외부 차양이 없다면 ??

외부 차양이 있었으면 다른 어떤 결과가 나올까 ?
 
연천 타라 주택의 온도를 보고 있자니 문득 든 생각입니다.
오늘은 외기조건등등이 어느정도 맞는 날인것 같아 종이에 몇 끄적거려봤습니다.

외부에서 들어오는 에너지 (부하) 를 얘기할 때 크게 두가지로 보는데 하나는 일사 열획득량이고 다른 하나는 벽지붕등 전도 열 침입열입니다.
오늘이 왜 좋은 날이냐하면 구름없는 날이라 일사 획득은 최대로 볼수 있고 상당외기 (그냥 외기라고 보셔도 됨) 은 실내와 크게 차이가 없어
열이동은 많이 않다고 봅니다.

 
서두가 길었습니다. 계기가 된 타라주택의 온도 그래프입니다. 24도에서 시작해 27도에서 어느정도의 열평형을 상태입니다. 어떤 실험이나 변수와 상수를 분리해서 생각해야 추정이 맞는지 또는 공학적인 추론의 합리성을 얘기할수 있지만 오늘 저는 이런 부분은 제외시켜 생각했습니다.


찾으려는 답은 , 외부차양은 없고 30m2 이상의 창호만 있는 이 주택에서 순수히 일사량으로 얼마까지 내부 온도가 오를것인가??



이 추론을 위해 몇가지 조건이 필요할것 같습니다.

1. 환기 장치 평형에서 접근
.환기장치의 시간당 환기 횟수 :  0.7회/시간
.환기장치는 시간당 0.7회로 외기를 도입하고 있다. 즉 열교환은 없는 프리쿨링 모드이다
.외기온도는 20도
.실내온도, 실외온도, 일사에너지 이 셋의 평형을 이룬 온도는 27도로 본다
.단 벽체 열전도, 재실자의 영향은 없다고 본다.

말이 많아 그렇지 쉬운 얘기입니다. 외기 20도인데 환기를 열교환없이 프리쿨링으로 시간당 0.7회 20도의 외기를 도입하면서
27도에서 열평형을 이룬다고 볼때 만일 프리쿨링등 다른 조작이 없다면  몇도까지 실내온도가 상승할 것이냐?? 는 문제입니다.


20c * 0.7 + (20c + dT) * 0.3 = 27c
라고 볼수 있을것 같네요.
그럼 dT = (27 - 20*0.7)/0.3 - 20
 dT = 23.3

실내는 43도 (20+23.3) 까지 일사에 의해 상승할수 있다!??

이를 다른 각도에서 생각해봤습니다.

2. 단열 공간에서의 일사열 열획득에서 생각할때
외부 차양 장치가 없는 건축구조에서 30m^2 의 창호에서 들어오는 에너지는 120w/m^2 (설비 편람기준) 으로 볼수 있다면
시간당 일사 에너지는 30 *0.12kwh = 3.6kwh (3,096kcal/h) 란 어마무시한 에너지가 쏟아지는데
이정도 에너지면 좀 큰 에어컨의 열량과 거의 같습니다..

총 건물의 용적이 500m^3. 공기의 공학단위 비열이 0.29kcal/m^3 C. 이므로
   
    3096kcal
------------------------------------  = 21c, 온도 상승분
0.29kcal/m^3 C * 500 m^3



: 1,2번 결과가 대략 비슷합니다.
큰 논리적 비약은 없어보이나 완전단열도 아니고 부정확한  요소는 많으나  이런 추론을 하기에 적합한 날씨라서 한번 생각해봤습니다.

에너지샾을 쓰면 부하량은 도출되나 실내온도가
어찌 될지 궁금해서 궁여지책으로 생각한겁니다.


위 계산의 오류가 있을지는 (물론 있겠죠. 막 식이라서) 모르나 외부창호의 역할이 상상이상으로 기밀과 단열이 강화된
또 외부 공기오염으로 창호개방등 기존 생활방식과는 다른 주택 또는 패시브주택의 열부하 관점에선 꼭 생각해볼 토픽일듯 합니다.


외부 창호를 하는 고정 비용과 실내 냉방에 드는 변동비, 어느게 더 잇점이 있을까요?? 위에서 3.6kw 에너지는 10평넘는 에어컨의
용량과 같습니다.