건축과실내환경 2
1. 단열설계 (Insulation) 단열 (Insulation) 이란? - 물체와물체사이에열이서로통하지않도록막음 - 열을차단하는것 - 열의유동에대해높은저항력이있는재료로열이전달되지않도록하게하는것 단열재란? - 열전열성과내열성이높은재료 - 열전달율이나전도율이작고, 열또는전기의흐름을방지하는데사용하는재료 - 일정한온도가유지되도록하려는부분의바깥쪽을피복하여외부로의열손실이나열의유입을적게하기위한재료
단열설계의목표 - 건물에서의열손실은벽, 지붕, 바닥, 창, 틈새같은여러경로를통하여일어난다. 이중표면적이가장넓은벽과지붕을통한열손실이전체의 60% 를차지함 - 일반적으로건물에서쾌적한실내온도를유지하기위해서는건물과주위환경과의열에너지교환율을억제해야함 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 105
단열의열적기능 - 열손실이나열획득을줄여에너지를절약함 - 표면온도강하로나타나는표면결로를방지함 - 냉난방이필요없는중간기에실내기온의변동을줄여줌 - 공간내의온도변동을줄임으로써재실자의쾌적감증진 - 침입외기와투습을방지등 단열메커니즘 - 저항형 ( 기포형 ) : 기포성단열재로무수한기포로구성됨 - 반사형 : 열방사에대하여낮은방사율을가진재료 - 용량형 : 재료의열용량을이용하여열전달을지연시키는재료
열지연 (Time-lag) 효과 - 열용량이 0 인벽체내에서발생하는열류의피크에대하여주어진구조체에서일어나는피크의지연시간 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 111
단열부위 - 단열재의설치위치에따라내단열, 중단열과외단열로구분 - 단열재의위치에따라벽체에서 Time-lag 의변화가생겨벽체내 외부로의열이동이달라진다. 외단열 : 단열재가구조체로의열류유입을차단하므로구조체가축열되기까지시간이지연되므로타임랙이증가하게된다. - 동일한벽체의경우외단열로시공하는것이휠씬바람직하다. - 사람이계속거주하는공간에유리하다.
단열의취약부 - 열교 (Thermal Bridge) 높은열전달율로인하여구조체의전체단열값을낮추게하는구조체의일부분을말함. 열교는단열된벽체가바닥, 지붕또는창문에의해단절되는부분에서쉽게생김. 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 120
2. 결로 (Condensation) 결로란? - 벽면온도가노점온도이하가되어공기중의수증기가물방울로되어벽면에붙는현상 - 공기중의수증기에의해발생되는일종의습윤상태 결로의피해 - 곰팡이류, 각종균의번식으로인한장식의손상 - 불쾌한냄새가나고변형에의해건물재료와구조체에해를끼침. 결로는현대건물에있어서설계, 냉난방, 환기및건물의사용방법등에의해영향을받는다. 오늘날의주택의기밀성과보온을목적으로환기횟수를낮추는방안은결로의위험성을증가시킨다.
결로의발생원인 - 실내외온도차 - 실내습기의과다발생 - 생활습관에의한환기부족 - 시공불량등
결로의대책 - 결로가발생하기위한조건은더운공기와차가운구조체의표면이필요 - 환기 : 환기를통하여결로를발생시킬가능성이있는더운습공기를제거한다. - 난방 : 건물을난방하면실내온도가상승하여실내의습도가떨어지게된다. 연속난방을하면결로를방지할수있다. - 단열 : 단열은구조체를통한열손실방지와보온역할을한다. 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 149
3. 환기 (Ventilation) 3.1 환기의역할 - 신선한공기의공급 - 공기의교체로인한열과습기의이동 3.2 환기의종류 - 강제환기 : 기계력이용 - 자연환기 : 자연의물리적변화이용 - 극간풍에의한환기 : 건물구조체틈새에서발생
3.3 환기의발생이론 1) 온도차에의한환기 ( 중력환기 ) - 실내외부에온도차가있으면공기밀도의차이로압력차가발생 - 실내에서개구부상부의압력이하부의압력보다높아지면상부에서는안에서밖으로압력이가해져서자연배기가발생 - 중성대 : 실내외압력이같아지는지점 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 154
굴뚝환기 (stack effect) : 환기경로가길어지면온도차에의한자연환기가발생. 예 ) 부엌, 욕실, 화장실등의수직파이프, 덕트에의한환기
2) 풍압차에의한환기 - 바람이불어오는면의기압은대기압보다높고 (+ 정압 ), 불어가는면의기압은대기압보다낮다 (- 부압 ). - 압력차가더커지면건물을통한기류량은더증가한다. 출처 ; 건축환경계획, 이경회저, 문운당, p 154
3.4 건물배치에따른실외기류의변화 공동주택, 주택단지, 도심의건물군이밀집한지역등에서주변건물들에의해그건물에도달하는기류가변화하게된다. 건물주변의바람 ( 빌딩풍 ) 은와류풍, 모서리풍, 관통풍등 빌딩풍은건축물부지내나그주변의지표부근에서생기는강풍에의해일반적인보행, 주행장애, 저층건축물의풍환경을악화시켜생활장애를유발한다. 기본적인건물배치형태에따른바람의영향 1) 병렬형배치 : 바람이건물면에직각으로불어올때건물이풍속저하역의범위에들지않도록충분한인동간격을유지해야함.
2) 격자형배치 : 병렬형배치보다 1/2 정도작은인동간격으로도동일한효과를얻음 3) 부정형배치 : 높이가다른건물이불규칙적으로배치되면기류현상이다양해지고, 건물이고층화됨에따라바람의영향은높이에비례하여커진다. 출처 ; 건축환경계획, 이경회저, 문운당, p 164
3.5 개구부와실내기류의관계 개구부가하나있는실에서기류는이개구부의한쪽으로유입하며다른쪽으로빠져나간다. 바람의방향이유입구와각도를이루는경우 : 유입구의크기가증가 -> 실내풍속이상당히증가 맞통풍이없는방에서개구부의수를증가 -> 실내기류에미치는영향이크다. * 맞통풍 : 실의유입구및유출구가외부에면하고그위치가각각풍향측과풍배측에있을때의실내기류현상을의미함. 실내공기의원활한순환을위하여개구부의위치를조금어긋나게배치할필요가있다.
개구부의위치에따른기류의변화 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 154 실내기류속도는개구부의위치와실내칸막이에따라상당한변화를보인다. - 어떤국부점의기류속도가늦다 : 실내공기의순환이잘되지않아공기가정체되거나이동이미약하다. - 기류속도가너무빠르다 : 체감에불쾌감을느끼는등의문제가발생
출처 ; 건축환경계획, 이경회저, 문운당, p 170,171
4. 건물의일조계획과조망권 일조의효과 - 직접효과 : 태양의직달광자체가갖는것 - 간접효과 : 일조권을위한인동거리가유보됨으로써주거지역의실외환경이양호한상태로유지 일조의직접적효과 - 빛의효과 : 독서를하기위한밝기, 청결한생활을영위등 - 열의효과 : 겨울철난방비절약 - 건강효과 : 개별적인것 일조의간접적효과 - 일조권확보 - 조망권확보, 장애물에의한압박감, 폐쇄감으로부터개방감
4.1 인동간격과일조권 일조권은일정한인동간격을유지함으로써획득 인동간격 : 건축법에의해각정북방향으로인접대지경계선에서일정거리를띄우는것 대지의위도, 경사방향, 경사도, 건물의높이, 방위각, 개구부높이등이일조계획의요소를결정 일조권 : 햇볕을확보할수있도록법률상보호되어있는권리 동짓날을기준으로오전 9 시 ~ 오후 3 시사이에연속해서 2 시간이상햇빛을받지못하거나오전 8 시 ~ 오후 4 시사이에통틀어 4 시간정도일조를받아야함.
공동주택단지같은건축물을건축할때는상호일영에의해일조를방해받지않도록남북으로적당한인동간격을두고배치해야함. 건물의음영길이는전면건물높이와태양고도에의해정해지지만대지의조건과건물의향에따라음영길이는달라진다. 인동간격은건물이밀집되어있는도심에서충분한확보가불가능하여일조권침해에대한많은민원이제기됨 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 224
출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 222, 234
4.2 일조조절계획 일조는겨울철 -> 따뜻함확보여름철 -> 실내과열방지 일조조절계획의목적 - 실내작업면의적정한시환경확보 : 과대한조도방지, 글레어방지, 실내휘도의불균일방지등 - 여름철과열방지 - 가구옷등의변색방지 - 에너지절약을위한실내공간의열평형유지
(1) 건물의향 하지의남면일사량은극히작아서동서면의 1/2 정도, 수평면이가장크다. 동지의남면일사량은최대로동서면의 3배정도 남면은여름에는최소일사, 겨울에는일사량이최대로바람직한방위 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 238
(2) 수목 여름철수목 : 기화냉각및태양열의흡수, 굴절을통해공기온도저하 - 겨울철수목 : 찬바람을막아공기온도상승 수목의적절한이용방안 - 여름철의그늘형성과겨울철의일사획득위해건물대지남쪽에활엽수식재 - 겨울철방풍효과위해북쪽에침엽수와관목식재 출처 ; 건축환경공학, 김재수저, 서우, p 239
(3) 차양 수평차양, 수직차양, 루버, 글라스블록등을이용하여실내로유입되는일사의양을조절, 차폐 가동형차양의경우태양의조건및실내공간에서의빛환경에대한조절이가능
4.3 조망권 좋은경관을조망하여미적만족감이나정신적휴식을향수할수있는조망적이익내지환경적이익또는개인의개별적권리 타인으로부터방해받지아니하고쾌적한경관을멀리내다볼수있는권리 조망권은일조권등과같이헌법제 35 조에서보장하는환경권의일종으로볼수있다.