| 논문명 |
수치해석을 이용한 자연환기설비의 환기량 해석에 관한 연구 / A Study on Ventilation Rate Analysis of Natural Ventilation System by Numerical Analysis |
| 저자명 |
최태환 (Choi Tae-Hwoan) ; 김태연(Kim Tae-Yeon) ; 이승복(Leigh Seung-Bok) |
| 수록사항 |
대한건축학회논문집 계획계, v.23 n.9 (2007-09) |
| 주제어 |
자연환기설비 ; 공기유동 ; 전산유체역학 ; Natural Ventilation System ; Airflow ; CFD |
| 요약1 |
최근 문제가 되고 있는 실내공기질 문제에 대한 대안으로 상시 적절한 공기를 실내로 도입하여 쾌적한 실내공기환경을 제공할 수 있는 자연환기설비 개발의 필요성이 계속 증대하고 있다.??이와 동시에 다양한 제품 단면에 대한 성능 예측을 통한 테스트 모델 제작비용을 줄일 수 있으며 제품오류 수정을 위한 데이터 수집이 용이한 컴퓨터 시뮬레이션에 대한 수요 또한 함께 증가하고 있는 실정이다. 따라서 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 자연환기설비의 환기량 해석에 대한 연구가 수행될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 자연환기설비의 환기량 실험과 CFD 시뮬레이션의 결과를 비교하여 해석의 정확도를 평가하고 이를 토대로 CFD 시뮬레이션과 네트워크 기류해석 시뮬레이션(Multi-zone nodal airflow simulation)을 이용하여 자연환기설비의 환기량을 해석하였다. CFD 시뮬레이션을 이용한 자연환기설비의 환기량 해석결과의 정확도를 평가하기 위해 블로워 도어 실험(Blower door)를 이용한 테스트 셀(Test cell) 감압실험을 진행하였다. 압력차 변화에 따른 환기량을 측정하고 그 결과를 동일한 조건에서의 CFD 해석결과와 비교?분석하였다. 테스트 셀(Test cell) 감압실험에서의 측정결과와 CFD 해석결과를 비교한 결과 편차가 평균 5.34%으로 나타나 CFD 해석을 이용한 자연환기설비의 환기량 해석의 정확도가 높음을 확인하였다. 자연환기설비 설치할 경우의 환기량을 해석하기 위해 먼저 CFD 시뮬레이션을 이용하여 해석 대상 건물의 풍압계수(Wind pressure coefficient Cp) 및 자연환기 설비의 유량계수(Discharge coefficient, Cd)를 구하였다. 각 실의 환기량을 균등하게 유지함으로써 특정 실의 환기량 부족 및 과다를 방지하기 위한 적정 설치면적 비를TRNFLOW 시뮬레이션을 이용하여 구하였다. 해석결과 자연환기설비의 적정 설치면적비는 각 실의 체적비에 따라 구할 수 있음을 확인하였다. 연간 월별 평균환기량이 0.7회 이상인 경우를 충분한 환기량으로 정의하고 적정 설치면적을 TRNFLOW 시뮬레이션을 이용하여 산정하였다. 자연환기설비는 적정 설치면적 비와 적정 설치면적에 따라 설치할 경우 연간 월별 평균환기량이 0.7회 이상 환기량을 제공하는 것으로 나타났다. 이때의 연평균환기량은 0.92 ACH이며 연중??61.42%가 0.7회 이상의 환기율을, 65.03%가 0.5회 이상의 환기율을 보였다. |
| 요약2 |
The importance of well insulated and air tight building is increasing by the recent issue of energy conserving for buildings. However, air tightness of residential buildings causes the problem of decreasing ventilation rates and it is threatening occupants’ health with low indoor air quality. Not only that but also, many problems of mechanical ventilation system, as the alternative for the problem, are reported from recent studies. Thus, natural ventilation system is considered as one of the most efficient approach for the IAQ problem. Within this context, the necessity of verifying the ventilation performance of natural ventilation system is increasing. To confirm, first of all, the reliability of airflow quantity analysis of natural ventilation system by CFD simulation, depressurization test was carried out in a test cell for a natural ventilation system using a blower door and CFD simulation was also carried out under the same condition. The wind pressure coefficients of the analytical building and the discharge coefficient of the natural ventilation system were found by CFD simulation for network airflow analysis. For the analysis of the annual ventilation performance of the natural ventilation system, a network airflow simulation (TRNFLOW) was used. As the results, the natural ventilation system can provide more than 0.7ACH of annual average ventilation rate with appropriate installation area ratio and of appropriate installation area the system. |
