12-105. PHPP 에너지해석 Part3 - 건물 요소별 면적 및 열교 입력

PHPP 에너지해석 Part3 - 건물 요소별 면적 및 열교 입력

PHPP중 제일 많은 입력 값을 필요로 하는 시트가 Areas와 windows 시트다. 그 중 이번에는 Areas시트에 대해서 알아보도록 하겠다. 

Areas 시트는 크게 세부분으로 나뉜다. 

①번 영역은 면적의 각 그룹별 입력값의 통계를 확인 할 수있으며 사용자가 새로운 그룹 및 감소계수를 생성할 수 있다. 

②번 영역은 주 입력 창으로써 면적의 해당 그룹을 선택하고 세부요소별 면적을 입력하는 란이다. 

마지막으로 ③번 영역은 열교부위가 있을시 열교 값을 입력해주는 란이다.

 아래 그림에서 표시해 둔 영역은 면적그룹을 생성하고 사용자정의 감소계수를 설정할 수 있는 란인데 거의 사용할 일이 없을 것이다. 

기존의 면적그룹 안에서 거의 모든 건물요소들이 해결되기 때문이다. 

예를 들어 외기에 접하는 Floor slab에 대한 면적그룹이 없는데 이것은 외기에 접하는 Exterior wall로 그룹을 선정하여도 외피의 열관류율이 같다면 경계조건이 같기 때문에 아무런 문제가 되지 않는다. 

다만 별도로 외기에 접하는 Floor slab에서 손실되는 양을 알고 싶거나 열적성능이 달라서 그룹을 분류해야 할 경우에는 새로운 면적그룹을 생성하여 준다. 

사용자 정의 감소계수 역시 정확한 근거나 기준 없이 생성하여 사용하기에는 제한적이다.

그럼 본격적으로 주입력 란인 ②번 영역 입력방법을 알아 보도록 하겠다. 

우선 상부에 그룹넘버 1번부터 7번까지가 입력되어 있다. 

창에 관련된 2~6번까지의 그룹은 차후 Windows시트를 입력하면 자동으로 계산되어 지며 그룹 오른쪽에도 Windows시트를 완성하라고 친절하게 큰글씨로 써놓았다.

(친절한 설명의 오른쪽으로 가면 유리의 면적과 해당 그룹의 평균 열관류율을 확인 할 수 있는 란이 존재한다.)

그룹넘버 1번은 Treated floor area이며 TFA는 두가지 입력 방법이 있다. 

첫 번째는 기존 캐드같은 프로그램을 통해 계산된 총 TFA의 면적을 입력하는 방법과 

두 번째로는 각각의 실의 면적을 입력하여 주는 방법이다. 

첫 번째는 입력의 편리, 두 번째는 수정의 편리의 장점을 가지고 있다. 

차후 에너지해석 간 변경사항이 많기 때문에 후자를 추천한다. 공동주택과 같이 동일세대나 실이 있는 평면의 경우에는 실의 개수만 변경하여 실의 면적을 입력할 수도 있다. 

각 실의 면적을 입력 시에는 기본적으로 가로X세로의 길이를 입력하여 면적을 산출하고 형태가 복잡한 실의 경우에는 기본 사각형의 면적에서 추가 및 제외해준다.

2~6번은 Windows 시트에서 자세히 설명하겠다. 

다음으로 7번 외부문의 경우도 1번 TFA와 동일하게 총면적을 입력하여 주거나 가로X세로 길이를 입력하고 문의 개수를 변경하여 입력하여 준다. 

주의사항으로 문의 열관류율을 입력하는 것을 잊어버리면 안되며, 서로 다른 2가지 이상의 문이 외피에 설치된다면 총면적을 입력하고 두문의 평균 열관류율을 입력하여 주거나 추가적으로 하나 더 생성하여 준다. 

외부문이 유리문일 경우에는 열손실 뿐만아니라 유리를 통한 열획득을 할 수있기 때문에 Windows 시트에 입력해준다.

마지막으로 건물 외피의 면적을 입력하는 8~11번그룹을 구분하여 입력하여 준다. 

외피면적을 입력해줄때도 기본적으로 가로x세로의 입력방법이 기준이며 형태가 복잡한 실의 경우에는 기본 사각형의 면적에서 추가 및 제외해준다.

8~11번 외피관련 그룹의 면적을 입력하고 나면 위에 건물외피 성능을 선택하라는 경고문이 자동으로 생성된다. 

위와 같이 PHPP입력 간에 빨간 경고문이 표시될 때가 있는데 이것은 입련 중에 무엇인가가 빠졌거나 잘못 입력되었다는 것을 알려주는 것이기 때문에 무시하고 넘어 가서는 안된다. 

이 경우 주황색 란을 클릭하여 기존에 U-Value 시트에서 입력하였던 외피의 성능을 해당하는 칸에 선택하여 주면 경고문이 사라진다.

외피성능을 입력하고 오른쪽으로 창을 옴기면 각 건물 외피의 상태와 특성을 입력하는 란이 있다.

각 항목마다 기본 표준값들 설명되어 있으므로 흡수율과 방사율등을 직접 측정할 수 없는 경우에는 표준값들을 사용하여 입력하여 주면 된다. 좌측에서 입력한 모든 그룹들에 대하여 다 입력할 필요는 없으며 외부 마감이 들어가는 7,8,10번 그룹에만 입력하여 주면 된다.

마지막으로 열교해석 프로그램으로 계산되어진 Psi-Value(Ψ)와 열교발생 길이를 입력해주면 된다. 예를 들어 아래와 같이 지붕둘레로 파라펫의 열교가 발생한다고 가정하에 입력해보겠다.

Sum pos flows: 13.185 W/m Heat flows for each BC: BC q [W/m] [2] -13.185 (T=-5 R=0.043) [3] 6.3282 (T=20 R=0.086) [4] 6.8565 (T=20 R=0.11) Sum: 9.5E-5   THERMAL BRIDGES ACCORDING TO EN ISO 10211: There must be three BC types defined for automatic recognition. One adiabatic, and two with temperatures.   L2D = q_in/dT=13.185/25 = 0.5274 W/(mK) Psi = L2D-(U_1*L1+U2*L2) = 0.5274-(0.159*1.528+0.130*1.4) = 0.1025 W/(mK)   Psi = 0.1025 W/mK

그림 같은 방식으로 해당 건축물의 모든 열교 발생부위를 해석하여 입력하여 주면 된다. 

패시브하우스는 기본적으로 열교없는 디테일을 요구하기 때문에 열교란은 깨끗할수록 좋다. PHI의 열교 기준은 선형 Psi-Value(Ψ)를 0.01W/mK까지만 허용해 준다. 주의사항으로 PHPP에서는 점형열교에 대해서는 입력해주는 란이 없기 때문에 입력해야할 상황이 된다면 전체 열손실량이 나오도록 단위를 조정하여 입력하여 주면 된다. 

예를 들자면 발생길이를 1로 입력하고 Psi값에 열손실량을 입력한다. (점형열교의 허용치는 0.01W/m2K.)