KR102368854B1 - 방의 열 손실 계수를 결정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

건물의 열 손실 계수(K)를 결정하는 것을 목적으로 하는 방법은 다음의 단계를 포함한다.
- 건물 내에서 두 개의 연속적 시간 주기((D_k)_{k = 1 또는 2})에 걸쳐, 건물의 가열 파워(P_k)의 적용과, 일련의 근접 이격 시간 간격에서의 건물 내측의 적어도 하나의 온도(T_ik)의 측정 및 근접 이격 시간 간격에서의 외측 공기의 온도(T_ek)의 결정이 수행되는 단계로서, 이때 제1 주기(D₁)에 걸친 가열 파워(P₁)는 파라미터

가 0.8 이하가 되게 하는 것이고, 제2 주기(D₂)에 걸쳐 가열 파워(P₂)가 실질적으로 0이 되는, 단계,
- 각 시간 주기(D_k)에 대하여, 시간 간격(△t_k)은 전개(T_ik(t))가 실질적으로 선형적이도록 선택되는 단계,
- 각 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)에 걸쳐 곡선(T_ik(t))에 대한 접선의 기울기(α₁ 또는 α₂)가 결정되는 단계, 및
- 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)이 기울기(α₁ 또는 α₂)에 기초하여 유추되는 단계.

Description

방의 열 손실 계수를 결정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE HEAT LOSS COEFFICIENT OF A ROOM}

본 발명은 건물의 열 손실 계수를 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 의미에서, 건물은 특히 거주 또는 제3의 용도를 위한 개별 집이나 빌딩 또는 다르게는 이런 건물의 일부, 예컨대, 다수의 층을 갖는 건물의 아파트먼트이다.

K로 표시되는 건물의 열 손실 계수는 외측 공기의 온도와 건물 내측 공기의 온도 사이의 도수(캘빈 또는 섭씨) 차이 당 건물의 열 손실 파워(와트 단위)와 같다. 이 계수(K)는 건물의 외피부(envelope)의 에너지 성능을 나타낸다.

건물의 열 손실 계수(K)는 한편으로는 건물의 벽을 통한 투과에 의한 열 손실에 의해, 그리고, 다른 한편으로는, 공기의 침투에 의해 영향을 받는다. 투과에 의한 열 손실은 인자 H_T = UA_T로 표현되며, 여기서 U는, 건물의 투과에 의한 비열 전달 계수(specific heat transfer coefficient)라고도 지칭되는 건물의 외피부의 열 전달 계수이며, A_T는 건물의 전체 면적이다. 건물 내로의 공기의 침투는 인자 m'.Cp에 의해 표현되고, 여기서, m'는 공기 갱신 유량이고, Cp는 공기의 열 용량이다. 결과적으로, 열 손실 계수(K)는 다음의 관계에 의해 주어진다.

K = H_T + m'.C_p = UA_T + m'.Cp

계수(U)는 프랑스의 RT 2005 또는 독일의 유제 EnEV 같은 열적 규제의 골격 내에서 건물의 전체 에너지 소비를 추산하기 위해 사용된다. 그 결정은 건물의 열적 절연의 진단을 수행하기 위해, 특히 열적 성능을 개선시키기 위해 이루어져야 하는 조치의 평가의 견지에서 건물의 보수가 고려될 때, 또는 건물의 건설 이후, 건축자가 재료의 선택 및 이행 양자 모두에 관하여 열적 절연에 관한 강제적 표준에 부합되는지를 확인하기 위해 유용하다.

WO 2012/028829 A1는 건물의 열 손실 계수(K)를 결정하기 위한 방법을 개시하며, 여기서는 측정된 외부적 환경 및 제어된 내부적 임펄스가 적용될 때 건물의 내측 온도의 과도적 변동이 사용된다. 현장 측정에 의해 얻어진 건물의 내측 온도의 변동에 대한 정량적 분석은 비교적 짧은 주기에 걸쳐 건물의 에너지 품질을 정량적으로 결정할 수 있게 하여, 외측 기후 조건의 변동 및 건물의 사용 조건의 영향을 우회할 수 있게 한다. 실제로, 이 방법은 2 연속 밤에 대응하는 측정 시간으로 이행될 때 양호한 결과를 제공하는 것으로 판명되었다. 그러나, 측정 시간의 감축은 곤란하다. 특히, 측정 시간이 감소함에 따라 열 손실 계수(K)의 값의 에러가 증가하기 쉽다는 것이 명백하다.

본 발명은 특히 짧은 시간에 걸쳐, 특히, 1일 밤에 걸쳐 또는 심지어 수 시간에 걸쳐 특히 ±20% 정도의 양호한 정확도로 건물의 열 손실 계수를 결정할 수 있게 하는 방법 및 장치를 제안함으로써 이들 단점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 주제는 건물의 열 손실 계수(K)를 결정하기 위한 방법으로서, 이하의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:

- 건물 내에서 두 연속적 시간 주기(D₁, D₂)에 걸쳐 이하의 작업이 수행되는 단계로서:

i. 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐, 건물의 제1 가열 파워(P₁)의 적용과, 일련의 근접 이격 시간 간격에서의 건물 내측의 적어도 하나의 온도(T_i1)의 측정 및 근접 이격 시간 간격에서의 외측 공기의 온도(T_e1)의 결정이 수행되는데, 이때 제1 가열 파워(P₁)는

일 때 파라미터

가 0.8 이하가 되게 하는 것이고, 여기서, t=0는 제1 주기(D₁)의 시작점이고, T_em은 시간 주기(D₁, D₂) 모두에 걸친 외측 공기의 평균 온도이고, K_ref는 건물의 열 손실 계수(K)의 기준 값이고, 후속하여,

ii. 제2 시간 주기(D₂)에 걸쳐, 건물 내측의 온도(T_i1)가 자유롭게 전개할 수 있게 하는 방식으로의 건물의 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)의 적용 단계와, 일련의 근접 이격 시간 간격에서의 건물 내측의 적어도 하나의 온도(T_i2)의 측정 및 근접 이격 시간 간격에서의 외측 공기(T_e2)의 온도 결정이 수행되는 단계와,

- 제1 및 제2 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 대하여, 전개(evolution) T_t1(t) 또는 T_t2(t)가 실질적으로 선형적인 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)이 선택되고, 여기서, △t₁ 및 △t₂는 시간 간격 △t₁이 제1 가열 파워(P₁)의 적용의 제1 주기(D₁)의 종료까지 연장하고, 제1 주기(D₁) 및 제2 주기(D₂)의 시작점이 중첩될 때, 시간 간격(△t₁ 및 △t₂)은 동일한 종료점을 가지게 하는 단계와,

- 각 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)에 걸친 곡선 (T_ik(t))_{k=1 또는 2}에 대한 접선의 기울기(α₁ 또는 α₂)가 결정되는 단계와,

- 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)이 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초하여 유추되는 단계.

바람직하게는, 시간 간격(△t₁ 및 △t₂)은 동일한 지속 시간을 갖는다.

물론, 본 발명에 따른 방법은 전개(T_ik(t))의 그래픽적 표현의 사용을 반드시 필요로 하지는 않는다.

특히, 각 시간 간격(△t_k)에 걸친 곡선(T_ik(t))에 대한 접선의 기울기(α_k)는 간격(△t_k)에 걸친 전개(T_ik(t))의 도함수와 같다. 이 때문에, 시간 간격(△t_k)에 걸친 곡선(T_ik(t))에 대한 접선의 기울기(α_k)를 결정하는 단계는 전개(T_ik(t))의 그래픽적 표현에 의존하지 않고 시간 간격(△t_k)에 걸친 전개(T_ik(t))의 도함수를 연산함으로써 본 발명의 골격 내에서 수행될 수 있다.

특히, 기울기(α_k)의 결정을 위한 이 방법의 연산 단계는 임의의 적절한 연산 수단의 도움으로 이행될 수 있다. 이는 특히, 전자 연산 유닛을 동반할 수 있고, 이 전자 연산 유닛은 이 방법에 요구되는 측정치의 취득을 위한 취득 시스템에 연결되고 취득된 측정에 기초하여 방법의 연산 단계 중 일부 또는 모두를 실행하기 위한 연산 수단을 포함한다.

본 발명의 골격 내에서, 표현 "건물의 가열 파워"는 주어진 외측 온도의 조건에 대하여 건물의 내측 온도의 변동을 생성하는 임의의 작동적 조건을 의미하는 것을 의도한다. 가열 파워는 양성적, 0 또는 음성적일 수 있는 것으로 이해된다. 양성적 가열 파워는 건물 내로의 열의 공급에 대응하고, 음성적 가열 파워는 건물 내로의 냉기의 공급에 대응한다.

본 발명에 따르면, 제1 가열 파워(P₁)는 건물 내측의 온도의 강제적 전개를 생성하기에 적합한 엄격히 양성적인 또는 엄격히 음성적인 가열 파워가 되고, 제2 가열 파워(P₂)는 실질적으로 0 가열 파워이다. 본 발명의 의미 내에서, 가열 파워는 건물 내측의 온도의 자유 전개를 허용할 때 실질적으로 0이라고 지칭진다. 일반적으로, 제2 가열 파워(P₂)는 특히 작동시 잔류 가열 파워를 생성하고 상기 방법의 이행을 위해 사용되는 측정 또는 연산 하드웨어가 건물 내에 존재한다는 것을 감안하면 엄격히 0은 아니다. 실질적으로 0인 가열 파워의 경우, 건물의 내측 온도의 변동은 건물의 내측 온도와 외측 온도 사이의 차이로부터 또는 외측 온도의 변동 등으로부터 초래될 수 있다.

본 발명은 감소된 시간에 걸쳐 그리고 양호한 정확도로 그 열 손실 계수를 액세스할 수 있게 하는 건물 내의 특정 열적 임펄스의 선택에 의존하며, 이 특정 열적 임펄스는 건물 내측의 온도의 자유 전개를 허용하는 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)의 적용이 후속되는 건물의 내측의 온도의 강제적 전개를 생성하기에 적합한 엄격히 양성적인 또는 엄격히 음성적인 제1 가열 파워(P₁)의 적용이다.

WO 2012/028829 A1에 설명된 바와 같이, 건물의 열 손실 계수(K)의 결정은 본 발명의 골격 내에서, 하나의 저항기와 하나의 커패시터를 갖는 R-C 모델에 따른 건물의 모델링에 기초한다. 건물은 한편으로는 저항의 역수인 그 열 손실 계수(K)에 의해, 그리고, 다른 한편으로는 그 유효 열 용량(C) 또는 관성에 의해 특징지어지는 등온 박스가 되는 것으로 고려된다. 건물의 유효 열 용량(C)은 일정한 가열 파워에서의 건물 내의 열적 임펄스에 대해 건물의 절연 외피부 내에 위치된 물질의 열 용량에 대응하고, 임펄스의 지속 시간 동안 일정한 외측 온도에서 1 K 만큼 건물의 주변 온도를 증가시키기 위해 요구되는 에너지로서 정의된다.

각 시간 주기 (D_k)_{k = 1 또는 2}에 대하여, 건물의 내측 온도(T_ik)는 균질한 것으로 가정된다. 내측과 외측 사이의 온도 차이(△T_k = T_ik - T_ek)의 전개는 이하의 수학식에 따른 지수적 거동을 추종한다:

Cd△T_k = (P_k - K△T_k)dt (1)

여기서, K는 건물의 열 손실 계수,

C는 건물의 유효 열 용량,

P_k는 건물의 가열 파워,

△T_k는 내측과 외측 사이의 온도 차이이다.

수학식 (1)에 따라서, 시간의 함수로서의 양(△T_k = T_ik - T_ek)의 전개를 나타내는 곡선에 대한 접선의 기울기(α_k)는 다음과 같이 주어진다:

실제로, 본 발명의 방법의 골격 내에서, 각 시간 주기(D_k)에서, 전개(T_ik(t))가 실질적으로 선형적인 시간 간격(△t_k)이 고려된다. 이러한 시간 간격(△t_k)에 걸쳐, 외측 공기의 온도(T_ek)는 실질적으로 일정하고, 시간 주기(D₁, D₂) 모두에 걸쳐 외측 공기의 평균 온도(T_em)와 같은 것으로 고려될 수 있다. 또한, 시간 간격(△t_k)이 가열 주기(D_k)에서 선택됨에 따라, 기울기(α_k)를 위한 표현에서 시간 간격(△t_k)에 걸쳐 T_ik(t)의 평균 값(T_ikm)을 고려하는 것이 가능하다. 이 때문에, 기울기(α_k)는 아래와 같이 주어진다.

여기서, △T_km = T_ikm - T_em

따라서, 두 개의 연속적 시간 주기(D₁, D₂)에 걸쳐 서로 다른 값의 두 개의 가열 파워(P₁, P₂)를 적용하고, 이들 두 시간 주기 각각에 걸쳐 건물 내측의 적어도 하나의 온도의 전개(T_i1(t) 또는 T_i2(t))를 측정함으로써 건물의 열 손실 계수의 값(K_calc)을 액세스하는 것이 가능하다. 각 시간 주기(D₁, D₂)에 대하여, 전개(T_i1(t) 또는 T_i2(t))가 실질적으로 선형적인 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)이 선택되고, 곡선에 대한 접선(T_ik(t))_{k =1 또는 2})의 기울기(α₁ 또는 α₂)는 이 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)에 걸쳐 결정된다. 건물의 열 손실 계수의 값(K_calc)은 다음과 같이 주어진다.

(2)

전술된 바와 같은 2 페이즈 테스트에 의해 결정되는 열 손실 계수의 값(K_calc)의 에러는 측정 시간이 감소됨에 따라 증가되기 쉽다는 것이 경험적으로 알려져 있다. 값(K_calc)의 에러를 제한하면서 측정 시간을 감소시키는 목적으로, 얻어진 값(K_calc)의 정확도에 대한 테스트가 이루어지는 조건의 영향을 평가하기 위해 연구가 수행되었다.

이를 위해, 본 발명자는 단순화된 보급 모델을 사용하였고, 이 모델에서는 외부 면과 내부 면을 포함하는 재료의 두께(e)의 균질 층이 고려된다. 이 층은 2 페이즈 테스트를 받게 되며, 이 2 페이즈 테스트는 층의 내부 면이 0으로부터 t_h까지 진행하는 가열 시간 동안 제1 일정한 가열 파워(P_h1)를 받는 제1 페이즈와, 층의 내부 면이 t_h 로부터 2t_h까지 진행하는 가열 시간 동안 P_h1과는 다른 제2 일정한 가열 파워(P_h2)를 받게 되는 제2 페이즈를 포함한다. 층의 외부 면은 테스트 지속 시간 동안 일정한 온도에서 유지된다. 층이 온도 차이 △T(0) = T_int(t = 0) - T_exit(t = 0)를 갖는 정적 초기 상태에 있는 경우, 내부 면의 온도의 전개는 다음과 같이 주어진다.

(3)

여기서, τ_j는 다음과 같은 층의 고유 시간 상수이고,

R_j는 다음과 같은 열적 저항에 치수적으로 상당하는 관련 중량이며,

여기서,

이고, C = eSρCp이며, λ는 층의 열 전도성이고, ρ는 층의 밀도이고, S는 층의 면적이고, Cp는 공기의 열 용량이다.

다양한 시간 상수가 상술한 바와 같은 2 페이즈 테스트에 의해 결정되는 열 손실 계수의 값(K_calc)에 영향을 주는 방식을 이해하기 위해, 본 발명자는 수학식 (3)을 수학식 (2)에 삽입하였고, 그에 의해 다음을 얻었다.

(4)

여기서, β는

와 같은 무차원 파라미터이고, f_B(t_h) 및 g_B(t_h)는 가열 시간(t_h) 및 건물에만 의존하는 함수이고, 이들 함수는 가열 시간이 증가함에 따라 감소하는 단조 함수이고, 0<f_B(t_h) 및 0<g_B(t_h)≤1이다.

본 발명자는 따라서, 수학식 (4)에 기초하여, 상술한 바와 같은 2 페이즈 테스트에 의해 결정되는 열 손실 계수의 값(K_calc)은 파라미터 β에 의존하는 보정 인자로 승산한 층의 열 손실 계수(K)와 같다는 것을 알게 되었다. 특히, K_calc의 값의 에러는 파라미터 β가 0으로 감에 따라 최소화된다.

실용적인 이유로, 본 발명자는 가열 파워(P_h1 및 P_h2) 중 하나가 0인 구성에 관심을 갖게 되었다.

제1 가열 파워(P_h1)가 0인 제1 구성에서, K_calc를 위한 표현에서 나타나는 무차원 파라미터는 다음과 같다.

이 제1 구성에서, 2 페이즈 테스트는 β가 양인 경우 과추산되고 β가 음인 경우 부족추산되는 값(K_calc)을 초래한다. 또한, 초기 온도 차이 △T(0)가 감소하거나 제2 가열 파워(P_h2)가 증가함에 따라 파라미터(β)가 절대값이 감소하고, 따라서, K_calc의 정확도가 증가한다.

실제로, 이들 실험 조건은 실제 건물에 대해서는 구현이 쉽지 않은데, 그 이유는 테스트에 선행되고 측정을 방해할 수 있는 실험 조건이 적용되기 때문이다. 이것이 제2 구성을 고려하는 것이 바람직한 이유이며, 제2 구성에서, 비제로 제1 가열 파워(P_h1)로 임펄스가 강요되고, 제2 가열 파워(P_h2)는 0이다.

제2 가열 파워(P_h2)가 0인 이 제2 구성에서, K_calc를 위한 표현에서 발생하는 무차원 파라미터는 다음과 같다.

일정한 양성적 제1 가열 파워(P_h1)와 0의 제2 가열 파워(P_h2)를 이용한 2 페이즈 테스트에 의해 제2 구성에서 결정된 열 손실 계수의 값(K_calc)은 이후 다음과 같이 주어진다.

(5)

이 제2 구성에서, 보정 인자

가 1 이상이기 때문에, 2 페이즈 테스트는 여전히 층의 열 손실 계수(K)에 관하여 과추산된 값(K_calc)을 초래한다. 수학식 (5)는 또한 가열 시간(t_h)이 증가할 때, 그리고, 파라미터(α)가 감소할 때, 보정 인자가 감소하고 따라서 K_calc의 정확도가 증가하는 것을 알 수 있게 한다. 따라서, 값 K_calc의 정확도를 향상시키기 위해서는 가열 시간(t_h)이 증가되거나 파라미터(α)가 감소되어야 한다.

본 발명자는 실험적으로 일정한 양성적 제1 가열 파워(P₁)와 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)로 다양한 유형의 건물에서 일련의 2 페이즈 테스트를 수행하고, 테스트간에 파라미터(α)의 값을 변화시킴으로써 모든 유형의 건물에 대하여 값(K_calc)의 양호한 정확도, 말하자면, 값(K_calc)이 K 주변에서 ±20% 브래킷 내에 위치되는 정확도를 달성하는 것이 가능하고, 동시에, 파라미터(α)가 0.8 이하로 유지되는 조건에서 4 시간 이하의 가열 시간을 갖게 되는 것이 가능하다는 것을 정립하였다. 가열 시간 또는 에러는 파라미터(α)를 감소시킴으로써 추가로 감소될 수 있다.

이러한 실험적 발견으로부터 시작하여, 본 발명은 이하의 조치를 사용함으로써 결과에서 양호한 정확도를 보호하면서 감소된 시간에 걸쳐 건물의 열 손실 계수를 결정하는 것을 제안한다:

- 제1 가열 파워(P₁)는 0이 아니게 선택되고, 파라미터

는 0.8 이하이도록 선택되며, 여기서, △T₁(0) = T_i1(t=0) - T_em이고, t=0은 제1 시간 주기(D₁)의 시작점이고, T_em은 시간 주기(D₁, D₂)의 세트에 걸친 외측 공기의 평균 온도이며, K_ref는 건물의 열 손실 계수(K)의 기준 값이다. 여기서, 외측 공기의 온도는 시간 주기(D₁, D₂)에서 안정하고, 그래서, 외측 공기의 초기 온도는 시간 주기(D₁, D₂) 모두에 걸쳐 외측 공기의 평균 온도(T_em)와 실질적으로 동일하다. 건물의 초기 온도 차이(△T₁(0))가 양성적일 때, 제1 가열 파워(P₁)는 양성적 가열 파워일 수 있고, 건물의 초기 온도 차이(△T₁(0))가 음성적일 때 음성적 가열 파워일 수 있다.

- 제2 시간 주기(D₂)에 걸쳐 얻어진 데이터의 처리를 위해 사용되는 시간 간격(△t₂)은 주기(D₂)의 시작점과 간격(△t₂)의 종료점 사이의 지속 시간이 제1 시간 주기(D₁)의 지속 시간과 동일하도록 종료점이 선택된다. 실제로 이런 데이터의 처리의 대칭성은 값(K_calc)의 정확도를 개선시킨다는 것이 실험적으로 인지되었다. 이는 2 가열 페이즈가 동일한 지속 시간을 갖는 상술환 단순화된 보급 모델의 조건에 대응한다.

유리한 방식에서, 앞서 나열한 두 가지 기준을 적용함으로써, 제1 가열 파워(P₁)가 적용되는 제1 시간 주기(D₁)는 K 주변에서 ±20% 정도에서 유지되는 값(K_calc)의 정확도를 손상시키지 않고 4 시간 이하의 지속 시간을 가질 수 있다.

유리한 특성에 따라서, 건물의 제1 가열 파워(P₁)는 제어식 파워 소스에 의해 부여되는 가열 파워(P_impl)를 포함한다. 부여된 가열 파워(P_impl)를 적용하기 위해 사용되는 것 이외의 어떠한 파워 소스도 제1 시간 주기(D₁)의 과정에서 건물 내에 활성화되지 않는 경우, 건물의 제1 가열 파워(P₁)는 부여된 가열 파워(P_impl)와 동일하다. 다른 한편, 주기(D₁)의 과정에, 파워(P_impl)에 더해 건물 내에 추가적 파워(P_supl)가 존재하는 경우, 제1 가열 파워(P₁)는 P_impl + P_supl과 같다. 특히, 제1 시간 주기(D₁)에 걸친 태양 복사선이 상당한 경우, 건물의 가열에 대한 태양 복사선의 기여도는 추가적 파워(P_supl)의 일부를 형성한다.

실제로, 방법의 이행 조건은 부여된 가열 파워(P_impl) 이외에 추가적 파워 공급(P_supl)을 제한하도록 구성된다. 바람직하게, 이 방법은 건물이 점유되지 않은 상태에서 이행된다.

유리한 방식에서, 이 방법은 태양 복사선이 낮은, 바람직하게는 0인 시간 주기(D₁, D₂)에 걸쳐 이행된다. 양호한 방식에서, 이 방법은 밤 동안 또는 선택적으로는 아침이나 저녁의 주간 시간 동안 선택된 시간 주기(D₁, D₂)에 걸쳐 이행된다. 따라서, 태양 복사선의 기여도를 감소시키고, 외측 공기의 온도의 변동을 제한하는 것이 가능하다.

시간 주기(D₁, D₂)는 분리되거나 직접적으로 연속적일 수 있다. 후자의 경우에, 이 방법은 시간 주기(D₁, D₂)의 연속에 의해 형성되는 연속적 시간 주기에 걸쳐 그 전체가 수행되는 것으로 고려될 수 있다. 양호한 방식에서, 태양 복사선의 기여도를 감소시키면서 이 방법의 이행 시간을 제한하는 견지에서, 이 방법은 단일 야간 주기에 걸쳐 그 전체가 연속적으로 수행된다.

바람직하게, 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 걸쳐, 건물에 설치된 임의의 고정된 환기 시스템은 비활성화되고, 외측과의 공기의 교환을 제한하도록 모든 환기 포트가 폐쇄 또는 차단된다.

변형으로서, 건물의 고정된 환기 시스템은 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 걸쳐 방법의 과정에서 동작할 수 있다. 그러나, 이는 열 손실 계수(K)를 위한 표현에 추가적 공기 갱신 항을 도입한다:

K = H_T + m'₁.Cp + m'₂.Cp

여기서, m'₁는 침투에 의한 공기의 갱신 유량이고, m'₂는 고정된 환기 시스템에 기인한 공기 갱신 유량이 상관되며, 하나의 값은 다른 값에 의존한다.

실험의 분석은 건물에 적용되는 제1 가열 파워(P₁)를 위한 잠재적 기준을 규정하는 것을 가능하게 한다.

특히, 본 발명의 양태에 따라서, 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

가 0.75 이하, 더욱 바람직하게는 0.7 이하이도록 되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

가 0.25 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 이상 이도록 된다. 사실, 잘 절연된 빌딩에 대하여, 파라미터(α)가 0.25 또는 0.3 미만일 때, 종래의 측정 센서의 감도는 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 건물 내측 온도(T_i1)의 전개에 관한 만족스러운 데이터를 획득하는 것이 가능하지 않으며, 따라서, 값(K_calc)의 에러를 증가시킨다.

양호한 특성에 따라서, 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

가 실질적으로 0.5와 같도록 된다. 실험 결과의 분석은 사실 파라미터(α)의 이 값이 K 주변의 ±20% 브래킷 내의 값(K_calc)의 양호한 정확도를 모든 유형의 건물에 대하여 획득할 수 있게 한다는 것을 보여준다. 본 발명자는 또한 실험적으로, 건물의 관성(C)이 더 현저할수록, 그리고, 가열 시간이 더 많을수록, 즉, 제1 시간 주기(D₁)의 지속 시간이 감소하면 값(K_calc)의 양호한 정확도를 획득하기 위해 파라미터(α)를 감소시킬 필요성이 더더욱 두드러진다는 것을 인지하였다. 실제로, 파라미터(α)가 0.5에 더 근접할수록, 값(K_calc)의 정확도가 더 양호하고, 이 값이 건물의 관성 및 가열 시간에 덜 의존하게 된다.

파라미터(α)가 실질적으로 0.5와 같을 때, 값(K_calc)의 정확도는 가열 시간이 더 길수록 더더욱 양호하다. 특히, 계수

가 실질적으로 0.5와 같고 4시간 정도의 가열 시간이도록 제1 가열 파워(P₁)를 선택함으로써, 값(K_calc)의 ±15% 정도의 정확도를 달성하는 것이 가능하다.

짧은 가열 시간으로, 값(K_calc)의 양호한 정확도를 획득하기 위해 파라미터(α)를 감소시킬 필요성은 또한 내측에 절연을 나타내는 건물에서 보다 외측에 절연을 나타내는 건물에 대하여 더욱 두드러진다.

유리한 방식에서, 본 발명의 방법의 골격 내에서, 기울기(α₁, α₂)에 기초하여 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 결정에 후속하여, 파라미터

의 값이 연산되고, α_calc가 사실 파라미터(α)를 위한 값의 사전규정된 범위 내에 있다는 것이 확인된다.

파라미터(α)에 대한 기준을 충족시키기 위해 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 값의 결정은 건물의 열 손실 계수(K)의 기준값(K_ref)을 아는 것을 필요로 한다는 것을 알 수 있다.

건물의 열 손실 계수(K)의 기준 값(K_ref)을 액세스하기 위한 제1 프로세스는 건물의 열적 분석으로부터 발생하는 양의 사용, 특히, 건물의 외피부의 열 투과 또는 전달 계수의 사용이다. 바람직하게, 건물의 외피부의 열 전달 계수(H)는 표준 ISO 13789:2007 "Thermal performance of buildings - Coefficients of heat transfer by transmission and by renewal of air - Computation process"를 사용하여 결정되고, 그후, 열 손실 계수의 기준값(K_ref)은 다음의 관계를 통해 유추된다.

K_ref = H_T + H_V

여기서, H_T는 투과에 의한 열 전달 계수이고, H_V는 환기에 의한 열 전달 계수이다. 바람직하게, 건물의 외피부의 열 전달 계수는 건물 내의 환기의 부재시 표준 ISO 13789:2007에 따라 결정된다. 변형으로서, 환기는 건물 내에서 활성화될 수 있고, 환기 유량이 그후 측정 또는 추산된다.

표준 ISO 13789:2007의 사용은 건물의 열 손실 계수(K)의 기준값(K_ref)을 액세스하기 위한 양호한 프로세스이다. 그러나, 특히, 표준 ISO 13789:2007을 적용하기 위해 요구되는 건물에 대한 모든 필요한 정보가 가용하지 않을 때 다른 프로세스도 고려할 수 있다.

표준 ISO 13789:2007을 적용하기 위해 요구되는 건물에 대한 모든 필요한 정보가 가용하지 않을 때 건물의 열 손실 계수(K)의 기준값(K_ref)을 액세스하기 위한 두 번째 프로세스는 "동시가열" 테스트 같은 준-안정적 테스트를 건물에 가하는 것이다.

"동시가열"은 그 목적이 점유되지 않은 건물의 전체 열 손실을 측정하는 것인 준-안정적 프로세스이다. "동시가열" 테스트는, 팬(fan)에 결합되고 규체 시스템에 연결된 전기 방열체로 인해 일정하고 균질한 온도까지 수일 동안, 대체로 1 내지 3주 동안 건물을 가열하는 것을 수반한다. 온도 설정은 건물 내측과 외측 사이에서 적어도 10℃의 온도 차이를 갖도록 25℃ 정도로 매우 높아야만 한다. 포화가 도달될 때, 즉, 준-정적 상태가 도달될 때, 25℃의 온도에서 건물을 유지하기 위해 필요한 파워(P), 내측 온도(T_int) 및 외측 온도(T_ext)가 측정된다. 내측 온도(T_int)는 특히 열전쌍 또는 서미스터의 도움으로 측정될 수 있고, 외측 온도(T_ext)는 기상 스테이션 의해 측정될 수 있다. 데이터의 처리는 그후 열 손실 계수의 값(K_ref)을 획득할 수 있게 한다.

더 정확하게, 절차는 다음과 같다:

먼저, 제1 가압 테스트가 이루어지고, 이는 환기 및 침투에 기인한 손실을 측정할 수 있게 한다.

그후, 굴뚝이나 공기 환기부 같은 개구가 폐쇄되고, 그래서, 환기에 관련된 손실이 더 이상 측정에 액세스될 수 없다.

25℃ 정도의 고온 설정이 도달될 때까지 건물이 그후 전기적으로 그리고 균질하게 가열된다.

파워(P), 내측 온도(T_int) 및 외측 온도(T_ext)가 그후 측정된다. 이들 측정치의 처리는 침투 및 투과에 의한 손실에 대한 액세스를 제공한다.

마지막으로, 침투 단독에 기인한 열 손실을 확인하도록 제2 가압 테스트가 수행되고, 빌딩의 개구는 폐쇄되어 유지된다.

측정치의 처리를 위해, 온도 설정에서 빌딩을 유지하기 위해 필요한 파워가 24 시간에 걸쳐 각 날마다 평균화되고, 내측과 외측 사이의 온도 차이도 마찬가지이다. 이들 평균화된 데이터는 그후 그래프 상에 플로팅되어 온도 차이의 함수로서 파워를 제공한다. 또한 건물의 가열에 참여하는 태양 복사선에 기인한 교정이 도입되어야 한다. 원점을 통과하는 직선의 기울기는 선형 재귀에 의해 제공된다: 이는 열 손실 계수(K_ref)에 대응한다.

이 "동시가열" 프로세스는 구현이 비교적 단순하고, 건물의 열 손실 계수(K)의 기준값(K_ref)을 직접적으로 제공한다. 경량 빌딩에 대한 유리한 변형에 따라서, "동시가열" 테스트는 밤에 수행되고, 태양열 공급에 기인한 교정은 이때 이루어질 필요가 없다.

표준 ISO 13789:2007을 적용하기 위해 요구되는 건물에 대한 모든 필요한 정보가 가용하지 않을 때 건물의 열 손실 계수(K)의 기준값(K_ref)을 액세스하기 위한 세 번째 방법은 건물의 에너지 소비의 연구로부터 발생하는 양의 사용이다. 특히, 기준값(K_ref)은 주어진 시간 주기에 걸쳐 건물의 외측과 내측 사이의 평균 온도 차이와 주어진 시간 주기의 지속 시간의 곱에 대한 주어진 시간 주기에 걸쳐 건물에 의해 소비된 에너지의 비율로서 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예에서, 곡선 (T_ik(t))_{k = 1 또는 2}에 대한 접선의 기울기(α₁ 또는 α₂)는 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)의 각 지점에서의 기울기의 평균을 연산함으로써 각각의 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)에 걸쳐 결정되는데, 이때 상기 평균은 각 지점과 관련된 불확실성(uncertainty)에 의해 가중된다.

본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에서, 곡선 (T_ik(t))_{k = 1 또는 2}에 대한 접선의 기울기(α₁ 또는 α₂)는 시간 간격(△t_i)에 걸쳐 곡선 (T_ik(t))_{k = 1 또는 2}을 정규화하는 적어도 하나의 적통상의 수학 함수를 식별함으로써, 그리고, 시간 간격(△t_i)의 종점에서 이 함수의 도함수를 연산함으로써 각 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)에 걸쳐 결정된다. 시간 간격(△t_i)에 걸쳐 곡선 (T_ik(t))_{k = 1 또는 2}을 정규화하는 해당 또는 각 수학적 함수는 특히, 지수 또는 다항 함수일 수 있다.

시간 주기(D₁, D₂) 각각에 대하여 유리하지만, 강제적이지는 않은 양태에 따라서, 건물(T_ik)의 내측 온도의 일련의 측정(campaign of measurement)은 적어도 1℃, 바람직하게는 1℃와 10℃ 사이의 내측 온도(T_ik)의 변동을 획득하기에 충분한 시간 주기에 걸쳐 수행된다.

유리한 특성에 따라서, 건물을 가열하기 위한 제어식 파워 소스는, 이 가열 수단이 매우 불활성이지는 않고 건물의 신속한 가열을 이행하도록 조절될 수 있다면, 건물의 장비의 고정된 비품, 즉, 방법의 이행에 독립적으로 건물내에 설치된 가열 수단일 수 있다. 이는 특히 그 성능 계수(COP)가 알려져 있는 히트 펌프일 수 있다.

변형예로서, 건물을 가열하기 위한 제어식 파워 소스는 이 방법의 이행을 위해 특별히 건물 내로 들여진 소스일 수 있다.

건물을 위한 가열 요소는 대류성, 전도성 또는 복사성 유형으로 이루어질 수 있거나, 이들 기술 중 몇몇을 조합할 수 있다. 바람직하게, 가열 요소는 전기 기기이고, 그에 의해, 직접적이고 정확한 방식으로 가열 파워를 결정하는 것을 가능하게 한다. 전기 가열 기기의 예는 특히, 전기 저항기에 의해 가열되는 공기의 송풍을 수반하는 대류 유형의 기기, 가열 매트 또는 필름, 파라솔 복사 가열기를 포함한다. 변형으로서, 가열 요소는 연료 유량과 버너의 효율이 가열 파워를 액세스하기 위해 충분히 정확한 방식으로 추산될 수 있다면, 가스 또는 연료 오일을 사용하여 동작하는 기기일 수 있다.

유리한 실시예에서, 건물을 위한 가열 요소는 전기 가열 매트이고, 이는 열적 파워 전체가 공기 중으로 소산되도록 그들을 수직방향으로 배치 및 말아올림으로써 건물 내에 분포된다. 이 배열은 건물의 신속하고 균질한 가열을 가능하게 하여 주변 온도가 건물 내측의 벽의 온도에 충분히 근접하는 것을 보증한다.

유리한 특성에 따라서, 건물 내측의 온도의 일련의 측정 각각은 건물 내측의 주변 온도의 측정, 건물의 벽의 온도의 측정 및/또는 건물 내측의 평균 복사 온도의 측정을 포함한다. 실제로, 임의의 공지된 측정 프로세스, 특히, 표준 NF EN ISO 7726에 설명된 측정 프로세스가 이들 온도를 액세스하기 위해 사용될 수 있다. 예로서, 건물의 벽의 온도 및 건물 내측의 주변 온도의 측정은 Pt100 프로브 또는 유형 K의 열전쌍의 도움으로 수행될 수 있다. 건물 내측의 평균 복사 온도의 측정을 위해, 블랙-글로브 온도계가 사용될 수 있다.

유리한 방식에서, 건물의 가열이 주변 온도가 건물 내측의 벽의 온도에 충분히 근접하는 것을 보증할 때, 건물 내측의 주변 온도가 측정된다.

건물이 내부 구획을 포함하는 경우 건물의 모든 방 또는 구역 내에서 또는 건물 전반에 걸쳐 내측 온도가 동일하도록 건물의 가열이 실제로 균질한 경우, 그때, 건물 내측의 온도의 측정은 건물의 단일 방 또는 구역 내측의 온도에 한정될 수 있다.

본 발명의 방법이 가열이 덜 균질한 건물 내에서 이행되는 경우, 건물의 몇몇 방 또는 구역의 온도를 측정하고, 건물의 환기 결여를 나타내는, 이들이 너무 다르지 않은 조건에서, 각 시간(t)에서 건물 내측의 온도가 건물의 다양한 방 또는 구역 내에서 시간(t)에서 얻어진 온도 측정치의 평균인 것을 간주하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 건물의 각 방 또는 구역 내의 몇몇 다른 온도 측정을 제공할 수 있다. 따라서, 평균 복사 온도의 측정 및/또는 건물의 외피부의 벽의 온도의 측정 및/또는 주변 온도의 측정을 하나의, 그리고, 동일한 시간에 각 방 또는 구역에서 수행하는 것이 제공될 수 있다.

덜 균질한 가열의 경우의 다른 가능성은 건물의 각 방 또는 구역의 열 손실 계수를 결정하도록 건물의 각 방 또는 구역의 온도 및 파워를 측정하고, 그후, 건물의 전체 열 손실 계수를 획득하도록 다양한 방 또는 구역에 대해 얻어진 값을 합산하는 것이다.

이에 관하여, 건물의 방은 벽에 의해 측면이 형성된 건물의 공간으로서 규정된다. 건물의 구역은 또한 단일의 방식으로 처리될 수 있는 건물의 몇몇 방에 의해 형성된 공간인 것으로서 규정되며, 즉, 본 발명의 방법의 골격 내에서, 단일 파워 측정 센서 및 단일 온도 측정 센서가 건물의 각 구역에 대해 제공될 수 있다.

특성에 따라서, 외측 공기(T_ek)의 온도의 결정은 본 발명의 방법의 골격 내에서 근접 이격 시간 간격에서 일련의 측정에 의해 이루어진다. 외측 공기(T_ek)의 온도의 측정은 건물(T_ik)의 내측 온도의 측정과 동시적일 수 있고, 즉, 동일 근접 이격 시간에 수행될 수 있다.

변형으로서, 근접 이격 시간 간격에서 외측 공기(T_ek)의 온도의 결정은 건물의 장소에서의 기상 데이터의 보간에 의해 획득될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 외측 공기(T_ek)의 온도가 안정한 시간 주기에 걸쳐 이행된다.

본 발명에 따라 결정된 열 손실 계수(K)는 공기의 침투 및 투과에 의한 열 손실의 기여도를 통합하며, 즉, 다음과 같다:

K = H_T + m'.Cp = UA_T + m'.Cp

건물의 열 전달 계수(U)를 액세스하기를 원하는 경우, 한편으로는 투과에 의한 열 손실의 기여도와, 다른 한편으로는 건물 내로의 공기 갱신 유량(m')을 평가함으로써 공기의 침투의 것을 분리하는 것이 가능하다.

건물을 환기하기 위한 어떠한 고정된 시스템도 계수(K)를 결정하기 위한 방법의 과정에서 활성화되지 않을 때, 유량(m')은 침투에 의한 공기의 갱신 유량과 동일하다. 이 유량(m')은 임의의 적절한 프로세스에 의해, 특히, WO 2012/028829 A1에 설명된 바와 같이, 송풍기-도어 침투측정 테스트에 의해, 또는 추적 가스를 사용하는 검출 프로세스에 의해 결정될 수 있다.

공기의 침투의 기여도와 투과에 의한 열 손실의 기여도를 분리시키는 다른 가능성은 그 유량이 본 발명에 따른 방법의 이행 과정에서 사용자에 의해 부여되는 환기 시스템을 건물 내로 들이는 것이다. 이 들여진 환기 시스템은 특히, 송풍기-도어 유형의 건물을 가압 또는 감압하기 위한 시스템일 수 있다.

본 발명의 다른 주제는 전자 연산 유닛에 의해 이들 명령들이 실행될 때 본 명세서에서 상술된 것 같은 건물의 열 손실 계수(K)를 결정하기 위한 방법의 연산 단계 중 일부 또는 모두의 이행을 위한 명령을 포함하는 정보 기록 매체이며, 연산 단계는 특히:

- α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 연산,

- 건물 내측의 온도(T_i1 또는 T_i2)의 측정에 기초한, 기울기(α₁ 또는 α₂)의 각 시간 간격(△T₁ 또는 △T₂)에 걸친 연산,

- 파워(P₁, P₂) 및 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초한 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 연산.

다양한 특성에 따라서, 정보 기록 매체는 또한 입력 데이터의 함수로서 건물 내에 제1 가열 파워(P₁)를 적용하기 위해 사용되는 제어식 파워 소스의 제어를 위한 명령을 포함한다.

본 발명의 주제는 또한 상술된 바와 같은 방법의 이행을 위한 장치이며, 이는

- 제어식 파워 소스를 포함하는 적어도 하나의 가열 요소,

- 건물 내측의 온도(T_ik)를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서,

- 건물 내에 전달되는 가열 파워(P_k)를 측정하는 적어도 하나의 파워 센서,

- 외측 공기의 온도(T_ek), 건물 내에 전달되는 가열 파워(P_k)의 측정 및 건물 내측 온도(T_ik)의 측정을 취득하기 위한 적어도 하나의 취득 모듈,

- 전자 연산 유닛, 및

- 방법의 연산 단계 중 일부 또는 모두의 이행을 위해 전자 연산 유닛에 의해 실행되도록 의도된 명령을 포함하는 정보 기록 매체로서, 상기 방법의 연산 단계는 α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 연산; 건물 내측의 온도(T_i1 또는 T_i2)의 측정에 기초한, 기울기(α₁ 또는 α₂)의 각 시간 간격(△T₁ 또는 △T₂)에 걸친 연산; 파워(P₁, P₂) 및 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초한 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 연산이다.

유리한 특성에 따라서, 장치의 각 가열 요소는 건물의 공기를 가열하여, 건물의 빠른 가열을 가능하게 한다. 이는 특히 상술된 바와 같이, 열적 파워 전체가 공기 중으로 소산되도록, 건물 내에서 수직방향으로 배치되고 말아올림되는 전기 가열 매트와 함께할 때 그러하다.

다른 유리한 특성에 따라서, 각 온도 센서는 건물 내측 공기의 온도를 측정한다. 이 경우에, 건물의 각 방 또는 구역에 대하여, 방 또는 구역의 실질적으로 중심에서 공기 체적의 단일 측정은 가열이 충분히 균질한 조건에서 방 또는 구역의 평균 온도를 나타내는 값을 획득하기에 충분할 수 있다.

건물 내측 공기의 온도의 측정은 벽의 온도의 측정보다 간단하다. 사실, 필요시, 방 또는 구역의 평균 온도의 양호한 추산을 획득하고, 방 또는 구역의 몇몇 벽 상에서 온도 측정을 수행하고, 그후, 이들 벽 온도의 평균을 결정하기 위해 벽 온도 측정을 수행하기를 선택하는 경우, 가열의 동질성이 어떻든 이를 수행한다. 따라서, 포괄적으로 균질한 방식으로 가열된 방 또는 구역 내에서 수행된다면, 공기 온도 측정은 본 발명에 따른 방법의 골격 내에서 수행되는 측정의 수를 감소시킬 수 있게 한다. 건물 내측 공기의 온도의 측정 및 건물의 균질한 가열을 통해, 본 발명에 따른 방법의 이행은 간단하고, 그 지속 시간이 제한된다.

해당 또는 각 파워 센서는 전압 센서(전압계) 및/또는 전류 센서(전류계)일 수 있다. 바람직하게는, 해당 또는 각 파워 센서는 전압 센서 및 전류 센서 양자 모두를 구비한 전력계이다. 이는 건물 내의 파워의 정확한 측정을 가능하게 하고, 동시에, 해당 또는 각 가열 요소의 저항의 결정이나 메인 전압의 가능한 동요를 우회한다.

일 실시예에서, 장치는 건물의 방 또는 구역 내에 배치된 적어도 하나의 박스를 포함하고, 이 박스는 다음을 포함한다:

- 건물의 상기 방 또는 구역에 배치된 해당 또는 각 가열 요소의 파워 소스가 연결되는 파워 관리 모듈,

- 건물의 상기 방 또는 구역에 배치된 해당 또는 각 온도 센서가 연결되는 온도 측정 모듈,

- 건물의 상기 방 또는 구역에 전달되는 가열 파워를 측정하는 파워 센서,

- 전자 연산 유닛이 파워 및 온도의 측정을 수용하고 파워 관리 모듈을 제어할 수 있는 방식의 전자 연산 유닛과 박스 사이의 연결 수단.

각 박스의 파워 관리 모듈은 건물의 방 또는 구역에 적용되는 가열 파워를 조정하도록 의도된다. 이는 가열 요소 또는 요소들에 의해 방출되는 파워의 값을 변화시킬 수 있는 파워 관리 모듈 또는 그 온 상태와 그 오프 상태 사이에서 가열 요소 또는 요소들을 토글하는 스위칭에 의한 파워 관리를 위한 모듈일 수 있다.

유리한 방식에서, 장치는 건물의 각 방 또는 구역에 박스를 포함한다.

바람직하게는, 해당 또는 각 박스와 전자 연산 유닛 사이의 연결 수단은 무선 연결 수단이다.

유리한 특성에 따라서, 전자 연산 유닛은 장치의 해당 또는 각 가열 요소의 파워 소스의 자동 제어의 수단을 포함한다. 특히, 전자 연산 유닛은 유리하게는 α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초하여 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 값을 연산하고, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 제1 가열 파워(P₁)의 연산된 값을 건물 내에서 발생시키도록 해당 또는 각 가열 요소의 파워 소스를 제어하도록 구성된다.

예로서, 제1 변형에 따라서, 이런 자동 제어 장치에 의해 자율적 방식으로 시작될 수 있는 테스트는 이하의 단계의 순서열을 포함한다:

- 절차의 시작,

- α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 값의 연산,

- 제1 가열 파워(P₁)의 연산된 값에 도달하도록 가열 요소 또는 요소들의 동작으로 설정, 특히 4시간 정도의 사전 정립된 지속 시간 동안의 가열 곡선(T_i1(t))의 기록 및 그후 가열 요소 또는 요소들의 정지,

- 특히 4시간 정도의 사전 정립된 지속 시간 동안 냉각 곡선(T_i2(t))의 기록,

- 냉각 곡선(T_i1(t), T_i2(t))에 대한 접선의 기울기(α₁, α₂)의 값의 연산 및, 기울기(α₁, α₂) 및 파워(P₁, P₂)의 값에 기초한, 건물의 열 손실 계수의 값(K_calc)의 연산.

제2 변형에 따라서, 이런 자동 제어 장치에 의해 자율적 방식으로 시작될 수 있는 테스트는 다음의 단계의 순서열을 포함한다:

- 절차의 시작,

- α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 값의 연산,

- 제1 가열 파워(P₁)의 연산된 값에 도달하도록 가열 요소 또는 요소들의 동작으로 설정,

- 건물의 가열의 과정에서 건물 내측의 측정된 온도의 전개(T_i1(t))가 실질적으로 선형적이고, 외측 공기(T_e1)의 온도가 사전규정된 기준에 관하여 안정적일 때, 가열 곡선(T_i1(t))에 대한 접선의 기울기(α₁)의 값의 연산 및 저장과, 가열 요소 또는 요소들의 정지,

- 건물의 냉각의 과정에서 건물 내측에서 측정된 온도의 전개(T_i2(t))가 실질적으로 선형적이고, 외측 공기(T_e2)의 온도가 사전규정된 기준에 관하여 안정적일 때, 가열 곡선(T_i2(t))에 대한 접선의 기울기(α₂)의 값의 연산 및 저장,

- 파워(P₁, P₂)의 값 및 기울기(α₁, α₂)의 저장된 값에 기초한, 건물의 열 손실 계수의 값(K_calc)의 연산.

이들 두 변형에서, 장치의 해당 또는 각 가열 요소는 시도를 수행하기 위해 특정하게 추가된 가열 요소 또는 테스트된 건물에 결속된 가열 요소일 수 있다. 유사하게, 장치의 온도 측정 센서는 건물에 결속될 수 있거나 추가적일 수 있다.

유리한 특성에 따라서, 장치 내부의 제어 소프트웨어는 자동 제어 장치에 의해 자율적 방식으로 시작되는 각 테스트가 바람직하게는 밤에 시작되고, 이전 측정이 이미 수행된 경우, 자동 제어 장치가 그 지속 시간을 최소화하고 특성화의 정확도를 최대화하도록 각 테스트의 사이클을 최적화하는 방식으로 설계된다.

바람직하게는, 자동 제어 장치에 의해 사용되는 방법의 기준은 온도 측정의 정확도, 즉, 온도 전개의 구배의 결정의 정확도를 고려한다. 측정의 정확도가 낮을수록 정확한 기울기 결정을 보증하기 위해 더 긴 측정 시간이 보증되어야 한다.

본 발명의 특징 및 장점은 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조로 하여 단지 예로서 제공되어 있는 본 발명에 따른 장치 및 방법에 대한 이하의 몇몇 실시예의 설명으로부터 명백히 알 수 있다.
도 1은 건물의 열 손실 계수(K)를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 이행을 위한 장치의 개략도이다.
도 2는 수직 위치로 도시되어 있지만 말아올려져 있어서 열적 파워 전체를 공기 중으로 소산시킬 수 있게 하는 본 발명에 따른 방법의 골격 내에서 건물을 가열하기 위해 사용될 수 있는 전기 가열 매트의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 열 손실 계수(K)를 결정하기를 원하는 개인 집의 개요도이며, 집의 가열은 집 내로 들여져 있는 도 2에 도시된 바와 같은 전열 매트에 의해 수행된다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 이행 과정에서 시간의 함수로서 도 3의 집 내측의 온도(T_ik)의 전개를 나타내는 곡선이며, 이는 집의 파라미터

가 실질적으로 0.5와 같아지게 하는 제1 가열 파워(P₁)가 집에 적용되는 과정인 제1 시간 주기(D₁)와, 후속되는, 집이 자유 냉각될 수 있게 하도록 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)가 집에 적용되는 과정인 제2 시간 주기(D₂)를 보여주고, 외측 공기의 온도(T_ek)의 전개도 이 도면에 도시되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 열 손실 계수(K)를 결정하기를 원하는 방갈로의 개략도이며, 방갈로의 가열은 방갈로 내로 들여진 도 2에 도시된 바와 같은 전열 매트에 의해 수행된다.
도 6은 본 발명에 따른 방법의 이행 과정에서 시간의 함수로서 도 5의 방갈로 내측의 온도(T_ik)의 전개를 나타내는 곡선이며, 이는 방갈로의 파라미터

가 실질적으로 0.5와 같아지게 하는 제1 가열 파워(P₁)가 방갈로에 적용되는 과정인 제1 시간 주기(D₁)와, 후속되는, 방갈로가 자유 냉각될 수 있게 하도록 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)가 집에 적용되는 과정인 제2 시간 주기(D₂)를 보여주고, 외측 공기의 온도(T_ek)의 전개도 이 도면에 도시되어 있다.

도 1은 본 발명의 방법에 따른 건물의 열 손실 계수(K)의 결정을 위한 장치(1)의 개략도를 도시한다.

장치 1은 다음을 포함한다:

- 도 2에 예가 도시되어 있는, 예로서, 가열 매트인 복수의 가열 요소(2₁, 2₂, ..., 2_m),

- 건물의 내측 온도의 측정을 위한, 예로서 유형 K 또는 Pt100 프로브의 열전쌍인 복수의 온도 센서(3₁, 3₂, ..., 3n),

- 복수의 박스(4₁, 4₂, ..., 4p),

- 예로서, 휴대용 PC 형태의 컴퓨터이면서 무선 통신 모듈을 포함하고 있는 전자 연산 유닛(5),

- 본 방법의 연산 단계, 즉, α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 인가되는 제1 가열 파워(P₁)의 연산, 건물 내측의 온도(T_i1 또는 T_i2)의 측정에 기초한 기울기(α₁ 또는 α₂)의 각 시간 간격(△T₁ 또는 △T₂)에 걸친 연산, 기울기(α₁ 및 α₂)와 파워(P₁ 및 P₂)에 기초한 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 연산 중 일부 또는 모두의 이행을 위한, 전자 연산 유닛(5)에 의해 실행되도록 의도된 명령을 포함하는 소프트웨어 애플리케이션(6).

가열 요소(2₁, 2₂, ..., 2_m)는 열 손실 계수(K)를 결정하기를 원하는 건물의 다양한 방이나 구역에 분포되도록 의도되며, 가열 요소의 수는 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 값의 함수로서 적응된다. 적어도 하나의 가열 요소(2_i) 및 적어도 하나의 온도 센서(3_i)가 건물의 각 방이나 구역에 제공된다.

유리한 방식에서, 박스(4_i)는 건물의 각 방이나 구역과 연계된다. 각 박스(4_i)는 전력 공급부(7), 방 또는 구역의 가열 요소 또는 요소들(2_i)과의 연결을 위한 포트(8) 및 그 꺼진 상태와 그 켜진 상태 사이에서 가열 요소(2_i)를 토글할 수 있게 하는 파워 스위칭 모듈(9)을 포함한다. 각 박스(4_i)는 방 또는 구역의 가열 요소 또는 요소들(2_i)에 전기를 공급하도록 주전원에 플러그결합되도록 의도된다.

각 박스(4_i)는 또한 예로서 와트미터인 전력 센서(10)와, 방 또는 구역의 온도 센서 또는 센서들(3_i)과의 연결을 위한 포트(11)를 포함한다. 전력 센서(10) 및 방 또는 구역의 온도 센서(3_i)와의 연결을 위한 포트(11)는 방 또는 구역에서 수행되는 전력 및 내측 온도의 측정치를 취득하기 위한 모듈(12)에 연결된다. 전력 공급부(7)는 스위칭 모듈(9) 및 취득 모듈(12)에 전력을 공급하도록 기능한다.

또한, 각 박스(4_i)는 무선 통신 모듈(13)을 포함하고, 이는 화살표(F₁ 및 F₂)로 표시된 바와 같이 하나로부터 나머지로의 정보의 전송을 위해 박스(4_i)와 전자 연산 유닛(5) 사이의 연결을 형성할 수 있게 한다. 특히, 무선 통신 모듈(13)은 방 또는 구역의 가열 요소 또는 요소들(2_i)의 구동을 위해 전자 연산 유닛(5)으로부터 파워 스위칭 모듈(9)로의 제어 명령의 발송 및 취득 모듈(12)로부터 전자 연산 유닛(5)으로의 방 또는 구역에서 수행된 온도 및 파워 측정치의 전송을 가능하게 한다.

본 방법의 골격 내에서, 근접 이격 시간 간격에서의 일련의 측정에 의해, 외측 공기의 온도의 결정이 이루어질 때, 장치(1)는 또한 외측 공기의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 센서(미도시)를 포함한다. 외측 온도를 측정하기 위한 이 센서는 그후 박스(4_i) 중 하나의 포트에 연결되고, 그래서, 외측 공기의 온도의 측정치가 이 박스의 취득 모듈(12)에 의해 수신된다.

예 1

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 두 개의 층에 걸쳐 분포되어 있는 라운지, 주방, 욕실 및 두 개의 침실로 구성된 내부 절연을 나타내는 최신 구성의 개별 집(50)의 열 손실 계수(K)의 결정을 위해 이행된다. 환기 시스템은 클라이메틱 웰(climatic well)에 결합된 이중 유동 환기부이다. 본 방법은 집이 점유되지 않고 환기 시스템이 비활성화되어 있는 상태에서 이행되며, 모든 환기 포트는 차단되어 있다.

집(50)의 가열은 그 예가 도 2에 도시되어 있는 전기 가열 매트(2)에 의해 이루어지고, 여기서, 각 가열 매트는 약 110W의 파워를 갖는다. 가열 매트(2)는 집의 다양한 방에 분포되고, 도 2에 도시된 바와 같이 수직방향으로 배치되고 말려져 있다. 따라서, 열적 파워 전부가 공기 중으로 소산되고, 그에 의해, 집의 신속하고 균질한 가열을 가능하게 한다. 가열 매트(2)는 제1 시간 주기(D₁) 동안 본 방법에 의해 요구되는 집을 가열하기 위한 펄스를 생성하기에 매우 적합한 제어식 파워 소스를 구성한다.

본 방법은 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 단일 시간 주기에 걸쳐 그 전체가 연속적으로 이행되며, 여기서, 집(P₂)의 실질적 0 가열 파워에 대응하는 제2 시간 주기(D₂)가 집의 엄격히 양성적인 가열 파워(P₁)에 대응하는 제1 시간 주기(D₁)에 바로 후속된다.

도 4의 예에서, 본 방법은 약 8시간의 지속 시간을 갖는 연속적 시간 주기에 걸쳐 이루어지며, 이는 21시 정도의 밤의 시작시에 시작되어 약 5시에 종결된다. 이들 조건 하에서, 집의 가열에 관련한 태양 복사선의 기여도는 0이다.

또한, 가열 매트(2) 이외의 어떠한 파워 소스도 이 방법의 과정에서 집(50) 내에서 활성화되어 있지 않다. 따라서, 각 시간 주기(D_k) 동안, 인가되는 파워(P_k)는 실질적으로 가열 매트(2)에 의해 부여되는 가열 파워와 동일하고, 특히 본 방법의 이행을 위해 집 내에 존재하는 연산 하드웨어 및 측정 하드웨어로부터 발생하는 나머지 파워가 있다. 본 방법의 이행 동안, 루프 암메터 형태의 파워 센서가 집의 다수의 방에서 전달되는 파워를 측정한다.

제1 시간 주기(D₁)에 대응하는 방법의 제1 단계에서, 집(50)의 가열은 가열 매트(2)의 도움으로 이루어진다. 본 예에서, 본 발명에 따라서, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 인가되는 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

가 실질적으로 0.5와 같은 방식으로 선택된다. 본 예에서, 집의 열적 연구의 골격 내에서 얻어지는 기준 값(K_ref)은 94 W/K와 같고, 집의 내측의 초기 내측 온도(T_i1d)는 21.2℃이며, 외측 공기의 초기 온도(T_e1d)는 2.2℃이고, 이는 약 3738.9 W에 상당하는 제1 가열 파워(P₁)의 값에 대응한다.

집 내측의 주변 온도(T_i1)가 그후 집의 5개 방, 즉, 라운지, 주방, 욕실 및 두 개의 침실 각각에서 매 분 측정된다. 이를 위해, 본 예에서 Pt100 백금 저항 온도계인 온도 센서가 문 위 약 200 cm의 높이에서 주변 공기 중에서 이들 방 각각에 설치된다.

본 예에서, 내측 온도의 측정된 전개는 집(50)의 5개 방에 대해 거의 동일하고, 그 이유는 집의 가열이 특히 균질하기 때문이다. 도 4에서, 라운지 내측의 주변 온도의 전개만이 표시되어 있고, 집의 다른 방 내측의 주변 온도의 전개는 유사한 프로파일을 갖는다는 것을 이해하여야 한다.

제1 시간 주기(D₁) 동안의 시간의 함수로서 집의 내측 온도(T_i1)의 전개를 나타내는 곡선이 도 4에 도시되어 있다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 집(50)의 온도 상승 곡선은 시간 간격(△t₁)에 걸쳐 실질적으로 선형적인 부분을 나타낸다. 곡선의 이 선형적인 부분은 이하의 수학식에 부합된다: T_t1 = 22.1℃ + 0.00531 t, 여기서, t는 분단위.

또한, 도 4는 제1 시간 주기(D₁) 동안 외측 공기의 온도(T_e1)의 전개를 도시한다. 시간 간격(△t₁)에 걸친 외측 공기의 온도(T_e1)는 실질적으로 일정하고 시간 간격(△t₁)에 걸친 평균 온도, 즉, 본 예에서, T_e1m = 1.9℃와 동일한 것으로 간주하기에 충분하게 안정적이다.

제2 시간 주기(D₂)에 대응하는 방법의 제2 단계에서, 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)가 시작 온도(T_i2d = 23.3℃)로부터 집(50)에 적용되고, 즉, 가열 매트는 이 제2 주기(D₂) 동안 동작하지 않는다. 제1 단계에서와 같이, 집 내측의 주변 온도(T_i2)가 그후 각각의 시간에 200 cm의 높이에서 주변 공기 중에서 집의 각 방에 설치되어 있는 Pt100 백금 저항 온도계인 5개 온도 센서에 의해 매 분 측정되었다. 여기서 다시, 측정은 내측 온도의 전개가 집의 5개 방에 대해 거의 동일하다는 것을 나타낸다.

도 4는 제2 시간 주기(D₂) 동안 시간의 함수로서 집의 내측 온도(T_i2)의 전개를 나타내는 곡선을 도시한다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 집(50)의 온도 하강 곡선은 시간 간격(△t₂)에 걸쳐 실질적으로 선형적인 부분을 나타낸다. 곡선의 이 선형적 부분은 이하의 수학식에 부합된다: T_t2 = 22.1℃ - 0.00703 t, 여기서, t는 분단위.

제2 시간 주기(D₂) 동안의 외측 공기의 온도(T_e2)의 전개도 도 4에 도시되어 있다. 제1 단계에서와 꼭 같이, 시간 기간(△t₂)에 걸친 외측 공기의 온도(T_e2)는 실질적으로 일정하고 시간 간격(△t₂)에 걸친 평균 온도, 즉, 본 예에서, T_e2m = 2.0℃와 동일한 것으로 간주하기에 충분하게 안정적이다.

위의 수학식 (2)에 따라서,

에서, △T_1m = 21.0℃, △T_2m = 19.0℃, P₁ = 3738.9W, P₂ = 153.5W를 취함으로써, 집(50)의 열 손실 계수(K)의 값을 다음과 같이 얻을 수 있다.

K_calc = 109.0 W/K

또한, 본 발명의 방법은 이전에 규정된 것 같이 집(50)의 관성 또는 유효 열 용량(C), 즉, 임펄스의 지속 시간 동안 일정한 외측 온도에서 1 K만큼 집의 주변 온도를 증가시키기 위해 요구되는 에너지의 값을 액세스할 수 있게 한다.

C = 17.7 MJ/K

예 2

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 12.4 m²의 바닥 면적, 2.4 m의 내측 높이, 29.76 m³의 체적 및 62.7 m²의 전체 외피부 면적을 나타내는 방갈로(60)의 열 손실 계수(K)의 결정을 위해 이행된다. 방갈로(60)의 외부 벽은 두 개의 금속 판 사이에 삽입된 4 cm 두께 폴리우레탄 층을 포함하는 절연 샌드위치 패널과, 도어 및 두 개의 3중 유리창으로 구성된다.

이하의 재료를 포함하는 추가의 절연부가 외피부에 추가되었다.

- 벽들에 대해 6 cm의 글래스 울, 13 mm 플래스터 보드 및 약 1 cm의 분무 플래스터의 층,

- 바닥 및 천장에 대해 3 cm 발포 폴리스티렌, 바닥은 또한 배향 스트랜드 보드(OSB)로 덮여짐.

본 방법은 방갈로(60)가 점유되지 않은 상태에서 이행되었다.

방갈로(60)의 열적 연구는 32.7 W/K의 기준값(K_ref)을 제공한다. 방갈로는 매우 경량의 빌딩이며, 그 시간 상수는 수 시간이다.

예 1에서와 같이, 방갈로(60)의 가열은 도 2에 도시된 것 같은 전기 가열 매트(2)에 의해 이루어지고, 여기서, 각 가열 매트는 약 110W의 파워를 갖는다. 가열 매트(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 수직방향으로 배치되고 말려짐으로써 방갈로 내에 분포되어 방갈로의 신속하고 균질한 가열을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 방법은 단일 야간 시간 주기에 걸쳐 그 전체가 연속적으로 이행되며, 그래서, 방갈로(60)의 가열에 대한 태양 복사선의 기여도를 피한다. 방갈로의 가열은 23h로부터 3h까지의 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 먼저 이루어지고, 그에 의해, 엄격히 양성적인 제1 가열 파워(P₁)의 인가에 대응하며, 그후, 3h로부터 7h까지 제2 시간 주기(D₂)에 걸쳐 방갈로의 자유 냉각이 이루어짐으로써 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)의 적용에 대응하게 된다. 제2 시간 주기(D₂)는 따라서 제1 시간 주기(D₁)에 바로 후속하게 된다.

가열 매트(2) 이외의 어떠한 파워 소스도 이 방법의 과정에서 방갈로(60) 내에서 활성화되어 있지 않다. 따라서, 각 시간 주기(D_k) 동안, 인가되는 파워(P_k)는 실질적으로 가열 매트(2)에 의해 부여되는 가열 파워와 동일하고, 특히 본 방법의 이행을 위해 방갈로 내에 존재하는 연산 하드웨어 및 측정 하드웨어로부터 발생하는 나머지 파워가 있다. 본 방법의 이행 동안, 루프 암메터 형태의 파워 센서가 방갈로 내에서 전달되는 파워를 측정한다.

제1 시간 주기(D₁)에 대응하는 방법의 제1 단계에서, 방갈로(60)의 가열은 가열 매트(2)의 도움으로 이루어진다. 본 예에서, 본 발명에 따라서, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 인가되는 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

가 실질적으로 0.5와 같은 방식으로 선택된다. 본 예에서, 기준 값(K_ref)은 32.7 W/K와 같고, 방갈로의 내측의 초기 내측 온도(T_i1d)는 10.4℃이며, 외측 공기의 초기 온도(T_e1d)는 4.1℃이고, 이는 약 432.8 W에 상당하는 제1 가열 파워(P₁)의 값에 대응한다.

방갈로 내측의 주변 온도(T_i1)가 그후 매 10초마다 측정된다. 이를 위해, 본 예에서 유형 K의 열전쌍인 온도 센서가 180 cm의 높이에서 주변 공기 중에서 방갈로 내에 설치된다.

제1 시간 주기(D₁) 동안의 시간의 함수로서 방갈로의 내측 온도(T_i1)의 전개를 나타내는 곡선이 도 6에 도시되어 있다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 방갈로(60)의 온도 상승 곡선은 시간 간격(△t₁)에 걸쳐 실질적으로 선형적인 부분을 나타낸다. 곡선의 이 선형적인 부분은 이하의 수학식에 부합된다: T_i1 = 13.4℃ + 0.00413 t, 여기서, t는 초단위.

또한, 도 6은 제1 시간 주기(D₁) 동안 외측 공기의 온도(T_e1)의 전개를 도시한다. 시간 간격(△t₁)에 걸친 외측 공기의 온도(T_e1)는 실질적으로 일정하고 시간 간격(△t₁)에 걸친 평균 온도, 즉, 본 예에서, T_e1m = 3.8℃와 동일한 것으로 간주하기에 충분하게 안정적이다.

제2 시간 주기(D₂)에 대응하는 방법의 제2 단계에서, 실질적으로 0인 제2 가열 파워(P₂)가 시작 온도(T_i2d = 14.4℃)로부터 방갈로(60)에 적용되고, 즉, 가열 매트는 이 제2 주기(D₂) 동안 동작하지 않는다. 제1 단계에서와 같이, 방갈로 내측의 주변 온도(T_i2)가 그후 180 cm의 높이에서 주변 공기 중에서 방갈로의 중심에 설치되어 있는 유형 K 열전쌍에 의해 매 10초마다 측정되었다.

도 6은 제2 시간 주기(D₂) 동안 시간의 함수로서 방갈로의 내측 온도(T_i2)의 전개를 나타내는 곡선을 도시한다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 방갈로(60)의 온도 하강 곡선은 시간 간격(△t₂)에 걸쳐 실질적으로 선형적인 부분을 나타낸다. 곡선의 이 선형적 부분은 이하의 수학식에 부합된다: T_t2 = 11℃ - 0.00871 t, 여기서, t는 초단위.

제2 시간 주기(D₂) 동안의 외측 공기의 온도(T_e2)의 전개도 도 6에 도시되어 있다. 제1 단계에서와 같이, 시간 기간(△t₂)에 걸친 외측 공기의 온도(T_e2)는 실질적으로 일정하고 시간 간격(△t₂)에 걸친 평균 온도, 즉, 본 예에서, T_e2m = 3.4℃와 동일한 것으로 간주하기에 충분하게 안정적이다.

위의 수학식 (2)에 따라서,

에서, △T_1m = 10.5℃, △T_2m = 5.7℃, P₁ = 432.8W, P₂ = 11.0W를 취함으로써, 방갈로(60)의 열 손실 계수(K)의 값을 다음과 같이 얻을 수 있다.

K_calc = 33.2 W/K

또한, 본 발명의 방법은 이전에 규정된 것 같이 방갈로(60)의 관성 또는 유효 열 용량(C), 즉, 임펄스의 지속 시간 동안 일정한 외측 온도에서 1 K만큼 방갈로의 주변 온도를 증가시키기 위해 요구되는 에너지의 값을 액세스할 수 있게 한다.

C = 1.3 MJ/K

실제로, 상술한 2 개의 예에서, 데이터의 처리를 위한 시간 간격(△t_k)의 선택, 선형화 및 기울기(α_k)에 기초한 열 손실 계수의 값(K_calc)의 연산의 단계는 도 1을 참조로 설명된 바와 같은 장치에 속하는 전자 연산 유닛에 의해 유리하게 수행된다.

본 발명은 상술한 예에 한정되지 않는다. 특히, 이미 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 본 방법에 요구되는 펄스를 위해 이들 가열 수단에 의해 제공되는 파워가 정확한 방식으로 결정될 수 있다면, 고정된 방식으로 건물에 설치된 가열 수단 또는 본 방법의 이행을 위해 특정하게 건물 내로 들여진 가열 수단에 의해 대등하게 이행될 수 있다.

또한, 다수의 층을 갖는 집합건물 같은 큰 크기의 건물의 경우에, 본 발명의 방법은 건물 전체의 열 손실 계수(K)의 결정을 위해 또는 건물의 단지 일부의 열 손실 계수(K)의 결정을 위해 사용될 수 있으며, 건물 전체의 열 손실 계수의 결정을 위해 사용되는 경우에는 공기의 가열은 건물 전반에 걸쳐 보증되어야만 한다. 따라서, 집합건물의 경우, 부동산의 단일 아파트먼트만을 테스트할 수 있다. 따라서, 측정된 아파트먼트에 인접하는 부분은 그 공칭 점유 상태를 나타내는 열적 상태로 있는 것, 특히, 일반적으로 거주자가 있는 인접한 부분은 20℃ 정도의 주변 온도로 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 예로서, 추가 절연에 의해 격벽을 초과절연함으로써, 또는, 가능한 0에 근접한 격벽의 각 측부 상의 온도 불일치를 보증하도록 측정된 아파트먼트와 동일한 방식으로 인접한 부분을 상태조정함으로써 가능한 많이 열 손실을 최소화하는 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명에 따른 장점은 측정 시간의 감소에 의해 인접하는 부분과 측정되는 아파트먼트 사이의 열 전달을 제한한다는 것이다. 따라서, 열 손실 계수의 얻어진 값(K_calc)에 대한 교정을 수행할 필요성이 적다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 아파트먼트 블록 집합건물의 일부의 열 손실 계수의 결정에 특히 매우 적합하다.

Claims (23)

1. 건물의 열 손실 계수(K)를 결정하기 위한 방법에 있어서,
   - 건물 내에서 두 연속적 시간 주기(D₁, D₂)에 걸쳐 이하의 작업이 수행되는 단계로서:
   i. 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐, 건물의 제1 가열 파워(P₁)의 적용과, 일련의 근접 이격 시간 간격에서의 건물 내측의 적어도 하나의 온도(T_i1)의 측정 및 근접 이격 시간 간격에서의 외측 공기의 온도(T_e1)의 결정이 수행되는데, 이때 제1 가열 파워(P₁)는

   

   일 때 파라미터

   

   가 0.8 이하가 되게 하는 것이고, 여기서, t=0는 제1 주기(D₁)의 시작점이고, T_em은 시간 주기(D₁, D₂) 모두에 걸친 외측 공기의 평균 온도이고, K_ref는 건물의 열 손실 계수(K)의 기준 값이고, 후속하여,
   ii. 제2 시간 주기(D₂)에 걸쳐, 건물의 제2 가열 파워(P₂)를 0으로 적용하는 단계와, 일련의 근접 이격 시간 간격에서의 건물 내측의 적어도 하나의 온도(T_i2)의 측정 및 근접 이격 시간 간격에서의 외측 공기(T_e2)의 온도 결정이 수행되는 단계와,
   - 제1 및 제2 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 대하여, 전개(evolution) T_i1(t) 또는 T_i2(t)가 선형적인 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)이 선택되고, 여기서, △t₁ 및 △t₂는 시간 간격 △t₁이 제1 가열 파워(P₁)의 적용의 제1 주기(D₁)의 종료까지 연장하고, 제1 주기(D₁) 및 제2 주기(D₂)의 시작점이 중첩될 때, 시간 간격(△t₁ 및 △t₂)은 동일한 종료점을 가지게 하는 단계와,
   - 각 시간 간격(△t₁ 또는 △t₂)에 걸친 곡선 (T_ik(t))_{k=1 또는 2}에 대한 접선의 기울기(α₁ 또는 α₂)가 결정되는 단계와,
   - 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)이 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초하여 유추되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 시간 간격(△t₁, △t₂)은 동일한 지속 시간을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 가열 파워(P₁)가 그에 걸쳐 적용되는 제1 시간 주기(D₁)가 4시간 이하의 지속 시간을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

   

   가 0.75 이하가 되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

   

   가 0.7 이하가 되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 가열 파워(P₁)는 파라미터

   

   가 0.25 이상, 또는 0.3 이상이 되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초한 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 결정에 후속하여, 파라미터

   

   의 값이 연산되고, α_calc가 파라미터(α)를 위한 값의 사전규정된 범위 내에 있는 것이 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건물의 열 손실 계수(K)의 기준값(K_ref)은 표준 ISO 13789:2007에 따라 얻어진 건물의 외피부의 열 전달 계수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 가열 파워(P₁)는 제어식 파워 소스에 의해 부여되는 가열 파워(P_impl)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 건물이 점유되지 않는 동안 이행되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 걸쳐, 외측 공기(T_e1 또는 T_e2)의 초기 온도는 외측 공기의 평균 온도와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 걸쳐, 태양 복사선은 0인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단일 야간 주기에 걸쳐 그 전체가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 시간 주기(D₁, D₂) 각각에 걸쳐, 건물에 설치된 임의의 고정된 환기 시스템이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 정보 기록 매체에 있어서,
    전자 연산 유닛에 의해 하기의 명령이 실행될 때, 제1항 또는 제2항에 따른 건물의 열 손실 계수(K)를 결정하기 위한 방법의 연산 단계 중 일부 또는 모두의 이행을 위한 명령을 포함하고, 상기 연산 단계는
    - α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 연산,
    - 건물 내측의 온도(T_i1 또는 T_i2)의 측정에 기초한, 기울기(α₁ 또는 α₂)의 각 시간 간격(△T₁ 또는 △T₂)에 걸친 연산, 및
    - 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초한 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 연산을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
16. 제15항에 있어서, 입력 데이터의 함수로서 건물 내에 제1 가열 파워(P₁)를 적용하기 위해 사용되는 제어식 파워 소스의 제어를 위한 명령을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
17. 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 이행을 위한 장치에 있어서,
    - 제어식 파워 소스를 포함하는 적어도 하나의 가열 요소,
    - 건물 내측의 온도(T_ik)를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서,
    - 건물 내에 전달되는 가열 파워(P_k)를 측정하는 적어도 하나의 파워 센서,
    - 외측 공기의 온도(T_ek), 건물 내에 전달되는 가열 파워(P_k)의 측정 및 건물 내측 온도(T_ik)의 측정을 취득하기 위한 적어도 하나의 취득 모듈,
    - 전자 연산 유닛, 및
    - 상기 방법의 연산 단계 중 일부 또는 모두의 이행을 위해 전자 연산 유닛에 의해 실행되도록 의도된 명령을 포함하는 정보 기록 매체로서, 상기 방법의 연산 단계는 α, △T₁(0) 및 K_ref의 값에 기초한, 제1 시간 주기(D₁)에 걸쳐 적용되는 제1 가열 파워(P₁)의 연산; 건물 내측의 온도(T_i1 또는 T_i2)의 측정에 기초한, 기울기(α₁ 또는 α₂)의 각 시간 간격(△T₁ 또는 △T₂)에 걸친 연산; 기울기(α₁ 및 α₂)에 기초한 건물의 열 손실 계수(K)의 값(K_calc)의 연산인, 정보 기록 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 가열 요소는 건물의 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제17항에 있어서, 상기 온도 센서는 건물 내측의 공기의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제17항에 있어서, 전자 연산 유닛은 상기 가열 요소의 파워 소스의 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제17항에 있어서, 건물의 방 또는 구역 내에 배치되는 적어도 하나의 박스를 포함하고, 상기 박스는
    - 건물의 상기 방 또는 구역에 배치된 상기 가열 요소의 파워 소스가 연결되는 파워 관리 모듈,
    - 건물의 상기 방 또는 구역에 배치된 상기 온도 센서가 연결되는 온도 측정 모듈,
    - 건물의 상기 방 또는 구역에 전달되는 가열 파워를 측정하는 파워 센서,
    - 전자 연산 유닛이 파워 및 온도의 측정을 수용하고 파워 관리 모듈을 제어할 수 있는 방식의, 전자 연산 유닛과 박스 사이의 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제21항에 있어서, 건물의 각 방 또는 구역 내에 박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제21항에 있어서, 상기 박스와 전자 연산 유닛 사이의 연결 수단은 무선 연결 수단인 것을 특징으로 하는 장치.

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