절에서 설정된 건물특성 인자 및 외부환경 인자의 값으로 구성된 4.1
시뮬레이션 사례는 총 18개로, Table 4.6과 같다 각 사례는 봄 여름. , , 가을 겨울 각 계절별로 대기 중 미세먼지 농도 오염수준 가지를 각각 , 4 적용하였다 계절에 따른 외부환경 인자 및 실내 입력조건은 . Table 4.7 과 같으며 오염수준별 대기 중 미세먼지 입경별 농도는 , Table 4.8과 같다 본 절에서는 건물특성 인자인 침입계수와 침착계수는 계절에 관계. 없이 측정 결과의 평균값을 동일하게 적용하였다.
Table. 4.6 Simulation case
Case Season Level of
contamination
PM10 concentration ()
A
A-1
Spring
Very low ≤ 25
A-2 Low ≤ 50
A-3 Medium ≤ 100
A-4 High ＞ 100
B
B-1
Summer
Very low ≤ 25
B-2 Low ≤ 50
B-3 Medium ≤ 100
B-4 High ＞ 100
C
C-1
Fall
Very low ≤ 25
C-2 Low ≤ 50
C-3 Medium ≤ 100
C-4 High ＞ 100
D
D-1
Winter
Very low ≤ 25
D-2 Low ≤ 50
D-3 Medium ≤ 100
D-4 High (Normal) ＞ 100
D-5 High (Yellow dust) ＞ 100
D-6 High (Smog) ＞ 100
건물에서의 공기유동은 실내 외 압력차 공기유동 경로 위치와 저항· , 의 크기 건물의 높이 시공 재료 및 정밀성 등 다양한 인자들의 영향을 , , 받는다 이를 압력 차에 기인하는 외부환경 인자와 건물의 기밀성능에 . 기인하는 건물관련 인자로 구분할 수 있다 따라서 건물에서 발생하는 . 공기유동 분석을 위해서는 건물관련 인자와 외부환경 인자에 대한 이해 가 요구된다 본 연구에서는 제 장에서 언급한 바와 같이 건물관련 인. 3 자는 블로우 도어를 이용한 누기면적 측정 실험을 통해 데이터를 확보하 였으며 시간에 따른 변화가 발생하는 외부환경 인자를 대상으로 시뮬레, 이션 케이스를 선정하였다.
대상 건물의 현 상태를 고려한 공기 유동특성을 분석하기 위하여 시 뮬레이션 모델을 활용 계절에 따른 공기교환율 및 실내 미세먼지 농도, 를 추정하였다 여기서 공기교환율은 침기량을 의미하며 자연 환기 및 . , 기계 환기가 발생하지 않는 조건에서 개구부가 닫힌 상태로 시뮬레이션 을 진행하였다 대상 건물의 침기량을 분석하기 위해서 외부환경 인자 . 중 외기온 풍속 풍향을 선정하고 각 인자별 변화에 따른 유동 현상을 , , , 규명하였다.
계절별 외기온 지하주차장 기온 실내 기온 풍속 입력데이터는 대상, , , 건물 실측값과 함께 기상청에서 제공하는 서울시 기상데이터 평년값( ,
년 를 적용하였다 계절의 구분은 월을 봄
1981 ~ 2010 ) . 3 ~ 5 , 6 ~ 8 월을 여름, 9 ~ 11월을 가을, 12 ~ 2월을 겨울로 정의하였다 외기온. 의 범위는
–
14.4 ~ 32.7℃이며 풍속은 , 0~15.5
값을 가진다 풍향. 의 경우, 봄철은 서(270˚), 남서(225~248 )˚ 향이, 여름철은 북동 남서 향이 가을철은 북동 향이 겨울철은 북 (45~68˚), (293 )˚ , (45˚) ,서(293˚), 서(270˚)향이 우세하게 나타났다.
Table. 4.7 Outdoor and indoor conditions by using input data
Spring Summer Fall Winter
Outdoor temperature (℃)
12.0 24.3 14.4 -0.5
Relative humidity (%)
59 74 65 59
Wind velocity
(m/s) 2.7 2.2 2.0 2.4
Wind direction ( )˚
270 68 45 293
Indoor temperature (℃)
23.0 25.0 23.0 22.0
B1 temperature
(℃) 20.0 23.0 20.0 14.7
B2 temperature
(℃) 14.0 17.0 14.0 8.5
Table. 4.8 Size-resolved particle mass concentration in outdoors Mass concentration ()
Very low Low Medium High
0.3 5.0 9.0 14.4 19.6
0.5 3.3 6.0 9.6 13.1
1.0 5.0 9.0 14.4 19.6
3.0 1.5 3.0 4.7 13.8
5.0 4.6 8.9 14.1 41.3
10.0 2.1 4.0 6.3 18.4
Total 21.5 39.8 63.5 125.6
대기 중 미세먼지 오염수준이 고농도일 경우 일반적인 입경 조성분, 포 외에 황사 및 스모그 현상이 발생했을 때의 조성 분포를 반영하여 시 뮬레이션을 수행하였다 특히 사계절 중 겨울 및 봄철에 황사와 스모그 . 현상이 빈번하게 발생하며 본 연구에서는 침기 영향이 클 것으로 추정, 되는 겨울철에 한해 입경분포 변화에 따른 시뮬레이션을 수행하였다 황. 사 및 스모그 발생 시 입경별 미세먼지 질량농도는 , Table 4.9과 같다.
실내 입경별 미세먼지 농도의 경우 실측을 통해 미세먼지, (PM10) 질 량농도를 측정하였으며 일반적인 입경 조성비를 활용하여 입경별 질량, 농도로 분할하였다 추정한 실내 입경별 질량농도는 모든 존에 동일하게 . 적용하였으며 별도의 미세먼지 발생원은 존재하지 않는 것으로 가정하, 였다 실내 미세먼지 입경별 질량농도 및 측정결과는 . Table 4.10 및
과 같다 Table 4.11 .
Table. 4.9 Size-resolved particle concentration distribution in outdoor
Particle diameter
()
Normal Yellow dust Smog
Mass concen-
tration ()
Mass fraction
Mass concen-
tration ()
Mass fraction
Mass concen-
tration ()
Mass fraction
0.3 19.6 0.13 8.7 0.01 18.3 0.16
0.5 13.1 0.08 8.7 0.01 18.3 0.16
1.0 19.6 0.13 34.8 0.04 15.5 0.14
3.0 13.8 0.13 7.1 0.09 9.6 0.07
5.0 41.3 0.38 38.7 0.49 39.3 0.28
10.0 18.4 0.17 27.6 0.35 24.5 0.28
Total 125.6 1 125.6 1 125.6 1
Table. 4.10 Size-resolved particle concentration distribution in indoors
Particle diameter
()
Normal Mass
concentration ()
Mass fraction
0.3 5.0 0.13
0.5 3.3 0.08
1.0 5.0 0.13
3.0 5.0 0.13
5.0 15.0 0.38
10.0 6.7 0.17
Total 40.0 1
Table. 4.11 Indoor and outdoor PM10 mass concentrations (measurement)
Location
Start End
Time (hr)
Temp. & RH
Air flow rate (h-1)
Particle concentration
()
Hour Min. Hour Min. Temp.
(℃)
RH (%)
PM10
Day 1 (2014. 08)
Indoor
24 27.4 25.4 4.88 34.13
Outdoor
24 26.7 79.5 4.89 38.45
Day 2 (2014. 08)
Indoor 0 0 8 0 8 29.2 68.6 4.85 26.93
Indoor 8 0 16 0 8 28.2 65.8 4.86 29.41
Indoor 16 0 24 0 8 29.6 63.7 4.84 53.36
Outdoor 0 0 8 0 8 30.9 53.8 4.82 44.8
Outdoor 8 0 16 0 8 29.6 56.8 4.84 53.22
Outdoor 16 0 24 0 8 33.5 51.1 4.78 58.99