KR20130014560A - 건물의 기후 순화를 위한 환기 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 환기 체계(2)가 별도의 건물 구멍(10)에 의해, 건물(1) 안으로 흐르는 하나 이상의 조절된 유입 흐름(4) 및/또는 건물 밖으로 흐르는 하나 이상의 조절된 배기 흐름(5)을 발생시키는, 제어 및 조절 유닛(6)을 갖는 환기 체계(2)를 갖는 건물들(1)에서의 기후 제어 방법에 관한 것이다. 건물(1)의 설비와 구조는 응축물이 없이 유지되어야 한다. 이를 위해, 건물(1) 내부에서의 온도(Ti) 및/또는 대응하는 내부 대기의 절대 습도(

i1) 및/또는 상대 대기 습도(φi) 또는 수증기 분압(Wi)에 대한 하나 이상의 현재값과, 건물(1) 외부에서의 온도(Ta) 및/또는 대응하는 외부 대기의 절대 습도(

a1) 및/또는 상대 대기 습도(φa) 또는 수증기 분압(Wa)에 대한 하나 이상의 현재값이 결정된다. 각각 측정된 값들이 제어 및 조절 유닛(6)에 공급된다. 값들 사이의 차이의 크기의 함수로서 건물(1)에서의 공기 안내 유닛에 의해서 초과압력 또는 부압 또는 무압이 발생된다.

Description

건물의 기후 순화를 위한 환기 방법 {METHOD FOR CLIMATE CONTROL IN BUILDINGS}

본 발명은 건물의 환기를 측정 및 조절하기 위한 방법과 관련되며 최소한 한개의 환기 체계와 최소한 한개의 조종 및 조절 장치를 포함한다. 여기서 환기 체계는 최소한 한개의 따로 떨어져 있는 건물 구멍을 거쳐 건물 안으로 흘러드는 최소한 한개의 조절된 유입 공기 흐름 및/또는 건물 밖으로 흘러나가는 최소한 한개의 조절된 배기 공기 흐름을 발생시킨다. 이러한 방법은 대체로 열회수 공정과 결합된다.

특허문헌 DE 20 2007 018 549 U1 은 건물과 집의 중앙 환기 및 탈기를 위한 열회수 모듈에 대하여 서술하였다. 이 기술과 관련된 본 출원의 기본 원리는 아래에서 구체적으로 서술한다.

건물 분야에서의 에너지 절약 목표와 건물 외피의 기밀성을 높일데 대한 날로 늘어나는 요구로 하여 조종되고 자동화된 집안 환기를 보장하기 위한 건설 기술수단은 더 많이 이용되게 된다. 결과 낡은 방안 공기는 각이한 살림 및 작업 공간들로부터 이른바 배기 공기로서 환기 통풍로를 거쳐 제거되는데 중앙 배풍기로 들어가 배출 공기로 밖에 배출된다. 신선한 공기 공급은 중앙 공급과 분산 공급으로 구분짓게 된다. 신선한 공기를 분산 공급하는 경우 배풍기에 의해 생긴 압력 하강으로 하여 바깥 공기는 외벽에 있는 여러개의 유입 공기 밸브를 통해 건물 안으로 흘러들어 소모된 배기 공기와 교체된다. 이와 반대로 신선한 공기를 중앙 공급하는 경우 중앙 배풍기는 바깥 공기를 끌어들여 그것을 환기 통풍로를 거쳐 이른바 유입 공기로서 방들에 분배한다.

여름철에 배기 공기와 바깥 공기 또는 유입 공기는 각기 덥다. 냄새와 오염물질, 습기에 오염되지 않은 위생적인 방안 공기를 보장하는 충분한 공기 교환은 두가지 신선한 공기 유입 방법에 의해 진행된다.

겨울철 가열기간에 배기 가스는 덥혀져 있고 바깥 공기는 차다. 에너지 절약 목표는 배기 가스에 있는 열을 건물 안으로 돌려보내는 방법으로 실현된다. 공기/공기 열 교환기에 그 핵이 있는 열회수 모듈이 이 목적에 이용된다. 열교환기에서 더운 배기 공기에 있는 열은 투입되는 바깥의 찬 공기로 이전되어 유입 공기와 함께 다시 건물 안으로 공급되며 이때 식혀진 배기 공기는 찬 배출 공기로서 건물 밖으로 나간다.

이러한 열회수 체계의 경우에도 유입 및 배기 공기 운영만은 이른바 여름 환기에서처럼 진행될 수 있다. 이러한 유형의 운영에서 열교환기는 끄며 환기를 진행하여 아침에는 시원한 공기를 건물 안에 넣고 저녁에는 탁한 공기를 배출시키기만 한다. 이러한 유형의 운영은 창문을 여는 방법으로 진행한다.

특허문헌 DE 20 2007 012 044 U1 은 건물의 한 방을 위한 유입 공기 장치에 대하여 서술하고 있는데 이것은 배풍 장치에 의해 방에 생기는 저압에 대한 압력 보상을 보장한다. 유입 공기 장치는 열교환기를 포함하는데 열교환기는 배기 공기의 열에너지를 유입 공기 장치로 흘러드는 바깥 공기로 이전시켜 유입 공기를 가열한다. 여기서 배풍기는 유체 흐름 방식으로 된 유입 공기 장치의 열교환기에 연결시킬수 있거나 연결되어 있다.

건물에서 공기 교환은 또한 실례로 건물의 지하층이나 만장에서 또는 로대우에서도 배풍기에 의해 진행된다. 실제적인 요구의 작용으로 흘러드는 유입 공기를 해당 방들에 분배할 수 있는 습기 조절 유입 공기 요소도 해당 살림집 구멍에서 이러한 목적으로 알려져있다.

특허문헌 DE 10 2008 057 787 B3 은 환기 및 공기 조화와 관련된 체계를 위한 조절 장치에 대하여 서술하고 있는데 매우 다양한 유입 및 배기 공기 통풍로들과 배풍기, 또한 조종할 수 있는 유입 및 배기 공기 나비 조절 밸브를 포함하고 있다. 유량 조절기 대신으로 기후 순환시켜야 할 방의 방 압력을 포착하는 압력 수감 장치를 설치하는데 여기서 방 압력은 유입 및 배기 공기 나비 조절 밸브의 열림점의 직접적인 기준값을 형성한다.

본 발명은 습기와 곰팡이로 인한 구조물과 절연물의 구조학적 손상의 제거 등을 위한 건물의 환기 체계를 실시 및 배열하는데 목적을 두고있다.

이 목적은 방안 공기의 온도(Ti1) 및/또는 대응하는 실내 절대 습도(

i1) 및/또는 대응하는 상대 습도(φi1) 및/또는 대응하는 수증기 분압에 대한 최소한 첫번째 현재값이 건물의 실내에서 결정되고 동시에 바깥 공기의 온도(Ta1) 및/또는 대응하는 외부 절대 습도(

a1) 및/또는 대응하는 상대 습도(φi1) 및/또는 대응하는 수증기 분압(Wa1)이 건물 밖에서 결정되어 조종 및 조절 장치들에 전송되는 방식으로 해결되었다. 무압 상태를 포함하여 상대적인 초과 압력 또는 상대적인 부압 상태는 조성되는 경우 최소한 한조의 각 값들의 차의 크기의 작용으로 건물에서 환기 장치에 의해 조절된다. 결정되었다는 것은 측정된 파라미터에 기초한 조종 및 조절 수단에 의하여 측정되었거나 계산되었다는 것이다. "1" 은 여러개의 값들중에서 첫번째 값을 나타내며 이 값은 결정되어야 한다.

구조물이 파손되는 기본 원인은 기밀 장치로 불리우는 건물 외피 특히 실내 건물 외피가 새기 때문이다. 밀폐가 보장되지 못하면 기후 조건에 따라, 온도에 의한 건물 안과 밖의 압력차에 따라 공기가 안에서 밖으로 또는 밖에서 안으로 흐르게 된다. 그 어떤 건물도 완전히 기밀할 수는 없다. 그것은 블로어 도어 측정값들을 보면 알 수 있다. 특히 낡은 건물들은 기밀성이 한심하여 애를 겪는데 여기서는 지능화된 조종 장치가 건강에 좋은 방안 환경을 조성하는데 특별히 유용하게 쓰인다.

정도의 차이는 있지만 불기밀성으로 하여 덥고 습한 공기는 항상 건물의 구조 설계 안으로 흘러들고 이 공기가 구조물 안에서 점차 식으면 상대 습도는 증가된다. 습도가 구조 내부에서 80%이상이면 곰팡이균 성장이 촉진되고 따라서 건강이 피해를 받으며 목재 부패 과정이 진행된다. 공기가 천천히 흐를수록 구조물에서 이러한 습기 증대로 인한 피해는 보다 커진다. 환기 체계는 따라서 두가지 기능을 수행한다: 이 체계는 공기를 온도 및 바람과 대응하여 압력차를 형성하는데 필요하다는 조건에서 공기를 운반하며 운반 방향을 조종하여 더 낮은 습도를 가진 공기가 구조물과 절연물을 통과하여 흐르도록 한다.

절연물 및 구조물을 통과하는 과정에 공기의 온도는 내려가게 된다. 대응조절은 실내 공기나 외부공기가 그 상대 습도값이 임계 습기 함량에 도달할 정도로 증가되지 않는 경우에만 절연물 및 구조물을 통과하도록 조정하는 방법으로 달성할 수 있다. 결정된 값에 준하여 임계 습기 함량을 계산하는 경우, 그로부터 계산된 조절 및 압력준위는 (가능한 경우) 절연 및 구조물을 통과하여 건물로 흘러들거나 흘러나가는 공기가 항상 그 온도가 덥혀져 상대 습도가 건조해지는 방향으로만 절연물 및 구조물로 흘러들도록 한다.

내부와 외부의 비교에서 낮은 온도를 가진 공기 또는 낮은 수증기 부분 압력을 가진 공기와 이로부터 상대적으로 낮은 습기를 가진 공기 또는 역시 절대적으로 낮은 습기를 가진 공기가 그로하여 자연적인 온도 및 증기 압력 하강과 반대되는 대응 압력 조절에 의해 절연물과 구조물로 활발하게 압박되어 통과한다. 이렇게 되어 초과 압력 또는 부압을 발생시키는데 필요한 공기 흐름은 실례로 공기 통풍로와 같은 독립적으로 설계된 건물 구멍을 통하여 건물 안으로 향하거나 건물 밖으로 향한다. 공기 흐름량을 압력 조종 변수로 이용할 수도 있다. 따라서 구조물과 절연물의 습도는 항상 포화 상태에 이르지 않는 것은 물론 임계 습도값에 도달하지 않게 보장된다. 일반적인 공기 교환 요구와는 관계없이 건물의 절연물과 구조물은 내부와 외부로부터 더 높은 습도를 가진 공기가 들어오지 않도록 보호되어 있다. 한개 또는 여러개의 측정된 파라미터들의 차이가 압력 조절에서 중요한가 하는 것은 결정 및 평가 전이나 또는 그후에야 관련이 있게 된다.

수증기 분압은 각 온도와 각 상대 습도의 작용으로, 물리적 현상으로 국부에서 조절한다. 포화가 100%이고 따라서 습도가 100%인 경우, 이것을 수증기 포화 압력이라고 한다. 외피에 의해 구분되어 있는 두방에 서로 다른 수증기 분압이 존재하는 경우 서로 다른 온도 및/또는 서로 다른 상대 습도로 하여 물분자는 수증기압력이 낮은 구역 방향으로 움직여 증기 압력 보상이 가능하게 진행될 때까지 자연 증기압 하강을 진행한다. 이것은 살림집 외피에도 적용되는데 그것은 내부와 환경 즉 외부를 한정한다.

이 균등 분포는 주로 같은 방향을 가진 더운 온도에서 찬 온도로의 온도 하강에 의하여 뒷받침되는데 그것은 높은 온도는 높은 수증기 분압을 동반하고 낮은 온도는 낮은 수증기 분압을 동반하기 때문이다. 그러나 상대적으로 높은 온도에 대응하여 상대적으로 낮은 수증기 분압이 존재하는 예외를 배제할 수는 없다.

수증기 분압은 DIN 4108-3의 값들에 기초하여 결정되며 각 온도와 각 상대 습도를 측정하는 방법으로 결정된다.

본 발명에 따르면 실례로 온화한 기후지대에서 상대적으로 차고 상대적으로 건조한 실내 공기가 초과 압력에 의해 절연물과 구조물을 통하여 건물에서 빠져나옴으로써 상대적으로 덥고 습한 바깥 공기가 실내 안으로, 절연물과 구조물 안으로 스며들지 못하도록 한다. 이러한 목적을 위하여 실내 공기를 제습시킬 수 있다. 그러나 추운 계절에는 상대적으로 차고 건조한 바깥 공기를 부압을 이용하여 절연물과 구조물을 통해 건물 안으로 끌어들여 상대적으로 덥고 습한 실내 공기가 바깥으로 절연물을 통과하여 밖으로 스며들지 않도록 한다. 이러한 목적을 위하여 실내 공기를 습하게 할 수 있다.

기후지대에 따라 온도와 수증기 분압의 각 파라미터가 어떻게 변하는가에 준하여 낮과 밤에, 24시간 안에서도 여러번 방향을 바꾸어야 할 수도 있다. 특히 날씨가 급속히 변하는 고-저기압권의 경계 지역의 경우 온도와 증기 압력 하강의 방향변화는 자주 있을 수 있다. 그러나 거주자들이 의도적으로 혹은 무의식적으로 그들의 이용행위로 마련하는 보일러실과 살림방의 기후는 온도와 증기 부분 압력 하강의 증가 및 변화에 영향을 준다.

누출과 불기밀성의 크기에 따라 습기의 침습이 지내 높아서 여러 리터의 물이 24시간의 주기 안에 건물의 절연물 안으로 들어갈 수 있는데 이 주기 안에 건물의 전체 공기량은 자연적인 누출로 하여 4번 또는 여러번 교체되며 이때 자연 온도와 증기 압력 하강은 반작용을 받지 않는다.

이 방법에서 최소한 다음의 조종 및 조절 장치들의 값들의 계산을 위한 각 결정값을 보장하는 것은 중요한 요점으로 된다.:

a) Ti1 과 φi1에 기초하여 불변 절대 습도(

i1)를 가정한 대응 온도(Ti1,x), 이 경우 상대 습기(φi1,x)는 X의 값을 포함하며/포함하거나,

b) Ta1 과 φa1에 기초하여 불변 절대 습기(

a1)를 가정한 대응 온도(Ta1,y), 이 경우 상대 습기(φa1,y)는 Y의 값을 포함하며,

c) 상대적인 초과 압력(P+) 또는 상대적인 부압(P-)이 값(Ta1과 Ti1,x) 또는 값(Ti1과 Ta1,y)의 차의 크기의 작용으로 조절된다. 그것은 내부와 바깥에 위치한 공기의 실제 상태에 기초하여 초보적으로 계산하는 방법으로 얻는데 이것은 찬 온도의 방향에서 절연물과 구조물을 통과하게 되어 있다면 공기가 가지게 되는 상태이다. 공기가 이 방향으로 흐르는 경우 임계 상대 습도(X 나 Y)에 도달하게 된다면 압력 조절을 통하여 이 방향으로 통과하지 못하게 한다. 초과 압력과 부압 사이의 변화는 좀 있다 진행되거나 즉시에 진행된다.

값(X 및/또는 Y)이 0.6과 1.0 사이, 좋기는 0.8이 되는 것이 유리하다. 값이 0.8 이하인 경우 곰팡이 형성은 지어 영구적으로 억제된다.

다음의 값조들중 최소한 어느 하나에 해당하게 형성된 해당 차(D)가 어떤 일정한 최대 정량(B)을 초과할 때 상대 초과 압력을 발생시키는 방법이 유리하다.

D1: Ta1 - Ti1 = B1;

D2:

a1 -

i1 = B2;

D3: Wa1 - Wi1 = B3;

D4: Ta1,y - Ti1 = B4.

B1부터 B3에 따르면 바깥이 더 덥고 절대 습기와 상대 습도가 더 높다. B4에 따르면 바깥 공기가 상대 습기(Y)에 도달한 것에 대응하여 임계 온도가 실내 온도보다 높다. 따라서 절연물과 구조물을 통과하는 로정에서 임계 온도에 도달하게 되며 상대 습기는 Y보다 커지게 된다(실례로 0.8). 모든 경우들에는 초과 압력을 이용하여 대응할 수 있다. 바깥 공기는 살림집 외피가 새는 것으로 하여 절연물과 구조물을 통과하여 안으로 들어오려고 하지만 초과 압력을 이용하여 실내로 들어오지 못하게 할 수 있다. 각 값들의 최대값 이하인 경우에는 압력 조절을 꼭 해야 할 필요가 없다. 특히 건물에서 초과 압력을 조성시켜야 하는 경우 상대적으로 습한 바깥 공기는 초과 압력을 조성하기 위해 건물 안으로 들여오기 전에 실례로 공기 조화 체계를 통과하면서 건조될 수도 있다.

반대의 경우 즉 다음의 값조들중 어느 하나에서 형성된 해당 차(D)가 일정한 최대 정량(B)을 초과하는 경우에는 상대적 부압이 조성되는 것이 유리하다.

D5: Ti1 - Ta1 = B5;

D6:

i1 -

a1 = B6;

D7: Wi1 - Wa1 = B7;

D8: Ti1,x - Ta1 = B8.

B5 부터 B7에 따르면 실내는 덥고 절대 습기와 상대 습도는 높다. B8에 따르면 실내 공기가 상대 습기(X)에 도달한 것에 대응하여 임계 온도는 바깥 온도보다 높다. 그렇게 되면 절연물과 구조물을 통과하는 과정에 임계 온도에 도달하며 상대 습기는 X보다 커지게 된다(실례로 0.8이 된다). 모든 경우들에 초과 압력으로 대응할 수 있다. 실내 공기는 살림집 외피가 새는 것으로 하여 절연물과 구조물을 통과하여 바깥으로 나가려고 하지만 초과 압력을 이용하여 실내 공기가 바깥으로 나가지 못하도록 할 수 있다. 해당 최대값 이하에서는 압력 조절을 꼭 해야 할 필요가 없다. 특히 건물에서 부압을 조성시켜야 할 때 실내 공기를 실례로 환기 체계를 통해 습하게 하는 것이 유리한데 그렇게 함으로써 방안의 상대 습도를 떨구지 않도록 한다.

D1에서 D8의 차가 B1에서 B8의 최대량보다 작은 경우 차값은 양적으로 비교하고 초과 압력이나 부압 또는 압력 평형을 환기 체계로 조절하는 것이 유리하다. 압력이 평형인 경우 유입 공기 흐름과 배기 공기 흐름은 고르롭다.

초과 압력이나 부압의 크기는 건물 주위의 대기 압력과 또는 건물 안에서 실내 건물 압력의 한개 또는 여러개의 각 현존값들의 작용으로 조절되는데 여기서 대기 압력은 건물에 존재하는 동적 압력의 결과로 생기며 실내 건물 압력은 건물에 존재하는 정압력의 결과로 생긴다.

실례로 정압력은 온도와는 상관없으며 위로 올라가는 더운 공기가 위로 올라가면서 밀도가 낮아지는 것으로 하여 즉 온도차의 결과로 생긴다. 동적 압력은 바람에서 생겨나는데 실례로 바람은 건물 외부를 통과하여 흐르므로 바람을 마주한 쪽의 역압력과 바람을 뒤진 쪽의 빨힘을 고려하여야 하지만 해당 공기 유동이 진행되지 않기 때문에 실내의 동적 압력은 대부분 무시하여야 한다.

조절되어야 할 건물의 초과 압력 및 부압과 관계있는 건물 구멍은 압력 비율에 따라 차이날 수 있는 정압력과 동적 압력 상황을 고려하여 위치를 정할 수 있다. 바깥의 찬 기후에 대응하여 건물의 무압 중심을 거쳐 맨 밑바닥까지 부압과 양이 같은 정부압으로 변화되는 정초과 압력이 지붕 구역에 존재하게 된다. 물론 실내에 초과 압력이 존재한다면 건물 밖으로 공기를 내보내는 것은 쉬울 것이며 또 그 반대의 경우도 같다.

동적 압력 비율은 바깥에서부터 뚜렷하여 바람을 마주한 건물벽에 달린 건물 구멍을 거쳐 초과 압력을 조절하는 것은 한결 쉬우며 또 그 반대의 경우도 같다.

예컨데 압력차 측정 방법(블로어 도어 시험)으로 측정할 수 있는 건물의 기밀성도 초과 압력 및 부압의 측정값과 관계가 있을 수 있다. 불기밀성은 공기량 흐름 또는 공기량 흐름차의 크기에 대한 측정값이며 이에 기초하여 요구되는 압력 준위에 도달할 수 있다.

각이한 크기의 유입 공기 흐름 및 배기 공기 흐름을 통한 끊임없는 공기 교환는 건물 안의 초과 압력 및 부압과는 상관없이 유리할 수 있다. 여기서 이러한 목적을 위하여 환기 체계와 연결된 두번째 공기 구멍을 준비하여야 한다.

유리하게 지붕구역에 있는 건물 구멍과 될수록이면 낮은 곳에 있는 두번째 공기 구멍을 준비하는데 실내 건물 압력의 분포에 따라 두 건물 구멍은 각기 유입 공기 흐름 및/또는 배기 공기 흐름에 이용될 수 있다.

이 방법은 비용을 가능한껏 매우 효과적으로 이용하면서 기밀 방식으로 절연되지 않은 건물들의 구조적 손상을 막도록 한다. 낡은 건물과 같은 이러한 건물들은 특히 습한 공기가 제약없이 구조물과 절연물에 흘러든다. 이러한 지능 환기 체계는 낡은 건물을 개건하는 것보다 비용이 효과적이며 임계 습기값을 피하고 곰팡이를 방지한다.

그러나 본 발명에 따르는 방법은 기밀 방식으로 밀폐시킨 현대 건물에서도 유리하다. 그것은 완벽한 기밀 장치를 가진 건물들의 경우에도 특히 청기와 또는 자갈 지붕의 경우와 같이 외부가 확산 방지가 된 요소층의 경우에도 100% 밀폐는 있을 수 없으며 또한 구조물과 절연물이 국부적으로 파손될 수 있기 때문인데 이것은 곰팡이 형성의 측면에서 온화한 기후 지대의 큰 문제거리이다.

이러한 구조물들에 이용된 수분 변화가 가능한 기밀 장치도 미세한 틈과 자연적인 정압력차로 하여 구조물에 침습하는 습기를 방지하지 못한다. 특히 외부 채양의 경우나 확산 방지 요소층의 경우에도 습기를 방지하지 못하는데 이 두 경우는 수분이 변하는 증기 장애벽 또는 기밀 체계를 각각 통과하여 건물에 들어온 습기의 거꿀확산을 막는다. 현대 건물들의 장점은 공기량 흐름 크기가 낡은 건물의 경우와 같이 크지 말아야 한다는 것인데 그것은 건물 외피와 현대 창문에서의 누출이 현저히 낮기 때문이다. 이러한 것으로 하여 확산방지 또는 확산개방된, 수분 변화가능한 기밀 장치를 가진 체계가 환기 체계를 포함하는 건물의 내부와 외부에 유리하다.

다른 장점들과 본 발명에 대한 설명은 본 특허의 주장 범위와 기술 설명에서 서술하였으며 다음의 도면들에서 예증하였다.

도 1은 밖으로 나가는 온도의 자연적 하강에 대한 개략도를 보여주는데 밖으로 나가는 흐름에 대한 대응 수단으로 부압과 함께 보여주었다;
도 2는 실내로 들어가는 수증기 부분 압력의 자연 하강에 대한 개략도를 보여주는데 실내로의 흐름에 대한 대응 수단으로 실내의 초과 압력과 함께 보여주었다;
도 3은 임계 상대 습기에 대한 개략도를 보여주는데 밖으로의 흐름에 대한 대응 수단으로 실내의 부압과 함께 보여주었다;
도 4는 압력에 의한 대응 수단을 주지 않고 수증기 분압과 온도의 균형적인 하강에 대한 개략도를 보여준다;
도 5는 1개월간 온화한 기후 지역에서의 온도 진행 과정을 보여준다;
도 6은 도 3에 따르는 온화한 기후 지역에서 상대 습기의 진행 과정을 보여준다;
도 7은 1개월간 열대 기후 지역에서의 온도 진행 과정을 보여준다;
도 8은 도 5에 따르는 열대 기후 지역에서 상대 습기의 진행 과정에 대하여 보여준다;
도 9는 무더운 기후 지역에서의 온도 진행 과정에 대하여 보여준다;
도 10은 무더운 기후 지역에서 상대 습기 진행 과정에 대하여 보여준다.

실천에서는 위에서 서술한 여러 변수들을 건물에서 해당 수감 장치로 직접 측정하거나 조절시 해당 논리로 계산한다.

다음의 실례가 이 가정을 증명한다:

Ta=12° φa=0.8 Ti=18℃ φ1=0.5

건물높이 = 5 mm 바람속도 = 3 m/s

이것은 다음의 자료에서 도출된다:

1) 밖으로부터 실내로의 수증기 부분 압력차 91 파스칼

2) 1.2 파스칼의 실내 건물 압력(Pi)과 - 0.6 파스칼의 낮은 범위에서 실내건물압력(Pi)의 압력 하강. 5.6 파스칼의 초과 압력(P+)은 바람을 통해 형성된다.

3) 6 켈빈의 실내로부터 밖으로의 온도 하강

어떻게 공기 흐름을 환기 체계를 거쳐 넣겠는가 하는 것을 결정하여야 한다. 상대 임계 습도 0.8만을 염두에 두면 실내 공기가 절연물과 건축물을 통과할 때 임계 습도에 도달할 것이라고 결정될 수 있는데 따라서 부압(P-)은 이것을 방지하는데 필요하다. 그러나 수증기 분압 하강으로 하여 초과 압력(P+)이 필요할 수 있는데 그것은 하강이 실내로 향하였기 때문이다. 동적 대기 압력(Pa(바람))과 실내 건물 정압력(Pi)의 작용도 반대 방향으로 향한다. 초과 압력(P+) 또는 부압(P-)을 발생시키겠는가 또 얼마나 발생시키겠는가 또는 그 어떤 압력도 발생시키지 않겠는가 하는 최량결정은 따라서 각 결정된 변수들의 값과 호상 상대적인 변수들의 상대화의 작용으로 결정된다. 순서적으로 볼때 결정하고 검사한 다음에야 마지막으로 압력 조절을 진행한다.

도 1에서 4까지에서는 실례를 드는 방식으로 또 다른 상황들을 보여주었는데 여기서 파라미터의 정량값은 밝히지 않았다. 도 1은 온도(Ta1, Ti1)의 하강을 보여주었다. 도 2는 수증기 부분 압력(Wa1, Wi1)의 하강을 대기압(Pa)과 결합하여 보여주었다. 도 3은 상대 임계 습도값(φi1)을 보여주었다. 도 4는 절연물과 구조물에서 임계 습기와 관련하여 서로 상쇄시키는 상반되는 온도 하강과 수증기 분압의 하강을 보여주었다.

도 1에서는 건물 외피의 바깥보다 건물(1)에 더 높은 온도(Ti1)가 존재한다. 이로부터 실내에서 외부로의 온도 하강 방향으로 공기가 흐르게 되며 이것을 점선으로 된 화살로 표시하였다. 건물에서 부압(P-)의 형태로 된 대응 수단은 이 흐름이 구조물과 절연물을 거쳐 밖으로 나가지 못하게 막기 위해 취해지며 건물 구멍(10)을 거쳐 배기 공기 흐름(5)이 나가게 하여 습한 공기가 건물 외피를 통하여 흘러들지 못하게 한다. 부압(P-)으로 낮은 습도를 가진 찬공기를 절연물과 구조물을 거쳐 밖으로부터 건물로 빨아들인다. 배기 공기 흐름(5)을 실선으로 된 화살로 보여주었다. 대응수단의 효과는 작은 화살로 보여주었는데 겉면을 향해 있다. 바깥 공기는 구조물과 절연물을 통하여 건물(1)로 스며든다.

건물(1)의 높이 전반의 온도차로 하여 실내 건물의 정압력 하강(Pi)이 위로부터 아래로 발생하는데 같은 양에서 +로부터 -로 변화된다. 온도차에 따라, 건물의 높이에 따라 위로부터 아래까지의 압력차는 0.5~15 파스칼 사이이다. 이 압력 하강을 부압(P-)의 발생에 대응하여 고려하는데 여기서 배기 공기 흐름(5)을 지붕구역에서 뽑는다. 지붕은 도 1에 따르는 개략도에 반영하지 않았다.

도 2에 따르는 전형 실시 방식에서 수증기 분압의 하강과 또한 절대 습기의 하강은 밖으로부터 안으로 향하므로 상대 습도와 절대 습도차에 의해 절연물과 구조물을 거쳐 밖에서 건물로 습기 흐름이 들어온다. 또한 건물(1)은 바람 부하 즉 동적 대기압(Pa)의 영향을 받는다. 구조물과 절연물을 거쳐 실내로 들어가는 이 흐름을 막기 위한 본 발명에 따르는 대응 수단은 건물 구멍(10)을 통과하는 유입 공기 흐름(4)인데 이를 위해 건물(1)에서 초과 압력(P+)이 발생하여 바깥 공기가 구조물과 절연물로 스며들지 못한다. 유입 공기 흐름(4)은 예를 들어 공기 조화기와 같은 종합 장치(3)를 통해 적어도 부분적으로 건조된다. 공기는 건물(1) 안에서 절연물과 구조물을 통해 미는데 이것을 겉면을 향한 작은 화살로 보여주었다. 동시에 바람을 마주한 건물벽과 바람을 등진 건물벽의 동적 대기압(Pa)을 고려하여야 하는데 이것은 바람 세기에 따라 10 파스칼까지 도달할 수 있다. 명백하게 하기 위하여 건물의 실내 압력(Pi)은 이 실례에서 고려하지 않았다.

도 3에 따르면 이론적으로 결정된 임계 온도(Ti180)일때 실내 공기가 상대 습도(φi1,80)의 80에 도달하게 될 것이며 바깥 온도(Ta1)보다 높다. 따라서 실내 공기가 바깥 방향을 향해 절연물과 구조물로 스며들 때 상대 습도(φi1)는 0.8보다 높아지게 되며 온도가 내려가게 된다. 따라서 부압(P-)을 발생시켜야 하며 이것은 실내 공기가 절연물과 구조물로 흐르지 못하도록 한다.

도 4에 따르는 전형 실시 방식은 온도(Ti1)와 온도(Ta1)뿐만 아니라 수증기 부분 압력값(Wa1 과 Wi1)이 조절에서 중요한 경우, 그리고 차값들로 인하여 건물(1)이 균형을 맞추도록 초과 압력(P+)과 부압(P-)을 발생시켜야 할 이유가 없는 상황을 보여준다. 환기 체계(2)로 강제로 통과되는 경우나 건물 외피의 틈새로 자연적으로 새는 경우에도 같은 량의 공기 흐름이 실내로부터 바깥으로 또 그 반대로 흐른다. 동적 변수를 동반하는 대기 압력(Pa) 역시 초과 압력(P+)이나 부압(P-)의 발생을 필요로 하지 않는다. 실내 건물 압력(Pi)의 압력 하강은 건물(1)의 높이 전반에서 균형을 찾는다. 도 1에 따르는 전형 실시 방식과 반대로 여기서는 바깥 온도(Ta1)가 실내 온도(Ti1)보다 높아 정적인 부압(P-)이 윗부분에 존재하고 정적인 초과 압력(P+)이 밑부분에 존재하게 된다.

서술된 방법은 지능 환기 체계(2)에 의하여 실현할 수 있는데 이것은 온도와 상대 습도 및/또는 수증기 분압과 같은 바깥과 실내의 각 현존 파라미터의 값을 결정하며 건물 구멍(10)을 통하여 유입 공기 흐름(4) 및/또는 배기 공기 흐름(5)을 조절한다. 원칙에 따라 본 방법은 초과 압력(P+) 또는 부압(P-)이 끊임없는 공기 교환에 의해 발생될 수 있는 경우 위에서 서술된 열회수 모듈과 결합될 수 있다.

이러한 결합을 진행하는 경우 유입 공기 흐름(4)과 배기 공기 흐름(5)을 종합장치(3)를 통해 조화시킬수 있다. 이렇게 되면 지어 부압(P-)의 발생에 대응하는 경우에도 건물(1)에서는 끊임없는 공기 교환으로 하여 원하는 온도와 습기 준위가 보장되도록 할 수 있다.

도 5 부터 8에 표시된 측정 포인트(K1, K2, L1 와 L2)를 위하여 결정된 온도(Ti, TA)의 값과 상대 습기(φi, φa)의 값과 결과적인 수증기 분압(Wa, Wi)의 값을 아래의 표에서 보여주었다. 표시A는 건물(1) 외부를 나타내며 표시I는 건물(1) 내부를 나타낸다. 값들은 1개월안에 결정되었다.

온화한 기후를 나타내는 측정 포인트(K1와 K2)의 두 값은 외부와 실내에서 두 수증기 분압인 Wa와 Wi의 차(Dw)의 경우 부호 변화를 보여준다. 여기서 압력 하강은 4~5일 안에 바깥 방향으로부터 실내 방향으로 변하였다.

	온도 (T)	수증기 포화 압력 100%	상대 습기φ	수증기 부분 압력
K1a K1i 차 Wa - Wi ( Dw )	12 22	1403 2645	88% 57%	1234.64 1507.65	-273.01
K2a K2i 차 Wa - Wi ( Dw )	33 22	4519 2645	35% 57%	1581.65 1507.65	74
L1a L1i 차 Wa - Wi ( Dw )	22 21	2645 2487	100% 55%	2645 1367.85	1277.15
L2a L2i 차 Wa - Wi ( Dw )	33 21	4519 2487	52% 58%	2349.88 1442.46	907.42

측정값(L1과 L2)은 1달 안에 압력 하강 방향이 같다고 해도 상대 습도(φ)와 함께 밖으로부터 건물(1)의 안으로 누르는 압력 하강 범위와 차(Dw)의 범위가 변한다는 것을 보여준다. 증기 압력 변화에 따라 건물에서 다른 파라미터를 고려하여 초과 압력(P+)을 조종할 수 있는데 이것은 이 전형 실시 방식에서 더 구체적으로 서술하지 않았다.

도 9와 10에 표시된 측정 포인트(Mi-M4)를 위하여 결정된 온도(Ta, Ti)와 상대 습도(φa, φi) 뿐만 아니라 결과적인 수증기 분압(Wa, Wi)의 값들을 아래의 표 2에서 보여주었는데 무더운 기후에서 72시간동안 측정한 것이다. 20℃의 일정온도(Ti)와 50%의 상대 습도를 건물(1)의 기후로 가정하였는데 여기로부터 1170의 수증기 압력(Wi)이 나온다.

	온도 (T)	수증기 포화 압력 100%	상대 습도φ	수증기 부분압력
M1a M1i 차 Wa - Wi ( Dw )	30 20	4244 2340	33% 50%	1400.52 1170	230.52
M2a M2i 차 Wa - Wi ( Dw )	8 20	1073 2340	80% 50%	858.4 1170	-311.6
M3a M3i 차 Wa - Wi ( Dw )	26 20	3362 2340	35% 50%	1176.7 1170	6.7
M4a M4i 차 Wa - Wi ( Dw )	9 20	1148 2340	85% 50%	975.8 1170	-194.2

72시간안에 각 수증기 분압(Wa, Wi)의 차(Dw)와 관련한 부호 변화가 3번 진행되어 초과 압력(P+)과 부압(P-) 사이의 변화도 3번 진행되어 구조적 손상을 피하도록 한다. 기후 조건은 24시간에 1번씩 변할 수 있으며 초과 압력(P+)을 발생시키겠는가 부압(P-)을 건물(1)에서 발생시키겠는가 하는 결정을 위한 기초도 따라서 변한다.

조건에 따라, 건물 외피가 새는 정도와 질에 따라 매일 여러 리터의 응축물을 절연물과 구조물에 침전시킬수 있다는 것을 고려할 때 하루에 여러 차례까지 바깥 기후의 작용인 임의의 빈도에서 초과 압력과 부압에서의 신속한 변화를 가져오는 장점은 명백해진다. 바깥 기후의 작용은 가정할 수 있는데 그것은 실내 기후가 20-23℃사이의 값과 50-58%의 값으로 대부분 상대적으로 안정하기 때문이다.

위에서 서술된 바와 같이 다른 온도와 습기값들의 차가 결정되며 수증기 부분 압력의 차와 함께 조절에 포함된다. 온도차에 기초한 순수한 도표는 도면으로 보여주지 않았지만 실내에서 바깥으로, 또는 그 반대로의 온도 하강은 세계적으로 매일 진행되는 현상이다.

Claims (13)

1. 최소한 한개의 환기 체계(2)와 최소한 한개의 조종 및 조절 장치(6)를 포함하는 건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법에 있어서,
   환기 체계는 최소한 한개의 따로 떨어진 건물 구멍을 거쳐 건물로 흘러들어가는 최소한 한개의 조절된 유입 공기 흐름 및/또는 건물 밖으로 흘러나가는 최소한 한개의 조절된 배기 공기 흐름을 발생시키며,
   a1) 방안 공기의 온도(Ti1) 및/또는 대응하는 절대적인 실내습도(

   

   i1) 및/또는 대응하는 상대 습도(φi1) 및/또는 대응하는 수증기 분압(Wi1)에 대한 최소한 첫 현존값이 건물(1)의 실내에서 결정되며 또한
   a2) 동시에 바깥 공기의 온도(Ta1) 및/또는 대응하는 절대외부습도(

   

   a1) 및/또는 대응하는 상대 습도(φa1) 및/또는 대응하는 수증기 분압(Wa1)이 건물(1) 외부에서 결정되어 조종 및 조절 장치(6)에 전송되며;
   b) 상대적인 초과 압력(P+) 또는 상대적인 부압(P-)은 최소한 한조의 값들인 각 T, φ, W의 차의 크기의 작용으로 건물(1)에서 환기 체계(2)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   이 경우 최소한 다음의 값 계산을 위한 각 결정값 Ti1, φi1, Wi1, Ta1, φa1, Wa1이 조종 및 조절 장치(6)에 전송되며:
   a) Ti1 과 φi1에 기초하여 불변 절대 습기(

   

   i1)를 가정한 대응 온도(Ti1,x), 이 경우 상대 습기(φi1,x)는 X의 값을 포함하며/포함하거나
   b) Ta1 과 φa1에 기초하여 불변 절대 습기(

   

   a1)를 가정한 대응 온도(Ta1,y), 이 경우 상대 습기(φa1,y)는 Y의 값을 포함하며
   c) 상대적인 초과 압력(P+) 또는 상대적인 부압(P-)이 값(Ta1과 Ti1,x) 또는 값(Ti1과 Ta1,y)의 차의 크기의 작용으로 조절되는 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   이 경우 값 X 및/또는 Y는 0.6과 1.0 사이인 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   이 경우 다음의 값조들중 최소한 어느 하나로 형성된 각 차 D1, D2, D3, D4가 어떤 최대 정량B1, B2, B3, B4를 초과할 때 상대적인 초과 압력(P+)이 발생되며:
   D1: Ta1 - Ti1 = B1;
   D2:

   

   a1 -

   

   a1 = B2;
   D3: Wa1 - Wi1 = B3;
   D4: Ta1,y - Ti1 = B4.
   인 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   이 경우 다음의 값조들중 최소한 어느 한조로부터 나온 각 차들인 D5, D6, D7, D8이 어떤 최대정량B5, B6, B7, B8을 초과할 때 상대적인 부압(P-)이 발생되며:
   D5: Ti1 - Ta1 = B5;
   D6:

   

   i1 -

   

   a1 = B6;
   D7: Wi1 - Wa1 = B7;
   D8: Ti1,x - Ta1 = B8.
   인 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   이 경우D1 에서 D8까지의 차가 최대 정량B1에서 B8보다 작은 경우 차값들을 양적으로 비교하며, 그리고
   a) 초과 압력(P+) 또는
   b) 부압(P-) 또는
   c) 압력 평형을 환기 체계(2)로 조절하는 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   초과 압력(P+) 또는 부압 (P-)의 범위가 다음의 현존값들중 하나 또는 여러개의 작용으로 조절되며:
   a) 건물(1)주위의 대기압(Pa)의 현존값 및/또는
   b) 건물(1)에서 실내 건물 압력(Pi)의 현존값, 여기서 대기압(Pa)은 본질적으로 건물(1)에 존재하는 동적 압력으로부터 초래되며 실내 건물 압력(Pi)은 본질적으로 건물(1)에 존재하는 정압력으로부터 초래되는 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   초과 압력 (P+) 또는 부압 (P-)의 정도가 또한 건물(1)의 기밀 장치의 작용으로 조절되는 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   유입 공기 흐름(4)이 종합 장치(3)에 의하여 자기 온도 및/또는 자기 상대 습도에 맞게 조절되는 것을 특징으로 하는
   건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    건물(1) 안의 초과 압력 (P+) 또는 부압 (P-)과 관계없이 각이한 크기의 유입 공기 흐름(4)과 배기 공기 흐름(5)을 통해 끊임없는 공기 교환이 진행되는데, 여기서 이 목적을 위하여 역시 환기 체계(2)에 연결된 두번째 건물 구멍이 준비되어 있는 것을 특징으로 하는
    건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    건물 구멍 (10)을 지붕 구역에 내고 두번째 건물 구멍을 될 수록 건물의 낮은곳에 내며 실내 건물 압력(Pi)의 분포에 따라 두개의 건물 구멍 (10)들이 유입 공기 흐름(4) 및/또는 배기 공기 흐름(5)에 이용되는 것을 특징으로 하는
    건물(1)을 환기시키기 위한 측정 및 조절 방법.
    
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 조종 및 조절 장치(6)를 포함한 환기 체계(2).
    
13. 제 12 항에 따른 환기 체계(2)를 포함하는 건물의 실내와 외부를 위한 확산방지 또는 확산 개방된, 수분 변화가능한 기밀 장치로 이루어진 체계.
    

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