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12-05. 에너지샵 - 외피
12-05. 에너지샵 - 외피[외피] 시트는 실내면적/체적, 지면접촉 외피, 외기노출 외피 세 가지 파트로 이루어져 있습니다. 건물의 형상과 관련된 부분인 만큼, 입력시 몇 가지 주의해야 할 부분이 있습니다.
1. 실내면적 및 체적
실내면적은 단열/기밀층 내부의 모든 바닥면적입니다. 면적의 계산기준은 벽체를 제외한 내부 마감선을 기준으로 하면 되고, 층고의 입력기준도 반자까지의 높이가 아닌 구조체/기밀층(슬래브)까지의 높이로 해야 해야 합니다.(반자 위로도 공기가 드나들 수 있으므로)
여기서 한 가지 짚고 넘어가야 할 개념이 TFA(Treatead Floor Area; 유효실내면적 또는 실내난방바닥면적)인데요, 이는 해당 바닥면적이 실제 난방에 기여하는 정도를 반영하여 계산된 면적으로, 프로그램에서는 TFA%를 입력받아 계산토록 했습니다. 다만, 다락처럼 층고가 1~2m이면 50%, 1m 미만이면 0%가 기본값으로 제시되며, 이를 수정할 수 있도록 했습니다. 이 밖에 PHPP에서 제시한 유형별 TFA 산정비율 몇 가지를 제시하면 다음과 같습니다.
- 단열면(thermal envelope) 내의 비난방 지하실/기계실/세대밖복도 등 : 60%
- 단열면 내의 계단실/엘리베이터 샤프트 및 단열면 밖의 공간 : 0%
그리고 입력란은 총 13개가 기본으로 제시되는데, 이 것이 부족할 경우 [+입력] 버튼을 클릭하시면 아래 쪽으로 이동해서 최대 200까지 실면적을 입력할 수 있으니 참고하시기 바랍니다.
마지막에 있는 기준층고는 주거용 건물의 층고가 높은 공간의 환기량이 과대계산되는 것을 방지하기 위한 것으로, 주거의 경우 일반적으로 2.5m를 입력하면 됩니다. 이 값을 빈칸으로 둘 경우, 주거용 건물은 2.5m를 기본값으로 적용하고, 비주거의 경우 실제층고로 환기용 체적을 계산합니다.
2. 지면접촉 외피 및 간접외피(비난방공간)
외기에 노출되지 않은 외피를 정의하는 부분으로, PHPP에 비해 입력란을 줄이고 인터페이스도 좀 더 직관적이면서 논리적이도록 재구성했습니다. 바닥 구성은 크게 다음 세가지 경우로 조합될 수 있다고 보았으며 각각의 경우에 따라 체크박스를 선택하여 관련 항목을 입력토록 했습니다.
여기에 둘레단열을 추가한다면 우측에서 단열유형을 선택하고 관련 항목을 입력합니다. 둘레 단열에는 수평보강, 수직보강 두 방법이 있는데, 모두 바닥 열손실을 줄이고자 하는 목적으로 관련 개념도는 다음과 같습니다.
※ 좀 더 자세한 사례별 예시는 내용이 방대한 관계로 출간 예정인 '자립주택'에서 자세히 다루도록 하겠습니다.
3. 외기노출 외피
말 그대로 외부에 노출된 외피를 뜻합니다. "구분" 항목을 보시면 외벽, 평지붕, 경사지붕, 외기노출 바닥 네 가지가 있는데요, 여기서 "외기노출 바닥"이라 함은 필로피 공간의 천장 부위처럼 말 그대로 바닥이면서 외기에 노출된 경우를 뜻합니다. 면적정보는 건물의 외곽선을 기준으로 입력하되, 창호와 출입문의 면적은 추후 자동으로 제외되므로 별도로 고려할 필요는 없습니다.
한 가지 주의할 점은, 경사지붕의 경우 위에서 바라본 수평 투영면적을 입력해야 한다는 점입니다. 이렇게 하면 시스템은 입력된 경사각을 활용해서 실제 지붕면적을 계산합니다. 아울러, 처마가 있는 경우 벽체의 외곽선이 관통하는 부분까지를 기준으로 삼는 것도 잊지 마시기 바랍니다.(열 "손실"을 계산하는 데 필요한 정보이므로)
입력란 상단의 건물방향 회전각도 입력란은 다음 두 가지 목적으로 사용됩니다.
- 외피 입력전 : 북쪽면의 기준각 A(정북 기준 -45~+45)를 입력하여 북(A)/동(A+90)/남(A+180)/서(A+270)의 각도를 자동으로 계산
- 외피 입력후 : 건물 전체를 회전(-360~+360)시켜 일사량 변화에 따른 영향 검토
마지막으로, 협회의 PHPP 면적 산정 설명글이 참고할 만 하여 링크를 첨부합니다.
그런데, 3년 전 이 글의 서두는 다음과 같이 시작됩니다.
"언젠가는 우리나라 프로그램으로 가야겠지만, 우선은 PHPP로 시작한다."
새삼 가슴이 뭉클해지네요..
<다른 글 링크>
외피 >> 지면접촉 외피 및 간접외피 부분에
비난방공간(외기간접외피) 탭 옆에 + 노출외피는 1층 창고(외기직접면함)인 경우
어떻게 기입해야되는지 궁금합니다. 또한 비난방 공간 + 바닥에 면적이 기입된 경우 지표면 슬라브 면적에서 감하여 입력하면 되는시요?
마지막으로 좋은프로그램감사합니다.
죄송합니다만.. 아주 러프한 그림이라도 그려서 질문게시판에 올려 주시면 감사하겠습니다.
VII. 지면접촉 외피 및 간접외피(비난방공간)에서 비난방공간의 계산에 대한 질문이 있습니다.
ISO 13370을 보고 있는데 비난방 공간(외기간접외피) 부분은 어느 부분을 참고했는지 알고 싶습니다.
비난방공간 천장 열관류율 계산의 경우 7.3.2의 Basement floor의 열관류율 계산식과 동일한데, 여기서 필로티와 같은 공간의 경우, 천장이 토양의 영향을 받지 않는 것 같은데 지표면 아래부터 지하슬라브까지의 깊이인 z값이 포함된 해당 계산식을 사용한 것에 대해 잘 이해가 가지 않습니다.
비난방공간 (외기간접외피)에 대한 부분이 전반적으로 ISO의 어떤부분을 참조했고 그 원인이 무엇인지 알 수 있을까요?
비난방 공간의 천장의 H_unheated 와 인접벽체의 H_unheated 계산에서
(Ubw*매립벽체둘레*깊이)+(노출외피 열관류율*노출외피면적)+(0.33*환기율*바닥면적*천장고) 부분이 겹칩니다.
이 경우 비난방공간의 정상상태 열전달계수[7-2]를 계산하는데 위 부분이 중복되어 들어가는 것이 아닌지 의문이 듭니다.
이 부분에 대해서 설명해주실 수 있을까요?
또한 인접 벽체의 계산에 대해서 인접 벽체가 어느 부분을 이야기하는지, 왜 비난방공간 천장의 H_unheated 계산과 동일한 지 알 수 있을까요?
해당 수식은 원래 ISO 13789 에서 정의된 비난방공간으로의 열전달계수 수식을 따라 가야 합니다.
어찌 보면 의도된 오류이기도 한데요.
처음 만들 때, 이 부분은 DIN 18599 의 비난방공간의 열손실 수식을 따라 가려 했지만, 해당 수직 자체가 너무 복잡하고, 입력자에게 요구하는 항목도 너무 많아서, 좀 더 간략화된 ISO 6946 개략수식과 ISO 13789 사이에서 방황을 하다가.. ISO 13370 의 수식을 따라하는 것이 좀 더 현실적 보정이 가능하다는 결론에 이르게 된 결과입니다.
내부적으로도, 너무 개략적 수식이긴 하나, 그래도 ISO 13789 에 의존하는 것이 맞지 않을까 하는 의견이 있습니다. 비록 논의는 멈춰져 있는 상태이긴 합니다만...
다음 버전에는 어떻게 할지 논의를 진행해서 수정해 놓겠습니다. 의문 가져 주셔서 감사합니다.
두번째의 "중복되었다".. 라는 부분은 질문을 잘 이해하지 못했습니다.
인접벽체는 천장과 동일합니다. 벽과 천장으로 나눈 것 뿐입니다.
비난방 공간 계산에 대하여 추가적으로 질문이 있어 댓글 남깁니다.
1
단열/기밀층 바깥의 지하의 경우, ISO 13370의 7.4 Unheated basement 계산에 따라서, 이 글에서 "천장"이라 칭하고 있는 부분에 대해서는 Uf;sus의 값을 사용하여야 하는 것이 아닌가 하는 생각이 듭니다. 그러나 에너지 샵에서 "천장"의 계산은 7.3 Heated basement의 7.3.2 basement floor 계산식을 따르고 있습니다. 이 부분에 대해서 이해가 잘 되지 않습니다.
2
위의 비난방 공간 그림의 경우와 같은 필로티, 차고 등의 경우에 굵은 선으로 표시되어 있는 천장과 벽은 지면과 상호작용을 하는 부분이 아니라는 생각이 듭니다. ISO 13370에 따라서 계산을 하는 것이 맞는지 의문이 듭니다. 이에 대해서 설명해 주실 수 있을까요?
1. 이 역시 제가 질문을 잘 이해를 하지 못했기에, 맞는 답변인지 확신은 없습니다만...
단열/기밀층 외부의 공간이 비난방공간이라면 계산을 하지 않기에, 그 공간과 땅이 면하는 외벽의 계산은 의미가 없으며,
글에서 나온 비난방공간의 천장은 위의 댓글로 드린 답변과 같습니다.
즉 난방공간의 천장이 비난방 공간과 접할 때의 계산입니다.
2. 이 역시 위의 댓글로 드린 답변과 같은 내용입니다.
1. 단열면 내에 붙박이장(상부 공간이 없는 신발장 및 옷장)이 있는 경우, TFA면적을 100%로 보아야 하나요??
2. 그럼 실내 체적 계산 시 붙박이장도 포함해야 하나요?
2. 네 포함합니다. 붙박이장은 기밀하지 않기 때문입니다. 단열외피도 아니고요.
1. 단독주택이고, 단열면 내에 위치한 보일러실(실내에서 출입은 불가능/외부에서 출입)에 경우 TFA면적 비율과 실내체적 포함 여부
2. 단독주택이고, 단열면 내에 위치한 샤프트(화장실 기계설비)에 경우 TFA면적 비율과 실내체적 포함 여부
제가 가지고 있는 PHPP매뉴얼에서는 주거와 비주거의 구분이 다르게 되어있어 질문드립니다.