R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C075844-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 수직통로내 공기의 급기 및 배기를 통한 고층 건물에서의 연돌효과 저감설비 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-06-02 ~ 2016-06-01 | |||||
| 연구책임자 | 이재엽 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 182,000,000 원 기업 : 122,000,000 원 계 : 304,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 364,000,000 원 기업 : 244,000,000 원 계 : 608,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 동해기연(주) | |||||
| 등록 발간번호 | DH-RND-SE14 | |||||
| ISBN | 0000000 | |||||
| 주요 내용 |
1 고층건물에서는 동절기에 실내와 실외의 온도차로 인해서 계단이나 승강기 통로와 같은 수직통로를 통해 공기가 상승하는 연돌효과가 발생함. 2 이와같이 연돌효과로 인해서 유동이 발생하고 구획실간 압력차가 형성되면, 고층건물의 거주환경과 에너지 및 방재 측면에서 악영향이 발생하게 됨. 일례로 연돌효과로 인해 고층건물의 난방 에너지가 5？10 % 손실되는 것으로 평가되고 있음. 3 따라서 고층건물에서의 에너지와 환경 성능의 개선을 위해서는 연돌효과에 대한 제어기술 개발과 저감방안 도출이 매우 필요함. 4 본 연구에서 개발하고자 하는 기술은 고층건물의 에너지와 거주환경 개선을 위한 적극적 방안(Active method)의 연돌효과 저감 기술로서, 고층건물 수직통로의 저층부에 공기를 급기하고 고층부에서 배기하여서 수직통로에 공기의 흐름을 생성시킴으로써 연돌효과의 영향을 축소하거나 상쇄시키는 기술임. [최종목표] 1 수직통로 내 공기의 급기와 배기를 통한 고층 건물에서의 연돌효과 저감설비 상용화 제품 개발 및 30층 규모 Test Bed 성능평가 - 연돌 효과의 해석기술을 정립하고 연돌효과의 저감 성능을 분석 - 연돌 효과 저감 설계기술 및 평가기법의 확립 - 연돌 효과 저감설비의 시제품 개발 및 실규모에서의 성능 평가 - 30 Pa급 저감 성능의 연돌 효과 저감설비 상용화 제품 개발 - 30층 규모의 고층 건물에서 Test Bed 적용 및 성능평가 [연구내용 및 범위] 수직통로내 공기의 급기와 배기를 통한 고층 건물에서의 연돌효과 저감설비에 대해서 상용화 제품을 개발하고 30층 규모의 Test Bed 성능평가를 수행함으로써, 고층건물의 연돌효과 저감기술의 실용화를 목표로 하고 있습니다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 본 연구에서는 “[연돌효과 저감설비의 시제품 제작 및 연돌효과 분석기술 확립(1차년도)] → [연돌효과 저감설비의 상용화 제품 제작 및 Test Bed 성능평가(2차년도)]”의 연구 로드맵을 설정하고 실용화 달성을 위한 연구를 수행하고 있습니다. 당해연도인 1차년도에서는 연돌효과 저감설비의 시제품을 개발하기 위한 설계기술 정립과 시제품 제작을 수행하였고, 연돌효과 분석기술 확립을 위한 수치해석 기술 적용과 실험/측정 방안 제시 및 실규모 성능실험을 진행하였습니다. 이러한 연구개발결과의 우수성과 창의성은 다음과 같이 제시합니다. ○ 연돌효과 분석기술 확립 ？ 핵심인자 및 건물특성에 따른 연돌효과 저감성능 수치해석 ？ CFD 적용 상세 수치해석 수행 및 압력차/누설풍량 분석 ？ 현장실험과 동일한 조건에서의 연돌효과 저감성능 해석 및 실험결과와 비교분석 ○ 연돌효과 저감설비 설계기술 개발 ？ 핵심요소에 대한 설계도서 작성 ？ PLC 동적제어 로직 제시 ？ 연돌효과 저감설비 설계 DB 구축 ○ 연돌효과 저감설비 시제품 제작 ？ 10층 규모(100 CMM, 20 Pa급) 시제품 설계 및 제작 ？ 연돌효과 저감설비용 PLUG FAN 개발 ？ PLUG FAN의 성능실험장치 제작 ○ 연돌효과 저감설비 실규모 성능평가 ？ 실규모 조건에서의 연돌효과 저감성능 측정방안 도출 ？ 10층 규모 건물에서의 연돌효과 저감 측정실험 수행방안 제시 ？ 10층 규모 실제건물에 대한 연돌효과 저감설비 성능평가 [ 기술적 파급효과 ] ？ 고층건물의 실내기류와 압력장 형성에 큰 영향을 미치는 연돌효과에 대해서 신개념과 선도적인 연구개발 능력의 향상에 기여함. ？ 고층건물의 연돌효과 분석을 위한 수치해석과 실증실험 및 성능평가 기술의 체계적인 발전이 기대됨. ？ 국내에서는 관련 분야의 연구가 2000년대 학계를 중심으로 수동적 접근의 제한된 범위에서 이루어 졌으며, 본 연구에서는 연돌현상에 대한 다양한 접근 및 통합적 기술의 개발이 기대됨. ？ 고층건물의 건설에서 점차 핵심적인 분야로 인식되고 있는 연돌효과의 제어 및 저감기술에 대해서 국내 기술력의 향상이 이루어짐. ？ 연돌효과의 제어 및 저감기술에 대해서 수동적 및 능동적 접근 방안이 도출되며, 이를 통해 연돌효과에 대한 종합적이고 효과적인 기술의 확립이 기대됨. [ 경제적 파급효과 ] ？ 동절기 고층건물에서 연돌효과로 인한 난방 에너지 손실이 5～10 % 정도 발생하고, 건축물 조건이 열악한 경우에는 20～30 % 까지 손실이 일어나고 있는 현실에서 본 연구를 통해서 건축물에서의 상당한 에너지 절감 효과가 기대됨. ？ 현재 국내의 연돌효과 분석과 제어 분야의 사업은 승강기 설계에 대한 컨설팅 업체가 주로 수행하고 있으며, 이는 전문성 부족과 제한된 기술 등으로 개별 건축물에 대한 일회성 접근으로 이루어지고 있음. 본 연구를 통해서 연돌효과 제어 및 저감 분야의 국내 산업을 육성하고 전문 중소기업을 지원할 수 있음. ？ 국내에서도 LEED 등의 친환경 건축물 인증에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 위해서 고층건물에서의 연돌효과 검토가 중요한 인자로 부상하고 있음. 이러한 국제적인 친환경 건축물의 인증에서 연돌효과 컨설팅 분야의 국내 경쟁력 향상에 기여함. ？ 고층건물의 연돌효과 저감설비에 대해서 핵심기술의 산업재산권을 확보하고 Test Bed에서의 성능평가를 거쳐 신기술(NET)를 확보할 수 있음. 이를 통해서 전문기업에 대한 기술이전과 상용화가 가능함. |
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| 색인어 | 한글 | 연돌효과 | 고층건물 | 저감기술 | 수직통로 | 압력차 |
| 영문 | Stack effect | High-risebuilding | Reduction ofstack effect | Vertical shaft | Pressuredifference | |
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