체적으로 비어있음.-----------------------------------------------------------------------------3) 건축물의 에너지 절약 설계기준에 의한 단열성능 확보를 위한 외피 및 창호의 계획방안학교시설의 설계기준 점검표1. 벽체 및 창호의 단열성능① 해당 지역의 열관류율 기준중부 2 지역부위법적 기준(W/m2·K)외벽외기에 직접: 0.240 이하외기에 간접: 0.340 이하바닥외기에 직접: 0.200 이하외기에 간접: 0.290 이하지붕외기에 직접: 0.150 이하외기에 간접: 0.210 이하창호외기에 직접: 1.500 이하외기에 간접: 1.900 이하 부위재료명두께(m)열전도율(W/m·K)열저항(m2·K/W)외벽1) 실외 표면열 전달 저항--0.04302) 기포콘크리트 (ALC)0.150.170.88233) 보통콘크리트0.151.50.10004) 경질 우레탄폼 보온재 2종 1호0.070.0233.04345) 석고보드0.050.180.27776) 실내 표면열 전달 저항0.1100총 열저항 (m2·K/W)4.4564열관류율 (W/m2·K)0.2243바닥1) 실외 표면열 전달 저항0.04302) 보통콘크리트0.31.50.20003) 경질 우레탄폼 보온재 2종 1호0.0750.0233.26084) 암면 흡음판0.050.0640.93755) PE 필름0.10.210.47616) 실내 표면열 전달 저항0.0860총 열저항 (m2·K/W)5.0034열관류율 (W/m2·K)0.1998지붕1) 실외 표면열 전달 저항0.04302) 보통콘크리트0.21.50.13333) 경질 우레탄폼 보온재 2종 1호0.050.0232.17394) 유리솜 (32K)0.150.043.755) 석고보드0.050.180.26886) 합판0.070.1860.37637) 실내 표면열 전달 저항0.0860총 열저항 (m2·K/W)6.8313열관류율 (W/m2·K)0.1463② 계획된 건물의 열관류율 계산부위면적(m2)} over {310m ^{2} +1340m ^{2}} *100=18.78%~15*10+15*100=1650m ^{2}1.5*4=6m ^{2} *50개=300m ^{2}1650m ^{2} -300m ^{2} =1350m ^{2}벽 면적:1350m ^{2}창호 면적:300m ^{2}창면적비:{300m ^{2}} over {300m ^{2} +1350m ^{2}} *100=18.18%{1890*0.2243+360*1.216+1800*0.2243+450*1.216+1340*0.2243+2*(300*1.216)+10*1.33+1350*0.2243} over {1890+360+1800+450+1340+310+1350+300}K=0.40492. 계획한 건물의 열획득 및 열손실량을 계산하여라.1)열손실①벽체의 관류에 의한 열손실부위면적(m2)열관류율(W/m2·K)온도차(℃)관류열손실(000W)외벽6380m^20.2243|-11.3-21.7|=3347,224.122창호1410m ^{2}1.2163356,580.48바닥2400m^20.19983315,824.16지붕2400m^20.14633311,586.96문10m ^{2}1.3333438.9합 계131654.622②환기에 의한 열손실부위부피(m3)환기횟수(ACH)온도차(℃)환기열손실(W)학교 내부 부피27272.4m ^{3}0.733207,897.5025합 계207,897.5025학교 전체 부피:36000m ^{2}바닥 및 층간 부피:4800m ^{3}외벽 부피:2679.6m ^{3}지붕 부피:1248m ^{3}학교 내부 부피:36000-4800-2679.6-1248=27272.4m ^{3}③총 열손실.W=131,654.622+207,897.5025=339,552.12452)열획득①관류에 의한 열획득냉방 설정 온도: 27.2부위일사량면적(m2)열관류율(W/m2·K)상당외기온도 혹은 실외온도 (℃)온도차 (℃)관류열획득(W)외벽 (E)661890m ^{2}0.224332.194.992115.3957외벽 (W)1911800m ^45합 계153,855○ 조명 및 기기에 의한 내부 발열부하밀도(W/m2)면적(m2)내부발열(W)조명6404.6m ^{2}2,427.6기기6.4866.8779m ^{2}5,548.0185합 계7,975.6185조명 면적:0.4046m ^{2}교실 조명 면적:323.68m ^{2}복도 조명 면적:80.92m ^{2}조명 총면적:404.6m ^{2}데스크탑 본체 면적:0.6249m ^{2}컴퓨터 모니터 면적:0.2282m ^{2}컴퓨터, 모니터 총면적:853.1m ^{2}TV 모니터 면적:0.7444m ^{2}TV 모니터 총면적:2.9779m ^{2}천장형 에어컨 면적:0.27m ^{2}천장형 에어컨 총면적:10.8m ^{2}기기 총면적:866.8779m ^{2}⑤총 열획득량관류에 의한 열 획득 + 창호를 통한 일사 열획득 + 환기를 통한 일사 열획득 + 재실자에 의한 내부발열 + 조명 및 기기에 의한 내부 발열=24,680.424 + 111,826.08 + 22145.1888 + 153,855 + 7,975.6185W = 320,482.3114) 기존 학교시설의 열 환경 및 공기 환경 문제점 및 보안 사항- 학교 벽면의 색채: 해당 학교는 기존에 조적을 통하여 만들어진 벽체를 갖고 있어 상대적으로 어두운 계열의 색채를 갖고 있다.: 전체적으로 진한 갈색을 이루고 있고 따라서 흡수율이 0.7~0.8 방사율이 0.9 정도를 이루고 있다.: 따라서 흡수율과 방사율이 적당한 색으로 도색을 통하여 벽체에 대한 좋은 상당외기온도를 얻을 수 있고, 결과적으로 관류율의 긍정적인 효과를 가져올 수 있을 것이다.- 조명 및 기기에 의한 내부 발열1) 에어컨: 조사를 통한 결과, 현재 동작고등학교의 조명 및 기기 관리는 제대로 이루어지고 있지 않았다. 먼저, 교실과 교무실, 급식실 모두 오래된 구식형태의 에어컨을 배치해두고 있었다. 에어컨이 부피가 크고 학생들의 책상 옆에 바로 세워져 있는 형태로 배치가 되어있었다.: 에어컨의 부피가 크면 그 면적이 비례하여 커지기 때문에 그로부터 북쪽에 산이 위치했고, 남쪽에 운동장이 있다. 따라서 서쪽과 남쪽 그리고 북쪽에 있는 학급에 있는 환풍기를 우선으로 보강할 필요성이 있다고 생각한다.: 또한, 여름에는 대부분 남쪽에서 바람이 불어오는데, 이 때문에 학급 안쪽으로 흙먼지가 많이 들어올 것이다. 따라서 여름철에 남쪽에 있는 학급은 되도록 창문을 열지 않고 복도쪽의 창을 이용하는 것을 권장한다.2) 과학실 및 미술실: 과학실과 미술실은 단시간 동안만 이용하는 곳이지만 재실자가 많은 장소 중 하나이다. 밀도가 높으므로 현열량과 잠열량이 상당하게 모이는 곳이라 생각한다.: 먼저 과학실에서는 다양한 실험, 다량의 약품 보관 등으로 인하여 심한 악취와 유해 공기가 존재한다.: 미술실에서는 대부분 분진 가루, 석고사용으로 인하여 대기 중에 미세한 입자의 먼지가 많이 분포한다.: 이 대안으로 과학실과 미술실에 과학실용 (전문용) 환풍기 설치를 해야 한다 생각한다. 일반적인 환풍기를 사용하면 특히 과학실에 있는 유해 공기는 일반 학교 밖의 대기 중으로 배출되게 되는데, 이는 학교 내부의 공기 환경을 개선 시키지만, 외부의 공기를 오염시키는 요인으로 변질된다. 따라서 과학실용 환풍 시스템을 통하여 많은 필터링 과정을 시켜 내부 공기를 환기해주는 것이 바람직한 환기 방법이라고 생각한다.-----------------------------------------------------------------------------5) 제로 에너지 건축을 위한 계획방법1. 학교 시스템:제로 에너지 건축을 위해선 기술적인 측면도 필요하지만, 제도적인 측면도 필요하다 생각합니다. 따라서 학교생활 일정 조정을 통해 에너지 절약을 할 수 있는 방법을 모색해 보았습니다.1) 선택적 방과 후 교실을 실시하고 방과 후 교실은 전체 교실 수의 30%만 사용한다. 이때, 학교 전기 시스템에 시간을 조정해놓고 학생들의 하교 시간인 16:30분 이후부터는 방과 후 교실이 이루어지지 않는 교실에는 전체 소등이 자동으로 이루어지게 한다.2) 초등.

공학/기술| 2020.11.18| 15페이지| 2,500원| 조회(316)

기말고사, 건축환경공학, 빛환경

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