KR20020095295A - 실내 온열환경의 측정 및 평가방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 온열환경의 측정 및 평가방법에 관한 것으로, 온/습도를 측정하고자 하는 실내 공간에 센서막대(1)를 설치하고, 상기 센서막대(1)에 데이터를 메모리하거나 송신할 수 있도록 된 디지털 계측기(2)를 연결하며, 상기 디지털 계측기(2)에 다시 컴퓨터(3)를 연결설치하고, 상기 센서막대(1)를 이용하여 실내 공간의 온/습도를 측정하며, 상기 센서막대(1)에 의해 측정된 온/습도를 상기 디지털 계측기(2)를 통해 입력하여 메모리하고, 측정하는 실내 공간의 정보를 입력함과 더불어 실내 공간에 설치된 센서막대(1)의 측정위치를 키보드로 입력하며, 상기 디지털 계측기(2)의 측정버튼과 스톱버튼을 이용하여 실내 공간을 실시간 측정함과 더불어 측정된 데이터를 컴퓨터(3)로 송신하고, 상기 디지털 계측기(2)로부터 송신된 데이터를 컴퓨터(3)로 처리함으로써 각종 텍스트나 챠트 혹은 입체적인 형태로 다양하게 출력하며, 상기와 같이 출력되는 자료를 통해 실내 온열환경의 평가지표로 활용하게 되는 것으로서, 실내의 온열 쾌적성을 평가함으로써 인간친화적인 제품을 개발함과 동시에 이 결과를 환경설계에 활용할 수 있는 것이다.

Description

실내 온열환경의 측정 및 평가방법{A method for measurement and evaluation of thermal comfort a chamber}

본 발명은 실내의 온도나 습도 분포를 측정하여 온열환경을 평가할 수 있도록 된 방법에 관한 것으로, 특히 실내의 온열 쾌적성을 평가하기 위해 온도 및 습도의 분포특성을 데이터화하여 기록함으로써 각종 프로그램을 개발함과 더불어 이를 인간친화적 제품 개발과 환경설계에 활용할 수 있도록 한 실내 온열환경의 측정 및 평가방법에 관한 것이다.

일반적으로 온열환경은 인체에 대한 동적환경이나 시각환경, 청각환경, 후각환경 등과 더불어 인간의 감성에 매우 큰 영향을 미치는 환경요소 중의 하나인 바, 상기 온열환경에는 외기 온열환경, 실내 온열환경, 의복내 온열환경, 그리고 인체 내부의 환경으로 구분할 수 있으며, 또한 이에 대한 연구는 인체의 생리적 반응에 관한 연구로부터 의복기후환경에 관한 연구 및, 실내 공조환경에 관한 연구 등 매우 다양한 분야에서 진행되고 있는 것이다.

그리고, 상기의 연구를 진행하는데 있어서 공통적으로 요구되고 있는 것은 온/습도의 정확하고 편리한 측정으로서, 특히 강조되고 있는 사양으로는 여러 지점의 온습도를 동시에 측정할 수 있는 다채널기능 및 민감한 온도변화를 정확하게 측정할 수 있는 정확도와, 또한 인체활동에 지장을 주지 않는 소형 및 경량화된 측정기구에 있는 것이다.

따라서, 상기의 측정기구에 온도 측정 센서나 습도 측정 센서를 연결시켜 일정 공간 내부의 온도나 습도를 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 온도나 습도를 데이터화함으로써 실내의 온도 및 습도가 갖은 분포 특성을 구현할 수 있는 것이다.

즉, 상기와 같이 실내의 온도 및 습도가 갖는 분포 특성은 온열환경을 연구하는데 중요한 역할을 하는 바, 온열환경에 관한 연구를 수행하기 위해서는 다양한 건축공간 등 실내공간에 대한 온도 및 습도 분포를 측정하거나 분석하기 위한 실내 온열환경 측정시스템이 필요하고, 또한 인체의 피부온도 및 피복내 습도 등과 같은 인체의 쾌적성을 측정 및 분석하기 위한 인체 온열환경 측정시스템이 필요한 것이다.

그런데, 실내의 온열환경을 정확히 측정하고 분석하기 위해서는 다양한 소프트웨어의 개발이 필요하나 아직 개발된 것이 없는 실정이고, 이에 따라 온열 쾌적성 평가를 위한 시스템이 구축되지 못하고 있으며, 또한 온도 및 습도의 분포도를 측정할 수 있는 방법이 개발되지 않고 있을 뿐만아니라 컴퓨터를 통한 데이터의 구축에도 많은 애로사항이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바의 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 실내의 온열 쾌적성을 평가하기 위해 온도 및 습도의 분포특성을 데이터화하여 기록함으로써 각종 프로그램을 개발함과 더불어 이를 인간친화적 제품 개발과 환경설계에 활용할 수 있도록 한 실내 온열환경의 측정 및 평가방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 온/습도를 측정하고자 하는 실내 공간에 센서막대를 설치하고, 상기 센서막대에 데이터를 메모리하거나 송신할수 있도록 된 디지털 계측기를 연결하며, 상기 디지털 계측기에 다시 컴퓨터를 연결설치하도록 한 장비 셋팅단계;와, 상기 센서막대를 이용하여 실내 공간의 온/습도를 측정하는 실내 온열환경 측정단계;와, 상기 센서막대에 의해 측정된 온/습도를 상기 디지털 계측기를 통해 입력하여 메모리하는 측정 데이터 메모리단계;와, 측정하는 실내 공간의 정보를 입력함과 더불어 실내 공간에 설치된 센서막대의 측정위치를 키보드로 입력하는 실험 정보 입력단계;와, 상기 디지털 계측기의 측정버튼과 스톱버튼을 이용하여 실내 공간을 실시간 측정함과 더불어 측정된 데이터를 컴퓨터로 송신하는 데이터 측정 및 송신단계;와, 상기 디지털 계측기로부터 송신된 데이터를 컴퓨터로 처리함으로써 각종 텍스트나 챠트 혹은 입체적인 형태로 다양하게 출력하는 데이터 처리단계; 및, 상기와 같이 출력되는 자료를 통해 실내 공간의 유효온도, 수정유효온도, 신유효온도, 표준 신유효온도, 작용온도, 예상 온열감 반응 등을 산출하여 실내 온열환경의 평가지표로 활용하는 평가지표 표현단계;를 거치게 되는 것이다.

즉, 상기와 같이 여러 단계를 거치면서 구현되는 실내 온열환경의 측정 및 평가방법은, 우선 실내 공간의 온도 및 습도를 정밀하게 측정하여 메모리함으로써 데이터를 구축하고, 상기 디지털 계측기에 메모리된 데이터를 컴퓨터로 불러들여 실내의 온열환경을 측정하며, 이렇게 측정된 데이터를 각종 평가지표의 형태로 출력함으로써 온열환경을 평가할 수 있도록 된 것이다.

따라서, 상기의 방법을 통해 실내의 온열 쾌적성을 평가함으로써 인간친화적인 제품을 개발함과 동시에 이 결과를 환경설계에 활용할 수 있고, 아파트나 단독주택 등의 주택 건설설계에 온열환경을 접목시켜 그 쾌적함을 추구할 수 있으며, 또한 에너지 절약형 주택이나 농업용 축사 및 온실 등의 온열환경을 평가함으로써 체계적으로 관리할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 실내 온열환경의 측정 및 평가방법을 순서대로 나타낸 흐름도,

도 2는 본 발명에 따라 실내의 온열환경을 측정하는 상태를 나타낸 상태도,

도 3은 본 발명에 따른 실내 온열환경 분석의 소프트웨어 구조를 나타낸 개념도,

도 4는 본 발명에 따른 실내 온열환경의 측정 및 평가를 위한 초기설정 단계를 나타낸 상태도,

도 5는 본 발명에 따라 실내 온열환경을 2차원으로 출력한 상태를 나타낸 상태도,

도 6은 본 발명에 따라 실내 온열환경을 3차원으로 출력한 상태를 나타낸 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 센서막대 1a : 센서

2 : 디지털 계측기 3 : 컴퓨터

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실내 온열환경의 측정 및 평가방법을 순서대로 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따라 실내의 온열환경을 측정하는 상태를 도시한 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 실내 온열환경 분석의 소프트웨어 구조를 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 실내 온열환경의 측정 및 평가를 위한 초기설정 단계를 도시한 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따라 실내 온열환경을 2차원으로 출력한 상태를 도시한 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따라 실내 온열환경을 3차원으로 출력한 상태를 도시한 상태도이다.

상기한 도면들에 의해 본 발명을 설명하면, 실내의 온열환경을 측정하고 평가하는 방법은 온/습도를 측정하고자 하는 실내 공간에 센서막대(1)를 설치하고, 상기 센서막대(1)에 데이터를 메모리하거나 송신할 수 있도록 된 디지털 계측기(2)를 연결하며, 상기 디지털 계측기(2)에 다시 컴퓨터(3)를 연결설치하고, 상기 센서막대(1)를 이용하여 실내 공간의 온/습도를 측정하며, 상기 센서막대(1)에 의해 측정된 온/습도를 상기 디지털 계측기(2)를 통해 입력하여 메모리하고, 측정하는 실내 공간의 정보를 입력함과 더불어 실내 공간에 설치된 센서막대(1)의 측정위치를 키보드로 입력하며, 상기 디지털 계측기(2)의 측정버튼과 스톱버튼을 이용하여 실내 공간을 실시간 측정함과 더불어 측정된 데이터를 컴퓨터(3)로 송신하고, 상기 디지털 계측기(2)로부터 송신된 데이터를 컴퓨터(3)로 처리함으로써 각종 텍스트나 챠트 혹은 입체적인 형태로 다양하게 출력하며, 상기와 같이 출력되는 자료를 통해 실내 공간의 유효온도, 수정유효온도, 신유효온도, 표준 신유효온도, 작용온도, 예상 온열감 반응 등을 산출하여 실내 온열환경의 평가지표로 활용하게 되는 것이다.

여기서, 상기의 과정을 거쳐 산출되는 실내 온열환경의 측정 및 평가방법이 갖는 특징은 실내 온/습도 분포특성 측정 및 평가 프로그램을 포함한 것에 있는 바, 실내 온열환경의 분석을 위해 직각 좌표계를 갖는 챔버를 기본으로 하여 측정공간의 크기를 설정할 수 있도록 하고, 평면도상에서 상기 센서막대(1)의 위치를 지정할 수 있도록 하며, 상기 센서막대(1)는 1차원적으로 센서(1a)를 고정배열하여 이동될 수 있도록 된 것이다.

그리고, 실내 공간의 온열환경을 측정 및 평가하기 위해 도 3에 도시된 것과 같은 소프트웨어가 이용되는 바, 측정된 온/습도의 데이터 전송은 9600bps 및 19200bps로 컴퓨터와 RS232 시리얼 통신을 하고, 소프트웨어의 다운로드 버튼에 의하여 계측된 데이터를 전송받을 수 있도록 된 것이다.

한편, 본 발명에 따른 실내 온열환경의 측정 및 평가방법을 각 단계별로 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

장비 셋팅단계; 온/습도를 측정하고자 하는 실내 공간에 길이조절이 가능함과 더불어 다수의 센서(1a)가 일정 간격을 두고 구비된 센서막대(1)가 수직 혹은 수평방향으로 설치되고, 상기 센서막대(1)에 측정된 데이터를 메모리하거나 송신할수 있도록 된 디지털 계측기(2)가 전기적으로 연결설치되며, 상기 디지털 계측기(2)에 송수신용 케이블을 매개로 분석 및 평가를 위한 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(3)가 연결설치되는 것이다.

실내 온열환경 측정단계; 상기 센서막대(1)를 이용하여 실내 공간의 여러 지점을 다수의 센서(1a)로 측정하게 되는 과정이다.

측정 데이터 메모리단계; 상기 센서막대(1)에 의해 측정된 온/습도를 상기 디지털 계측기(2)를 통해 입력하여 메모리하는 과정이다.

실험 정보 입력단계; 측정하는 실내 공간의 정보를 입력함과 더불어 실내 공간에 설치된 센서막대(1)의 측정위치를 키보드로 입력하는 과정이다.

데이터 측정 및 송신단계; 상기 디지털 계측기(2)의 측정버튼과 스톱버튼을 이용하여 실내 공간을 실시간 측정함과 더불어 측정된 데이터를 컴퓨터(3)로 송신하는 과정이다.

데이터 처리단계; 컴퓨터(3) 화면의 초기설정에 의해 상기 디지털 계측기(2)로부터 송신된 데이터를 처리함으로써 각종 텍스트나 챠트 혹은 입체적인 형태로 다양하게 출력하는 과정이다.

평가지표 표현단계; 상기와 같이 출력되는 자료를 통해 실내 공간의 유효온도, 수정유효온도, 신유효온도, 표준 신유효온도, 작용온도, 예상 온열감 반응 등을 산출하여 실내 온열환경의 평가지표로 활용하는 과정이다.

여기서, 상기 실내 온열환경의 평가지표를 간단히 설명하면 다음과 같다.

유효온도(ET) : 온도, 기류속도, 습도 3요소를 하나의 온도로 표현한 것이다.

수정유효온도(CET) : 건구온도를 흑구온도로 대체하여 복사열 효과를 감안한 온도이다.

신유효온도(ET) : 온도와 습도의 영향을 결합하여 열환경을 단일한 지표로 나타낸 것이다.

표준 신유효온도(SET) : 착의상태 0.6 clo, 기류속도 0.1m/sec, 상대습도 50%인 표준적인 조건하에서 경험하는 등가온열 조건인 것이다.

작용온도(OT) : 기온과 복사온도를 열전달 계수로 가중하여 평균한 값을 나타낸 것이다.

예상 온열감 반응(PMV) : 활동을 많이 할 때 평균 피부 온도는 감소하고 땀의 손실은 증가하는 것을 방정식을 통해 나타낸 것이다.

따라서, 상기의 여러 평가지표를 통해 실내의 온열환경을 평가함과 더불어 그 쾌적성을 연구할 수 있으며, 온/습도 측정결과와 온열쾌적성과의 연관관계를 분석하고 측정에 필요한 요구사양 등을 분석하여 온열쾌적성 평가에 적용함으로써 여러 온열환경 분야의 연구활성화에 도움을 줄 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실내 온열환경의 측정 및 평가방법에 의하면, 실내의 온열 쾌적성을 평가함으로써 인간친화적인 제품을 개발함과 동시에 이 결과를 환경설계에 활용할 수 있고, 아파트나 단독 주택 등의 주택 건설설계에 온열환경을 접목시켜 그 쾌적함을 추구할 수 있으며, 또한 에너지 절약형주택이나 농업용 축사 및 온실 등의 온열환경을 평가함으로써 체계적으로 관리할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 온/습도를 측정하고자 하는 실내 공간에 센서막대(1)를 설치하고, 상기 센서막대(1)에 데이터를 메모리하거나 송신할 수 있도록 된 디지털 계측기(2)를 연결하며, 상기 디지털 계측기(2)에 다시 컴퓨터(3)를 연결설치하도록 한 장비 셋팅단계;와,

   상기 센서막대(1)를 이용하여 실내 공간의 온/습도를 측정하는 실내 온열환경 측정단계;와,

   상기 센서막대(1)에 의해 측정된 온/습도를 상기 디지털 계측기(2)를 통해 입력하여 메모리하는 측정 데이터 메모리단계;와,

   측정하는 실내 공간의 정보를 입력함과 더불어 실내 공간에 설치된 센서막대(1)의 측정위치를 키보드로 입력하는 실험 정보 입력단계;와,

   상기 디지털 계측기(2)의 측정버튼과 스톱버튼을 이용하여 실내 공간을 실시간 측정함과 더불어 측정된 데이터를 컴퓨터(3)로 송신하는 데이터 측정 및 송신단계;와,

   상기 디지털 계측기(2)로부터 송신된 데이터를 컴퓨터(3)로 처리함으로써 각종 텍스트나 챠트 혹은 입체적인 형태로 다양하게 출력하는 데이터 처리단계; 및,

   상기와 같이 출력되는 자료를 통해 실내 공간의 유효온도, 수정유효온도, 신유효온도, 표준 신유효온도, 작용온도, 예상 온열감 반응 등을 산출하여 실내 온열환경의 평가지표로 활용하는 평가지표 표현단계;를 거치게 되는 실내 온열환경의측정 및 평가방법.