개념 한 쪽
공조냉동기계기사 환경 및 설계조건 — TAC·불쾌지수·PPD·유효온도
이 세트는 설계용 외기조건과 쾌적 지표를 다룬다. TAC 비율 계산, 불쾌지수 공식, PPD 등급 구분, 유효온도의 정의와 세 요소, 저습 환경의 영향, 이산화탄소 농도차로 구하는 환기량이 중심이다.
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뜻
TAC는 난방 설계용 외기온도를 정할 때 쓰는 기준이다. 난방기간 2904시간 가운데 2831시간은 외기온도가 설정값보다 높아 정해진 난방장치로 충분하고, 나머지 73시간은 설정값보다 낮아질 가능성이 있다는 뜻이다. 73을 2904로 나누면 약 0.025이므로 TAC는 2.5%가 된다.
불쾌지수는 기후에 따른 불쾌감을 수치로 나타낸 지수로, 기온과 습도(상대습도 또는 노점온도)를 조합한다. 기류나 복사열은 체감온도 산정에 고려될 수 있지만 불쾌지수의 정의 요소는 아니다. 계산식은 0.72×(건구온도+습구온도)+40.6이며, 건구 30℃·습구 27℃이면 0.72×57+40.6=81.64로 약 82가 된다.
예상불만족감은 특정 환경에서 불쾌감을 느끼는 사람의 비율이다. 쾌적성 1등급의 권장값은 10% 미만이고, 20% 미만은 2등급, 25% 미만은 3등급의 기준에 해당한다.
유효온도는 온도·습도·기류의 세 요소를 종합한 체감 온도 지표다. 정의는 풍속이 0이고 상대습도가 100%인 기준 상태에서 인체가 느끼는 쾌적온도와 같은 건구온도이며, 공기의 밀도나 비열은 체감온도를 결정하는 직접 요소가 아니어서 세 요소에 들지 않는다.
상대습도가 낮으면 공기가 건조해져 정전기가 발생하고, 인플루엔자 바이러스가 공기 중에서 더 오래 생존하며, 피부가 거칠어지고 가려워진다. 곰팡이는 습도가 60~70% 이상으로 높을 때 번식하므로 저습의 결과가 아니다.
인체는 대류·복사·전도·증발의 네 방식으로 열을 잃는다. 겨울철 유리창 근처에서 추위를 느끼는 것은 차가운 표면과 인체 사이의 복사 열교환 때문이며, 유리에 직접 닿아 열을 잃는 전도와는 다르다. 저습 환경에서는 땀의 증발이 쉬워져 체감이 달라진다.
환기량은 발생량을 실내외 농도차로 나누어 구한다. 10명이 1인당 15L/h를 내보내면 150L/h, 곧 0.15m³/h이고, 0.1%와 0.04%의 차 0.0006으로 나누면 250m³/h다. 1인당 18L/h에 실내 1000ppm·외기 300ppm이면 농도차는 700ppm(0.0007)이고, 0.018÷0.0007은 약 25.7m³/h다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① TAC — 전체 난방기간 중 설계온도보다 낮을 수 있는 시간의 비율로, 73/2904이면 2.5%다. ② 불쾌지수 — 기온과 습도의 조합이며, 0.72×(건구+습구)+40.6에 30과 27을 넣어 81.64, 약 82를 얻는다. ③ 쾌적 지표 — PPD 10% 미만이 1등급 권장값이고, 유효온도의 세 요소는 온도·습도·기류이며 정의는 풍속 0·상대습도 100% 기준의 건구온도다. ④ 저습과 인체 — 정전기·바이러스 생존·피부 건조는 저습, 곰팡이는 고습이며, 유리창 근처의 추위는 전도가 아니라 복사다.
자주 묻는 물음
- TAC 2.5%는 어떻게 계산하나요?
- 전체 난방기간 가운데 설계 외기온도보다 낮아질 가능성이 있는 시간의 비율로 계산한다. 2904시간 중 73시간이면 73÷2904가 약 0.025이므로 2.5%다.
- 불쾌지수는 무엇을 조합하며, 30℃와 27℃이면 얼마인가요?
- 기온과 습도를 조합한다. 계산식은 0.72×(건구온도+습구온도)+40.6이고, 30과 27을 넣으면 0.72×57+40.6=81.64로 약 82가 된다. 기류와 복사열은 불쾌지수의 정의 요소가 아니다.
- 유효온도를 이루는 세 요소와 정의는 무엇인가요?
- 세 요소는 온도·습도·기류다. 정의는 풍속 0, 상대습도 100%의 기준 상태에서 인체가 느끼는 쾌적온도와 같은 건구온도다. 밀도와 비열은 공기의 물성치일 뿐 체감온도를 결정하는 직접 요소가 아니다.
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