냉난방 HVAC

D501  태양 에너지

태양의 경로를 이해함으로써 실내에서 열을 획득하고 또한 냉각하기 위해 태양의 경로를 이용한다.

• 태양열 난방 및 분배를 촉진하기 위해 건물 내에서 추가적인 열린 공간 계획을 사용하는 것은 사용되는 공간 및 자재 설계에 직접적인 영향을 줄 수 있다.

• 다양한 계절, 시간대, 지리적 위치에 따라 하늘을 가로 지르는 태양의 경로에 대한 정보는 언제, 어디서, 그리고 얼마나 많은 태양 광선이 건물과 실내에 비춰질 시기, 장소 및 양을 결정하는 데 사용되며, 이러한 결과를 사용하여 인공 조명을 보완하고 내부 재료의 퇴색 가능성을 확인하기 위해 일광 조명 기술을 계획할 수 있다.

• 일반적으로 추운 날씨와 온난 한 기후의 창문은 겨울철 태양 광선을 받기 위해 남쪽으로 향하게 할 수 있으며 다양한 차폐 장치로 뜨거운 여름 태양을 피할 수 있다. 북쪽 창문은 겨울의 열 손실을 줄이기 위해 작을 수 있으며, 서쪽 창은 낮고 더운 여름 태양으로부터 보호되도록 계획할 수 있고, 동쪽 창문은 이러한 극단 사이에 떨어지도록 배치할 수 있다.

D502  태양열 난방 및 냉방법

• 태양열 냉난방 시스템은 순간 고온 및 저온 제어 기능을 제공할 수 없다.

• 효과적인 단열은 건물이 발생하는 열을 보존하는데 도움을 줄 수 있으며, 냉각이 필요할 때 태양의 에너지를 효율적으로 차단하는 데 도움을 주기 위해서는 열을 저장하거나 편향시키는 다양한 차양 장치, 창문, 환기 및 기타 방법을 필요로 한다.

• 태양열 집열기들은 액체를 고온으로 가열하는데 사용되고, 그 액체는 주변 공간에서 열을 방출하는 냉매가 된다.

• 주거용 및 상업용 건물 모두에서 적용될 수 있지만, 일반적으로 주거용 공간은 크기가 작고 태양 에너지 원으로부터의 출력을 덜 필요로 하기 때문에 효율적이다.

• 태양열 난방 및 냉방을 설계하는 데는 패시브 PASIVE 수동 또는 액티브 ACTIVE 능동 시스템의 두 가지 접근 방식이 있다.

D503  패시브 태양 시스템  Passive Solar Systems

수동 설계 Passive designs 는 활성 시스템 active systems 과 공통점을 공유하며 둘 다 공간 난방 및 온수 가열을 위해 열 태양 에너지를 수집, 저장 및 분배한다. 차이점은 패시브 디자인은 자연적인 열기와 냉기의 움직임에 의존한다는 것이다.

 

열은 다음 세 가지 방식으로 자연스럽게 전달된다.

• 복사 Radiation / 복사는 태양을 지구로 복사하는 열과 마찬가지로 공간을 통한 열의 확산 spreading이다. 온기를 전하는 가열 된 요소를 복사열 소스라고 한다. 태양 에너지 또는 태양 획득이라고 하는 태양으로부터의 열 파장 은 길고 강한 전자기파이다. 태양 파가 표면에서 반사되면 그 에너지 중 일부가 흡수되고 나머지 더 짧아지고 약한 파장은 유리 창을 다시 투과할 수 없는 약한 파장이 된다. 따라서 열은 온실 효과 greenhouse effect 라고 알려진 현상인 유리 밀폐 공간 안에 갇혀 축적된다.

• 전도 Conduction / 전도는 물질을 통한 열의 전이 transference 이다.  유리 및 금속과 같은 특정 소재는 뛰어난 전도체로서 열과 냉기가 분자를 쉽게 통과할 수 있기 때문에 유리 및 금속 프레임 창은 열과 냉기를 내부로 전달한다. 또한, 금속은 능동 태양열 시스템 active solar system 및 수동식 온수기passive water heater에 사용되는 태양열 집열기의 탁월한 구성품이다.

• 대류 Convection / 대류또는 공기 이동은 자연 열 흐름 thermal flow 따뜻한 공기의 상승경로와 차가운 공기의 낙하 을 기반으로 한다. 온실 효과 greenhouse effect 는 실내 공기를 따뜻하게 하여 이러한 자연적인 열 흐름을 통해 대류 작용이 장점으로 작용한다.

패시브 시스템 passive system 이 펌프, 팬 또는 송풍기 및 덕트와 같은 기계 장치 또는 기존의 난방 시스템에 연결된 경우에도 하이브리드 태양 에너지 시스템이 된다. 새로운 건물은 패시브 솔라 패널 설계 원리 또는 하이브리드 시스템을 건물 설계에 통합 할 수 있고 개조되거나 추가 된 기존 건물에는 능동형 active, 수동형 passive 또는 혼합형 태양열 시스템 hybrid solar system 이 포함된다.

 

패시브 솔라 시스템은 태양으로부터 에너지를 운반하기 위해 자연적 또는 수동적 수단을 사용하며 기계 장비를 거의 사용하지 않는다.

이 시스템은 건물의 설계 및 재료 내에서 열 전달의 물리적 법칙을 이용한다. 패시브 솔라시스템은 태양열에 대한 자연스러운 개념은 에너지 절약과 자연 에너지 모드를 건물의 디자인의 필수적인 요소로 만들고 인테리어에 자연광을 제공한다.

 

수동적인 태양열 설계 개념인 패시브 솔라 디자인 개념에는 남쪽 빛 과 겨울철 햇빛을 모으고 여름에 그늘을 생성하는 기술이 포함된다. 그러나 수동형 태양 열은 사용자가 창문, 창 블라인드 및 기타 장치를 정기적으로 열고 닫는 것과 같은 사용자가 적극적으로 참여할 것을 요구할 수 있다. 어떤 경우에는 온도 편차가 커질 수 있기 때문에 온도 변화가 불편해질 수 있으며, 일부 공간은 과열 될 수 있고 다른 공간은 너무 서늘해질 수 있다.

수동설계passive design 를 달성하기 위한 세 가지 방법은 직접 direct, 간접 indirect 및 고립 이득 isolated gain을 통해 이루어진다.

 

직접 획득 Directgain

수동 태양열 가열의 가장 간단한 형태는 직사광선의 증가이며 남쪽으로 향하는 창문을 통해 햇빛이 들어온다. 열은 일반적으로 콘크리트의 바닥이나 벽과 같은 열 질량 열과 냉각이 느린 고밀도 재료 에 흡수된다. 직접적인 이득으로 인해 너무 많은 열, 빛 및 직사광선이 실내로 들어올 수 있어 가구의 퇴색 및 손상을 초래할 수 있음 야간에는 너무 많은 열 손실이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 직접 이득 윈도우는 과도한 열 손실을 방지하기 위해 광 필터링 또는 차양 장치 및 이동 가능한 단열재가 필요할 수 있다. 소극적 태양에 대한 가장 보편적 인 접근법은 수집 및 저장이 필수적인 직접 이득이다. 남쪽을 향한 유리는 겨울의 태양을 열 저장하고 태양 에너지를 흡수하는 공간으로 기능한다. 밤에는 열이 건물 덩어리에서 공간 내부로 방출된다. 절연 된 패널은 외부로의 열 손실을 방지한다.

 

간접 획득 Indirectgain

간접적인 태양 에너지 이득은 태양 에너지와 열을 점유된 공간과는 별도의 장소에서 받는 것이다. 태양은 멀리 떨어진 공간에서 콘크리트나 돌, 벽돌, 혹은 물의 열 질량에 조사한다. 그러면 열이 사용중인 공간으로 전달되어 수집기와 저장소는 별도로 작동하며 열은 점유 된 공간으로 전달되어 수집기와 저장 장치는 별도로 작동 할 수 있다.  이 방법에서는 거주자의 편의를 위해 과도한 열 팽창 또는 열 손실을 더 잘 제어할 수 있다.

 

• 트롬브 벽 trombe wall는 수집 및 보관을 분리하지만 일반적인 공통의 열 벽을 가지고 있다. 남쪽을 향하는 유리 바로 뒤에 있는 벽은 햇빛을 받고 밤에는 공간에 저장된 에너지를 방출한다 단열 된 패널은 손실을 방지한다. 낮 동안에는 공기가 유리 뒤로 통과하고, 가열되고, 내부로 배출 될 수 있다. 트롬 베 (Trombe) 벽 시스템은 콜렉터 (Collector)로 남향의 유리를 사용한다. 유리에서 수 인치 이내에 벽돌, 콘크리트 또는 석재로 된 어두운 색 벽돌로 수집 된 열을 천천히 전 해 야간에 실내로 따뜻함을 방출한다. 트롬 베 (Trombe) 벽에는 자연 대류 순환을 활용하기 위해 상단과 하단에 통풍구가 있다. 뜨거운 공기가 더 가볍게 되어 벽에 높은 통풍구가 있어 실내로 따뜻한 공기가 들리게 한다. 통기구가 낮으면 더 시원하고 무거운 공기가 따뜻하게 열 트랩으로 되돌아 갈 수 있다.

• 옥상 수공간 roof pond / 옥상 수공간 시스템은 지붕에 액체 저장 공간을 사용한다. 따뜻한 겨울철에 단열 패널이 열리고 액체가 열을 흡수한다. 밤에는 패널이 닫히고 에너지가 공간으로 방출된다. 여름에는 반대의 절차를 통해 실내에서 수집 한 열을 야간 하늘로 보낼 수 있다. 지붕 모니터는 벽이나 천장에 높은 창문, 채광 창과 같이 높게 설정된 창문 배열이다. 모니터는 빛과 태양열을 받아들이며 여름철 열을 배출한다. 겨울에는 더 가벼운 뜨거운 공기가 바닥 수준까지 순환되어야 하며 모니터는 야간 열 손실로부터 보호되어야 한다. 이 시스템은 액체 매체가 극단적 인 가열 및 동결 온도에 노출되지 않는 보통의 온화한 기후에서 더 흔하게 발견된다.

분리 획득 isolated gain

태양 에너지 또는 온실은 태양열 난방의 고립된 태양열 이득 시스템의 예이다. 이것들은 매우 대중적이고 거주지와 다양한 상업용 건물, 특히 레스토랑에서 사용된다.

• Sunspace 시스템은 수집기와 열 저장 장치를 내부 공간으로부터 격리시킨다. 열 이득 및 저장은 직접 이득 시스템과 유사하지만 태양 공간은 내부와 관계없이 독립적으로 작동 할 수 있다. 태양열 공간의 절연 패널은 밤에 열 손실을 유지할 수 있다. 태양열 온실이나 일광 욕실은 모든 간접 수동 태양열 옵션 중에서 가장 대중적이 며, 아마도 가장 쉽게 설치할 수 있고 온실 태양 공간이 실내 공간의 다양한 기능 확장이기 때문일 것이다. 남쪽으로 14도 이내로 향한 단열 유리는 햇빛을 모으는 데 가장 적합하다. 열 질량은 추운 날씨와 밤에 대류와 재사용을 통해 방출되는 열을 직접 이득 방식으로 저장한다. 온실은 건물의 크기와 단열, 기후, 온실의 크기와 방향, 그리고 지배적 인 바람, 조경, 이동 가능한 단열, 내부로부터의 보호와 같은 요소에 따라 실내난방의 10 ~ 50 %를 생산할 수 있다. 공기가 집안이나 집 주변에 갇히게 되면 에너지를 절약하는 자연적인 절연 장벽을 형성하며, 연속 공기 대류 루프는 열적 질량이 있건 없건 수동적인 태양열 획득을 이용한다. 남쪽 창은 겨울에 열을 가져오며 여름에 시원한 나무와 같은 차광 장치가 필요하다.

• 열 순환 thermosiphon / 열 순환 시스템은 냉각 될 때 가열 된 공기의 자연적인 힘을 이용하여 상승 및 하강한다. 따뜻한 공기가 수집기에서 실내 온도나 축열 장치로 상승하며 차가워진 공기는 자연스럽게 수집기로 되돌려 져서 끌어당기게 되고 순환을 다시 시작한다. 추운 밤에는 단열재가 열 손실을 방지하고, 열 사이펀은 벽과 지붕의 공간에서 공기를 걸러낸다. 공기는 가열되어 팬과 덕트를 통해 빠져 나올 수 있는 지점까지 올라간다. 천장에 사용되는 유리 섬유 패널은 또한 반투명 빛을 허용 할 수 있다. 열 사이펀 시스템은 열 질량 Trombe 벽보다 효과적이지 않지만 비용이 저렴하다.

D504  액티브 태양 시스템  Active Solar Systems

• 능동 태양광 시스템은 기술적인 하드웨어와 기계 장치를 사용하여 태양 복사열을 수집하고 이를 열에너지로 변환 한 다음 물, 공기 또는 기타 유체를 따뜻하게 하거나 차가운 실내로 가열한다.

• 이러한 시스템은 수동 시스템보다 설치비용이 비싸며 일반적으로 건물 외부의 태양열 집열 패널로 인식 할 수 있다. 많은 경우 건물의 지붕에 있는 태양 전지 패널은 실제로 햇빛을 전기로 전환하는 태양 광 집열기로 전력, 난방, 냉각 및 통풍에 대한 건물의 전기적 수요를 증가시키는 전기로 변환 한다.

• 가장 일반적인 태양열 난방 시스템 중 하나는 가정용 온수난방에 사용되는 것이다. 일부 경우 일정 기간 동안 낮은 운영비용을 회수하여 초기 설치비용을 상쇄할 수 있다. 능동 태양열 시스템은수집기, 수송 매체, 분배, 저장장치, 백업소스 및 제어장치의 6가지 기본 구성 요소를 가지고 있다.

이 시스템은 필요에 따라 변경 될 수 있는 6가지 기본 구성 요소로 구성된다.

 

• 수집 Collectors / 수집기들은 대략 90도 각도로 남쪽과 태양을 마주 보도록 설치된 패널을 통해 태양의 광선을 포착하거나 수집한다. 표면 전체에 동일한 양의 에너지를 흡수하는 비 초점 형 평평한 플랫 콜렉터 일 수도 있고, 태양의 에너지를 작은 영역으로 집중시키는 태양 광 및 태양의 강도를 높이는 파라볼릭 루버와 같이 초점을 맞출 수도 있다. 수집기 내부에서 물질은 가열되고 액체 또는 공기 매체로 에너지를 전달한다. 대부분의 수집기 시스템은 패널 배열에 고정되어 있지만 만약 태양을 따라 하늘에 있는 경로를 통해 태양을 추적하는 추적 시스템에 통합되면 더 효율적일 수 있다. 그러나 이로 인해 시스템 설치 및 운영 비용이 추가된다.

• 수송 transport / 수집기를 통과하는 운반 매체는 설계된 시스템의 유형에 따라 액체 또는 공기 일 수 있다. 대부분의 액체 시스템은 물을 사용하는데, 단, 야간 온도가 노출 된 수집기에서 얼어붙을 수 있는 기후를 제외하고는 물을 사용한다. 이 경우 부동액이 사용된다.  운송수단은 액체 수송 또는 송풍기blower, 댐퍼damper 및 더운 공기 덕트 용 펌프pump, 밸브valve 및 파이프를 통해 다음 단계로 열을 전달한다.

• 저장 storage / 운송 구성 요소는 내부에 직접 열을 필요로 하지 않은 경우에 수집 된 열을 저장소로 이동시킨다. 저장 시설에서 물, 암석, 산화알루미늄 또는 다른 물질로 옮겨 나중에 사용할 수 있다. 이 저장 장치는 열 에너지가 수집되지 않을 때 야간 및 흐린 날의 온기를 지원한다. 이 저장소는 크기, 단열재 및 초기 열의 정도에 따라 몇 시간 또는 며칠 동안 열을 공급할 수 있다.

• 분배 Distribution / 덕트 또는 배관을 통해 공기 또는 액체의 운송에 사용되는지 여부에 따라 분배 시스템은 수집기에서 가열 된 운반 매체를 필요로 하는 공간이나 나중에 사용하기 위해 저장 센터에 직접 운반한다. 일반적으로 전통적인 덕트 시스템보다 더 큰 덕트와 방열 표면을 필요로 한다. 분배 시스템은 또한 저장 공간에서 열을 공간으로 전달하고 운반 매체를 다시 수집 장치로 재활용한다. 운전 시 강제 순환 용 펌프와 팬을 사용할 수 있다.

• 보조 난방 Auxiliary heating / 보조 난방은 일반적으로 중앙 central 또는 국부 시스템 localized system 이다. 태양열 분배 장치에 연결되면 활성 태양열 시스템이 연속적으로 태양이 없는 날에 충분한 열을 생산할 수 없는 경우 난방 요구를 대신할 수 있다. 이러한 열원소스는 목재 스토브, 벽난로 또는 기타 재래식 시스템일 수 있다.

• 제어 Control / 태양열을 활성화되려면 단순한 자동 온도 조절 장치 thermostat 보다 많은 제어 장치를 필요로 한다. 여러 유형의 온도 조절 장치, 센서 및 기타 모니터링 장치는 단계적으로 작동하여 활성 시스템의 작동을 제어한다. 일부는 자동적이며 다른 일부는 사용자의 직접적인 개입이 필요하다.

D505  난방, 환기 및 실내 공기 조절 HVAC

HVAC  Heating, Ventilating, and Air-Conditioning

 

환경 적 쾌적함을 제공하기 위해서는 건물의 내부 공간에 대한 난방, 환기 및 공조 일반적으로 HVAC라고 함 가 필요하다.

건물의 HVAC 시스템은 실내 환경의 다음 측면을 제어한다.

• 주변 공기 온도

• 주변 표면의 평균 복사 온도

• 공기의 상대 습도

• 공기의 움직임

• 공기의 질이나 순도

이러한 요소가 열 환경을 구성한다.

이 열 환경은 HVAC 시스템이 필요로 하는 공간에서 인간의 활동과 편안함의 정도에 따라 실내 조건을 조정하기 위해 수정된다.

시스템의 제어 장치는 사용자들이 그들의 다양한 기능을 수행하면서 사용자의 신체 열 손실을 적응하기 위한 균형을 추구한다.

조명 설비 및 기타 요소의 배치는 그릴, 에어 레지스터 및 HVAC 요소와 조정되어야 하기 때문에 HVAC 시스템의 기본 계획단계에서부터 고려되어야 하며 가구 및 장비가 HVAC 시스템의 일부를 방해하지 않도록 주의해야 한다.

 

중앙 난방이나 실내 난방은 일반적으로 난방로와 온수 파이프 또는 덕트를 통해 처리된다. 강제 공기 가열을 사용하면 난방로가 요소를 가열하고 그 요소가 통과하는 공기를 가열하여 배출하며, 냉기 회수 통풍구 Cold-air return vents 는 재순환을 위해 재 가열 되는 난방로로 공기를 되돌려준다. 고효율 난방로는 내부 난방에 더 적은 연료를 사용하기 때문에 초기 구매 가격이 더 높지만 운영비용은 적다.

난방로 는 가열 된 공기에 수분을 추가하는 가습기 humidifiers 를 설치할 수도 있다. 어떤 방법으로든 가열하면 공기 중에 습기가 생겨 건강, 식물 및 가구에 해롭다.

 

대부분의 난방 시스템은 지정된 온도를 유지하도록 설정할 수 있는 온도 조절기 thermostat 로 제어된다. 소규모 시스템 용 온도 조절기는 시간대 또는 건물 사용에 따라 필요에 맞게 프로그래밍 할 수 있다.

대형 난방, 환기 및 냉난방 시스템 HVAC heating, ventilation, and air-conditioning 은 컴퓨터로 모니터링하고 제어한다.

 

실내 가구는 열기구 또는 냉기 반환을 방해해서는 안 된다.

실내 또는 지역난방은 전기 또는 가스 연료베이스 보드, 복사 천장 패널, 라디에이터, 휴대용 공간 히터 또는 목재 또는 석탄 연소 스토브 및 벽난로 또는 벽난로 삽입물로도 처리 할 수 있지만, 이 장치는 화재 나 화재를 일으킬 수 있는 가구로 막히지 않아야 하며, 열원 근처의 벽 및 구조 구성 요소를 포함한 가연성 물질의 배치를 제한해야 한다.

 

환기 Ventilation 와 공기 조절 air-conditioning 은 서로 관련이 있다.

환기는 열린 창문과 문에서 나오는 자연풍이나 바람을 의미한다.

창문 처리 및 가구 배치가 원하는 자연 환기를 허용하고 방해하지 않아야 함을 인식해야 한다.

 

중앙 공기 조화 시스템 A central air-conditioning system 은 강제 공기로 유닛을 통해 또는 건물의 외부 또는 내부에 위치한 별도의 유닛을 통해 처리 될 수 있다. 습도가 높은 기후에서는 공기 조화 장치에 공기 중의 과도한 습기를 제거하는 장치 인 제습기 dehumidifier 가 있을 수 있다.

 

난방 및 / 또는 냉각은 지열 geothermal 연결을 사용하여 지구 표면 아래 수 피트의 온화한 온도에서 냉기 및 고온의 기온을 교환하는 열 펌프 heat pump 로 수행하거나 보강 할 수도 있다.

 

덕트 작업을 하는 벽이나 천장은 쉽게 제거하거나 변경할 수 없기 때문에 설계자는 내부 설계의 개조 또는 구조적 변경의 경우 난방 및 냉방 시스템과 배관 작업을 알고 있어야 하고 설계자는 구조 변경이 이루어지기 전에 계약자 및 HVAC 전문가와 협의해야 한다.

D506  HVAC 시스템의 에너지 원

다양한 1차 에너지원을 활용하여 실내 공기를 제어할 수 있으며, 장점, 단점 및 비용은 지역 및 가용성에 따라 달라진다.

• 화석 연료 Fossil fuel / 화석 연료는 지구 표면 아래에 있는 석탄, 석유, 가스 매장량과 같은 천연 자원이다. 이들 물질은 직접 추출하여 연소 (석탄), 정제 (난방 기름 및 가스) 또는 전기를 생산하기 위해 간접적으로 사용된다.

• 자연 소재 Natural materials / 목재는 종종 밀폐된 스토브 또는 벽난로의 2 차 열원이다. 일부 도시에서는 대기 오염을 줄이기 위해 나무를 태우는 장치에 기타 제한이 가해지고 있다.

• 전기 Electricity / 전기는 수력발전 (수자원), 화석 연료, 바이오 매스 (생물 자원), 바람, 광전지 또는 원자력 발전소에서 생성되어 우리 건물에 분배되는 보편적인 에너지다.

• 지열 Geothermal / 지구의 지각은 지열 열원을 생성하기 위해 일부 지역에서 스팀 및 온수로 많은 양이 갇혀있는 열을 덮고 있다. 마찬가지로 건물 근처의 깊은 곳까지 심층 천공하면 지하수를 열원으로 사용하기 위해 물로 작동하는 기계식 히터와 결합 될 수 있다.

• 태양 에너지 Solar energy / 건물의 위치에 따라 태양 에너지 설계의 원리를 활용하여 난방에 필요한 에너지의 30 ~ 80 %를 대체 할 수 있으며 복사열과 태양 빛은 직접적으로 사용되거나 광전지에 의해 전기로 변환 될 수 있다.

D507  냉 난방 장치

HVAC 설계는 거주자가 수용 할 수 있는 안락한 수준에서 인클로저 내 온도, 습도 및 공기의 품질을 제어하는 기계 보조 시스템으로 구성된다. HVAC 시스템은 일반적으로 다음을 포함한다.

 

• 외피를 통해 외부로 전송되거나 손실 된 열을 대체 할 충분한 열을 공급하는 난방 장치

• 공기 냉각 및 제습 장비 : 냉각기 chiller, 응축기 condenser, 팬, 펌프

• 상대 습도 relative humidity 대기중에 포함되어 있는 수증기의 양과 그 온도에서의 포화수증기의 양과 비 의 원하는 수준에서 공기를 유지하는 가습기 Humidifier.

• 분배 Distribution 시스템 : 공급 및 반환, 필터.

• 신선한 공기를 공급하고, 오염 된 공기의 내부를 제거하는 배기 Exhaust 시스템.

D508  덕트 에어 시스템 Ducted-Air Systems

다양한 유형의 공기 시스템이 건물에서 열을 제공하는 데 사용되며 그 중 가장 일반적인 것은 다음과 같다.

• 단일 구역 시스템 Single Zone System / 이 시스템은 건물 전체를 하나의 온도 조절기 와 하나의 공기 조절 장치 로 제어되는 단일 구역으로 취급한다. 주거용 및 소형 건물 에서는 일반적이며, 약간 더 복잡한 시스템에는 여러 구역을 공급하는 덕트 내부에 온도 조절 장치가 통합 된 여러 개의 서브 시스템을 포함한다. 온도가 다양한 영역 내에서 제어 될 수 있지만, 모든 영역은 난방 또는 냉방이 동일한 모드에 있어야 한다.

• 다중 구역 시스템 Multizone System / 이 시스템은 중앙 컨트롤러 에서 고온 및 저온 공기를 생성한다. 그런 다음 덕트를 통해 공기가 온도 조절 식으로 제어되는 다른 구역으로 분배된다. 단일 구역 시스템과는 달리 이 시스템은 고온 및 저온을 동시에 생성 할 수 있지만, 이러한 유연성의 단점은 에너지 소비가 증가한다는 것이다.

• 단일 덕트 재가열 시스템 Single-Duct Reheat System / 이 시스템은 매우 차가운 공기를 건물 전체로 공급되는 단일 덕트 로 강제 공급한다. 덕트의 끝에서 코일을 다시 가열하면 공기가 원하는 온도로 조정된다. 이 시스템은 일정한 기후 제어가 선호되는 곳에서 가장 잘 사용된다. 공기를 식히고 각 구역에서 다시 가열하기 때문에 시스템은 에너지 효율적이지 않다.

• 가변 공기량 시스템 Variable Air Volume System / 이 시스템은 덕트 작업 시 조절 가능한 댐퍼를 통해 구역의 공기 흐름 양을 변화시킴으로써 온도를 제어한다. 온도가 낮아지면 댐퍼가 닫혀 공기량이 줄어 들고, 온도가 올라감에 따라 댐퍼가 열리고 더 많은 공기가 방출된다. 이 시스템은 높은 에너지 효율성으로 인해 중대형 건물에 매우 일반적이다. 단점은 시스템이 가열하거나 냉각할 수 없고 동시에 둘 다 수행 할 수 없다는 것이다.

• 디퓨저 위치 Locating Diffusers / 공기 시스템은 덕트 런의 끝에 디퓨져, 레지스터 또는 그릴 이 필요하다. 공간의 설계에 따라 덕트가 떨어 뜨린 천장 위에 노출되거나 은폐 될 수 있으며, 디퓨져는 열 발생 또는 손실이 가장 우려되는 경계 벽에 가깝고 균등하게 배치되어야 하고, 따뜻한 공기가 상승하기 때문에 공급 디퓨저는 일반적으로 천장에 장착되거나 벽의 높은 곳에 장착된다. 반환 디퓨저는 따뜻하고 오래된 공기를 실내에서 끌어 오며 공급 공기로부터 멀리 떨어져 있어야 하고 반환 공기 디퓨저, 레지스터 및 그릴은 천장, 벽 또는 바닥에 배치 할 수 있다.

D509 난방 시스템

• 난방 시스템은 주로 물, 공기 또는 증기와 같은 특정 매개체를 가열하고 이를 다양한 건물 공간으로 전달함으로써 기능한다.

• 전기 복사 가열 요소 또는 전기 코일과 같은 다른 방법은 에너지를 주변 공기에 직접 전달하여 공간을 따뜻하게 한다.

• 공기는 이러한 요소 위에 강력하게 팽창할 수도 있고 강제로 불어 지거나 자연스러운 패턴으로 순환 할 수 있다.

• 자동 온도 조절기thermostat는 자동으로 공간의 온도를 모니터링하고 그에 따라 보일러를 전환하여 에어컨 시스템과 난방 시스템을 모두 제어한다. 기계 엔지니어는 일반적으로 자동 온도 조절 장치의 위치를 결정한다. 판독 값의 정확도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 외부 벽에서 멀리 배치되며 통풍구가 없는 장소와 외부 직사광선이 없는 장소에 설치한다.

• 일반적으로 온도 조절기는 장착 높이에 따라 온도가 달라지므로 보일러의 효율성이 달라 지며, 접근성 요구 사항을 위해 더 낮게 배치 될 수 있다.

• 프로그램 가능한 온도 조절기는 비어있는 시간이나 주간 및 야간 사용을 위한 설정을 제공하기 위해 상황에 맞게 지정되는 경우가 많다.

 

D510 순환수식 시스템 Hydronic Systems

순환수식 시스템은 물의 온도를 조절하여 공간에서 난방 또는 냉방을 제공한다.

보일러는 난방 시스템을 위해 물을 가열하고 냉각기는 냉각 시스템을 위해 물을 냉각시킨다.

온풍 난방과 달리 온수 난방은 보일러에서 파이프를 통해 내부 공간으로 열을 전달하기 위해 물을 사용한다.

온수 가열은 설치 비용이 비싸지만 따뜻한 공기 시스템에 비해 몇 가지 장점이 있다.

배관은 공기 덕트보다 공간이 덜 필요하고 공기 통풍을 유발하지 않으며 더 균일 한 온도를 유지하는 경향이 있다.

보일러는 물을 미리 정해진 온도로 가열하고 파이프를 통해 전기 펌프로 개별 라디에이터 또는“핀 튜브 fin tubes ”로 순환시킨다.

공기는 라디에이터를 자연스럽게 흘러가거나 팬에 의해 열을 받아 공간을 따뜻하게 한다.

이 가열 유형은 여러 가지 레이아웃을 사용한다. 직렬 주변 루프, 하나의 파이프 시스템 또는 2 개파이프 시스템. 경우에 따라, 온수가 콘크리트 바닥에 매립된 방사형 가열 파이프를 통해 순환하거나 배관이 달린 목재 바닥 아래에 묻혀 있거나 튜브가 달린 나무 바닥에 놓인 복사열 파이프를 통해 순환시킨다. 방열기를 위해 내부 공간을 사용하지 않는 장점이 있지만 고장이 난 경우 수리하기가 어려운 단점도 있다.

 

대중적인 시스템은 다음과 같다.

 

• 핀 튜브 라디에이터 Fin-Tube Radiators / 핀 튜브 라디에이터는 파이프의 뜨거운 물에서 열을 방출하는 많은 구리 핀이 있는 구리 파이프로 만들어진다. 차가운 공기는 핀 튜브의 바닥에서 끌어온 가열해서 따뜻한 공기를 상승시키면서 실내를 가열한다. 핀 - 튜브 라디에이터는 전형적으로 외벽의 베이스 보드를 따라 위치하며, 열을 단독으로 제공하도록 설계된다.

• 팬 코일 유닛 Fan-Coil Units / 팬 코일 장치는 개별 공간에 난방 또는 냉각을 제공한다. 팬 코일은 뜨거운 물이나 차가운 물이 담긴 하나 또는 두 개의 코일이 있는 팬으로 구성된다. 가변 설정은 팬 속도를 변경하거나, 물의 흐름 조정 하거나 또는 전기 코일 켜기 / 끄기로 제어된다. 팬 코일 장치는 일반적으로 외벽에 위치하며 다소 부피가 크지만 오목하게 들 간 유닛 및 로우 프로파일 유닛은 더 적은 공간을 차지한다.

• 복사 난방 시스템 Radiant Heating Systems / 복사 난방 시스템은 표면을 통해 열을 방출하는 뜨거운 물로 채워진 유연한 튜브 망이다. 일반적으로 바닥이나 천장에 설치되어 공간에 따뜻함을 제공한다. 좌식 생활권 주거 용도에서 가장 일반적으로 사용된다. 다양한 유형의 시스템이 신축 또는 개 보수 프로젝트를 위해 특별히 제작된다.

• 강판패널 라디에이터 Steel Panel Radiators / 스틸 패널 라디에이터는 오래된 주철 라디에이터와 비슷하게 작동한다. 물은 물 공급 지점과 반환 지점을 통해 패널에서 순환하며 방을 복사 및 대류 로 가열한다.

D511  대기 난방 Warm-Air heating

• 대부분의 난방 시스템에는 팬이나 중력 공급 장치를 통해 공기를 전달하여 내부로 열을 전달하는 매개체로 공기를 사용하는 난방기가 포함된다.

• 가열 된 공기가 상승하는 경향의 자연적 원리를 사용하고, 냉각 될 때 떨어지며 다음 공기는 개별 반환 공기 그릴과 덕트를 통해 다시 난방기로 이동하거나 흡입되며 중앙에 위치한 리턴 공기 그릴을 통해 다시 가열 될 수 있다.

• 기계 시스템에서 공기는 비례적으로 큰 덕트를 통해 이동하고 바닥, 벽 또는 천장을 통과하는 출구인 레지스터로 들어간다. 이 장치는 따뜻한 공기를 공간의 다른 부분으로 보내도록 설계되고, 크기, 수 및 위치는 공간의 예상 열 손실, 공간의 크기, 열 생산 장비 및 공간 내 활동에 따라 달라진다.

• 난방 덕트는 다양한 내부 공간의 균형잡힌 시스템을 만들기 위해 전달되는 따뜻한 공기의 속도와 관련하여 설계된다. 단면적은 공간에 필요한 공기의 분당 입방 피트 CFM 및 엔지니어가 덕트에서 지정한 허용 속도와 관련되며, 덕트 작업은 각각의 공간에 특정 크기의 공기를 공급하기 위해 분기한다.

• 레이아웃은 바닥아래 경계 또는 분기 시스템, 천장 시스템 또는 노출 된 배치로 설계할 수 있다.

• 건물 규정은 덕트가 건물 밖에 있을 경우 단열재의 단열을 강화하고 단열재를 더 높은 수준으로 요구하며 또한 공기 누출을 방지하기 위해 덕트 연결부를 밀봉하기 위한 요구 사항을 지정한다.

• 따뜻한 공기 가열은 가습기 및 필터를 공기 조절 시스템에 추가 할 수 있기 때문에 다른 시스템에 비해 몇 가지 장점이 있다. 더운 계절에는 환기를 하거나 에어컨을 제공하기 위해 같은 배관 시스템을 사용할 수도 있다.

증기 난방 STEAM HEATING

증기 난방 시스템에서 물은 증기로 변할 때까지 고온으로 가열 된 다음 절연 된 배관을 통해 개별 라디에이터로 보내진다.증기가 냉각되어 물로 응축되면, 별도의 중력 복귀 파이프가 증기로 재 가열하기 위해 이를 다시 보일러로 전달한다.

스팀난방과 온수 시스템은 건물의 다른 구역과 파이프로 연결될 수 있어 건물의 여러 공간과 구역을 개별적으로 제어 할 수 있어 공기보다 유리하다.

D512  전기 난방 시스템 Electric Heating Systems

• 전기 난방은 일반적으로 설치하는 모든 시스템 중에서 가장 저렴하지만 더 높은 전기 수요로 인해 더 많은 비용이 소요된다. 그러나 각 장치마다 별도의 배선이나 온도 조절 장치를 사용하여 쉽게 구획 화할 수 있으므로 유연성이 뛰어나다.

• 전기를 사용하여 난방을 공급하는 데는 여러 가지 방법이 있다. 추운 기후에서의 난방 방법은 많은 에너지 사용을 필요로 하지만 가장 일반적인 방법은 공간에 전기베이스 보드 스트립이나 벽 장치를 설치하는 것이다. 배선은 전기의 흐름에 대한 저항을 일으켜 가열되어 주변 공기로 전달된다. 공간 전체에 공기 순환을 돕기 위해 팬을 추가 할 수도 있다. 복사 형 전기 열은 또한 바닥재 및 심지어 벽과 천장 패널 아래에 케이블을 배치하여 내부를 가열하는 데 사용할 수 있다.

• 전기 난방 시스템의 주요 장점은 추가 장비가 필요 없다는 점이며, 설치가 쉽고 크기가 비교적 작다. 단점은 작동하는데 많은 에너지를 소비하고 매우 비용이 많이 든다.

• 전기 난방 시스템의 가장 좋은 용도는 강제 공기 시스템과 결합한 보조 열원이다.

• 자연 대류 장치는 차가운 공기가 열을 통과 할 때 가열하고, 따뜻한 공기는 상승하면서 공간을 따뜻하게 한다. 이러한 장치는 대개 베이스 보드 나 바닥, 일반적으로 외벽을 따라 설치된다. 전기로는 공기를 분배하기 위해 자연 대류에 의존하지 않고 따뜻한 공기를 팬으로 실내로 불어 넣어 열을 전달하며 필요한 용량에 따라 다양한 모양과 크기로 제공된다.

D513  환기 Ventilation

• 환기는 열, 습기 및 오염 물질을 제거하거나 오염 물질의 농도를 줄이는 메커니즘이다.

• 환기는 또한 건물이나 공간 내부에서 재순환 될 때 오염 될 수 있는 공기를 교체하기 위해 신선한 공기를 도입 할 때 필수적이다.

• 환기는 난방 또는 냉각 시스템을 통해 공기를 이동하거나 개별적으로 개별 덕트나 환기구를 통해 개별적으로 공기를 이동시키는 과정을 포함한다.

• 건물의 공간 내에서 공기가 순환뿐만 아니라 건물 외부 공간으로 공기를 교환하는 것을 포함한다.

• 공간에서 공기를 주기적으로 교체함으로써 공간에서 생성 된 오염 물질은 더 낮은 농도로 유지된다.

• 실내를 통해 공기가 이동하면 균일 한 온도를 유지하고 습도 및 여과 제어 장치와 같은 다른 공기 개선 모드와 결합하는 데 도움이 될 수 있다. 먼지 및 원치 않는 냄새들을 통제하거나 제거 할 수 있다.

• 실내공기를 가열 및 냉각 방법을 사용하여 실내 공기를 압축하여 실내 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다.

• 실외 공기가 차가운 경우 실내보다 따뜻하면 실외 공기를 원하는 효과를 내기 위해 직접 사용할 수 있다.

• 압력 차이는 건물의 환기를 유도한다.

• 침투 율 건물 개구부를 통한 환기 은 실내 - 실외 온도 차이 또는 풍향에 의한 건물의 각 면의 양압 및 음압으로 인한 압력 차에 크게 의존한다.

• 부적절한 환기는 휘발성 유기 화합물 VOCs 과 같은 농축 된 실내 공기 오염 물질의 결과로 “새집 증후군” 이라고 불리는 것도 유발할 수 있다. 때로는 카펫, 페인트 및 기타 오염 물질 과 같은 건축 자재들의 가스 배출로 발생한다.

• 스택 효과로 인해 건물 바닥의 상단 및 하단 (음) 압력에서 비교적 높은 (양) 압력이 발생한다. 따라서 공기가 상단과 하단에서 누출된다.

• 전반적으로, 모든 경로를 통해 들어오고 나가는 모든 수단은 반드시 균형을 이루어야 한다.

• 건물 내에서 압력 차이는 한 위치에서 다른 위치로 공기가 움직이는 원인이 된다.

• 단일 공기 교환 - 공간 부피와 동일한 양의 공기 공급 - 일반적으로 공기 오염 물질 농도의 약 2/3가 제거된다. 따라서 농도를 거의 0으로 줄이기 위해서는 단일 공기 교환 이상이 필요하다.

• 오염 물질이 생성될 위치, 자연적으로 발생할 위치를 알고, 인접한 영역에 대해 이러한 영역을 부정적으로 가압 유지하는 것이 오염 물질이 한 위치에서 다른 위치로 원치 않게 분포되는 것을 방지하는 데 중요하다.

• 기기 또는 거주자의 활동과 같은 점 오염원에서 오염 물질이 발생하면 그 해당 지점에서 배기 환기를 적용하는 것이 가장 효과적이다. 이는 오염 물질이 일반적으로 공간에서 공기 중에 혼합되는 것을 방지한다.

• 강력한 오염원이 될 활동이나 장비의 위치는 배기 환기와 함께 제공되거나 출처와 관련하여 적극적으로 가압 된 공간으로 둘러싸여 있어야 한다.

• 민감한 부분은 가능한 경우 압력 및 고정 장벽을 통해 격리되어야 한다.

• 환기 시스템은 오염원이 될 수 있다. 필터의 품질과 교체 빈도, 열 교환 코일과 팬의 청결도, 덕트의 습기와 악화에 대한 특별한 우려가 있다.

• 열 라이너는 항상 배관 외부에 있어야 하며, 음향 절연은 최소한으로 유지되어야 하며, 먼지와 습기로부터 보호되어야 한다. 누적되면 라이너 재료의 부식, 침식 및 미생물 성장을 초래할 수 있다.

• 환기 시스템은 또한 “에너지 회수 환기 ERV ”또는 “열 회수 환기HRV라고도 하는 방법을 사용할 수도 있다.이 시스템은 욕실 배기 팬에 의해 배출되는 공기와 같이 배출 된 공기에서 감지 가능하거나 잠열을 회수한다. 이들 유닛은 배출 된 공기로부터 유입되는 외부 공기로 열 에너지를 전달함으로써 겨울철의 외부 저온 공기를 가열하는데 필요한 에너지의 양을 줄인다.

• 개방형 사무실 구역, 교육 실험실 및 상업 식당은 20 cfm / p가 요구된다.

필요 환기량과 환기횟수

실내공기오염의 제거를 목적으로 하는 환기를 할 경우 필요한 공기가 유입 또는 유출되는 양의 최저치를 필요 환기량이라 한다. 또한 환기량이 과다해서 난방효과가 저해되는 경우에는 환기량의 상환을 억제하게 되는데 이를 허용 환기량이라고 한다.

 

CO2 허용치에 근거한 필요 환기량

재실자에 의해 실내공기가 오염되는 원인은 인체에서 발생하는 체취와 기타 오염물질의 종합적인 영향에 의하지만 일반적으로는 인체로부터 발생하는 CO2에 비례한다고 볼 수 있다. 또한 체취나 기타 오염물질의 양을 측정하는 것은 곤란하지만 CO2농도의 측정은 간단하기 때문에 재실자에 의한 공기오염의 지료로서 CO2를 이용하는 것이 일반적이다.

 

V=CO2발생량 / 기준치-외기농도

 

CO2농도의 허용치(1000ppm)를 기준으로 계산한 결과 1인당 약 20 ~ 30 m3/h정도의 신선한 공기가 필요하다.

 

환기횟수

실내에서 성인 한 사람당 필요한 환기량은 20~30m3/h 이며, 실내의 환기횟수는 필요 환기량에 재실자 수를 곱하고 실의 용적으로 나누어 산출한다.

 

환기횟수 = 필요환기량×재실자 수 / 실의 용적

 

주거 내에서의 환기횟수는 실의 종류에 따라 다르며 일반적으로 화장실은 1시간에 2회, 부엌은 3회 그리고 거실이나 다른 방은 1시간에 1회의 환기횟수를 필요로 한다. 1회의 환기횟수라는 것은 실의 체적에 해당하는 정도의 실내공기를 외기와 교환하는 것을 의미한다.

 

환기계획

실내공기질의 확보를 위해서는 주택의 창을 개방하는 환기도 중요하지만, 에너지절약을 위해서는 자연 환기 시스템, 기계 환기 설비의 이용, 하이브리드 설비, 이중외피 설계 등을 이용한 환기방법이 필요하다.

 

자연환기계획

• 자연환기는 자연의 바람을 이용한 환기방식으로 온도차에 의한 압력과 건물주위의 바람에 의한 압력으로 발생된다.

• 실내와 외부에 온도차이가 있을 경우에 공기밀도의 차이로 압력차가 발생하여 환기가 일어난다. 또한, 개구부의 위치와 벽의 배치에 따라 공기의 흐름이 달라진다.

• 환기효과는 마주보는 면에 유입구와 유출구가 있을 때 좋아진다.

• 자연환기시스템은 기계적 동력을 요하지 않는 장치를 이용한 자연환기방식이다. 크게 외기 도입형과 실내형으로 분류할 수 있는데, 외기 도입 형은 외기와 면하는 면에 설치되어 실외 공기가 실내로 유입되며, 실내외 온도에 따라 사용자에 의한 개폐가 가능하다. 실내 형은 각 실을 연결하는 창호부에 설치되는 장치로서 통풍구 vent 의 형태를 지니는 경우가 많으며, 화장실 등의 배기장치만 설치된 공간에 Make-up air 를 제공할 수 있는 장치이다. 실내형 환기장치의 일종으로 출입문에 환기구를 제작한 것이며, 자연 환기구는 형태가 다양하다. 최근에는 CO2 농도 센서에 의해 자동 개폐되는 자동 환기창 등이 도입되기도 한다.

• 이중외피는 기존의 외피에 하나의 외피를 추가한 다중외피의 원리를 이용한 것으로, 각 외피에 개구부를 둠으로써 중공층과 실내로의 환기가 가능한 구조로 되어 있다. 즉, 내외측 외피의 상하에 개구부를 두어 실내외 온도차에 의해 자연환기가 이루어지게 되며, 바람에 의한 압력의 영향을 감소시켜 고층건물에 자연환기를 위한 창호의 개폐가 가능하게 하며, 기계 환기에 소모되는 운전에너지를 절감하고 거주자의 쾌적도를 증가시킬 수 있다. 이중외피에 의한 환기는 주거 건물에서 발코니 확장 시 적용할 수 있다.

• 공기는 자연 대류 또는 기류에 의해 건물을 통해 이동되거나 기계적 수단에 의해 밀고 당겨진다. 자연스러운 방법은 창문과 문을 열거나 닫거나 조절하는 것이다. 외부에서 불어오는 바람은 이러한 구멍으로 포착되어 내부로 흘러 들어갈 수 있다. 이러한 움직임의 대부분은 수평적인 반면에 공간이나 여러 건물 내부의 서로 다른 높이에서 개구부를 조정함으로써 공기를 수직으로 이동시킬 수도 있다.

• 공기는 공간이나 다단식 건물 내에서 높이를 달리하여 구멍을 조정하여 수직으로 움직일 수 있다. 예를 들어, 1 층과 2 층 창문의 조합을 바람이 부는 곳으로 열어 실내를 냉각시킬 수 있는 수직의 공기 움직임을 만들 수 있다. 이 원리는 성당 천장이 있는 방과 다른 수직 공간이 있는 방에서 뜨거운 공기가 상승하면서 자연 적인 공기 흐름을 통해서 공기를 순환시키는 것을 돕기 위한 데에도 사용될 수 있다.

• 강제 또는 기계 환기는 덕트를 통해 인접한 건물 공간으로 공기를 이동시키기 위해 전기 팬과 같은 공기 조절기를 사용한다. 일반적으로 팬은 중앙 플랜트에 위치하지만 다른 원격 위치도 사용할 수 있다.

• 천장 팬, 배기 팬 및 전체 주택 팬은 많은 실내에서 원하는 효과를 위해 공기를 밀거나 당기는 데 사용 된다.

• 압력 차이, 관성 및 마찰에 의한 3 가지 현상 모두가 난기류를 생성하므로 공기가 직선 경로를 따라 부드럽게 움직이지 않는 경우가 많다. 공기의 두 가지 기류가 반대 방향으로 흐를 때 인접한 공기 입자 는 항상 같은 방향으로 움직이므로 일련의 소용돌이 로 분리된다.

• 건물 주변에서 가장 큰 압력 차는 바람이 수직으로 부딪힐 때 발생한다. 이것은 가장 큰 바람 그림자와 가장 낮은 바람 압력을 생성한다. 공기가 높은 압력에서 낮은 압력으로 이동하기 때문에 건물의 바람 입구를 고압 영역에 인접시키고 바람을 배출하는 출구를 저압 영역에 인접하게 놓는 것이 좋다. 따라서 입구와 출구에 가장 적합한 장소를 결정하기 위해 건물 표면에 고압 및 저압이 발생하는 위치를 파악해야 한다.

• 단순한 큐브 형태에서, 큐브의 바람을 향하는 면은 주변 공기압에 비례하여 양의 압력 하에 있게 되며, 상단, 후면 및 측면은 부정적인 압력 을 받게 된다. 바람이 불어오는 면의 입구와 다른 면의 출구는 교차 환기를 제공한다. 바람이 45도 각도에서 입방체에 접근하면 표면에 다양한 압력이 가해진다.

• 공기의 온도가 상승함에 따라 공기 압력 차이로 인해 압력이 낮은 압력 영역으로 흘러간다. 이 “스택 효과” 흐름은 천창이나 천장 바로 아래에서 모일 수 있는 공기와 같이 건물에서 원치 않는 공기를 배출하는 데 유용하지만 기류가 빨리 움직이지 않고 보통은 거주 지역을 통과하지 못하기 때문에 증발을 통해 사람들을 직접 냉각하는 데 거의 도움이 되지 않는다. 그러나 스택 효과는 외부 풍압이 없는 상태에서 공기 교환을 생성하며, 상부의 개구부가 가열된 공기를 빠져 나가고 더 차가운 교체 공기가 하부 플랩 또는 하부 개구부 아래에 들어가게 하는 ”티 - 피 tee-pee“ 디자인에 유용하다.

• 저층 건물의 스택 효과 기류는 밤에는 특히 더 차가운 야간 공기를 가져와 낮에는 건축 자재에 흡수 된 열을 외부로 운반할 수 있다. 바람이 불어 오는 쪽으로의 개구부가 크게 열리고 바람이 불어오는 작은 균열이 있는 경우, 온화한 교차 환기가 스택 효과를 극복하고 바람을 통해 열을 전달한다. 스택 효과는 교차 환기와 함께 사용할 수 있다. 그러나 교차 환기는 건물을 통해 공기를 이동시키는 것만큼이나 “건물에 공기를 채우는 것”이 아니다. 교차 환기의 경우, 공기가 들어오고 나가는 방법이 필요해서 흡입구뿐만 아니라 배출구의 적절한 배치가 중요하다.

D514  여과  및 공기 정화 Filtration and air cleaning

오염 물질을 제거하는 중요한 방법은 여과 및 공기 정화이다.

공기 정화는 미립자 물질 및 기체 오염 물질을 모두 제거하는 것을 말한다. 여과는 일반적으로 미립자 물질을 제거하기 위해 정전기 침전이 사용되지만, 매체 여과기의 사용을 의미한다. 숯 및 과망간 산 칼륨을 포함한 다양한 매체를 사용하여 기체 오염 물질을 제거한다.

 

필터는 차단, 침착 및 정전기 퇴적과 같은 다양한 수단을 통해 공기 중 미립자 물질을 제거한다. 필터의 선택은 필터 매체를 통과하는 공기 흐름의 속도뿐만 아니라 제거되어야 하는 입자의 크기 및 유형에 크게 의존한다. 일반적인 주거용 필터는 매우 비효율적이어서 매우 큰 물체 만 제거하며 건강이나 편안함에 대해 우려되는 입자를 효과적으로 제거하지 못하기 때문에 직경 2.5μm 미만의 미세 입자를 제거하려면 효율적인 필터가 필요하다. 이들은 호흡기에 침투하기 때문에 건강에 가장 큰 관심을 끄는 입자이며 1μm 미만의 입자를 효과적으로 제거하려면 필터가 훨씬 효율적이다. 일반적으로 HEPA라고 하는 고효율의 입자 필터가 해당한다. 이러한 필터는 직경 0.3μm 범위의 입자를 제거 할 때 99.97 %의 효율을 보이며, 이는 호흡기 깊숙이 침투하여 폐 표면에 도달하는 크기이다. HEPA 필터는 다소 비싸고 정압 static pressure 이 상당히 떨어진다. 공기가 통과하는 것에 대한 저항이 크다. 따라서, 보다 강력한 팬을 필요로 하고 필터의 주어진 횡단면을 가로 질러 이동하는 동일한 유량의 공기에 더 많은 에너지를 사용한다. HEPA 및 기타 고성능 필터의 일반적인 솔루션은 공기 흐름에 노출 된 필터의 단면적을 증가시켜 속도를 낮추고 압력 강하를 감소시키는 것이다.