개념 한 쪽
건축설비에서 실내로 유입되는 열과 공기 상태를 판단하는 기본 개념을 다룬다. 유리창을 통과하는 일사열량은 반사·흡수·투과의 분배로 결정되며, 공기조화는 온도, 습도, 기류, 청정도를 조절 대상으로 삼는다. 습공기의 열적 상태는 엔탈피와 절대습도 등으로 수치화할 수 있다.
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출제기준 단원 「음 환경」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유리창 조건 판단 | 1 | 유리창 관련 지표(차폐계수·투과율·열관류율)의 방향성을 가리기 |
| 투과열량 계산 | 1 | 반사율·흡수율로부터 투과율을 구해 면적당·총 열량을 계산하기 |
| 공기조화 요소 구분 | 1 | 공기조화의 4요소에 속하는 항목을 판별하기 |
유리면에 닿는 일사에너지는 반사율, 흡수율, 투과율로 나뉘며 이들의 합은 1이 된다. 투과율은 1에서 반사율과 흡수율을 뺀 값으로 계산하며, 투과율이 작을수록 실내로 들어오는 일사열량이 적어진다.
차폐계수는 외부 열을 차단하는 성능을 나타내는 지표이며, 값이 작을수록 차단 효과가 크다. 열관류율(U값)은 열이 구조체를 통해 전달되는 정도를 나타내며 값이 작을수록 단열 성능이 우수하다.
공기조화의 4요소는 온도, 습도, 기류, 청정도이며 복사열은 열전달 방식의 하나로서 공기조화의 직접 조절 대상에 포함되지 않는다. 이 네 요소를 적절히 맞추어 쾌적한 실내 환경을 형성한다.
습공기의 엔탈피는 건조공기의 현열과 수증기의 잠열과 현열을 합한 값으로 표현한다. 일반식은 h = 1.01 t + d(2501 + 1.85 t) 이며, 여기서 t는 건구온도, d는 절대습도이다.
절대습도는 습공기 1kg당 포함된 수증기 질량(kg/kg)으로 정의하며, 습공기 1kg에 수증기 0.014kg이 포함되어 있으면 절대습도는 0.014kg/kg이 된다.
투과율과 투과 열량 계산 예시를 보인다. 반사율 0.41, 흡수율 0.29인 유리면에 입사되는 일사 에너지가 시간당 면적당 300 kcal일 경우에는 투과율 τ = 1 - (0.41 + 0.29) = 0.30이다. 단위 면적당 투과 열량은 300 × 0.30 = 90 kcal/m²·h이며, 면적 10 m²를 통해 투과되는 전체 열량은 90 × 10 = 900 kcal/h가 된다.
습공기 엔탈피 계산 예시를 보인다. 건구온도 t = 20℃, 절대습도 d = 0.0072인 경우 식 h = 1.01 t + d(2501 + 1.85 t)을 적용하면 h = 1.01×20 + 0.0072×(2501 + 1.85×20) ≈ 20.2 + 18.27 = 38.47 kJ/kg가 된다.
관류 열량 계산 예시를 덧붙인다. 벽체 면적 30 m², 열관류율 U = 0.58 W/m²·K, 온도차 ΔT = 10℃이면 Q = U·A·ΔT = 0.58 × 30 × 10 = 174 W가 된다.
유리창을 통한 취득열량을 줄이기 위한 방법으로 부적당한 것은?
정답 ④ · 유리창을 통한 취득열량을 줄이는 방법 중 부적당한 것을 고르는 문제이다. 차폐계수는 유리창의 일사 취득열량을 기준 유리와 비교한 비율로, 값이 작을수록 태양열 유입이 적어져 냉방부하가 감소한다.
취득열량 감소를 위해서는 차폐계수가 커야 한다는 것은 부적절한 설명이다.
어떤 유리창의 일사에 대한 반사율이 0.41, 흡수율이 0.29이다. 유리면에 닿는 일사량이 300kcal/m²h일 때 유리면적10m² 통해 투과되는 일사열량은?
정답 ③ · 유리창을 통과하는 투과 일사열량을 계산하는 문제이다. 입사 일사량은 반사, 흡수, 투과로 나뉘므로 투과율은 1-(0.41+0.29)=0.30이다.
투과율=1-(반사율+흡수율)로 구한 후, 입사 일사량에 면적을 곱해 투과 열량을 계산한다.
공기조화의 4요소에 속하지 않는 것은?
정답 ③ · 공기조화의 4요소에 해당하지 않는 것을 고르는 문제이다. 공기조화의 4요소는 온도, 습도, 기류, 청정도이다.
공기조화 4요소는 기류, 습도, 온도, 청정도로 복사열은 포함되지 않는다.
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