실내 환경조건에 대해서

실내 환경조건에 대해서

실내의 온열 환경 조건과 열환경의 인체 영향 등에 대해 이야기하고 싶습니다.

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예로부터 우리나라의 건물들은 기후 풍토에 맞추어 햇빛을 차단하고 통풍이 잘되며 또한 흡습성이 좋은 재료를 사용하여 무더위를 완화하도록 만들어졌습니다.

"겨울에는 건물 전체를 따뜻하게 하지 않고, 색상,온돌, 화로 등으로 몸을 따뜻하게 하는 전통한옥을 생각함니다"

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난방이라고 할 수 있는 기기가 일반 주택에 등장한 것은 1970년 이후 석유의 대량 소비 시대를 맞이하고 나서 등유 곤로와 난로의 보급이 시작되었습니다.

근래에는, 생활수준 향상, 주택구조의 서양화 등에 , 냉난방 기기의 기술개발이 진행되어, 실내 환경 개선에 대한 요구가 높아지고 있습니다.

인간이 건물 안에서 생활, 휴식, 기타 행동을 원활하게 할 때의 필요조건으로 쾌적한 온열 환경을 들 수 있습니다.

너무 춥다, 너무 덥다 등의 건물 내에서는 거주자의 생활이 쾌적하고 건강하다고는 말할 수 없네요.

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종래, 실내 환경의 설계, 평가는 여러가지 환경의 물리적 수치가, 어느 범위가 되도록 행해져 왔지만, 열 부하나 공기 온도(기온)에 주안점을 두어, 인간적 요소가 여기에서는 아직 채택하지 않았습니다.

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인간은 공기만을 느끼는 것이 아니라, 사람의 활동량, 입고 있는 것에 따라서도 달라집니다.

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쾌적한 온열환경을 창조하기 위해서는 실내환경의 물리적 요인과 함께 사람이 가진 특성을 충분히 고려해야 했습니다.

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거기서, 실내 환경을 평가하는데 있어서 등장한 것이, PMV나 SET라고 불리는 지표였습니다.

현재 가장 대중적인 것으로 여겨지고 있습니다.

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PMV란 무엇인가?

PMV란?

Predicted Mean Vote의 머리 글자를 따서 이름 붙여진 것으로, 우리나라에서는 "평균 예상 온,냉감 신고"라고 번역되고 있습니다.

PMV는 온열 환경에 관한 공기온도, 방사온도, 기류, 습도 같은 물리적 요소와 착의량, 활동량(대사량)을 나타내는 인간적 요소의 6가지가 어떠한 복합효과를 가지는지를 평가하는 지표입니다.

1984년에 ISO-7730으로 국제 규격화 되었습니다.

이것은 다음에 나타내는 -3에서 +3의 숫자로 나타낼 수 있습니다.

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또 재실자가 덥고 춥다고 하는 감각을 가질 때, 어느 정도의 사람이 그 환경에 불만인가를 나타내는 PPD(예상 불만족 자율)라고 하는 생각이 있습니다.

PMV에서 모든 열적 쾌적성을 평가할 수 있다고 생각하는 것 같습니다만, PMV에서 나타나는 것은 온,랭감 때문에 더운 추운 날씨 밖에 예측할 수 없습니다

.따라서 PMV는 필요조건이지 충분조건이 아닙니다.

주의! 참조하세요.

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+3 덥다

+2 따뜻하다

+1 뜨뜻미지근하다

0 어느 쪽도 아니다

-1 시원하다

-2 시원하다

-3 춥다

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SET*(Standard New Effective Temperature)

PMV=온,랭감으로 더운 추운 날씨밖에 예측할 수 없다.

습도에 대한 결점을 보충하기 위해, PMV에 새로운 유효온도 ET*라고 불리는 것을 도입하는 것에 의해서 제창된 것이 SET*(Standard New Effective Temperature)입니다.

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ET*(새로운 유효온도.New Effective Temperature)

인체와 환경과의 열,평형식에서 이끌어지고 있다.

기온·풍속·습도·열,방사의 조합을 [기온=주위면]의 온도(평균 방사온도), 정온기류, 습도 50%일 때의 기온으로 표현하는 것으로, 쾌적하다는 점에서 생활실감에 가까운 것으로 되어 있다.

쾌적한 온도범위는 22.2-22.6°CET*(착의량 0.6clo, 의자 안정)이다.

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또 하나의 지표 SET*란?

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SET*는 체온조절 기능을 내장하여 모델화된 인체와 그 주위를 둘러싼 온열환경 사이의 열평형식에 기초하여 정의되는 ET*를 기초로 하여 다른 조건의 온열환경을 비교할 수 있도록 표준화된 온열감각지표입니다.

이 ET* 및 SET*는 환경측의 조건으로서 기온·복사온·습도·기류의 온열 4요소의 모두와 인체측의 조건으로서의 활동량·착의량을 고려하여 요구되는 것으로, 여러가지 조건에서의 실내의 쾌적 범위를 나타내는 지표로서 적합하다고 생각됩니다.

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SET*의 산출

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어떤 온열환경을 평가하는 것을 고려한 경우에는 인체측 및 환경측의 조건이 천차만별로 산출된 ET*의 값은 그 조건에서 이루어지며 ET*의 값만으로 그 환경이 온열적으로 쾌적한지 여부를 판단하는 것은 어렵습니다.

따라서 인간측 조건 중 하나인 활동량만을 부여하고 그 활동량에 맞는 표준적인 착의량 및 기류속도(대류열전달율)를 활동량의 함수로 결정하여 ET*와 마찬가지로 실제 인체조건, 환경조건에서의 젖은 면적율, 피부온, 방열량과 동일한 상황을 주는 상대습도 50%의 등온복사 환경의 공기온으로 나타낸 것이 SET* 되는 것입니다.

이렇게 구한 SET*는 2개의 인체조건과 4가지 환경조건 중 활동량을 부여하고 착의량과 기류가 표준화되며 습도와 복사온도는 고정되므로 SET*의 값에 따른 쾌적범위 설정 및 상호환경 비교가 용이합니다.

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쾌적하게 생활하다

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실내 온열 쾌적 환경의 연구에 빨랐던 미국에서는 미국 공조 학회의 기준이다.

ASHRAE Standard에 쾌적 범위를 다음과 같이 제시하였습니다.

여름철 조건에는 표준 착의량이 0.5clo이고 온도가 22.826.1°C, 절대습도의 상한은 노점온도에서 16.7°C(절대습도로 환산하면 11.8g/kg), 하한은 노점온도 1.3°C(절대습도로 4.2g/kg).또 동기의 조건은 표준 착의량 0.9 clo, 온도가 20.0~23.6°C, 습도에 관해서는 하절기와 동일해, 이것들에 둘러싸이는 범위를 쾌적역으로 하고 있습니다.

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착의량

의복의 단열성은 크로(clo)라는 단위로 나타난다.

겨울 슬리피스 정장이 1clo 정도입니다.

1clo라는 단위는 피부 표면에서 착의 외표면까지 0.155m2°C/W의 열저항값입니다.

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절대 습도

원래의 정의는 공기의 단위부적 중에 있는 수증기의 질량(g/m3)인데, 현재 환경공학 등의 분야에서는 계산을 편리하게 하기 위해 습윤공기 중 수증기의 질량과 건조공기의 질량의 비(혼합비)를 절대습도라고 합니다.

단위, kg/kg 또는 g/kg.

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이슬점 온도

습윤 공기중의 수증기압과 같은 포화 수증기압을 나타내는 온도. 공기를 물, 수증기를 설탕에 비유하면 컵의 물에 설탕을 최대한 녹여서 녹지 않게 될 때 그 상태를 포화상태라고 합니다.

하지만 온도를 올리면 설탕의 녹는 양도 늘어나지만 온도를 낮추면 설탕이 토출합니다.

그 물의 포화 상태시 온도를 설탕의 이슬점 온도라고 말해도 좋겠지요

 

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