2015년 1학기건축기술론 _9 주차 (2015.5.1 )
1. 총론 1. 건축환경계획원론 2. 건축기계설비 3. 건축전기설비
건축환경계획원론 건축계획을세우기에앞서열 공기 빛 색 소리등인간에게가장기본적인조건을충족시켜주기위한학문 사람을둘러싼물리적환경과의관계를정량적으로명백히하여건축을만들때거기에적용되는환경에합리성을부여하는것 일조 ( 日照 ) 공기조정 ( 空氣調整 ) 채광 ( 採光 ) 조명 ( 照明 ) 색채 ( 色彩 ) 음향 ( 音響 ) 등을잘조화시켜서인간이생활하거나활동하는데가장좋은환경을만드는것을목적으로함
기후 환경 1. 자연환경 ( 기후 기상 ) (1) 기온 기온은표고에따라변화하므로지상 1.25~2.0m 높이에서측정 관측기기는액체온도계나저항온도계를사용하고, 태양빛이나지면에서의방사, 강우설을피하고통풍이잘되게하여자동측정 기온의일변화 : 기온의 1 일의변화 일교차 : 1 일기온의최고기온과최저기온의차이 기온의년변화 : 기온의 1 년변화. 월별평균기온으로표시
기후 환경 (2) 습도 공기중에포함되는수증기량으로서기상상의상대습도. 일반적으로단지습도라고하면상대습도 (%) 를말함 상대습도는일정한체적안에포함되어있는수증기의양을그온도에서같은체적안에포함되는수증기의최대량으로나누고이것을백분율 (%) 로표시한것그공기중의수증기량 상대습도 = X 100(%) 그공기의포화수증기량
기후 환경 (2) 습도 습도 100% 의상태를포화상태라하며, 포화수증기량은온도가높을수록많아짐. 대기중의수증기량은불변이라도온도가변하면상대습도도변화함 같은공기일경우, 온도가높을수록상대습도의값은낮아짐 습도의일변화는기온의일변화에반비례함
기후 환경 (3) 기후도 기후의구성요소에대한월평균또는연평균값의지리적인분포를보여주는지도 기후의구성요소 : 온도, 강수량, 상대습도, 일조량, 기압 자료의오차를최소화하기위해최소 30 회이상의평균값을구해야함
기후 환경 (4) 바람 자연히흐르는공기를일반적으로기류라고하며, 수평방향의기류를바람이라고부름. 풍향은바람이불어오는방위를말하며, 16 방위로표시 바람은풍향, 풍속모두복잡하게변화하기때문에순간값과평균값에대해서관측함 평균풍향평균풍속은관측시간의 10 분전부터의평균치를사용함 계측은풍차형풍향풍속계가사용되며, 평탄하게트인장소를선정하여지상 10m 높이에설치하는것을표준으로함
기후 환경 (4) 바람 건물에바람이부딪히면바람위쪽에서는그표면에압력이더해지고, 바람아래쪽에서는압력이대략 ½ 로감소 고층건물주변에서는풍향이나풍속이변화되어예상하지못한강풍이발생 - 빌딩풍 ( 먼로풍 ) 풍압력은지역과시가화의상황을기초로하는속도압에풍력계수를곱한것 바람은항상똑같게불지않고강약의변동을반복함. 이풍속의강약변동으로인한건축물에의영향정도를나타낸것이돌풍 (gust) 영향계수
기후 환경 (5) 강수와눈 기상관측에서는비, 눈, 싸라기눈, 안개등을모두강수라고함 강수량은우량계의수심으로환산되어 mm 단위로표시됨 1 일의강수량이 0.1mm 이상을나타내는경우를강수일또는우일이라고함 비오는계절은습도가높으며일조량도불충분하여환경위생상불쾌할뿐아니라태풍시에는건축물에대해바람, 비의피해를받게됨
기후 환경 (6) 지진 지진은지각내에서의급격한변동으로인해생기는현상 지진파의최초출발점을진원이라하며, 그바로위의지표점을진앙이라고함 지진이일어났을때지면의흔들리는강도를진도라고함 진도의대소를인체감각의정도라든지구조물의흔들림등을토대로몇몇계급으로분류해나타낸것을진도계급이라함 기상청진도계급은 0,1,2,3,4,5 약,5 강,6 약,6 강,7 으로분류
기후 환경 2. 인공적환경 (1) 빌딩풍 고층건물의주변에건물모서리부에서의벗겨짐이나아래쪽으로부는바람으로인해강풍역이만들어지는현상
기후 환경 2. 인공적환경 (2) 수질 생활배수로인한수질의오염에대해서는정화가필요하며오염의정도를나타내는지표로서 BOD, COD 등이사용 BOD: 생물학적산소요구량. 수중의호기성미생물에의한자정작용으로소비되는산소량 COD: 화학적산소요구량. 배수중의유기물을산화제로산화할때소비되는산소량
기후 환경 2. 인공적환경 (3) 소음, 진동, 대기오염, 일조 소음, 진동의발생원은다양하며, 소음, 진동에의한공해와관련한피해가상당함 공장등의굴뚝으로부터나오는연기, 배기가스에의한대기오염, 건축물에의한햇빛, 전파장애등환경에관한문제가점점늘어나고있는추세 건축계획시위와같은환경으로부터인간의건강을보호하고생활환경을보전할수있는계획을세워야함
기후 환경 2. 인공적환경 (3) 소음, 진동, 대기오염, 일조 소음, 진동의발생원은다양하며, 소음, 진동에의한공해와관련한피해가상당함 공장등의굴뚝으로부터나오는연기, 배기가스에의한대기오염, 건축물에의한햇빛, 전파장애등환경에관한문제가점점늘어나고있는추세 건축계획시위와같은환경으로부터인간의건강을보호하고생활환경을보전할수있는계획을세워야함
실내기후 1. 온열요소 : 실내의온도, 습도, 풍속및벽, 천정등으로부터의방사열요소를체감온도의 4 가지온열요소라함 (1) 쾌적조건실내기후가쾌적한지어떤지를나타내는데는인체감각으로서유효온도또는수정유효온도를사용. 쾌적한유효온도범위는다음과같음. 겨울 : 유효온도 17~22, 습도 40~60%, 풍속 1m/s 이하여름 : 유효온도 19~24, 습도 4~65%, 풍속 1m/s 이하
실내기후 1. 온열요소 : 실내의온도, 습도, 풍속및벽, 천정등으로부터의방사열요소를체감온도의 4 가지온열요소라함 (2) 유효온도어느온도, 습도, 풍속의공기환경에있을때받는체감온도와같은감각을일으키는, 습도 100%, 풍속 0m/s 의공기상태를고려하는경우의공기온도를유효온도라함
실내기후 1. 온열요소 : 실내의온도, 습도, 풍속및벽, 천정등으로부터의방사열요소를체감온도의 4 가지온열요소라함 (3) 수정유효온도유효온도에서건구온도를대신하여글로브온도 ( 흑구온도 ) 를사용하고, 습구온도에는해당습구온도를사용. 온도, 습도, 기류뿐아니라방사열에의한온도감각까지고려
실내기후 1. 온열요소 : 실내의온도, 습도, 풍속및벽, 천정등으로부터의방사열요소를체감온도의 4 가지온열요소라함 (4) 글로브 (globe) 온도직경 15cm, 두께 0.2~0.5mm 의동제구각으로만든글로브온도계의지수로서방사열이많은곳에서의온도감각을잘나타냄
실내기후 1. 온열요소 : 실내의온도, 습도, 풍속및벽, 천정등으로부터의방사열요소를체감온도의 4 가지온열요소라함 (5) 실내기류건축물환경위생관리기준에서실내기류속돈는 0.5m/s 이하로되어있지만, 일반적으로 0.08~0.25m/s 가적당함
일조 1. 일조 : 지표면을기준으로태양으로부터복사되는에너지를주로빛의영향이라는관점에서받아들일때사용하는태양복사를말함 (1) 일조시간, 가조시간가조시간 : 맑은날햇빛을쪼일수있는시간 ( 일출과일몰까지의시간 ) 일조시간 : 실제로햇빛에쪼인시간일조율 =( 일조시간 / 가조시간 ) X 100(%)
일조 1. 일조 : 지표면을기준으로태양으로부터복사되는에너지를주로빛의영향이라는관점에서받아들일때사용하는태양복사를말함 (2) 벽면의방위와일조북위 36 도부근에서남향벽은다른방향벽에비해겨울에는긴시간동안햇빛을받고여름에는짧은시간동안햇빛을받는가장좋은방위임
일조 1. 일조 : 지표면을기준으로태양으로부터복사되는에너지를주로빛의영향이라는관점에서받아들일때사용하는태양복사를말함 (3) 일조의효과태양복사선은파장에따라적외선, 가시광선, 자외선으로분류됨 1) 빛의효과 : 가시광선 2) 열효과 ( 일사에너지 ): 적외선에의한영향가장큼 3) 화학효과, 의료효과 : 자외선
일조 2. 일영 (1) 태양의위치 : 고도각과방위각으로표시
일조 2. 일영 (2) 일영곡선도건물의일영검토, 실내로의일조검토, 직사일광에대한차양방법의검토를위해태양의고도각, 방위각, 일영길이등을정리하여표시한그림
북위 35 도의일영곡선
일조 2. 일영 (3) 일영발생영향시간의측정도 1 건물이위치한지역의경도에맞는일조도표선정 2 일조도표의축적에의한건축배치도작성 3 O 점에진북쪽방위를겹쳐서맞춤 4 일조곡선의북쪽부분이일영시간임
일조계획 1. 인동간격 (1) 인동간격을정하는방법 : 건물배치를계획하는경우, 남북방향의인동간격은일조조건에따라정해지는것이일반적임. 태양고도가가장낮은동지에필요한일조시간을정하면전면건물의높이및그지점의위도에따라인동간격을정할수있음
일조시간검토는동지를기준으로함 L( 인동간격 )=ε( 인동간격계수 ) X H( 일영을생기게하는부분의최고높이 )
일조계획 1. 인동간격 (2) 건물의일영 : 일영곡선도를이용한건물의일영
일조계획 2. 종일일영 - 건물주위에서 1 일중전혀일조가없는부분 - 하지날에종일일영이되는부분은일년내내일조가없는것이되며이것을영구일영이라함 3. 건축물의높이제한도시내의지나친폐쇄감을방지하고일조, 채광, 통풍등에지장이없는위생적인환경을조성하기위함 (1) 가로구역별건축물높이제한 (2) 전면도로에의한높이제한 ( 사선제한 ) - 폐지됨 (3) 일조등의확보를위한높이제한 정북방향높이제한
일조계획 4. 일사 : 지표면또는대기중으로유입되는태양복사의총칭으로직달일사와천공일사 ( 확산일사 ) 로분류 (1) 일사량 - 태양복사에의한에너지또는열의유입량 - 일사의강도는 W/m 2 - 직달일사량과천공일사량을합한것을전천공일사량이라함
일조계획 4. 일사 : 지표면또는대기중으로유입되는태양복사의총칭으로직달일사와천공일사 ( 확산일사 ) 로분류 (2) 건축물이받는일사량 - 일사를받는지붕이나벽체는태양의복사열을흡수해온도가높아지며그열이실내에전해져실내온도를상승시킴 - 남측면이받는직달일사량은겨울에많고여름에적어지므로일조와함께일사를이용하기에가장좋은방위임
자연채광 조명 조명이란광원에의해공간을밝히는것 자연채광이란주간에태양에의해조명을하는것 ( 채광시간이란태양의고도각이 10 도이상인시간대를말함 ) 자연채광의경우, 창의방향, 크기, 형태, 위치등에따라실내의밝기가변화 인공조명의경우, 광원의종류에따른조명특징과건축내외장재의반사율을고려 자연채광과인공조명의병용은균질한조도분포의유지와조명에너지의효율적인운용에효과
자연채광 조명 1. 빛의용어와단위 (1) 광속 : 빛의양으로서가시광선이어느면을통과하는비율. 루멘 (lm) (2) 광도 : 광원으로부터발사하는빛의강도. 칸델라 (cd) (3) 조도 : 빛을받는면의밝기. 룩스 (lx). 1 룩스 =1 루멘 /m 2 (4) 휘도 : 넓게지속되는광원면의표면밝기. 스틸브 (sb) 1 스틸브 =1 칸델라 /cm 2
자연채광 조명 2. 주광 : 태양빛을주광이라고하며주광은직사광과천공광으로구분. 직사광은직사일광에의한것이며, 천공광은태양의빛이공중에확산되어하늘로부터유입되는빛을의미함 (1) 주광률 : 옥외의밝기가시각이나날씨로변화되어도그변화와같은비율로실내의밝기는증감하므로, 실내특정지점에서의밝기와옥외의밝기는일정한비율을나타냄주광률 =E/Es (E: 어느점의조도, Es: 전천공조도 )
자연채광 조명 2. 주광 (2) 주광률의분포균제도는주광에의한조도분포의최고조도에대한최소조도의비율. 2/3 정도가적절. (3) 천공에의한조도담천공에의한조도는주로구름두께와태양고도로부터영향받음 (4) 휘도대비작업면과그주위의휘도차이. 휘도대비가커지면눈부심현상이나타나눈의피로를느낌. 1/3 이하가좋음
자연채광 조명 3. 자연채광 (1) 자연채광방식 1) 천창형 : 높은주광효과와균제도확보 2) 측창형 : 주광률이작고균제도도좋지않음 3) 고창형 : 주광률및균제도가비교적양호
자연채광 조명 3. 자연채광 (2) 자연채광조절 1 천정을높게하여높은위치에창설치 2 세로로긴창을설치 3 작은창도등간격으로설치 4 천정이나벽면의마감을밝은색으로함 5 루버나블라인드등을설치해태양광조절 6 실깊이를깊게하지않음
자연채광 조명 4. 조도기준 : KS 조도기준 5. 인공조명 (1) 광원별특징 1) 할로겐램프 : 주광색의고휘도광원 2) 수은램프 : 연색성이나쁘지만효율이좋음 3) 나트륨등 : 오렌지색의단색광 (2) 조명방식직접조명과간접조명 (3) 조도계산 E=I/h 2
환기 열 1. 환기 (1) 환기목적 : 환기에의해실내공기의오염에대해오염공기를희석해적당한농도이하로유지하고, 실내의발열에대해서는열을배출하여적당한온도로유지하며, 습기에대해서는수증기를배출하여쾌적한습도를유지 (2) 자연환기 1) 풍력에의한환기 2) 온도차에의한환기 ( 중력환기 )
환기 열 1. 환기 (3) 기계환기 1) 제 1 종기계환기 ( 기계급기 + 기계배기 ) 2) 제 2 종기계환기 ( 기계급기 + 자연배기 ) 3) 제 3 종기계환기 ( 자연급기 + 기계배기 ) (4) 환기설비의구조
환기 열 1. 환기 (5) 필요환기량 : 실내를적정한공기상태로유지하기위해실내공기와외부공기가교체되는바깥공기량 (6) 건축물환경위생관리기준
환기 열 2. 열 (1) 전열 : 건물외부에서의열이건물표면에서열전달을하고, 벽구조체내부의열전도를통해반대편표면에서열전달되어실내로전달되는것이외부에서실내로의전열
환기 열 2. 열 (1) 전열 1) 열전도, 열전도율벽체내부에온도차이가생기면열은그온도구배 ( 온도차에의한온도분포변화 ) 에따라서흐르는데이것을열전도라함. 열전도율이크면이동하는열량이커짐. 열전도율이작은건축재료를단열재라함.
환기 열 2. 열 (1) 전열 2) 열전달공기로부터벽등의표면또는벽등의표면으로부터공기로열이전해지는것이열전달임. 공기의대류로행해지는대류열전달과열방사에의한방사열전달이있음. 열전달율은전달되는열량의비율을나타내는값임.
환기 열 2. 열 (1) 전열 3) 열관류벽의양쪽에온도차이가있을때, 열전달 -> 열전도 -> 열전달의전열진행과정을열관류라함내단열이나외단열공법에서벽체를구성하는재료가동일하면열관류율은같게됨.
환기 열 2. 열 (1) 전열 4) 열관류량, 열관류저항벽을관류하는단위시간당열량인열관류량은부재양쪽의온도차이, 면적에비례되며, 벽두께와는무관함열관류저항은열관율의역수임
환기 열 2. 열 (2) 결로 1) 표면결로실내의공기가벽면이나유리창에닿아냉각되는것이원인으로, 공기중의수증기가응축되어이슬이되어나타나는현상을결로라함 2) 내부결로벽체내부가노점온도이하가되면벽체속에서결로가생김
환기 열 2. 열 (2) 결로 3) 결로가일어나기쉬운장소 - 비난방실, 벽장, 가구뒤 - 가건물뒤 - 단열취약한모서리부분
환기 열 2. 열 (2) 결로 4) 결로방지대책 - 벽의단열성을크게함 - 실내에필요이상으로수증기를발생시키지않음 - 실내의환기를통하여실내습도를낮추고내벽의표면온도를올림
소리 ( 음 ) 1. 음 ( 음파 ) 의성질 (1) 음의종류 (2) 레벨표시 (3) 음의강도 (4) 음압레벨 (5) 소음의강도 (6) 음의높이 (7) 음색 (8) Masking 효과 ( 은폐효과 ) (9) 간섭 (10) 회절
소리 ( 음 ) 2. 흡음, 차음 (1) 흡음률 ( 무차원 ) (2) 흡음력 (3) 주기, 파장 (4) 흡음재료 1) 다공질흡음재 2) 판진동형흡음재 3) 공명형흡음재 (5) 투과손실
소리 ( 음 ) 3. 소음 (1) 일상생활의소음 (2) 소음레벨에의한허용량 (3) 허용음압레벨 (4) 소음에관계되는환경기준 (5) 소음대책
소리 ( 음 ) 4. 실내음향 (1) 잔향시간 (2) 최적잔향시간 (3) 특정음 1) 반향 2) 다중반향현상 3) 속삭임의회랑 4) 음의초점과약해지는점 5) 명료도 6) 음의감쇠