CFD를 이용한 공동주택의 자연환기량 평가에 관한 연구 = (A)Study about Natural Ventilation Analysis Methods for Apartment Buildings Using CFD

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 CFD를 이용하여 그 해석방법에 따른 공동주택의 자연환기 성능평가방법의 비교, 분석에 있다. CFD의 모델링 방법에 대하여 분석하고 결과를 비교하였다. 속도성분을 경계조건으로 하는 방법과 압력성분을 경계조건으로 하는 방법을 환기량을 기준으로 하여 비교하였다. 외부풍환경평가를 실시하여 그 결과물인 속도성분과 압력성분을 본 연구의 경계조건으로 하였다. 실제 측정한 자연환기구의 환기량에서 풍압계수를 산정하
여 자연환기구모델을 시뮬레이션하였고, 실측 환기량과 비교하여 본 풍압계수의 유효성을 검증하였다. 두 가지모델을 시뮬레이션 한 결과 압력성분을 경계조건으로 한 모델이 평균 127.8m³/h의 환기량을 보였고, 속도성분을 경계조건으로 한 모델이 평균 47.02m³/h의 환기량을 보여 차이가 큰 것으로 나타났다. 시뮬레이션의 타당성을 검토하기 위해 기류네트워크 시뮬레이션을 실시하였다. 기류네트워크 시물레이션의 모델은 평균 114.96m³/h의 환기량을 보여 압력성분을 경계조건으로 한 모델과 평균오차 11.84%의 유사한 결과를 보였고, 비슷한경향의 그래프변화량을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is the comparison and analysis of Natural Ventilation Evaluation Method of an apartment house by using CFD. This study analyzes the method of CFD's modeling and compares the result with another. The comparison of this study is based on Ventilation Rate which is the methods of Boundary Condition between Velocity and Pressure. The Boundary Condition of this analysis is results between Velocity and Pressure by operating draft evaluation in a housing development. This study simulates the model of natural ventilation system which calculates the Loss Coefficient from ventilating amount of natural ventilation system in actual survey and verifies availability of Loss Coefficient which compares with actual ventilating amount. There is a noticeable distinction as a result of simulation between two models; the model which has a Boundary Condition of Pressure shows 127.8m³/h average ventilating amount and another model which has a Boundary Condition of Velocity shows 47.02m³/h average ventilating amount. For examining the validity of simulation, we make simulation of the Air Network. By showing 114.96m³/h average ventilating amount from the simulation of Air Network, it has 11.8% average error which has a similar result from model of Boundary Condition of Pressure and their variation of statistical graph was alike.

목차 (Table of Contents)

• 弟 1 章 序論 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 기존문헌의 고찰 3
• 1.2.1 환기성능 평가의 선행연구 3
• 1.2.2 환기량 이론 4
• 1.3 연구의 범위 및 방법 6
• 第 2 章 공동주택의 자연환기창과 국내외 환기기준 10
• 2.1 자연환기창에 대한 일반적 고찰 10
• 2.2 자연환기창의 종류 12
• 2.2.1 시스템 창호용 환기구 12
• 2.2.2 미서기창용 환기구 13
• 2.2.3 창문용 세로형 환기구 13
• 2.2.4 창문하부형 환기구 14
• 2.2.5 문짝용 환기구 14
• 2.3 국내외 환기량 기준에 대한 고찰 15
• 2.3.1 국내 공동주택 환기기준 15
• 2.3.2 국외 환기관련 기준 15
• 第 3 章 공동주택의 자연환기성능 분석방법 18
• 3.1 CFD를 이용한 건물의 자연환기 해석방법 18
• 3.1.1 건물의 자연환기 해석방법에 대한 일반적 고찰 18
• 3.1.2 자연환기 해석을 위한 수치해석의 이론적 고찰 21
• 3.2 CFD 프로그램의 개요 26
• 第 4 章. 대상 공동주택의 환기성능 평가 28
• 4.1. 분석대상 공동주택 28
• 4.2 단지 분석 29
• 4.2.1 경계조건 29
• 4.2.2 결과분석 31
• 4.2.3 단지풍환경해석결과를 바탕으로 한 주호시뮬레이션 34
• 4.3 대상 주호 분석 35
• 4.3.1 자연환기구의 손실계수(Loss Coeff.) 도출 35
• 4.3.2 주호 시뮬레이션 38
• 4.3.3 경계조건을 속도로 입력하였을 때 40
• 4.3.4 경계조건을 압력으로 입력하였을 때 42
• 4.3.5 비교 결과 46
• 4.3.6 네트워크 시뮬레이션 ContamW와의 비교 47
• 第 5 章. 結論 50
• 參考文獻 52