개념 한 쪽
설비시스템의 공간계획은 먼저 필요한 열량을 산정하는 난방부하 계산을 출발점으로 삼아야 한다. 공간 특성에 따라 난방방식과 실내 설계온도, 외기부하 및 TAC 온도 적용 여부를 결정한다.
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출제기준 단원 「설비시스템 공간계획」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 과대 계산 결과 판별 | 1 | 난방부하 과대 계산이 초래하는 영향 구분 |
| 환기·외기부하 관련 판단 | 1 | 냉·난방 부하에 영향을 주는 외기 및 환기 판단 |
| 공간별 난방온도 선택 | 1 | 용도에 따른 난방설계용 실내온도 최고 공간 식별 |
설비 설계는 수요를 정확히 파악하는 것에서 시작한다. 난방부하 계산은 건물의 단열 특성, 창호, 외기조건 등을 고려하여 실내를 유지하는 데 필요한 열량을 산정하는 작업으로, 배관경과 펌프 선정, 순환유량 등 후속 설계가 이 계산 결과를 바탕으로 결정한다.
공간의 용도와 물리적 특성은 난방방식 선택에 직접적인 영향을 준다. 천장이 높고 내부 공간이 큰 공장·체육관 등의 고소·대형 공간에서는 공기를 데워 열을 전달하는 대류형 난방보다 바닥이나 패널에서 복사열을 직접 전달하는 복사난방이 쾌적도와 에너지 효율 측면에서 유리하다고 판단한다. 출입이 잦아 틈새바람에 의한 열손실이 큰 공간에서도 복사난방은 공기 온도의 급격한 변동에 덜 민감하여 적합하다고 판단한다.
공간별 설계온도는 용도에 따라 다르게 설정한다. 수영장은 수면의 증발로 인한 열손실과 결빙 방지를 고려해 일반 실내공간보다 높은 난방설계온도를 적용해야 한다. 학교강당, 공장, 체육관 등은 통상적인 쾌적기준을 적용하므로 수영장보다 낮은 설계온도를 설정한다.
외기부하는 환기 목적으로 도입되는 외기가 실내온도 조절에 추가적인 냉난방 부하를 발생시키는 현상으로 정의한다. 외기량은 실내 공기질 유지에 필요하므로 무조건 줄이는 것이 아니라 오염원 유무와 목적에 따라 판단해야 한다. TAC 온도는 극한 기상값을 배제하고 통계적으로 합리적인 외기조건을 사용하여 과대 장치용량을 지양하고 경제성과 에너지 절약을 도모하기 위해 적용하는 개념이라고 정의한다.
1) 고소의 대형 실내체육관 설계 상황에서는 난방방식 선택 문제로 복사난방을 우선 고려한다. 천정고가 높아 공기난방은 열성층화로 바닥 쾌적성이 떨어지므로 복사패널을 통한 직접 열전달이 바람직하다고 판단하면 정답을 고른다.
2) 난방설계 프로세스 문제에서는 부하 계산을 설계의 첫 단계로 인식한다. 배관경, 펌프 용량, 순환유량은 난방부하 산정 이후에 역산해 결정해야 한다는 점을 근거로 정답을 찾는다.
3) 여러 공간의 난방설계온도 비교 문제에서는 수영장이 가장 높은 설계온도를 요구한다는 점을 기준으로 수영장을 선택하면 해답에 도달한다.
난방부하를 과도하게 계산하였을 경우 나타날 수 있는 현상이 아닌 것은?
정답 ① · 난방부하를 과도하게 계산했을 때 나타나는 현상이 아닌 것을 고르는 문제이다. 난방부하를 과대 계산하면 공조장치와 송풍기, 펌프 등이 필요 이상으로 크게 선정되어 설비비가 증가하고, 부분부하 상태에서의 운전이 잦아져 운전효율이 저하되며 운반 동력 낭비로 사용에너지가 커진다.
난방부하를 과도하게 계산하면 설비 과대 선정으로 효율 저하와 에너지 낭비가 발생하지만, 추위 느낌과는 직접적인 인과관계가 성립하지 않는다.
다음 중 냉방부하계산과 난방부하계산에서 동시에 고려해야할 것은?
정답 ② · 냉방부하와 난방부하 계산에서 동시에 고려해야 할 열 요소를 묻는 문제이다. 실내외 온도차에 의해 외벽, 지붕, 창호 등 구조체를 통해 전달되는 전도열은 여름에는 유입열로, 겨울에는 손실열로 작용하므로 냉방과 난방 부하 계산 모두에서 기본적으로 고려된다.
난방설계용 실내온도를 가장 높게 설정해야 할 건물 공간은?
정답 ④ · 공간 용도별 난방 설계용 실내온도 기준을 묻는 문제이다. 수영장은 수면에서의 증발로 인한 열손실이 크고 체감 쾌적성과 결로 방지를 위해 상대적으로 높은 실내온도로 설계해야 한다.
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