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대한설비공학회|설비공학논문집 2021년 1월

논문명 온수배관의 설치 위치에 따른 단열재 표면온도 및 에너지 손실량 비교 / Comparison of Insulation Surface Temperature and Energy Loss Based on the Location of a Hot-Water Pipe
저자명 김성은식별저자 ; 송용우 ; 박진철
발행사 대한설비공학회
수록사항 설비공학논문집, Vol.33 No.1 (2021-01)
페이지 시작페이지(25) 총페이지(6)
ISSN 1229-6422
주제분류 환경및설비
주제어 온수배관 설치 위치; 에너지 손실; 단열재 표면온도; 시뮬레이션 ; Hot water pipe location; Energy loss; Insulation surface temperature; Simulation
요약1 본 연구는 건축물의 에너지 효율 측면에서 배관의 단열 성능 향상을 위한 기준 마련을 목적으로 배관의 설치 공간별 온도 측정 및 국내외 단열 두께 기준 적용을 통한 시뮬레이션 비교 분석을 수행하였다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
(1) 배관의 주변온도는 열손실량 및 단열 두께에 영향을 미치므로 실제 다중이용시설을 대상으로 배관의 설치공간별 겨울철 온도 변화를 측정하였다. 실내에 위치한 파이프 샤프트는 거의 일정한 온도를 유지하고 있었으나 지하주차장의 경우 실외 외기온의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 측정 기간인 2020년 2월 파이프 샤프트 및 지하 1층 주차장의 평균온도는 각각 25.5℃, 3.3℃로 나타났으며, 지하주차장은 국내 배관의 단열두께 기준에 제시된 주변온도 20℃보다 낮았다.
(2) 국내(건축기계설비공사 표준시방서) 및 해외(ASHRAE) 단열두께 기준별 시뮬레이션 분석 결과, 국내 기준에 비해 해외 기준을 적용했을 경우 단열재 표면온도가 더 낮아 열손실이 작고 온수온도가 더 높게 나타났다. 열손실량은 파이프 샤프트에 설치되는 경우 해외 기준이 1.7%, 지하주차장에 설치하는 경우 2.2% 감소하는 것으로 나타났다.
(3) 배관의 각 설치 위치별 시뮬레이션 분석결과, 동일 단열 두께 기준을 적용했을 때 지하주차장에 설치된 배관의 열손실량이 실내 파이프 샤프트에 설치된 배관의 열손실량보다 국내 기준의 경우 37.1%, 해외 기준의 경우 36.3% 에너지 손실량이 증가하고 있었다. 즉, 에너지 손실이 외부에 설치되는 경우 평균 36.7% 증가하는 것으로 나타났다.


본 연구에서 배관 설치 위치별 주변 온도 조건 변화에 따른 배관 에너지손실량을 비교한 결과, 열손실량의 차이가 매우 큰 것으로 나타났다. 따라서 건축물의 에너지 제로화를 위해서는 배관의 설치 위치별로 배관의 두께 기준을 다르게 적용할 필요가 있다고 판단된다. 또한 본 연구에서는 단일 건물을 대상으로 측정한 결과를 활용하여 배관의 열손실량을 추정하였는데, 외부에 노출된 면적 및 배관의 설치 위치 등에 따라 온도조건이 달라질 수 있기 때문에 표준화된 기준 제시를 위해서는 추후 더 많은 건물 사례에 대한 장기적인 모니터링이 필요할 것으로 보인다.
요약2 In this study, we compared standards for improving the performance of pipes based on their location to better the energy efficiency of buildings. We performed a simulated comparative analysis by measuring the temperature of each installed pipe and applying the insulation-thickness standard used at home and abroad. The pipe shaft located indoors maintained an almost constant temperature, but the pipe installed in an underground parking space was greatly affected by the outside temperature. In winter, the average temperatures of the inside pipe shaft and the one on the first-basement floor were 25.5℃ and 3.3℃, respectively. The simulation analysis for each insulation-thickness criterion showed that the heat loss decreased by 1.7~2.2% when the overseas standard was applied. The analysis of the two installation locations showed that the average heat loss of the pipe installed in the underground parking space was 36.7% greater than that of the pipe that was installed indoors.
소장처 대한설비공학회
언어 한국어
DOI https://doi.org/10.6110/KJACR.2021.33.1.025
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