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학위논문 상세정보

超高層 住居建物의 自然 通風 改善方案에 關한 硏究 원문보기
A Study on the Improvement Strategies of Natural Ventilation for High-rise Residential Building

  • 저자

    孫昌佑

  • 학위수여기관

    명지대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    建築學科

  • 지도교수

  • 발행년도

    2001

  • 총페이지

    x, 110 p.

  • 키워드

    자연통풍 개선방안 고층아파트 주거건물;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8949494&outLink=K  

  • 초록

    본 연구는 초고층 건물에서 강제환기의 최소화 방편으로 자연통풍을 통한 냉방과 환기효과를 얻기 위한 것으로 초고층 건물 외부의 강한 풍속을 줄여서 실내로 유입하기 위한 방안과 유입된 기류가 냉각효과를 보이는 기류속도 범위에 포함되도록 기류흐름의 유도를 위한 개선 방안이 되도록 하는 것이다. 연구방법은 초고층 주거건물의 단위 유형을 선정하여 실내로 유입되는 외부의 강한 풍속의 저감 유입과 동시에 냉각효과의 기류속도가 되도록 기류흐름을 유도하는 실험을 하였다. 실험은 컴퓨터 시뮬레이션(CFD) 을 통해 진행하였으며, 프로그램은 PHOENICS를 사용하였다. 1차 실험은 개구부의 위치조합에 의한 실내의 기류변화 시뮬레이션으로 단위유형을 외벽, 중간막, 내벽의 3개 벽체로 구분하였다. 외기의 유입부는 외벽으로 9개 부분 유입된 외기의 통과부는 중간막으로 9개부분, 내벽은 실내기류의 유출부로서 2개부분이며 이들의 각 개구부를 위치 조합하면 총 162개의 위치조합이 형성되는데 이들을 대상으로 실험하였다. 2차 실험에서는 1차 실험결과를 토대로 중간막의 개구부에 실내 기류의 변화를 유도하기 위한 수평루버를 설치하여 수평루버의 각도를 15˚에서 90˚변화를 주어 실내기류에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험을 하였다. 실험을 통해 나타난 결과의 분석을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 개구부의 위치조합에 의한 시뮬레이션 개구부의 위치조합에 의한 시뮬레이션에서 단순히 개구부의 위치조합만으로 풍속을 저감 유입하여 냉각효과를 보이는 풍속범위에 도달하게 하는 것은 어려움이 있다. 또한 중간막의 측면과 상부, 하부는 Wall-Jet 현상에 대한 대책이 필요하며, 외기의 유입구인 외벽의 개구부와 실내기류의 유출구인 내벽의 개구부는 실내기류의 속도와 기류패턴에 큰 영향을 미치지 않는다. 그리고 외벽과 중간막의 안길이 변동에 따라서 기류속도의 일정한 변화경향은 나타나지 않았다. 중간막의 개구부를 통해서 실내기류의 속도와 기류패턴을 조율하는 것이 효과적이며, 그 중에서 P4~ P6(중간막의 중앙행에 위치한 개구부) 계열에 유입구를 두는 것이 유리한 것으로 판단된다. P4~P6(중간막의 중앙행에 위치한 개구부) 계열 중에서 P5(중간막의 중앙부)에 디자인 요소를 적용한다면 조망에 문제가 생기므로 P4(중간막 중앙의 상단부)와 P6(중간막 중앙의 하단부)에 디자인 요소를 적용하면 실내기류를 효과적으로 제어할 수 있다. 2) 개구부의 디자인 요소 적용에 의한 시뮬레이션 개구부의 디자인 요소 적용에 의한 시뮬레이션에서 중간막의 개구부에 수평루버를 적용했을 때 수평루버의 각도를 45˚와 60˚에 위치하도록 조절하는 것이 냉각효과를 보이는 기류흐름이 되는 것으로 나타났다. 또한 외벽과 중간막의 안길이 변동실험은 안길이가 줄어듬에 따라 기류속도가 일정하게 증가하는 것으로 나타났다. 위의 연구를 토대로 초고층 주거건물에서 자연통풍의 적용을 위한 개선방안을 제시하면 다음과 같다. 단순히 개구부의 위치조합만으로는 효율적으로 냉각효과를 보이는 기류흐름을 유도하는 것은 무리인 것으로 나타났다. 이에 따라 실내의 유입구인 중간막에 수평루버라는 개구부의 디자인 요소를 적용한다면 풍속의 저감유입과 함께 냉각효과를 보이는 기류흐름을 유도할 수 있는 것으로 사료된다.


    The main object of this thesis is to improve the natural ventilation effect in a unit of residential building as means of minimal forced ventilation and air-conditioning. Main scheme is both countermeasure for the inflow into the unit by decreasing the outside high wind velocity and leading the air current that resulted in cooling effect. In this thesis, a prototype of the residential building was established by analyzing various unit types in Korea as a first step. The unit was divided into 3 walls : an outside wall, a partition and an inside wall. The outside wall is composed of nine possible small openings. An inflow of outdoor-air could be induced through the one of the those openings. The partition wall was also composed of nine openings. Inside wall is composed of 2 openings as the air could be taken away outside. As a result, a combination of 162 way of air flow inside was made for the simulation. To understand the air flow inside, computer simulation was conducted using the CFD concept and PHOENICS program was used. The first experiment was to understand indoor air stream by changing the opening's position combination, The experiment yielded in an opening combination for an proper air stream inside the unit. The second experiment was done to change the air stream which could bring more comfort effects to inside. A louver was installed with 15 to 90 degree of horizontal movement for leading variety of inside-air on the basis of 1st experiment results. Following is the findings through the analysis of experiment. 1) Simulation by changing combination of openings It is difficulty to reach a conclusion that changing the opening or combination of the openings' can bring the cooling effect and decrease wind velocity. In addition, it takes to consideration of countermeasure for wall-jet state of the side, upper part and lower part of the inside wall surface. Openings in either outside or inside wall could not produce a large influence to velocity and air pattern of inside-air. Any decisive patterns of wind velocity could be found in accordance with depth change of the outside wall and partition. It is very effective to control indoor air stream through the window of partition. The synthetic judgment is that it is profitable to locate inflow window to P4~P6 (combination which locates the center row if the partition) row. There has a possibility to control indoor air stream effectively by introduce design parts to P4 (the upper part of the partition center row) and P6 (the lower part of the partition center row) because there has problem in a prospective when trying to introduce design parts to P5 (the center parts of the partition) among P4~P6 (combination which locate the center parts of the partition). 2) Simulation for louver changing air pattern inside In the thesis, it has shown that when air flow pattern can be adjusted by changing the degree of the horizontal louver to 45 and 60. This could produce the cooling effect in the situation of affecting the horizontal louver to window of partition. In addition, the velocity of the air is uniformly increased as the length of the outdoor wall and partition decreased.


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