건축환경 1 1

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건축환경 1

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건축환경공학이란?

• 환경이란?

- 인간, 생물개체를 둘러싸고 상호작용을 미치고 있는 모든 외부세계 를 의미

- 환경 = 자연환경 + 사회환경

- 건축은 자연환경 중에 있지만, 인간이 직접 영향을 받는 것은 실내 환경이다.

- 실내환경은 건물부근의 외기온도, 풍속, 일조 등에 영향을 받음.

• 건축환경공학이란? 생활공간에서 환경을 어떻게 제어하고, 어떻 게 조성 하는가

하는 문제를 대상 으로 한다.

출처 : 건축환경공학; 김재수 저; 서우; p 19

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건축과 환경

• 건축은 자연환경에 순응하고 자연재해 등으로부터 보호받기 위해 거처를 마련하고 점차 편안한 공간을 만들기 위해 노력 해 왔다.

• 자연환경 = 기후적 환경 + 지리적 환경

- 기후적 환경 : 해당지역의 날씨, 기온, 비, 바람 등의 기후요소 - 지리적 환경 : 평야, 경사지, 바닷가 등의 지리적인 위치

건축환경공학 (자연환경

조절)

열환경(단열, 결로, 환기, 일조 및 일영, 태 양열),

빛환경(자연채광, 인공조명), 음환경,

공기환경

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건축환경의 조절

출처: 건축환경계획:이경회 저: 문운당 : p 6

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• 산업화, 과학의 발달과 생활수준의 향상으로 도시집중과 건물의 고층화, 대형화로 각종 설비를 이용한 주거 및 사 무환경 개선에 많은 발전  환경에 대한 관심 증가

• 건축수법의 발달로 사람, 거주공간의 환경과 용도에 알 맞은 빛, 온도, 습도, 기류 등을 자동 조절하는 건물이 탄 생

• 과거에는 자연환경조절 수법(주변의 지역, 지형, 기후 등 에 적합한 건축)이 사용  기계설비 수법 + 친환경적인 자연형 수법 고려

- 원시시대 건물 : 자연환경(비, 눈, 바람 등)에 대한 피신처 (Shelter)의 개념

- 자연형 환경조절방법에 의존  토속건축(Vernacular Architecture)

- 산업혁명 이후 : 복잡하고 인위적인 환경조절시스템이 등장

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• 쾌적한 실내환경에 영향을 미치는 요인 물리적요인,

미적요인, 심리적 요인, 생리적 요인, 기능적 요인 등

- 환경공학 분야에서 주로 다루는 빛환경, 열환경, 음환경 및 공기환경 등의 물리적 요인은 생리적 및 심리적 요인 에도 영향을 미친다.  물리적 요인의 조절을 통하여 쾌 적한 실내환경을 조성  인간이 건강하고 쾌적하며 능 률적으로 작업을 수행한다.

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• 자연형 조절(Passive Control)

- 건물의 형태, 구조, 공간구성, 외피구성 등 건축계획을 통 해 기계적 장치 없이 실내환경조건을 조절하는 방법

- 외부의 자연환경이 갖고 있는 이점을 최대한 이용

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• 설비형 조절(Active Control)

- 환경조절을 위하여 에너지를 소모하는 기계적 장치를 이 용하는 방법

- 실내환경에 대한 적극적인 통제  외부 환경조건에 관 계 없이 실내환경을 쾌적하고 일정한 수준으로 조절  많은 에너지가 필요하다.

출처 : 건축환경공학; 김재수저;

서우; p 43

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1. 기후요소

1) 기온(Air Temperature)

• 대기의 온도

• 건구 온도계로 측정

• 척도 :

섭씨온도(^oC), 화씨온도(^oF), 캘빈온도(K) 등

• 열환경 지표의 하나

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연교차 :

1년간 측정한 평균최저기온 (1월)과 평균 최고기온(7월) 의 차이

• 세계에서 가장 연교차가 큰 지역 : 대륙성 기후 시베리아, 베르토안스키 - 여름 : 36.7도

- 겨울 : 영하 68도

• 서울의 연교차 : 약 29 중강진의 연교차 : 약 39

출처 : http://blog.naver.com/oklove215/30027144098

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2) 습도(Humidity)

• 대기 중에 포함된 수증기의 양

• 적도부근에서 가장 높고 극지방으로 갈수록 감소

• 측정도구 : 건습구 온도계, 모발습도계, 노점습도계 등

• 표시방법 : 수증기압, 상대습도, 절대습도, 습구온도, 노점 온도 등

• 우리나라

여름 : 높은 습도 겨울 : 낮은 습도

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3) 일사(Solar Radiation)

• 태양으로부터의 복사에 의한 에너지

• 자외선, 가시광선, 적외선으로 구성

• 파장 : 200 ~ 3,000nm

• 일조시간 : 어느 지역에서 일정기간 중 태양의 직사광선 을 받을 수 있는 시간

• 여름 : 차양으로 일사 차단

겨울 : 채광유리 일사 적극 유입

출처 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=869628

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4) 강수량(Precipitation)

• 강수란?

대기 중에 있는 수증기의 응축현상, 지면에 생성된 수 분의 총칭

• 비, 눈, 우박, 이슬, 서리 등

• 우리나라 강수량 : 1,000 ~ 1,800mm

• 강수량의 분포 : 남에서 북으로 갈수록 감소

출처 : http://cafe.naver.com/teacherj/2471

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5) 바람(Wind)

• 지구상의 계절별 기압분포, 지구의 자전, 육지와 바다의 가열이나 냉각의 일변화, 지형과 주위환경에 의해 결정

• 풍속계로 측정, 단위는 m/s, km/h, knot 등

출처 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId

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6) 기후도

(Climograph)

• 어떤 지역에 관한 기후의 체감을 표 현하기 위해 제안

• 기온과 습도의 조 합

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빛 환 경

• 빛 : 태양(자연의 빛, 자연채광), 인공조명

• 빛 환경 : 태양의 빛을 이용한 자연광과 인공적으로 만든 인공조명으로 공간의 사용 목적에 따라 밝기를 조절하는 것

• 건물에서 자연광의 이용방법 : 창의 위치와 크기 조절, 다 양한 유리 사용, 건축적 수법으로 빛의 양과 질 조절

출처 : http://cafe.naver.com/sko3/7

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자외선 200~380nm 화학효과 표백, 피부를 태 우는 효능

가시광선 380(보라)~

780nm(빨강) 광효과

단파 적외선 780~3,000nm 열적효과 열환경에 영향

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1. 빛의 성질

1) 투과(Transmission) : 빛은 직진하는 성질

2) 반사(Reflection) :

- 빛은 물질의 표면 특성에 따라 반사광이 난반사하여 확 산광이 되는 확산반사와 동일방향으로 반사되는 경면반 사

- 오목한 면은 빛이 한곳으로 모이고 볼록한 면은 확산함

3) 굴절(Refraction)

- 광선이 하나의 투명매체에서 다른 매체로 들어가면 그 방향이 변하는 것

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출처 : 건축환경공학; 김재수저; 서우; p 295

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2. 빛의 단위

1) 광속

:

어느 면에 입사하는 단위시간당 빛의 에너지량 - 단위 : lumen

1 lumen : 1cd의 광도와 동일한 점광원에서 발산하는 광속중 1입체각(1sr, Steradian)내에 방사하는 빛의 양

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2) 조도

- 단위면적당 입사하는 광속의 양  면의 밝기 - 어떤 면의 조도는 그 면에 투사되는 광속의 밀도 - 단위 : lx

1lx : 1m²에 1루멘의 광속이 투사되고 있음

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3) 광도

-

어느 광원에서 발산하는 광의 세기 - 점광원의 특정방향에 대한 빛의 양 - 단위 : 촉광 또는 cd

1cd : 점광원을 중심으로 하여 반지름 1m²의 면적을 통 과하는 광속이 1루멘 일 때 그 방향의 광도를 1cd라 함.

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4) 휘도

- 광원면, 투과면 또는 반사면의 어느 방향에서 보았을 때 의 밝기

- 단위 :sb(stilb)와 nt(nit), cd/m²

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• 글레어(Glare)

:

사람이 어떤 공간에서 느끼고 있는 휘도 보다 현저하게 높은 휘도 부분이 있어 시력 저하나 눈의 피로감, 불쾌감, 시지각 등의 방해와 같은 장애

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3. 조명의 종류

• 자연조명(자연채광, 주광조명) : 태양 빛을 사용하여 낮에 이용하는 조명, 계절과 일기에 따라 빛의 양이 다름.

인공조명(조명): 형광등, 수은등, LED등 등 혼합조명 = 자연조명 + 인공조명

1) 자연채광

• 측창채광(Lateral Lighting) 천창채광(Top Lighting)

정측창채광(Top Side Lighting)

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2) 인공조명의 종류

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4. 조명 방식(배광방식에 따라)

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• 직접조명 : 작업면에 높은 조도,

- 어떤 작업을 하기 위한 명시조명이 주목적

• 간접조명(엠비언트 조명) : 천장과 벽 반사율은 최대로 - 분위기, 의장적 효과를 위한 무드조명이 주목적 높임.

• 반직접조명 : 적은 양의 빛을 천장에 반사.

• 전반확산조명 : 모든 방향으로 빛을 확산.

• 반직접조명 : 위, 아래로 균등히 빛을 확산

• 반간접조명 : 많은 빛을 천장에 반사

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5. 건축화 조명

건물의 천장, 벽, 기둥 내 부에 광원을 만들어 조명 하는 방식.

건축의 중요 한 일부를 이루는 조명 설비.

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열 환 경

• 열환경 : 실내에서 생활하는 사람의 온도체감에 따라 덥거 나 추위를 느끼는 것

- 실내의 온도, 습도, 공기의 흐름 등에 의해 나타나는 현상

• 열환경 조절방법 : 단열재 설치, 창과 문의 크기와 위치 조 절 등

1. 열에너지의 형태

1) 현열 : 온도를 상승시키는 열로 흡수나 방출되는 열에너지 2) 잠열 : 상태를 변화시키는 열로 흡수나 방출되는 열에너지 3) 복사열 : 물체로부터 방출되는 에너지

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2. 열의 전달방식

• 열은 고온 측에서 저온 측으로 흐른다.

(1) 전도(Conduction) : 물체를 통해 직접 열이 전달되는 방식

• 전도에 의한 열량은 물질에 따라 다르며, 열전도율에 비례 한다.

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(2) 대류(Convection)

• 입자 자체가 움직여서 열을 전달하는 방식

• 물질이 열을 동반하고 이동하는 경우로 기체, 액체에서 일어남.

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(3) 복사(Radiation)

• 전자기파에 의해 열을 전달하는 방식

• 고온의 물체표면에서 저온의 물체표면으로 복사에 의해 열이 이동하는 것

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(4) 열전도율(Thermal Conductivity, λ)

• 두께 1m의 균일재에 대하여 양측의 온도 차가 1°C 일 때 1m²의 표면적을 통하여 흐르는 열량

(5) 열관류율

• 표면적 1m²인 구조체를 사이에 두고 온도차가 1°C일 때 구조체를 통한 열류를 와트로 측정한 것

출처 : 건축환경공학; 김재수저;

서우; p 93