12-104. PHPP 에너지해석 Part2 - 기후 및 건물 외피성능 입력

PHPP 에너지해석 Part2 - 기후 및 건물 외피성능 입력

 

Verification 시트 다음에 자리 잡고 있는 시트는 Overview 시트로써 말 그대로 자신이 입력한 내용들에 대하여 한 시트 안에서 모든 사항을 검토할 수 있는 시트이며 오기입내용 이나 오류에 대하여서 검토할 수 있다. 최종입력 후 다시 한 번 자신의 입력값 들에 대하여 확인해 보면 된다.

 

 

 

 

그 다음 시트는 Climate 시트로써 대상건축물이 위치할 지역의 기후데이터를 입력하는 시트이다. (구버젼에서는 엑셀 시트 맨 뒤쪽에 위치해 있다.) ①번 영역을 보시면 초기값은 독일의 표준 기후 데이터가 들어가 있다.

 

 

 

국내의 기후데이터를 사용하는 방법은 ①번 영역에서 아래좌측 그림처럼 Region에서 Asia & Australia를 선택 후 Climate data set에서 한국의 해당 지역을 선택해주는 방법이 있지만 서울과 전주 두 곳밖에 내장되어 있지 않고 국내의 기후데이터 자료가 부족하기 때문에 아래우측 그림처럼 User data를 사용한다.

 

 

 

User data를 사용하게 될 경우에는 추가적으로 자료를 입력해 줘야한다. 위에서 보이는 ③번 영역이 대상 건물에 대하여 입력할 수 있는 부분이며 맨 첫 상단에는 Sample이 친절하게 입력되어 있다. 국내 지역에 대한 입력 값은 협회 자료실에서 다운받으실 수 있다. (http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_05) 아래그림에서는 서울지역의 기상 데이터를 입력해 보았다.

 

 

 

홈페이지 자료실에서 서울 기상데이터를 다운받아 열어보시면 메모장에 아래와 같이 열릴 것이다. 기상데이터는 두 종류의 데이터를 알려주며 설계 시에는 최악의 경우를 고려한 worst case을 사용하여 위험률을 감안하고 인증 시에는 일반적인 평균값인 generic case을 적용한다.

 

 

 위의 방법대로 원하시는 지역의 기상데이터를 입력하면 ③번 영역 안에 자동으로 입력값들이 계산이 되고 마지막으로 ④번 영역에서 대상건물의 고도까지 입력하고 나면 고도를 고려한 결과가 재계산되어 ④번 영역에 PHPP에서 에너지해석에 필요한 결과 값들이 나타나게 된다.

 

 

 

 

Climate 시트를 입력하고 나면 다음은 U-Values 시트를 입력하게 되는데 이 시트는 대상 건물의 외피 요소별 성능 값을 입력하는 시트이다. 여기서 각 외피의 열관류율값을 확인 할 수 있다. ①번 영역에서는 건물구성을 하나씩 입력하여 해당요소의 열관류율값을 계산하게 되며 ②번 영역은 부가적으로 정체된 공기층의 열전도율 값을 구해서 ①번 영역에서 사용하게 된다.

 

 

 

 

①번 영역을 하나씩 차례대로 입력해 보도록 하겠다. 구분을 위해 해당요소에 대한 명칭을 입력해준다. 다음으로는 표면열전달저항값을 입력해주는데 많은 분들이 이 부분에서 처음 접하는 부분이다 보니 많이 헷갈려 하시고 정확한 값을 적용하지 못하신다. 표면 열전달 저항 값에 대해서는 이 글에서 논하지 않고 협회 기술자료에 올라와 있는 글로 갈음하겠다.(http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=2) 링크된 협회자료를 통해 U-Values시트에 필요한 기본 단위 및 용어들에 대하여 이해를 하실 수 있으실 것이며 입력값의 근거로 사용 하실 수 있을 것이다.

 

 

 

 

구성요소 입력방법을 아래 그림을 보면서 자세히 알아보면 각 구성요소의 명칭과 열전도율을 입력하고 두께를 부여해 주면 자동적으로 열관류율이 산출 된다. 여기서 PHPP에서 현재 국내 열관류율 산정방식과 달리 추가적으로 고려되어 지는 것이 두 가지가 있는데 첫 번째는 스터드를 통한 열교와 두번째로 앵커, 연결 철물, 단열재틈새, 역전지붕에서 단열재 틈으로의 빗물 이동 등을 통한 열교이다.

 

 

 

스터드를 통한 열관류율의 증가에 대한 설명 또한 PHPP입력 방법에 대한 글이므로 자세히 다루지 않고 이미 협회 자료실에 올라와 있는 자료로 갈음하겠다.(http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=8)

두 번째인 열관류율 추가값은 일반적으로 열교해석값을 통해 결정되어 진다.

    

U-Value 시트에는 열관류율 값을 계산할 때 도움이 되는 두 가지의 보조계산을 제공하는데 첫 번째로는 앞서 ②번 영역으로 짧게 설명한 정체된 공기의 열전도율을 계산해주는 것이며, 두 번째는 평지붕의 구배로 인한 쐐기형 단열층의 열관류율을 계산해주는 방법이다.(①번 영역 오른쪽으로 이동하시면 발견 하실 수 있다.)

 

정체된 공기의 열전도율은 쉽게 정체된 공기의 두께와 열류의 방향을 입력해주면 열전도율 값을 산출해 준다.

추가적인 설명을 드리자면 구버젼에서는 아래로 흐르는 열류의 방향이 없고, 복사에 의한 열전달을 방사율 0.9로 고정한 후 두께와 열류방향의 입력값에 따른 대류에 의한 열전달을 계산하여 열전도율을 산출하였으나 신버젼에서는 아래로 흐르는 열류방향이 생성되었고 직접 방사율을 입력하여 산출할 수 있도록 업데이트되었다.

 

 

 

 

여기서 한 가지 주의할 점은 위에서 여러번 언급되었듯이 정체된 공기층의 열전도율 이라는 것이다. 외기가 자유로이 이동하고 순환되는 통기층은 위의 계산식을 적용할 수 없다. PHI에서는 수직급기 공간에서는500~1500mm2/m, 수평급기 공간에서는 500~1500mm2/m2의 틈새만 허용하고 있다.

 

(참고로 중공층의 열저항 값은 앞서 링크 되어있는 표면열전달저항 자료실 글에 포함되어 있다.)

마지막으로 평지붕의 구배를 고려한 열관류율을 구할 수 있는 보조계산란 입력법을 알아보겠다.

 

 

 

평형한 부위는 기존의 열관류율 산출방식과 동일하게 입력하여 주시면 되며 구배가 있는 쐐기형 부위만 아래 별도의 칸에 입력하여 주시면 결과 값이 산출되어진다. 쐐기형 부위의 높이 d1의 경우는 아래 그림을 참고하여 입력하여 주시면 되며 결과값 또한 그림에서 높이를 결정한 도형의 값을 사용하여 주시면 됩니다.

 

 

 

 

경사도는 5% 이하일 때 만 적용 가능하고 국내의 경우 무근 콘크리트를 통하여 구배를 잡기 때문에 구배를 고려하지 않은 열관류율 값과의 차이는 거의 없다고 보셔도 된다.

이와 같이 외벽, 지붕, 바닥 등 열적성능이 다른 건물요소들을 순서대로 만들어 입력해주면 U-Value 시트가 완성된다.