초등학교 화장실 겨울철 열환경 개선을 위한 연구

국문 초록 (Abstract)

겨울철 초등학교 화장실의 경우 주로 동파방지의 관점에서 화장실 내부에 난방장치가 구비되어 있다. 그러나 난방장치가 구비되어 있지 않은 화장실의 경우 겨울철 및 환절기에 초등생에게 있어 화장실 내부는 춥거나 서늘한 것으로 판단된다. 또한 화장실 대변기 관련 설문조사 결과 화장실에 대한 이미지로서 “어둡고 춥고 악취 풍기는 공간”으로 인식하고 있음을 알 수 있다. 이에 화장실 대변기 설치 공간의 환경을 개선하기 위한 기초 설계자료 및 기존 화장실 개.보수 시 초등학교 현황을 반영하여 화장실 환경을 개선할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
본 논문은 초등학교 화장실의 환경 개선을 위해 부산시내에 있는 신설 초등학교 2개교, 노후 초등학교 2개교를 선정하여 연구를 수행하였다.
연구내용은 신설 및 노후 초등학교 학생 440명을 대상으로 설문조사를 진행하였고, 또한 화장실 대변기 주변 및 교실의 온도 및 습도 측정을 수행하였다. 또한 화장실 내부의 열환경 개선을 위하여 화장실 대변기 주변을 모델링하여 방열패널 위치에 따른 시뮬레이션을 수행하여 최적의 온열환경 방안을 도출하였다.
본 연구를 통한 결론은 다음과 같다.
1)초등학생들을 대상으로 한 설문결과 화장실을 이용하는 비율은 높았지만 , 소변기에 비해 대변기의 사용비율은 낮았다. 이는 여러 가지의 원인이 있지만, 화장실 환경개선이라는 측면에서 대변공간의 냄새와 서늘함에 기인하는 것으로 나타났다.
2)신설 및 노후학교의 교실, 화장실, 대변기 주위 공간을 실측한 결과 노
후 학교쪽이 신설에 비해 실내온도가 낮게 나타났다. 따라서 노후화된 학
교가 신설학교에 비해 열환경이 열악함을 알 수 있고, 향후 리모델링시
이러한 점을 반영할 필요가 있는 것으로 판단된다.
3)화장실 대변기 공간의 온열환경을 개선하기 위해 방열기 최적위치에 관
한 시뮬레이션을 수행한 결과 화장실 바닥으로부터 0.1m 높이에 대변기
좌우로 방열기(표면온도 50℃)를 설치한 결과 대변 주변공간의 열환경이
개선되는 것으로 나타났다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 그림 목록 ⅲ
• 표 목록 ⅴ
• Abstract ⅵ
• 제1장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 기존 연구 3
• 1.3 연구의 내용 및 방법 5
• 1.3.1 연구 방법 5
• 1.3.2 연구 내용 5
• 1.3.1 연구 범위 6
• 제2장 학교 화장실 성능 및 기준 7
• 2.1 학교 화장실의 성능 요구 분석 7
• 2.2 학교 화장실 기준 11
• 2.3 학교 화장실 환경의 변화 17
• 2.4 학교 건물 용도별 열환경 계획 18
• 제3장 실측대상 및 분석방법 19
• 3.1 대상 건물의 개요 19
• 3.2 설문 참여 학생 수 및 설문항목 21
• 3.3 실측 장비 23
• 3.4 CFD 프로그램 24
• 제4장 결과 및 해석 26
• 4.1 설문 결과 26
• 4.2 실측 결과 30
• 4.3 CFD 해석 38
• 제5장 결 론 51
• 참고문헌 52
• 감사의 글 54
• 그림 목록
• 그림. 1 측정 대상학교의 화장실 모습 16
• 그림. 2 설문항목 18
• 그림. 3 CFD 해석 과정 21
• 그림. 4 화장실 사용 비율 22
• 그림. 5 소변기 사용 비율 22
• 그림. 6 대변기 사용 비율 23
• 그림. 7 대변기 사용 시 불편한 점 비율 23
• 그림. 8 서양식 변기에서 부위별 차게 느끼는 비율 24
• 그림. 9 동양식 변기에서 부위별 차게 느끼는 비율 25
• 그림. 10 외기온도에 따른 학교별 화장실 내부 온도 변화 26
• 그림. 11 학교별 화장실 내부 습도 변화 27
• 그림. 12 노후 초등학교 화장실 내부 온습도 28
• 그림. 13 신설 초등학교 화장실 내부 온습도 28
• 그림. 14 노후 초등학교 대변 공간 내부 주변온도 29
• 그림. 15 신설 초등학교 대변 공간 내부 주변온도 29
• 그림. 16 화장실 대변기 주변 표면온도 비교 30
• 그림. 17 교실 내부 온도 경시 변화 31
• 그림. 18 교실 내부 습도 경시 변화 31
• 그림. 19 교실 내부의 온도 비교 32
• 그림. 20 화장실 대변 공간 Mesh 적용 및 생성 단면도 35
• 그림. 21 방열패널 온도에 따른 공간 온도분포 39
• 그림. 22 온도분포(Case 1: 30℃, 0.1m) 40
• 그림. 23 온도분포(Case 2: 30℃, 0.5m) 40
• 그림. 24 온도분포(Case 3: 30℃, 0.7m) 41
• 그림. 25 온도분포(Case 4: 40℃, 0.1m) 41
• 그림. 26 온도분포(Case 5: 40℃, 0.5m) 42
• 그림. 27 온도분포(Case 6: 40℃, 0.7m) 42
• 그림. 28 온도분포(Case 7: 50℃, 0.1m) 43
• 그림. 29 온도분포(Case 8: 50℃, 0.5m) 43
• 그림. 30 온도분포(Case 9: 50℃, 0.7m) 44
• 그림. 31 기류분포 45
• 표 목록
• 표 1 학교 건물 용도별 열환경 특징 및 설계 시 고려사항 15
• 표 2 대상 학교의 화장실 현황 16
• 표 3 학교별 설문대상 현황 17
• 표 4 실측 측정 장비 및 측정 방법 19
• 표 5 화장실 대변공간 및 교실 내부 온열환경 비교 33
• 표 6 시뮬레이션 Case study 34