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전면 창유리 건축물의 열 부하 및 열 환경 현황(The Present Condition of Thermal Load and Thermal Environment)

전문가 제언: □ 일본 Tokyo(東京)에 건설된 전면 창유리 건축의 창 시스템 계획과 설계에서 행한 열 환경과 창의 열 성능치 시뮬레이션을 소개하였다. 높이가 2.7m인 창에 대해 Low-E (low-emissivity, 저-방사율) 복층 유리로 된 푸시풀 창(Push Pull Window)을 채용하여 시뮬레이션을 하였다. Low-E 복층유리로 된 고성능 일반창, Low-E 복층유리로 된 푸시풀 창(PPW), 투명유리로 된 공기흐름 창(AFD, Air Flow Door)의 3종류의 창의 형태에 대해 비교하였다.

□ 복사 환경 평가 기준은, 창에서 1.5m 떨어진 곳을 창측 대표점으로 하고, 10m 떨어진 점을 내부 영역 대표점으로 하였다. 두 대표점에서의 PMV차(Predicted Mean Vote, 예상 평균(온냉방) 신고치)가 0.5이내이면 쾌적한 것으로 한다. 냉방 설계 시는 창측 작용 온도 상승이 1.5K 이내로 억제될 때 쾌적한 것으로 한다. 또한 난방설계 시는 창측 작용 온도 저하가 1.8K 이내로 억제될 때 쾌적한 것으로 한다.

□ 이 시뮬레이션의 결과, 일반창의 차폐 계수, 창의 열 관류율, 복층 유리중의 중공층 열 저항, 일반창에 대한 AFD와 PPW의 차폐 계수의 차, 일반창에 대한 열 관류율의 보정치를 제시하여 창 설계에 참고가 되도록 하였다.

□ 우리나라도 “건축물 에너지 절약 설계기준 개선연구”(한국건설연구원, 1993.6)에서 단층 유리, 복층 유리, 삼층 유리, 이중창을 포함하는 유리창에 대해, 일반 건물 및 자동 조명 제어 건물의 두 종류 별로 유리의 열 관류율(kcal/m2 h ℃) 및 벽체의 열 관류율 관련 건물 외피 성능 평가 기준을 설정한 바 있다.

□ 원문에서 시뮬레이션을 행한 PPW는 창 하부의 push-jet에서 취출(bleed)되는 공기가 창의 상부로 이동하여 창 밖의 일사열의 실내 침입을 차단하여 실내 열환경을 향상시키도록 한 것이다. 일반창에 비하여 열 관류율과 차폐율에서 근소한 향상은 있어서 학문적 참고는 되겠으나, 설치 및 운전상 이외의 애로 사항이 발생하여 건물 관리가 복잡하게 될 염려가 있으므로 실용화를 서두를 필요가 없겠다.

저자: Kimiko Kohri
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