KR102189720B1 - 블록의 증발성능 평가 방법 - Google Patents

블록의 증발성능 평가 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102189720B1
KR102189720B1 KR1020190029135A KR20190029135A KR102189720B1 KR 102189720 B1 KR102189720 B1 KR 102189720B1 KR 1020190029135 A KR1020190029135 A KR 1020190029135A KR 20190029135 A KR20190029135 A KR 20190029135A KR 102189720 B1 KR102189720 B1 KR 102189720B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
block
receptor
water
surface temperature
evaluation target
Prior art date
Application number
KR1020190029135A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200109693A (ko
Inventor
박광민
박윤미
문은진
서태욱
Original Assignee
(재)한국건설생활환경시험연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (재)한국건설생활환경시험연구원 filed Critical (재)한국건설생활환경시험연구원
Priority to KR1020190029135A priority Critical patent/KR102189720B1/ko
Publication of KR20200109693A publication Critical patent/KR20200109693A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102189720B1 publication Critical patent/KR102189720B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N2013/003—Diffusion; diffusivity between liquids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

본 발명은 투·보수블록 개체가 함유한 수분의 증발량에 따른 온도 변화를 파악함으로써 투·보수블록의 수분 증발성능을 평가할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 「챔버; 상기 챔버 내부 하단에 배치된 전자저울; 상기 전자저울 상부에 배치되고, 평가대상블록을 수용하는 안치공간이 형성되어 있으며, 상기 안치공간 바닥에서 하면으로 이어지는 배수로가 형성된 수용체; 상기 수용체 상부에 높이 조절이 가능하도록 설치된 조명장치; 상기 안치공간에 수용된 평가대상블록의 상단 표면 온도를 측정하도록 상기 수용체 상단에 설치된 접촉식 온도센서; 상기 수용체 상부 일측에서 횡방향 송풍이 이루어지도록 설치된 송풍장치; 상기 챔버의 외부에서 수평방향으로 내입하여 상기 안치공간 상부에 배치된 상태로 정량의 물을 고르게 살수하도록 설치된 강우장치; 및 상기 배수로와 연통되며, 수량계가 장착된 배수설비; 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 장치」를 제공한다.

Description

블록의 증발성능 평가 방법{Method for evaluating evaporation performance of block}
본 발명은 투·보수블록 개체가 함유한 수분의 증발량에 따른 온도 변화를 파악함으로써 투·보수블록의 수분 증발성능을 평가할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
한반도 기후변화 전망보고서(기상청, 2012)에 따르면 RCP(Representative Concentration Pathway) 8.5를 기준으로 21세기 후반기 서울의 폭염일수가 73.4일, 열대야 일수가 72일로 현재 대비 폭염일수는 5.61배, 열대야 일수는 7.78배 증가하는 것으로 전망된다.
특히 도심에서는 폭염 및 열대야와 함께 열섬현상이 발생하는데, 도심의 열섬현상은 지표면을 포장하고 있는 아스팔트, 블록 등과도 관계가 깊다. 지표면이 불투수면으로 포장되어 있는 경우 빗물이 지반으로 충분히 스며들지 못하고 지표면을 따라 우수관으로 유출되어 버린다. 이에 따라 태양 순복사량의 대부분이 지표면의 현열과 아스팔트 또는 블록 등의 불투수면에 전도되는 열로 바뀌며 매우 작은 부분만이 잠열로 바뀐다. 그 결과 도심의 공기온도와 지표면온도가 비도심 지역보다 더 높게 형성된다.
반면 다공성 재질로 제작된 투·보수블록은 높은 투·보수율로 인해 빗물 유출량이 적어 태양 순복사량의 대부분이 잠열로 바뀌고 매우 작은 부분만이 현열과 블록으로 전도되는 열로 바뀐다. 따라서 공기온도와 투·보수블록 표면 온도가 낮게 형성되어 열섬현상이 저감될 수 있으며, 투·보수블록이 함유한 수분이 증발하면서 증발잠열이 소진되어 공기온도를 저감되는 효과도 있다. 아울러, 투·보수블록은 내부 공극에 대기오염 물질을 기층에 침투시킴으로써 보차도에 비산되는 대기오염을 저감시키는 효과도 얻을 수 있다/
그러나, 종래에 투·보수 블록의 열섬저감 성능 평가 연구는 공기온도 저감 성능 평가가 아닌 열화상 카메라 촬영에 의한 표면온도와 열류량 비교에 그쳤다1),2),3).
1) Kimijima, T., Ando, Y., Honda, T., Moriyama, M., Takebayashi, H., Nishioka, M., Nabeshima, M., "Study on heat island mitigation on interlocking block pavement", 9th international conference on concrete block paving, Argentinean Concrete Block Association and Argentinean Portland Cement Institute, Buenos Aires, 2009.
2) Takebayashi, H., Moriyama, M., "Surface heat buget on green roof and high reflection roof for mitigation of urban heat island", Building and Environment, 42(8), 2971-2979, 2007.
3) Takebayashi, H., Masakazu, M., "Study on the urban heat island mitigation effect achieved by converting to grass-coverd parking", Solar Energy, 83(8), 1211-1223, 2009.
또한, 공기온도 저감 성능 평가를 다룬 실험보고서4) 역시 통제되지 않은 기후조건으로 인해 연구결과의 신뢰성이 낮다.
4) 서울시 도로관리과, "투수성 도로포장(블록) 시험시공 모니터링 분석 결과 보고", 2011.
등록특허 제10-1852944호는 온도, 습도, 강우, 강설, 일사 등 기후요소 제어가 가능한 기후환경챔버를 활용하여 블록의 공기온도 저감 성능을 평가하는 방법이 요구됨에 따라 개발된 투·보수블록 열섬저감 성능평가 장치, 설비 시스템 및 열섬저감 성능평가 방법에 관한 것으로서, 이에 따라 투·보수블록의 표면온도는 물론 상부 공기의 온도 변화 상황을 측정할 수 있게 된다.
다만, 위의 등록특허 제10-1852944호에 의하더라도 투·보수블록이 함유한 수분의 증발량에 따른 온도 변화를 파악하기 어렵고, 투·보수블록 개체별로 수분 증발성능을 평가하기는 어려워 이를 위한 시험 장치와 시험 방법의 개발이 요구되었다.
본 발명은 투·보수블록이 함유한 수분의 증발량에 따른 온도 변화를 파악함으로써 투·보수블록의 수분 증발성능과 열섬 저감효과를 직접적으로 평가 가능토록 하는 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 「챔버; 상기 챔버 내부 하단에 배치된 전자저울; 상기 전자저울 상부에 배치되고, 평가대상블록을 수용하는 안치공간이 형성되어 있으며, 상기 안치공간 바닥에서 하면으로 이어지는 배수로가 형성된 수용체; 상기 수용체 상부에 높이 조절이 가능하도록 설치된 조명장치; 상기 안치공간에 수용된 평가대상블록의 상단 표면 온도를 측정하도록 상기 수용체 상단에 설치된 접촉식 온도센서; 상기 수용체 상부 일측에서 횡방향 송풍이 이루어지도록 설치된 송풍장치; 상기 챔버의 외부에서 수평방향으로 내입하여 상기 안치공간 상부에 배치된 상태로 정량의 물을 고르게 살수하도록 설치된 강우장치; 및상기 배수로와 연통되며, 수량계가 장착된 배수설비; 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 장치」를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 블록의 증발성능 평가 장치를 이용한 시험 방법으로서, 「(a) 상기 수용체에 표준공시체를 배치하고, 상기 조명장치의 높이를 특정 높이로 셋팅한 후 빛 조사를 시작하여 상기 표준공시체의 표면온도가 60℃가 되는 표준시간(ts)을 측정하는 단계; (b) 평가대상블록을 표면건조 수분포화 상태로 상기 수용체에 배치하고, 상기 조명장치의 높이를 상기 특정 높이로 셋팅한 후 상기 표준시간(ts) 동안 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서로 상기 평가대상블록의 표면온도(Ts, 이하 '표준시간 표면온도')를 측정하는 단계; 및 (c) 하기 [식 1]에 따라 표면온도 저감율(es)을 도출하는 단계; 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 방법」을 함께 제공한다.
[식 1]
Figure 112019026157308-pat00001
상기 (c)단계에서는, 상기 평가대상블록의 절대건조질량(md), 건조밀도(ρd), 상기 (b)단계에서 상기 조명장치의 빛 조사 시작 후 특정 시점(tn)에서 측정된 질량(mn) 및 물의 밀도(ρw)에 기초하여 하기 [식 2]에 따라 용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00002
)을 도출하는 과정을 더 포함할 수 있다.
[식 2]
Figure 112019026157308-pat00003
아울러, 상기 (c)단계에서는, 「(c-1) 상기 평가대상블록의 표면건조 수분포화 상태 질량(mw)과 절대건조질량(md) 및 부피(V)에 기초하여 하기 [식 3]에 따라 최대 보수량(Wh)을 도출하는 단계; (c-2) 상기 강우장치를 가동시켜 상기 평가대상블록에 상기 최대 보수량(Wh)만큼 살수하는 단계; (c-3) 상기 배수설비에서 배수량(Wd)을 측정하여 하기 [식 4]에 따라 상기 평가대상블록의 급수보수량(Ww)을 산출하는 단계; (c-4) 상기 조명장치에서 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서로 측정한 상기 평가대상블록의 표면온도가 상기 표준시간 표면온도(Ts)에 도달하는 시간을 측정하는 단계; 및 (c-5) 상기 (c-2)단계 내지 (c-4)단계를 반복하여 상기 평가대상블록의 급수보수량(Ww) 및 상기 표준시간 표면온도(Ts) 도달 시간을 측정하는 단계」를 실시함으로써 평가대상블록의 증발성능 유지·지속력을 평가할 수 있다.
[식 3]
Figure 112019026157308-pat00004
[식 4]
Figure 112019026157308-pat00005
본 발명은 투·보수블록이 함유한 수분의 증발량에 따른 온도 변화를 일반 블록과 대비 파악함으로써, 투·보수블록 개체별로 수분 증발성능과 이에 따른 열섬 저감 효과를 직접적으로 평가할 수 있다.
[도 1]은 본 발명이 제공하는 블록의 증발성능 평가 장치 일 실시예이다.,
[도 2]는 조명장치로 평가대상블록에 빛을 조사하는 과정의 모식도이다.
[도 3]은 강우장치를 가동하여 평가대상블록에 살수하는 과정의 모식도이다.
[도 4]는 2가지의 평가대상블록에 대한 증발성능 평가를 동시에 이루어지도록 구성된 블록의 증발성능 평가 장치를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 [도 1]에 도시된 바와 같이 「챔버(110); 상기 챔버(110) 내부 하단에 배치된 전자저울(120); 상기 전자저울(120) 상부에 배치되고, 평가대상블록(10)을 수용하는 안치공간이 형성되어 있으며, 상기 안치공간 바닥에서 하면으로 이어지는 배수로가 형성된 수용체(130); 상기 수용체(130) 상부에 높이 조절이 가능하도록 설치된 조명장치(140); 상기 안치공간에 수용된 평가대상블록(10)의 상단 표면 온도를 측정하도록 상기 수용체(130) 상단에 설치된 접촉식 온도센서(150); 상기 수용체(130) 상부 일측에서 횡방향 송풍이 이루어지도록 설치된 송풍장치(160); 상기 챔버(110)의 외부에서 수평방향으로 내입하여 상기 안치공간 상부에 배치된 상태로 정량의 물을 고르게 살수하도록 설치된 강우장치(170); 및 상기 배수로와 연통되며, 수량계가 장착된 배수설비(180); 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 장치(100)」를 제공한다.
상기 "평가대상블록"은 본 발명에 의해 증발성능이 평가되는 모든 블록을 포함하나, 통상적으로는 투·보수 기능이 있는 다공성 블록이 본 발명에 의한 평가대상블록이 된다. 상기 평가대상블록은 주로 보도블록으로 사용되는 직사각형이나 정사각형 평면 형상 그대로 본 발명에 적용할 수 있으나, 보도블록과 동일한 소재와 배합으로 정해진 규격에 맞추어 평가대상블록 시험체를 제작하여 본 발명에 적용할 수도 있다.
상기 챔버(110)는 블록의 증발성능 평가를 위한 공간을 제공한다. 후술하겠으나, 상기 챔버(110) 내부에서는 일사(日射), 바람, 강우 등의 기상 현상을 제한된 조건에 맞추어 모사함으로써, 평가대상블록의 질량, 공극률, 보수량 등에 기초한 표면온도 저감율, 용적기준 함수율 등을 도출함으로서 증발성능을 평가할 수 있다. 또한, 평가대상블록의 급수보수량(Ww), 표준시간 표면온도(Ts)에 도달 시간 등의 측정을 통해 증발성능 유지·지속력을 평가할 수 있다.
상기 챔버(110) 내부에는 높이 조절이 가능한 조명장치(140)가 설치되어야 하므로, 높이 방향으로 레일을 설치하고 조명장치(140)가 상기 레일을 따라 이동하여 높이 조절이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 상기 챔버(110)를 사각기둥 형태로 제작하고 각 모서리 프레임이 레일 역할을 하도록 구성할 수 있다. 아울러 상기 챔버(110)의 각 면은 육안으로 내부 관찰이 가능하도록 투명한 유리나 플라스틱 소재로 구성할 수 있다.
상기 챔버(110) 내부 하단에는 전자저울이 배치되고, 상기 전자저울(120)의 상부에는 수용체(130)가 배치된다. 상기 전자저울(120)과 수용체(130)는 챔버(110) 내부에 고정되거나 상호 결합되어 있을 필요는 없다. 상기 수용체(130)는 평가대상블록(10)을 수용하는 안치공간이 형성되어 있으며, 평가대상블록(10)이 상기 수용체(130)에 안치된 상태에서 상기 전자저울(120)에서는 상기 수용체(130)와 평가대상블록(10)의 합산 질량이 측정되나 고정 질량인 상기 수용체(130)의 질량을 마이너스 디폴트값으로 설정함으로서 평가대상블록(10)만의 질량이 도출되도록 할 수 있다. 상기 수용체(130)에는 상기 안치공간 바닥에서 수용체 하면으로 이어지는 배수로가 형성되어 있다. 상기 챔버(110) 내에서 강우 상태 모사를 위해 뿌려진 물이 평가대상블록(10)의 공극을 통해 빠져나간 후 외부로 배출되도록 하기 위한 것인데, 이 역시 보도블록 위에 내린 빗물이 보도블록을 통해 지중으로 배출되는 상황이 모사되는 것이다. 상기 배수로에는 챔버(110) 외부로 물을 배출하는 배수설비(180)가 연통되어 있다. 상기 배수설비(180)에는 수량계가 장착되어 실시간으로 배수량을 측정할 수 있다.
한편, 상기 챔버(110)를 [도 4]에 도시된 바와 같이 횡방향으로 크게 구성하여 2종 이상의 평가대상블록에 대한 증발성능 평가를 동시에 이루어지도록 상기 전자저울과 수용체를 병렬 배치할 수 있다.
상기 수용체(130) 상부에는 높이 조절이 가능한 조명장치(140)가 설치되며, 상기 조명장치(140)의 높이 조절에 따라 평가대상블록(10)에 가해지는 열사량을 조절할 수 있다. 구체적으로는 복수개의 할로겐 램프를 일정 간격으로 배치함으로써 상기 조명장치를 구성할 수 있으며, 상기 평가대상블록(10)이 상기 조명장치(140)에서 조사되는 빛에 노출된 표면 이외에는 주변 온도에 영향을 받지 않도록 하기 위해 상기 수용체(130)에는 단열처리를 할 수 있다.
상기 수용체(130) 상단에는 접촉식 온도센서(150)가 설치되어, 상기 안치공간에 수용된 평가대상블록(10)의 상단 표면 온도를 측정토록 한다. 상기 수용체(130) 상부 일측에는 횡방향 송풍이 이루어지도록 송풍장치(160)가 설치된다. 상기 송풍장치(160)는 지표면에서의 공기 흐름을 모사하여 풍속이 1~5m/sec 범위에서 조절되도록 구성할 수 있다. 상기 송풍장치(160)는 상기 챔버(110)의 측방에 결합시키고 바람만 상기 챔버 내로 불어주도록 구성함으로써 상기 조명장치(140)에 의한 일사 조명에 간섭을 일으키지 않도록 해야 한다.
또한, 본 발명 장치에는 상기 챔버(110)의 외부에서 수평방향으로 내입하여 상기 안치공간 상부 즉 평가대상블록(10) 상부에 배치된 상태로 정량의 물을 고르게 살수하는 강우장치(170)가 구비된다. 즉, 상기 강우장치(170)는 서랍 이동 방식으로 수평이동을 하도록 구성된 것인데, 상기 조명장치(140) 가동시에는 상기 강우장치(170)가 챔버 외부로 인출되어 일사 조명에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위함이다.
상기 조명장치(140)의 온/오프 및 높이조절, 상기 송풍장치(170)의 온/오프 및 풍속조절, 상기 강우장치의 온/오프 조절은 통합된 제어장치(190)를 통해 유기적으로 조절되도록 구성할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 블록의 증발성능 평가 장치를 이용한 시험 방법으로서, 「(a) 상기 수용체(130)에 표준공시체를 배치하고, 상기 조명장치(140)의 높이를 특정 높이로 셋팅한 후 빛 조사를 시작하여 상기 표준공시체의 표면온도가 60℃가 되는 표준시간(ts)을 측정하는 단계; (b) 평가대상블록(10)을 표면건조 수분포화 상태로 상기 수용체(130)에 배치하고, 상기 조명장치(140)의 높이를 상기 특정 높이로 셋팅한 후 상기 표준시간(ts) 동안 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서(150)로 상기 평가대상블록(10)의 표면온도(Ts, 이하 '표준시간 표면온도')를 측정하는 단계; 및 (c) 하기 [식 1]에 따라 표면온도 저감율(es)을 도출하는 단계; 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 방법」을 함께 제공한다.
[식 1]
Figure 112019026157308-pat00006
상기 표준공시체는 KS F 4419 『보차도용 콘크리트 인터로킹 블록』에 해당하는 것을 적용하며, 본 발명 시험은 온도 20±3℃, 상대습도 60±5%의 항온항습실에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 (a)단계에서는 빛 조사 시작 후 2~4시간 내에 상기 수용체(130)에 수용된 표준공시체의 표면온도가 60℃에 이르도록 상기 조명장치(140)의 높이를 조절하고, 실제 상기 표준공시체의 표면온도가 60℃가 되는 시간을 측정하여 이를 표준시간(ts)으로 설정한다.
상기 (b)단계에서는 평가대상블록(10)을 표면건조 수분포화 상태로 상기 수용체에 배치하고, 상기 조명장치(140)의 높이를 상기 특정 높이로 셋팅한 후 상기 표준시간(ts) 동안 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서(150)로 표준시간 표면온도((Ts)를 측정한다.
상기 "표면건조 수분포화 상태"는 평가대상블록을 24시간 동안 수중에 침지시킨 후 물에서 꺼내어 철망 위에 놓고 1분간 물기를 뺀 후, 젖은 헝겊으로 표면을 닦아낸 상태를 의미한다. 본 발명 실험에서 평가대상블록의 표면건조 수분포화 상태는 보도블록이 비를 충분히 맞은 상태를 모사한 것이다.
상기 (c)단계에서 도출하는 표면온도 저감율(es)은 타공성 재질의 투·보수 블록(평가대상블록)이 동일 일사 조건에서 일반 블록(표준공시체)에 비해 얼마만큼의 지표면 온도 상승 효과가 있는지를 파악하기 위한 것으로서, 수분의 증발량이 많을수록 상기 표준시간 표면온도(Ts)가 낮아지며, 상기 표면온도 저감율(es)은 커지게 된다. 따라서, 상기 표면온도 저감율(es)은 평가대상블록 개체별로 증발성능과 열섬 저감 성능을 직접 파악할 수 있는 주요 지표가 된다.
평가대상블록에 대한 표면온도 저감율(es)의 오류를 최소화하기 위해서는 동일 소재 동일 배합으로 제작된 평가대상블록에 대해 상기 (b)단계 내지 (c)단계를 3~4회 반복함으로써, 도출된 표면온도 저감율(es)의 평균값을 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (c)단계에서는, 상기 평가대상블록의 절대건조질량(md), 건조밀도(ρd), 상기 (b)단계에서 상기 조명장치(140)의 빛 조사 시작 후 특정 시점(tn)에서 측정된 질량(mn) 및 물의 밀도(ρw)에 기초하여 하기 [식 2]에 따라 용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00007
)을 도출하는 과정을 함께 수행할 수 있다. 이 과정에서는 데이터로거를 활용하여 특정 시간 간격으로 상기 전자저울의 측정 데이터를 저장하는 방식을 적용할 수 있다. 본 발명에서 상기 평가대상블록의 절대건조질량(md)은 100℃에서 24시간 건조하고 실온에서 자연 냉각한 상태의 질량을 의미한다.
[식 2]
Figure 112019026157308-pat00008
용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00009
)은 단위용적(㎥)당 평가대상블록에 함유된 물의 용적(㎥)을 의미하는 것이다. 표면건조 수분포화 상태 질량이 동일할 때에는 평가대상블록의 증발성능(표면온도 저감율)이 클수록 상기 용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00010
)은 낮아지게 되나, 상기 평가대상블록의 보수성이 좋아 표면건조 수분포화 상태 질량 자체가 큰 경우에는 상기 용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00011
)도 커지게 된다. 따라서, 상기 용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00012
)의 절대적 수치보다는 용적기준 함수율(
Figure 112019026157308-pat00013
)이 단위 시간당 얼마나 변화하는지에 따라 평가대상블록 개체별로 증발성능과 열섬 저감 성능을 파악할 수 있게 된다.
또한, 상기 (c)단계에서는 이하의 (c-1)단계 내지 (c-5)단계를 실시하여 평가대상블록의 증발성능 유지·지속력을 평가할 수 있다.
상기 (c-1)단계는 상기 평가대상블록의 표면건조 수분포화 상태 질량(mw), 절대건조질량(md) 및 부피(V)에 기초하여 하기 [식 3]에 따라 최대 보수량(Wh)을 도출하는 단계이다.
[식 3]
Figure 112019026157308-pat00014
상기 평가대상블록의 사이즈를 규격화하면 그 부피(V)는 상수가 된다. 상기 평가대상블록의 표면건조 수분포화 상태 질량(mw)과 절대건조질량(md)의 의미는 전술한 바와 같으며, 최대 보수량(Wh)의 단위는 단위용적당 질량(g/㎤)이다.
상기 (c-2)단계는 상기 강우장치(170)를 가동시켜 상기 평가대상블록에 상기 최대 보수량(Wh)만큼 살수하는 단계이다. 본 (c-2)단계는 전술한 (b)단계가 완료된 상태를 전제로 실시되는 것이므로, 평가대상블록은 표면건조 수분포화 상태로 그 표면온도가 상기 표준시간 표면온도(Ts)에 도달한 상태에서 상기 강우장치가 가동되도록 하는 것이다. 상기 (c-1)단계는 컴퓨터 시스템에 의해 자동으로 진행되는 것이므로, 실질적으로 상기 (b)단계의 조건이 완성되면, 상기 챔버의 외부로 빠져 있던 강우장치가 수평방향으로 내입하여 상기 안치공간 상부에 배치된 상태로 상기 최대 보수량(Wh)만큼의 물을 고르게 살수하는 본 (c-1)단계가 가시적으로 진행되는 것이다.
상기 (c-3)단계는 상기 배수설비(180)에서 배수량(Wd)을 측정하여 하기 [식 4]에 따라 상기 평가대상블록의 급수보수량(Ww)을 산출하는 단계이다.
[식 4]
Figure 112019026157308-pat00015
상기 (c-4)단계는 상기 조명장치(140)에서 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서로 측정한 상기 평가대상블록의 표면온도가 상기 표준시간 표면온도(Ts)에 도달하는 시간을 측정하는 단계이다.
상기 (c-5)단계는 상기 (c-2)단계 내지 (c-4)단계를 반복하여 상기 평가대상블록의 급수보수량(Ww) 및 상기 표준시간 표면온도(Ts) 도달 시간을 측정하면서 평가대상블록의 증발성능 유지·지속력을 평가하는 단계이다.
전술한 각 단계에서는 지표면에 미풍이 부는 상태를 모사하기 위해 상기 송풍장치(160)에서 바람이 풍속 1~5m/sec 범위에서 일정하게 또는 가변적으로 불도록 조정할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.
10, 10' : 평가대상블록
100 : 블록의 증발성능 평가 장치 110 : 챔버
120 : 전자저울 130: 수용체
140 : 조명장치 150 : 접촉식 온도센서
160 : 송풍장치 170 : 강우장치
180 : 배수설비 190 : 제어장치

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 챔버; 상기 챔버 내부 하단에 배치된 전자저울; 상기 전자저울 상부에 배치되고, 평가대상블록을 수용하는 안치공간이 형성되어 있으며, 상기 안치공간 바닥에서 하면으로 이어지는 배수로가 형성된 수용체; 상기 수용체 상부에 높이 조절이 가능하도록 설치된 조명장치; 상기 안치공간에 수용된 평가대상블록의 상단 표면 온도를 측정하도록 상기 수용체 상단에 설치된 접촉식 온도센서; 상기 수용체 상부 일측에서 횡방향 송풍이 이루어지도록 설치된 송풍장치; 상기 챔버의 외부에서 수평방향으로 내입하여 상기 안치공간 상부에 배치된 상태로 정량의 물을 고르게 살수하도록 설치된 강우장치; 및 상기 배수로와 연통되며, 수량계가 장착된 배수설비; 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 장치를 이용한 블록의 증발성능 평가 방법으로서,
    (a) 상기 수용체에 표준공시체를 배치하고, 상기 조명장치의 높이를 특정 높이로 셋팅한 후 빛 조사를 시작하여 상기 표준공시체의 표면온도가 60℃가 되는 표준시간(ts)을 측정하는 단계;
    (b) 평가대상블록을 표면건조 수분포화 상태로 상기 수용체에 배치하고, 상기 조명장치의 높이를 상기 특정 높이로 셋팅한 후 상기 표준시간(ts) 동안 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서로 상기 평가대상블록의 표면온도(Ts, 이하 '표준시간 표면온도')를 측정하는 단계; 및
    (c) 하기 [식 1]에 따라 표면온도 저감율(es)을 도출하는 단계; 를 포함하는 블록의 증발성능 평가 방법.
    [식 1]
    Figure 112020083076044-pat00016

  3. 제2항에서,
    (d) 평가대상블록에 대해 상기 (b)단계 내지 (c)단계를 3~4회 반복하여 도출된 표면온도 저감율의 평균값을 산출하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록의 증발성능 평가 방법.
  4. 제2항에서, 상기 (c)단계는,
    상기 평가대상블록의 절대건조질량(md), 건조밀도(ρd), 상기 (b)단계에서 상기 조명장치의 빛 조사 시작 후 특정 시점(tn)에서 측정된 질량(mn) 및 물의 밀도(ρw)에 기초하여 하기 [식 2]에 따라 용적기준 함수율(
    Figure 112019026157308-pat00017
    )을 도출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록의 증발성능 평가 방법.
    [식 2]
    Figure 112019026157308-pat00018

  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 (c)단계는,
    (c-1) 상기 평가대상블록의 표면건조 수분포화 상태 질량(mw)과 절대건조질량(md) 및 부피(V)에 기초하여 하기 [식 3]에 따라 최대 보수량(Wh)을 도출하는 단계;
    (c-2) 상기 강우장치를 가동시켜 상기 평가대상블록에 상기 최대 보수량(Wh)만큼 살수하는 단계;
    (c-3) 상기 배수설비에서 배수량(Wd)을 측정하여 하기 [식 4]에 따라 상기 평가대상블록의 급수보수량(Ww)을 산출하는 단계;
    (c-4) 상기 조명장치에서 빛을 조사하여 상기 접촉식 온도센서로 측정한 상기 평가대상블록의 표면온도가 상기 표준시간 표면온도(Ts)에 도달하는 시간을 측정하는 단계; 및
    (c-5) 상기 (c-2)단계 내지 (c-4)단계를 반복하여 상기 평가대상블록의 급수보수량(Ww) 및 상기 표준시간 표면온도(Ts) 도달 시간을 측정하면서 평가대상블록의 증발성능 유지·지속력을 평가하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록의 증발성능 평가 방법.
    [식 3]
    Figure 112019026157308-pat00019

    [식 4]
    Figure 112019026157308-pat00020
KR1020190029135A 2019-03-14 2019-03-14 블록의 증발성능 평가 방법 KR102189720B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190029135A KR102189720B1 (ko) 2019-03-14 2019-03-14 블록의 증발성능 평가 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190029135A KR102189720B1 (ko) 2019-03-14 2019-03-14 블록의 증발성능 평가 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200109693A KR20200109693A (ko) 2020-09-23
KR102189720B1 true KR102189720B1 (ko) 2020-12-11

Family

ID=72708576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190029135A KR102189720B1 (ko) 2019-03-14 2019-03-14 블록의 증발성능 평가 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102189720B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102315093B1 (ko) 2021-06-16 2021-10-19 (재)한국건설생활환경시험연구원 노면저항 측정 장치, 설비 시스템 및 노면저항 측정 방법
KR20220105945A (ko) 2021-01-21 2022-07-28 노형남 도로 수분 증발량 측정기 및 측정 방법
KR20220136060A (ko) 2021-03-31 2022-10-07 김기정 다회용 용기 풀 관리서버, 운영 시스템 및 그 방법
KR20220147741A (ko) 2021-04-27 2022-11-04 주식회사 홈그린케어 다기능 세척기

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116298213B (zh) * 2023-05-25 2023-08-04 北京大学 一种便携式的人工降水模拟装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101062523B1 (ko) 2011-03-14 2011-09-06 전북대학교산학협력단 기상환경에 따른 내구성 시험장치
KR101726198B1 (ko) * 2015-10-20 2017-04-12 숭실대학교산학협력단 축열 건축자재의 가변형 전열해석 장치 및 그 장치를 이용한 축열 건축자재의 전열해석 방법, 그 방법을 수행하기 위한 기록 매체
KR101852944B1 (ko) * 2016-12-08 2018-04-27 (재)한국건설생활환경시험연구원 투·보수블록 열섬저감 성능평가 장치, 설비 시스템 및 열섬저감 성능평가 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5802355B1 (ja) * 2014-01-23 2015-10-28 一般財団法人カケンテストセンター 乾燥速度測定装置および乾燥速度測定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101062523B1 (ko) 2011-03-14 2011-09-06 전북대학교산학협력단 기상환경에 따른 내구성 시험장치
KR101726198B1 (ko) * 2015-10-20 2017-04-12 숭실대학교산학협력단 축열 건축자재의 가변형 전열해석 장치 및 그 장치를 이용한 축열 건축자재의 전열해석 방법, 그 방법을 수행하기 위한 기록 매체
KR101852944B1 (ko) * 2016-12-08 2018-04-27 (재)한국건설생활환경시험연구원 투·보수블록 열섬저감 성능평가 장치, 설비 시스템 및 열섬저감 성능평가 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220105945A (ko) 2021-01-21 2022-07-28 노형남 도로 수분 증발량 측정기 및 측정 방법
KR20220136060A (ko) 2021-03-31 2022-10-07 김기정 다회용 용기 풀 관리서버, 운영 시스템 및 그 방법
KR20220147741A (ko) 2021-04-27 2022-11-04 주식회사 홈그린케어 다기능 세척기
KR102315093B1 (ko) 2021-06-16 2021-10-19 (재)한국건설생활환경시험연구원 노면저항 측정 장치, 설비 시스템 및 노면저항 측정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200109693A (ko) 2020-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102189720B1 (ko) 블록의 증발성능 평가 방법
Wang et al. Experimental investigation on the influence of evaporative cooling of permeable pavements on outdoor thermal environment
Wu et al. Characterizing thermal behaviors of various pavement materials and their thermal impacts on ambient environment
Wang et al. Impacts of the water absorption capability on the evaporative cooling effect of pervious paving materials
Qin et al. A new water-retaining paver block for reducing runoff and cooling pavement
Liu et al. A new structure of permeable pavement for mitigating urban heat island
Salamanca et al. A numerical study of the Urban Heat Island over Madrid during the DESIREX (2008) campaign with WRF and an evaluation of simple mitigation strategies
Alcoforado et al. Nocturnal urban heat island in Lisbon (Portugal): main features and modelling attempts
Stewart et al. Evaluation of the'local climate zone'scheme using temperature observations and model simulations.
Tsoka et al. Modeling the performance of cool pavements and the effect of their aging on outdoor surface and air temperatures
Santamouris Using cool pavements as a mitigation strategy to fight urban heat island—A review of the actual developments
Schulz et al. Snowmelt and sublimation: field experiments and modelling in the High Atlas Mountains of Morocco
Unger Urban–rural air humidity differences in Szeged, Hungary
CN102590474B (zh) 坡面沟道系统水蚀精细模拟试验装置及其试验方法
Bao et al. A drainable water-retaining paver block for runoff reduction and evaporation cooling
Wang et al. Evaporative cooling performance estimation of pervious pavement based on evaporation resistance
Wang et al. Predicting the solar evaporative cooling performance of pervious materials based on hygrothermal properties
Callejas et al. Patterns of energy exchange for tropical urban and rural ecosystems located in Brazil central.
KR101852944B1 (ko) 투·보수블록 열섬저감 성능평가 장치, 설비 시스템 및 열섬저감 성능평가 방법
CN108627253A (zh) 一种测试太阳热辐在路表反射率和传导率的装置及方法
Meng Mitigating the surface urban heat island: mechanism study and sensitivity analysis
Shao et al. The prediction of road surface state and simulation of the shading effect
CN106018161B (zh) 大孔隙沥青混合料水分蒸发量测试装置
Ostos et al. Long-term association between pan evaporation and the urban heat island in Mexico City
CN110334318A (zh) 基于气象大数据的道路运营决策方法、服务平台及系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant