rts-sarek 설명서 본문

7/23/2019 Rts-sarek

http://slidepdf.com/reader/full/rts-sarek- 1/68

RTS-SAREK USER MANUAL

Cooling & Heating Load Calculation

4th Edition

2013. 6. 1

대 한 설 비 공 학 회 The Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea

7/23/2019 Rts-sarek


사 용 자 설 명 서

본 설명서는 (사)대한설비공학회 공인 냉난방 부하계산 표준 프로그램인 “RTS-SAREK” 및

“RTS-LOAD” 의 사용자 설명서이다.

사업주관기관명 : 대한설비공학회 공조부하계산 표준화프로그램 특별위원회

위원장 : 김선하, 목원엔지니어링 위원 : 김강산, 두산건설

김동우, 대림대학교

김병수, BEMS컨설팅

김석현, 국민대학교

나정서, 나우설비기술

신일용, 삼우종합건축사사무소

오명도, 서울시립대학교

이진섭, 세익엠이씨

이진천, 디씨에스

정차수, 한일엠이씨

조춘식, 삼인이에스

홍희기, 경희대학교

사단법인 대 한 설 비 공 학 회

7/23/2019 Rts-sarek


집필자

명단

위원장 : 김선하, 목원엔지니어링

위원 : 김강산, 두산건설

김동우, 대림대학교

김병수, BEMS컨설팅

김석현, 국민대학교

나정서, 나우설비기술

신일용, 삼우종합건축사사무소

오명도, 서울시립대학교

이진섭, 세익엠이씨

이진천, 디씨에스

정차수, 한일엠이씨

조춘식, 삼인이에스

홍희기, 경희대학교

“Copyright2006 (사)대한설비공학회

(사)대한설비공학회의 문서허락 없이 본서의 전부 또는 일부를 무단으로 복사·복제(Copy)

하거나 축척·송신해서는 안 된다.

RTS-SAREK USER MANUAL

2006년 11월 1일 초판 발행

2013년 6월 1일 제 4판 발행

발 행 인 오 명 도

편 집 인 공조부하계산 표준화프로그램 특별위원회

발 행 처 사 단 법 인 대 한 설 비 공 학 회

서울특별시 강남구 역삼동 635-4 한국과학기술회관 902호

전화 : (02)554-8571~2, 568-7853 FAX : (02)552-3929

http://www.sarek.or.kr, E-mail : [email protected]

板權

所有

http://www.sarek.or.kr/



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서

문

대한설비공학회의 공조부하계산 표준화프로그램 특별위원회에서 개발한 RTS-

SAREK은 그 상용 Version 인 RTS-SAREK Ver.1.0 이 2006년 12월 12일 정식 S/W 로

등록되었다.RTS-SAREK 표준부하계산 프로그램에 적용한 RTS 법은 ASHRAE Fundamental(2001)에

처음 소개된 열평형(Heat Balance)법에서 파생된 것으로 설계 냉방부하를 단순하게

계산하기 위한 방법이다. RTS 법은 기존의 TFM, CLTD/CLF 법, TETD/TA 법과 같은

열평형 방법이 아닌 다른 모든 단순화된 방법을 효과적으로 대체할 수 있다.

RTS 법은 각 구성요소가 전체 냉방부하에 미치는 영향을 정량화하기 위하여

개발되었다. RTS 법은 기본적으로 최대 냉방부하 계산을 위해 개발한 것이며

제한적인 가정으로 인해 연간 에너지 시뮬레이션에는 적합하지 않다. RTS 법에서

태양 복사, 창문을 통해 투과된 태양 열취득, 상당외기온도, 그리고 침입공기를

계산하는 방법은 이전의 TFM 과 TETD/TA 에서와 동일하다. 기존의 방법과 전도 열취득의 계산, 모든 열취득의 복사와 전도부분으로의 분할, 및 복사 열취득의

냉방부하로의 변환 등에서 차이점이 있다.

부하계산특별위원회에서는 국내외 건축 현장에서 건축기계설비의 기본설계나

상세설계에 필요한 부하계산을 보다 정확하고 편리하고 신속하게 하기 위해서

공인된 부하계산법을 사용할 수 있도록 하는데 목표를 두고 ASHRAE RTS 법에

근간을 둔 RTS-SAREK 프로그램을 개발하였고, 프로그램 계산 결과는 ASHRAE

Handbook 의 계산 결과와 동일한 것으로 나타나 그 타당성이 입증되었으며 수차에

걸친 별도의 검증과정을 통하여 확인할 수 있었다.

이후 부하계산특별위원회에서는 정기적으로 회의와 검증 절차를 거쳐 기존

프로그램을 보완 수정하여 왔다. 현재 RTS-SAREK 은 학회 공인 표준부하계산

프로그램으로 대학, 연구기관 등의 교육용과 일반 상업용으로 구분되어 보급되고

있으며 대부분의 설계사무소에서 상업용으로 사용되고 있다.

그 동안 부하계산특별위원회에서 수행한 주요한 RTS-SAREK 프로그램 업데이트

일지를 살펴보면 다음과 같다.

2006. 12.12 ; RTS-SAREK Ver. 1.0

Software 등록한 최초 버전 출시

2007. 04.09 ; RTS-SAREK Ver. 1.2

설계기준의 변화에 따라 Open 화면 제어

AHU Fan 의 수량 입력 기능 (SF/RF) : 계산식 전체 수정, A3/A4 출력 기능

Manual 수정 / Sample Output 수정 : AHU 선정(Fan, Output), Load-Ut/AH-Sel 등

2008. 01.09 ; RTS-SAREK Ver. 2.0

엔탈피 단위 수정. W 를 kJ 로 변경

- 추가 : 가습기 그림과 SA 겹치는 현상 해결, 선도 글자 위치 조정.(절대습도)

2008. 03.10 ; RTS-SAREK Ver. 2.1 Excel 2007)

건물부하분석 미작동(Activate,Page Setup 수정)

그래프의 PatternColor,사각형 도형의 채우기 기능 (AH-Sys, AH-Sel)

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Excel 2007 문제점 수정 (2003 과 다른점)

- Label 위치의 변화 수정, Top/Left Margin 을 0 으로 설정 수정

덕트형 가습기 그림 수정 완료, Projout 의 글자 짤림 수정

2008. 05.15 ; RTS-SAREK Ver. 2.5

재 Open 시 TextBox 의 잔재 제거 (Room, AHU, FCU 등)

교육용 Version 의 계산 Data 수량 범위 변경

- Room 수량 : 20 100 으로 증가 (990)

- AHU / FCU : 5 20 로 증가 (180)

- 공조기의 선도, 그림의 용량 축소, CopyPicture(공기선도, Diagram, Graph)

2009. 10.15 ; RTS-SAREK Ver. 2.6

16방위로 출력 가능토록 수정, 화면에 Azimuth, Tilt 를 표시함.

2010. 09.01 ; RTS-SAREK Ver. 3.1

Data file 의 확장자를 *.xls 에서 *.rts 로 변경 저장하게 하여 일반파일과

구분을 용이하게 함

Solar 계산식의 변경 (2009 ASHRAE Fundamental 적용)

- 연중 365일 계산 가능으로 변경

- Solor Azimuth(φ) 식 변경, 입력 Surface Azimuth 값을 360 도로 변환 입력

Sol Air Temperature 일부 수정하여 정밀계산 (2009 ASHRAE Fundamental 적용)

시각별 외기온도 정밀 계산

- Load Calculation Applications Manual, 2009 의 신규 계산식으로 수정

2011. 09.15 ; RTS-SAREK Ver. 3.3

Room 수량은 1,600개로 수정

IAC=1 일 경우의 직달일사 계산식 수정

2012. 09.21 ; RTS-SAREK Ver. 3.6

Windows 화환 문제 해결하여 Windows7 환경에서도 사용 가능한 개정

첫번째, 큰 업그레이드는 2009년 ASHRAE Fundamental 개정에 따라 기준 Data 및 수식이 바뀌면서 개정한 RTS-SAREK Ver. 3.1 이였다. 이후 Ver.3.3, 3.6 으로

개정하여 현재까지 널리 사용되고 있다.

이번의 두번째, 큰 변화인 Ver 4.1 개정판은 2013년 3월 우리 위원회에서 출시한

PsyChart-SAREK 에 적용한 고도에 따른 습공기선도의 변화와 Duct/Pipe 관경

계산서를 내장하여 그 기능을 대폭 향상시켰다.

마지막으로, 새로운 Up-version 프로그램과 매뉴얼의 개정과 검증을 위해

헌신적으로 노력해 주신 각 위원에게 큰 감사를 드린다.

대한설비공학회 공조부하계산 표준화프로그램 특별위원회 위원장 김선하

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목 차

1.

프로그램

개발

개요 ...................................................... 1

1.1 개발 배경 및 목적 ................................................... 1

1.2 연구 내용.......................................................... 3

1.3 프로그램 개요 ....................................................... 3

2.

프로그램

이론 ........................................................... 4

2.1 부하계산법의 기본 이론 .............................................. 4

2.2 복사시계열(RTS)법의 개요 ............................................ 9

2.3 복사시계열(RTS)법의 계산절차 ....................................... 10

3.

프로그램

알고리즘 ...................................................... 30

3.1 냉난방 부하계산 절차 ............................................... 31

3.2 프로그램의 구성 .................................................... 32

3.3 프로그램의 주요 기능 ............................................... 33

3.4 프로그램의 특징 .................................................... 35

3.5 프로그램의 데이터 입력 및 출력 ..................................... 36

4.

프로그램

개발

검증 ..................................................... 40

4.1 프로그램 검증을 위한 대상건물 ...................................... 40

4.2 Mirae98 과의 비교 검증 ............................................. 40

4.3 LOADSYS 와의 비교 검증 ............................................. 44

4.4 HCL 과의 비교 검증 ................................................. 474.5 TRANSYS 와의 비교 검증 ............................................. 52

5.

결

론 .................................................................. 62

6.

참고문헌 ............................................................... 62

부록

1. 2005 ASHRAE, Fenestration Solar Data)

부록

2. Program Manual RTS-SAREK Ver. 4.1)

부록

3. Program Manual RTS-LOAD Ver. 4.1)

부록

4. RTS-SAREK / RTS-LOAD Sample

건물

부록

5. M-Size Manual

부록 6. 2005 ASHRAE Fundamentals Ch. 30 Whole Building

부록

7.

재료별

열전도

/

열저항

DATA

부록

8. 2009 ASHRAE, IAC Values

부록

9.

주요

Upgrade

및

질의

답변

사항

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RTS-SAREK 프로그램

1

1. 프로그램 개발 개요

1.1 개발 배경 및 목적

현재 건물의 냉난방 열부하 계산법으로는 LCC 분석 등의 총량적인 에너지 사용량 분석을 위해 사용되는 연간부하 계산법과 건물 설계시 장비의 용량 선정을 위해

사용되는 최대부하 계산법이 있다.

최대부하를 계산하기 위한 방법으로는 미국 ASHRAE 를 중심으로 1967 년에

TETD/TA 법이 처음으로 열취득을 정밀하게 계산하기 위해 제시되었고, 1972 년에는

부하거동을 전도전달함수(Conduction Transfer Function)와 룸전달함수(Room

Transfer Function)로 표현한 TFM(Transfer Function Method)이 제시되었다.

1977 년에 TFM 의 복잡한 함수 계산 대신 그 값을 표로 간략화하여 실무적으로

간단히 사용될 수 있는 일반 실무용으로 CLTD/CLF 법이 개발되었고, 1992 년에는

CLTD/CLF법이 변화된 CLTD/SCL/CLF법이 제시되어 현재까지 사용되어 오고 있다.

지금까지의 방법들은 열평형법의 원리를 적용한 단순화된 형태이며, 이를 사용하기

위해서는 불규칙적이고 일반적이지 않은 상황들을 다루어 본 경험을 필요로 한다.

사실, 어떤 냉난방부하 계산방법일지라도 다양한 외벽체의 물리적 구성, 주거와

용도의 조건, 그리고 주위의 기후 같은 조건과 변수들을 정하는데 적용된 가정들을

전제로 하며, 따라서 전문가의 경험은 절대로 무시될 수가 없다.

TETD/TA 는 주관적이지만 1967 년 ASHRAE Handbook—Fundamentals 에 처음 소개된

이래로 높은 정확성을 가진 부하계산방법이었으며 원래 수계산법으로 고안된

방법이다. TETD 법은 건물의 총체적인 질량을 나타내기 위하여 인지된 시간에

대해서 복사계수들의 평균치를 내는데 이용되는 시간별 열취득 값의 확장된

프로파일을 계산하는데 필요하기 때문에 컴퓨터의 적용에만 적합하다고 할 수

있지만 사용자가 변수판단에 대한 정보가 거의 없는 채로 주어진 건물의 열저장

특성을 파악하는 것에는 거의 주관적이므로, 경험있는 엔지니어가 있어야

TETD/TA를 유용하게 쓸 수 있었다.

CLTD/CLF 방법은 2 단계의 TFM 과 TETD/TA 방법을 복사열 취득의 중간 변환 없이

미가공 데이터로부터 냉방부하를 구하는 1 단계의 기술로 간단하게 하는

시도였으며, 냉방부하 온도와 냉방부하 요소 같은 일련의 요소는 냉방 부하계산

결과(정교한 방법에 의해 진행되는)로 얻어지고 전통적인 전도식 (q=UAt)을

사용한다. 그러나, 그 결과는 단순한 열취득 값이 아닌 개략적인 냉방부하 값이다.이런 요소들을 구하는데 사용되는 단순화와 가정들은 이 방법의 적용성을

CLTD/CLF 요소들이 얻어진 건물종류와 조건들로 제한한다. 이 방법은 이런 적용의

범위를 넘어서 사용될 수는 없다.

그러나 TFM, TETD/TA, 그리고 CLTD/CLF 방법들이 효용성이 없거나 신용이

떨어졌거나 한 것은 아니다. 숙련된 엔지니어들이 전세계 수백만개의 건물에 이

방법들을 사용해 왔다. 실제 냉방부하 계산의 정확성은 주로 정확한 정보의 이용

가능성과 이용 가능한 정보를 다루는데 사용된 가정에 대한 설계 엔지니어의

판단에 의존한다. 어떠한 프로젝트의 성공에는 특정한 냉방부하 계산 방법의

선택보다 이런 입력요소들의 정확성이 훨씬 더 많은 영향을 미치게 된다.

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2

지금까지 국내에서는 설계 현장에서 건물의 최대부하 계산을 위하여 기존의

CLTD/CLF 법을 기초로 하여 국내에서 개발한 “LOADSYS", “HCL” 등이 사용되어

왔고, 또한 CLTD/SCL/CLF 법을 기초로 한 “미래 98”이 개발 판매되어 설계사 마다

실정에 따라 임의로 선택하여 사용하고 있다. 그러나 이러한 프로그램들은 계산의

정확성과 실용성에 대한 객관적인 검증과정을 거치지 않았고, 또한 여러 가지 요소들로 인하여 그 사용이 제한되고 있는 실정이다.

2001 ASHRAE Handbook-Fundamentals 에 처음으로 소개된 RTS(Radiant Time

Series)법은 열평형방법인 HB(Heat Balance)법을 간소화하여 설계 냉난방부하를

단순하게 계산하기 위한 방법이다. RTS 법은 기본적으로 TFM, CLTD/CLF 법,

TETD/TA 법과 같은 또 다른 모든 단순화된 방법으로 HB 법을 효과적으로 대체한다.

이 방법은 기본적으로 열취득 계산을 위해서 TFM 의 전도전달함수와 유사하게

전도시계열(Conduction Time Series)를 사용하고 TFM 의 룸전달함수는 복사시계열

(Radiant Time Series)을 사용하여 정밀하면서도 반복적인 계산을 요구하지 않고,

또한 각 구성요소가 전체 냉방 부하에 미치는 영향을 정량화하기 위하여

개발되었다. 또한, 이 방법은 사용자가 다른 구조 및 죤 형식에 대한 계수를,

결과에 대한 그들의 상대적 영향을 설명하는 형식으로 검사하고 비교할 수 있기

위해 필요하며 냉방부하 계산 과정 동안 사용자의 기술적인 판단을 돕는다.

열평형법 및 RTS 법과 예전 방법들 사이의 근본적인 차이점으로서는 전에 이용

가능한 컴퓨터의 제한된 능력으로 인하여 단순화 시키는 기술들이 필요했던 것과는

달리 보다 새로운 방법으로 직접적인 접근이 가능하다는 것이다. 예를 들면,

TFM 법은 많은 계산 단계가 필요하며, 이 방법은 일별, 월별 및 연간 에너지

이용에 비중을 두고 에너지 분석을 위해 설계되었고, 그리고 설계 최대부하보다

시간대별 평균냉방부하값을 지향하도록 설계되어있다.

2005 년 ASHRAE Handbook 에 나와 있는 RTS 방법은 2001 년 ASHRAE Handbook

Fundamentals 에 처음으로 소개된 것과 동일하며, 주어진 건물공간에 대한

냉난방부하를 산출하는 방법 중 가장 최신의 내용으로 열평형법에 근거한 과학적인

방법이다. 그러나 ASHRAE Handbook 의 이전 판에 소개된 기존의 방법들도 여러

경우에 유용하게 적용될 수 있다. 열평형법과 RTS 법 계산의 주된 장점은 주관적인

입력, 예를 들어, TETD/TA 를 사용할 때 시간에 대한 평균을 내기 위한 적당한

기간을 정하는 것과 반올림된 TFM 결과에 더할 적당한 안전계수의 확정,

CLTD/CLF 계수가 특별하고 고유한 곳에 적용이 가능한지 결정하는 것에 대한

의존성을 어느 정도 줄였다는 것이다. 그러나 실제 설계에 가장 최신의 기술을

사용하는 것이긴 하지만 아직도 전산 입력을 위해 설계 기술자의 경험과 판단이 필요하고 조심스럽게 적절한 가정을 선행해야 한다.

따라서, 본 학회의 "공조부하계산 특별 위원회"에서는 국내 표준화 최대 냉방부하

계산 방법으로 2001 년 ASHRAE 에서 제시한 RTS 법을 기본으로 하여 학회에서

공인할 수 있는 실용 프로그램 RTS-SAREK 를 개발하였고, 각 설계사에 적극적으로

보급하여 학회 공인 최대부하 계산 표준화 프로그램으로 활용하는 것을 목표로

하고 있다.

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3

1.2 연구 내용

) ASHRAE RTS

법을

기본으로

한

표준화된

부하계산

프로그램

RTS-SAREK

의

개발

(1) 2001 ASHRAE Handbook-Fundamentals 에 발표된 RTS(Radiant Time Series)

법에 기초하여 학회에서 부하계산 표준화 프로그램으로 활용할 수 있는

설계용 최대 냉난방 부하계산 프로그램을 작성하였다.

(2) 기존에 사용되고 있는 코드를 분석하고 그 장점을 프로그램에 반영하여

사용자의 편리성과 정확성을 향상시켰다.

나

)

개발

프로그램의

검증

및

사용

매뉴얼

작성

(1) 개발 프로그램을 설계사무실에 배포하여 프로그램을 사용하면서 문제점을

도출하고, 이를 보완하여 현장에서 사용할 수 있는 실용화 프로그램을

구축하였다.

(2) 미래 98, LOADSYS, HCL, TRNSYS 등 기존 프로그램들과 및 2005 ASHRAE

Handbook-Fundamentals 에 나와 있는 Multi-room 대상 건물을 기초하여 개발

프로그램의 정확성을 검증하였다.

(3) 개발 프로그램의 실용화를 확대시키기 위하여 사용자 매뉴얼을 작성하였다.

다

)

개발

프로그램의

보급을

위한

홍보

및

교육

(1) 프로그램을 설계사무실에 배포하고, 사용자를 위한 교육을 주기적으로

실시한다.

(2) 인터넷을 통한 홍보 및 사용상의 어려움에 대한 질문에 응답한다.

1.3

프로그램

개요

RTS 법은 앞서 기술한 바와 같이 HB 법에서 파생된 설계 냉난방 부하계산을

실행하기 위한 새로운 간단한 방법이다. RTS 법은 TFM 법, CLTD/CLF 법,

TETD/TA법과 같은 모든 다른 간단한 방법을 효과적으로 대체할 수 있다.

RTS 법은 최대 냉난방부하 계산을 위해 적합하나 그것의 고유한 제한적인 가정에

따라 연간 에너지 시뮬레이션에는 사용될 수 없다. RTS 법의 개념은 간단하여

전산화한 스프레드시트 상에 쉽게 실행될 수 있어도 수동적으로 사용되기에는 너무

많은 계산을 포함한다. 간단한 수계산 냉방부하계산 방법은 1997 년 ASHRAEHandbook—Fundamentals 에 포함되는 CLTD/CLF법이 적합하다.

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4

RTS 법은 태양복사, 창문을 통한 전달 태양 열취득, 상당외기 온도차, 그리고

침입공기의 계산을 하는데 있어서 이전의 방법인 TFM 법과 TETD/TA 법과 동일하다,

이전의 단순화된 방법과 다른 중요한 부분들은 다음과 같다.

- 전도 열취득의 계산

- 모든 열취득의 복사와 전도 부분으로의 분할

- 복사 열취득의 냉방부하로의 변환

RTS 법은 시간별 열취득에 24 시간 시계열을 곱해서, 전도 시간 지연과 복사 시간

지연 영향을 나타낸다. 시계열을 곱하는 것은 사실상 열취득을 시간에 대해

분배하는 것이다. 복사 시간 요소와 전도 시간 요소라고 불리는 시계열계수(series

coefficient)는 열평형 방법을 사용하여 구한다. 복사 시간 요소는 총 복사 열취득

대비 현재 시간 동안 냉방 부하가 되는 복사 열취득의 백분율을 반영한다.마찬가지로, 전도 시간 요소는 벽이나 지붕 외면의 열취득 대비 현재 시간 동안

냉방부하가 되는 열취득의 백분율을 반영한다. 정의에 의해 각각의 복사 또는

전도 시계열의 총합은 100% 가 되어야 한다.

이러한 시계열(series)은 서로 다른 구조에서 발생하는 시간 지연의 효과를 쉽게

비교할 수 있게 해준다. 구조의 모든 세부사항들이 결정되지 않았을 때, 선택하는

사항들을 비교할 수 있는 능력은 설계 과정에 특별한 혜택을 준다. 이런 비교는

선택하는 사항들이 부하에 미치는 양적 차이를 설명할 수 있어서, 엔지니어가

부하를 추정하는데 판단을 적용하고 더 많은 정보가 포함된 가정을 할 수 있게

한다.

2. 프로그램 이론

2.1

부하계산법의

기본

이론

)

부하계산의

목적

냉ㆍ난방 부하계산은 대부분의 난방 및 공조 시스템과 그 요소들을 설계하는데 있어 중요한 기초자료이다. 이러한 계산은 배관, 분배시스템, 에어 핸들링 유니트,

보일러, 칠러, 코일, 압축기, 팬 및 기타 실내환경을 조절하는 시스템 요소들의

설계에 영향을 미친다. 또한, 냉ㆍ난방부하 계산은 건물의 초기비용, 주거자의

쾌적성과 생산성, 그리고 운용비용과 에너지 소비에 상당한 영향을 미친다.

냉ㆍ난방부하는 실내 환경을 원하는 온도와 습도 조건으로 유지하기 위해 에너지를

제공 및 제거하는 비율이며, 공기조화 시스템은 이러한 에너지전달을 수행할 수

있도록 설계ㆍ제어 되어진다. 요구되는 냉ㆍ난방 용량은 시간에 따라 변하며, 이는

외부(외기온도 등)와 내부(공간에 거주하는 사람들의 수 등) 인자에 의존한다.

본문에서 초점을 맞추고 있는 최대 설계 냉방 부하계산은 임의의 시간과 장소에서

필요한 최대 냉방 에너지 전달율을 구하려고 하는 것이다.

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5

나

)

부하계산의

기본

개념

냉방부하는 건물 외표면을 통한 전도, 대류, 그리고 복사 열전달 과정에 의해

생기며, 이런 열전달 과정은 내부열원, 시스템의 요소 및 건물 외표면을 통해서

이루어진다. 냉방부하에 영향을 미칠 수 있는 건물의 요소나 내부항목은 다음과 같다

외부 : 벽, 지붕, 창문, 칸막이, 천장, 바닥

내부 : 조명, 사람, 기구, 장비

침입공기: 공기누설과 수증기 이동

시스템 : 실외공기, 덕트누설, 재열, 팬과 펌프 에너지

냉방부하 계산에 영향을 미치는 변수들은 수 없이 많기 때문에, 정확하게 정의하기

어렵고 항상 복잡하게 서로 관계를 가지고 있다. 많은 냉방부하 요소는 24 시간

동안에 큰 폭으로 변화한다. 이러한 부하 요소의 주기적인 변화는 일치하지 않기

때문에, 건물 또는 존의 최대 냉방부하를 구하기 위하여 각각의 부하 요소가

분석되어야 한다. 단일 존 시스템 (예, 각각 자체 온도조절이 가능한 몇 개의

독립적인 지역을 담당하는 하나의 시스템)은 설계일 하루 동안의 동시적인 존

부하들의 최대 시간별 총합을 처리할 수 있는 전체 냉방부하 용량을 제공할 필요는

없지만, 개별시간에 각 존의 최대 냉방부하는 처리해야 한다. 난방 계절이나

중간계절의 하루 어느 시각에, 다른 존들은 냉방을 필요로 하는 반면 난방을

필요로 하는 존들이 있다. 공기조화 설계에서 각각이 시간에 따라 변하는 4 개의

관련된 열유동 개념은 구별되어야 한다. (1) 공간 열취득, (2) 공간 냉방부하, (3)공간의 열제거율, (4) 냉각코일 부하.

(1) 공간 열취득 : 열취득의 순간변화율은 공간으로 열이 들어가거나 공간에서

열이 발생되는 비율이다. 열취득은 공간으로 열이 들어오는 방식과 현열

또는 잠열 취득인지에 따라 분류된다. 입력 방식에는 ① 투명한 표면을

통한 태양열 복사, ② 외벽 및 지붕을 통한 열전도, ③ 천장, 바닥 및

내벽을 통한 열전도, ④ 거주자, 전등 및 기기에 의해 공간에 생성되는 열,

⑤ 환기, 침입 외기를 통한 열전달, 그리고 ⑥ 기타 열취득이 있다. 현열은

전도, 대류 및 복사에 의하여 공조된 공간에 직접적으로 전달된다. 잠열

취득은 습기가 공간에 공급될 때 발생한다 (예, 거주자와 장비에 의해

방출되는 수증기). 일정한 습도비를 유지하기 위하여 수증기는 공간에

공급되는 비율과 같은 비율로 냉각장치에서 응축되어 제거되어야 한다.

냉방장치를 선정할 때 현열과 잠열 취득을 구별하는 것이 필요하다. 모든

냉방 장치는 특정 운전조건에서 최대 현열용량과 최대 잠열용량을 갖는다.

복사에너지는 먼저 공간을 둘러싸는 표면(벽, 바닥, 및 천장)과 공간에

있는 물체(가구 등)에 흡수된다. 표면과 물체의 온도가 주위온도보다

높아지면, 저장된 열의 일부가 대류에 의해 공기 중으로 전달된다. 표면과

물체의 축열용량은 주어진 복사입력에 대한 표면온도의 증가율을 결정하고,

열취득의 복사부분과 그에 대응하는 실내 냉방부하 부분과의 관계를

결정한다. 축열 효과는 주어진 공간의 순간 열취득과 그 순간의 냉방부하를 구별하는데 매우 중요하다. 특정한 환경의 조합에 대한 실제적인

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6

냉방부하를 계산하기 위해서 이 현상의 특성과 양을 예측하는 것은

오랫동안 설계엔지니어의 주요한 관심사였다.

(2) 공간 냉방부하 : 이것은 일정한 실내온도를 유지하기 위하여 공간에서

제거해야 하는 열량을 나타낸다. 어떤 주어진 시간에 공간의 순간 열취득 합계는 그 시간의 공간 냉방부하와 반드시 일치하지는 않는다.

(3) 공간 열제거율 : 실내온도가 일정하게 유지되는 경우에만 열이 공조된

공간에서 제거되는 비율은 실내 냉방부하와 동일하다. 냉방장비의 간헐

운전과 함께, 제어시스템 특성은 실내온도의 주기적인 변화를 동반한다.

그러므로, 제어시스템의 적절한 시뮬레이션은 공간 냉방부하값을 사용하는

것보다 고정된 기간에 대해서 더욱 실제적인 에너지 제거값을 제공한다.

그러나, 이 개념은 우선적으로 시간별 에너지 사용을 예측하기 위해 매우

중요하다. 장비 선정을 위한 최대 설계부하 계산에는 필요하지 않다.

(4) 냉방코일 부하 : 1 개 또는 그 이상의 공조 공간에서 운전중인 냉방코일에서

제거되는 에너지의 비율은 코일이 담당하는 모든 공간의 순간 공간

냉방부하(또는, 실온이 일정하다고 가정할 경우 공간의 열 제거율)와 다른

외부부하를 합한 것과 같다. 시스템 부하는 팬 열취득, 덕트 열취득,

그리고 환기 조건을 만족시키기 위하여 냉각장비로 들어오는 외기의 열과

습기를 포함한다.

다

)

시간지연

효과

벽, 바닥, 가구 등에 의해 흡수된 에너지는 시간지연이 있은 후에야 공간

냉방부하로 작용하게 된다. 흡수된 에너지의 일부는 열원이 꺼지거나 옮겨진

후에도 계속 재 복사되거나 남아있기도 한다(그림 2.1). 열원이 작동하는 시간과

열원으로부터 흡수된 에너지의 양과 재 복사된 에너지의 양이 같아지는 시간

사이에는 항상 상당한 시간지연이 있다. 어떤 공간에 요구되는 부하가 생성되고

있는 순간적인 열취득보다 훨씬 적을 수도 있고, 공간의 최대 부하가 현저하게

영향을 받을 수도 있기 때문에 이러한 시간지연은 반드시 고려되어야 한다.

시간지연 효과를 설명하는 것은 냉방부하 계산에 있어 어려운 과제이다. 본문에서

소개되는 방법은 이러한 시간지연 효과를 고려하기 위해 개발되어 왔다.

모든 부하계산은 안전계수를 사용하지 않도록, 합리적이고 정확하게 이루어져야

한다. 부하계산시 여러 단계에서 안전계수를 사용하는 것은 비현실적이고 과도한

부하의 산정을 야기한다. 일반적인 빌딩 재료와 복합 재료 조합에 대한 열전달

계수의 변화, 빌딩을 건설하는 사람들의 상이한 개념과 기술 및 빌딩이 실제로

운전되는 다양한 방식은 정확한 냉방부하 계산을 불가능하게 하는 변수들 중

일부이다. 설계자가 이러한 요소들을 계산하기 위해 합리적인 절차를 사용한다

할지라도 계산법은 실제 부하에 근접한 추정값에 불과하다. 종종 냉방부하는

조절대상 공간의 모든 변수가 적절히 또는 완벽히 정의되기 전에 계산되어야 한다.

한 예로, 세부적인 분할이 필요하고 가구, 조명, 배치가 사전에 확정되지 않은

미임대 상태의 공간을 가진 층이 다수인 새 건물에서의 냉방부하 추정을 들 수

있다. 빌딩이 입주된 후 거주자에 의한 잠재적인 변경사항도 고려되어야 한다.

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7

열평형의 기초에 대한 완전한 이해를 포함한 적절한 기술적 판단이 부하추정에는

요구된다.

그림

2.1 Thermal Storage Effect in Cooling Load from Lights

공조시스템의 정확한 설계와 크기의 결정에는 조절대상 공간의 냉방부하 계산

이상이 요구된다. 공조시스템의 유형, 팬 에너지, 팬 위치, 덕트 열 손실 및 취득,

덕트 누설, 열방출 조명시스템 및 공기순환 시스템의 유형, 이 모든 것이 시스템의

부하와 요소의 크기에 영향을 미친다. 적합한 시스템 설계와 요소의 크기 결정을

위해서는 시스템 성능이 습공기 변화과정의 일부분으로 해석 및 분석되어야 한다.

시스템 설계는 현열부하 또는 잠열부하에 의해서 조정되므로 두 가지 모두

고려되어야 한다. 현열부하가 주도적인 공간인 경우에 냉방 공급공기는 제습을 위한 여유 용량을 가지지만, 잠열부하가 주도적인 설계공간에서는 충분한

제습용량을 가지지 못할 수도 있다.

본문은 주로 한 건물의 주어진 공간이나 존을 다룬다. 여러 공간의 그룹의 부하를

추정할 때는 조합된 존들을 다음 사항을 고려해서 분석하여야 한다. ① 동시적으로

일어나는 효과들, ② 주거, 조명, 혹은 다른 내부 부하원에 의한 열취득의 변화,

③ 환기 및 ④ 여타의 고유한 환경. 단일 HVAC 시스템 이상을 가지고 있는 큰

건물에 대해서, 동시적인 부하와 다른 추가적인 변화 역시 고려하여야 한다.

본문에 설명된 방법은 개개의 부하 변수에 대한 24 시간 입력 시간표와 프로파일을

나타내는 시간별 부하 요약으로 표현된다. 특별한 시스템과 적용에는 다른

프로파일이 필요로 할 수도 있다.

라

)

설계일

데이터의

생성

설계일 데이터의 생성은 24 시간 반복 기상자료의 생성과정을 설명하며, 이는 RTS

냉방부하 과정을 포함한 여러 HVAC 분석 방법의 입력으로 사용된다.

(1) 건구 온도 :

표 2.1

은 대표적인 일일 온도표의 한 예를 나타낸다. 설계

건구온도에서 각 시간에 해당하는 일일 온도 범위의 비율을 빼서 시간별 온도를 계산한다. 이 과정은 연간 혹은 월간 데이터에 적합하며 아래의

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8

예제에 설명되어 있다. 표 2.2 의 일일 범위 값들은 가장 따뜻한 달(8 열)과

한 해의 12 달(20 열)에 대한 평균 일일 최고온도와 평균 일일 최저온도의

차이이다. 더 대표적인 설계일 온도표는 건물의 위치에 대한 전형적으로

더운날의 조건을 결정하거나 추정함으로서 얻어질 수 있다.

(2) 이슬점 온도와 습공기 상태량 : 이슬점 온도는 대체로 설계일에 걸쳐

일정하다고 가정되고, 포화에 의해 제한된다. 설계 이슬점 온도는 설계

건구온도와 평균 동시 습구온도를 사용하여 계산한다. 시간별 이슬점

온도는 해당시간의 설계 이슬점 온도와 건구온도 중 낮은 온도로 정해진다.

다른 습공기 상태량(습구 온도, 습도, 그리고 엔탈피)은 습공기 절차를

사용해 얻어질 수 있다.

표

2.1 Fraction of daily temperature range

Version 2.7

이하

: Toh = Tpeak – Daily Range x Fraction

표

2.1

값

)

Version 3.1 이상 :

ACoef = Array(0.562917, 0.29319, - 0.03482,

-0.00059, -0.00167, 0.00128, 0, 0.00044,

-0.00167, 0.00059, -0.00018, 0.00009)

BCoef = Array(0.3848108, -0.0835246,

-0.0005893, 0, -0.0004341, -0.0008333,

-0.0009651, 0, -0.0005893, 0.0001912, 0.0003418)

pi = 4 * Atn(1)

Temperature = ACoef(0)

If (Hour < 0) Then Hour = Hour + 24

For i = 1 To 11

Temperature = Temperature + ACoef(i)

* Cos(2 * pi * i * Hour / 24) + BCoef(i - 1)

* Sin(2 * pi * i * Hour / 24)

Next i

Toh = Tpeak - Daily Range x Temperature

표

2.2 Design condition for Atlanta, GA, USA

-- 2005 ASHRAE Handbook of Fundamental Chapter 28 의 Table 1 참조

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9

2.2 복사시계열 RTS)법의 개요

ASHRAE Fundamentals (2002)에 처음 소개된 RTS(Radiant Time Series)법은 HB(Heat

Balance)법에서 파생된, 설계 냉방부하를 단순하게 계산하기 위한 방법이다.

RTS 법은 TFM, CLTD/CLF 법, TETD/TA 법과 같은 다른 모든 단순화된 방법을

효과적으로 대체할 수 있다. RTS 법은 각 구성요소가 전체 냉방부하에 미치는

영향을 정량화하기 위하여 개발되었으며, RTS 법은 최대 냉방부하 계산을 위해

적당하며, 제한적인 가정으로 인해 연간 에너지 시뮬레이션에는 부적합하다.

RTS 에서 태양 복사, 창문을 통해 투과된 일사열 취득, 상당외기온도, 그리고

침입공기를 계산하는 방법은 이전의 TFM 과 TETD/TA 에서와 동일하다. 기존의

방법과 전도 열취득의 계산, 모든 열취득의 복사와 전도부분으로의 분할 및 복사

열취득의 냉방부하로의 변환에서 차이점이 있다(그림 2.2). RTS 방법은 시간별

열취득에 24 시간 시계열을 곱해서 전도시간지연과 복사시간지연의 영향을 나타

낸다. 복사시간요소와 전도시간요소라고 불리는 시계열계수(series coefficient)는

열평형 방법을 사용하여 구한다. 복사시간요소는 총 복사 열취득 대비 현재 시간

동안 냉방부하가 되는 복사 열취득의 백분율을 반영한다.

마찬가지로, 전도시간 요소는 벽이나 지붕 외면의 열취득 대비 현재 시간 동안

냉방부하가 되는 열취득의 백분율을 반영한다. 이러한 시계열(series)은 서로 다른

구조에서 발생하는 시간 지연의 효과를 쉽게 비교할 수 있게 해준다. 이런 비교는

선택하는 사항들이 부하에 미치는 양적 차이를 설명할 수 있어서, 엔지니어가

부하를 추정하는데 판단을 적용하고 더 많은 정보가 포함된 가정을 할 수 있게

한다.

RTS 법을 사용하여 각 부하인자(전등, 사람, 벽, 지붕, 창문, 기구 등)의

냉방부하를 계산하는 일반적인 절차는 다음과 같다. 각 인자의 매 시간별

냉방부하를 계산한 후, 부하들을 더하여 매 시간별 전체 냉방부하를 결정하고

공조시스템 설계를 위해 최대부하를 가진 시간을 선정한다. 여러 달에 대해

설계하는 경우에는 이 과정을 반복해서 최대부하가 일어나는 달을 결정한다.

(1) 설계일의 부하인자를 통한 열취득을 24시간 도표로 계산한다.

(2) 열취득을 복사와 대류 부분으로 분할한다.

(3) 냉방부하로 변환되는 시간지연을 나타내기 위하여, 열취득의 복사부분에

적당한 RTS를 적용한다.

(4) 각 부하 인자의 매 시간별 냉방부하는 대류에 의한 열취득 부분과 시간지연

후의 복사 열취득 부분의 합이다.

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그림

2.2 Origin of difference between magnitude of instantaneous heat gain and

instantaneous cooling load.

2.3

복사시계열

RTS)

법의

계산절차

)

정과

원리

설계 냉방부하는 정상적이고 주기적인 조건(예를 들면, 설계일의 기후, 거주 및

열취득 조건이 그 전날의 조건과 같고, 그 부하들은 동일한 24 시간의 주기를

가지고 반복된다)의 가정에 기초를 둔다. 따라서, 특정 시간과 구성요소의 열

취득은 24 시간전의 열취득과 같고, 이는 48 시간전의 열취득과 같다. 이 가정은

HB 방법에서 RTS 법을 유도하는데 기초가 된다. 냉방부하 계산은 건물 열전달

과정의 고유한 2개의 시간지연 효과를 다루어야 한다.

(1) 외부 표면 (벽, 지붕, 또는 바닥)을 통한 전도 열취득의 지연

(2) 복사 열취득에서 냉방부하로의 변환 지연.

외벽 및 지붕은 실외와 실내공기 사이의 온도차에 의하여 열을 전도한다. 외부

표면에 도달한 태양에너지는 흡수되고, 그 후 전도에 의하여 건물 내부로 전달된다.

벽이나 지붕 구조체의 질량과 열용량으로 인해, 외부표면에 입력되는 열이

내부표면에서의 열취득으로 되기 위해서는 상당한 시간지연이 있게 된다. 대부분의

열원은 대류와 복사의 조합을 통해 실내로 에너지를 전달한다. 열취득의 대류

부분은 즉시 냉방부하가 되지만 복사 부분은 실내 표면의 마감재와 질량에 먼저

흡수되어야 하고, 그 후 대류에 의해 그 표면으로부터 실내공기로 옮겨졌을 때에만

냉방부하가 된다. 따라서, 복사 열취득은 어느 정도 시간이 지연된 후에

냉방부하가 된다.

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나

)

계산의

개요

그림

2.3 는 RTS 법의 개요를 보여 준다. RTS 에서 태양복사, 창문을 통해 투과된

태양 열취득, 상당외기온도, 그리고 침입공기를 계산하는 방법은 이전의 단순화된

방법(TFM 과 TETD/TA)과 동일하다. 이전의 단순화된 방법과 다른 중요한 부분들은 다음과 같다.

(1) 전도 열취득의 계산

(2) 모든 열취득의 복사와 전도 부분으로의 분할

(3) 복사 열취득의 냉방부하로의 변환

RTS 방법은 시간별 열취득에 24 시간 시계열을 곱해서 전도시간 지연과 복사시간

지연 영향을 나타낸다. 시계열을 곱하는 것은 사실상 열취득을 시간에 대해

분배하는 것이다. 복사시간요소와 전도시간요소라고 불리는 시계열계수(series

coefficient)는 열평형 방법을 사용하여 구한다. 복사시간요소는 총 복사 열취득

대비 현재 시간 동안 냉방 부하가 되는 복사 열취득의 백분율을 반영한다.마찬가지로, 전도시간요소는 벽이나 지붕 외면의 열취득 대비 현재시간 동안

냉방부하가 되는 열취득의 백분율을 반영한다. 정의에 의해 각각의 복사 또는 전도

시계열의 총합은 100% 가 되어야 한다. 이러한 시계열(series)은 서로 다른

구조에서 발생하는 시간지연의 효과를 쉽게 비교할 수 있게 해준다. 그림 2.4 는

비슷한 총괄 열전달계수 (U-factor)를 가지고 있으나 경량 구조에서 중량구조까지

다른 구조를 갖는 벽체 3개의 CTS값을 나타낸다.

그림

2.3 Outline of RTS method.

매시각별 외표면에

대한 일사량 계산

상당외기온도 계산

Sol-Air Temp.)

창문의

투과

일사량

계산

창문의 확산 일사량 계산

Solar, Non-solar 전도,

조명, 인체, 장비)로 구분

후

RTS

를

이용하여

복사

성분에

의한

매

시각별

냉방 부하를 계산

침기 열부하 계산

대류성분

합계

전도시계열

Conduction

Time Series) 을 이용한

벽/지붕 전도열취득 계산

창문

전도열

취득

계산

조명 열취득 계산

인체 열취득 계산

장비 열취득 계산

시간별

냉방부하

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그림

2.5 는 구조는 비슷하나 단열의 두께가 다르고 이로 인해 총괄 열전달계수

(U-factor)가 상당히 다른 벽체 3 개의 전도시계열(CTS) 값을 나타낸다. 그림

2.6

은 경량구조에서 중량구조까지 다른 구조를 갖는 존의 RTS 값을 나타낸다.

그림

2.4 CTS for Lightto Heavy Walls.

그림

2.5 CTS for Wallswith Similar Mass and Increasing Insulation.

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13

그림

2.6 RTS for Light to Heavy Construction.

다) 복사 시계열 계산절차

RTS 법을 사용하여 각 부하인자(전등, 사람, 벽, 지붕, 창문, 기구 등)의 냉방

부하를 계산하는 일반적인 절차는 다음과 같다.

(1) 설계일의 부하인자를 통한 열취득을 24 시간 도표로 계산한다.(전도의 경우,

먼저 전도 시간지연을 전도 시계열 (CTS)을 적용해 나타낸다)

(2) 열취득을 복사와 대류 부분으로 분할한다.(복사와 대류의 비율은 표 2.3 에

나와 있다)

(3) 냉방부하로 변환되는 시간 지연을 나타내기 위하여, 열취득의 복사부분에

적당한 RTS를 적용한다.

(4) 각 부하인자의 매 시간별 냉방부하는 대류에 의한 열취득 부분과 시간지연 후의 복사 열취득 부분의 합이다.

각 인자의 매 시간별 냉방부하를 계산한 후, 부하들을 더하여 매 시간별 전체

냉방부하를 결정하고 공조시스템 설계를 위해 최대부하를 가진 시간을 선정한다.

여러 달에 대해 설계하는 경우에는 이 과정을 반복해서 최대부하가 일어나는

달을 결정한다. 특히 최대 냉방부하가 여름이 아닌 겨울에 일어날 수 있는

창문이 남쪽으로 나있는 경우 (위도가 남쪽인 지역에 대해서는 창문이 북쪽으로

나있는 경우)에 앞의 과정을 반복한다.

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표

2.3 Recommended Radiative/Convective Splits for Internal Heat Gains

라

)

태양복사에

의한

열취득

계산

공간에서 냉방부하에 주로 영향을 미치는 기후와 관련된 변수는 태양복사이다.태양복사의 영향은 노출된 투명한 표면에서 더 뚜렷하고 즉각적이다. 본문은 전체

열취득 산출을 위한 데이터 적용 및 산출한 열취득의 공조공간의 복합 냉방부하

로의 변환에 대하여 설명한다. 표 2.4 는 몇몇 유용한 태양 관련 식들을 나타낸다.

또한, 창문을 통한 열취득에는 아래와 같은 식들을 사용한다.

Direct beam solar heat gain : q b = AE D SHGC(θ)IAC

Diffuse solar heat gain : q d = A(E d + E r )<SHGC>D IAC

Conductive heat gain : q c = UA(T out – T in )

Total fenestration heat gain : Q = qb + qd + qc

여기서 A = window area, m2

E D , E d , and E r = direct, diffuse, and ground-reflected irradiance

SHGC(θ) = direct solar heat gain coefficient as a function of incident

angle θ

<SHGC>D = diffuse solar heat gain coefficient (also referred to as

hemispherical SHGC)

T in = inside temperature,

T out = outside temperature,

U = overall U-factor, W/(m2

․

K)

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IAC = inside shading attenuation coefficient, (1.0 if no inside shading

device)

표

2.4 Solar Equations

Solar Angles

Apparent solar time, AST AST = LST + ET/60 + (LSM – LON) / 15

Hour angle, H H = 15(hours of time from local solar noon) = 15 (AST – 12)

Solar altitude, β sinβ = cosL cosδ cosH + sinL sinδ)

Solar azimuth, φ cosφ = (sinδ cosL – cosδsinL cosH ) / cosβ

Surface-solar azimuth, γ γ = φ – ψ

Incident angle, θ cosθ = cosβ cosγ sinΣ + sinβ cosΣ

Where

ET = equation of time, decimal minutes

L = latitude (남반부는 – 값)

LON = local longitude, decimal degrees of arc (동경은 - 값, 서경은 + 값)

LSM = local standard time meridian, decimal degrees of arc, 서울 = -135°

LST = local standard time, decimal hours

δ = solar declination, ° ψ = surface azimuth, °

Σ = surface tilt from horizontal, horizontal = 0°

Direct, Diffuse, and Total Solar Irradiance

Direct normal irradiance E DN If β > 0 E DN = (A / exp(B / sinβ) CN

Otherwise, E DN = 0

Surface direct irradiance E D If cosθ > 0 E D = E DN cosθ

Otherwise, E D = 0

Ratio Y of sky diffuse If cosθ > –0.2 Y = 0.55 + 0.437 cosθ + 0.313 cos2θ

Otherwise, Y = 0.45

Diffuse irradiance E d Vertical surfaces E d = CY E DN

Surfaces other than vertical E d = C E DN (1 + cosΣ )/2

Ground-reflected irradiance E r = E DN (C + sinβ )ρg (l –

cosΣ)/2Total surface irradiance E t = E D + E d + E r

Where

A = apparent solar constant, B = atmospheric extinction coefficient

C = sky diffuse factor

CN = clearness number multiplier for clear/dry or hazy/humid locations. 0.9 ~1.15

E d = diffuse sky irradiance

E r = diffuse ground-reflected irradiance

ρg = ground reflectivity

Values of A, B, and C are given in표

2.5 for the 21st day of each month. Values ofground reflectivity ρg are given in표

2.6.

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표

2.5 Extraterrestrial solar irradiance and related data

Version 3.1

에

적용한

계산식

Equation of Time : Eqn. 1.5.2 from 'Duffie and Beckman, Solar Engineering

of Thermal Procsses, 1980

n = 2 * 180 * (DayofYear - 1) / 365

ET = 229.2 * (0.000075 + 0.001868 * Cos(n) - 0.032077 * Sin(n)

- 0.014615 * Cos(2 * n) - 0.04089 * Sin(2 *n))Solar Declination : 'J.W. Spencer, "Fourier Series Representation of the

Position of the Sun“ 'Search, Vol. 2, No. 5, p. 172, 1971.

n = 2 * 180 * (DayofYear - 1) / 365

δ = 0.3963723 - 22.9132745 * cos(n) + 4.0254304 * sin(n) - 0.387205

* cos(3n) + 0.05196728 * sin(3n) - 0.1545267 * cos(3n)

+ 0.08479777 * sin(3n)

표

2.6 Solar reflectances of foreground surfaces

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PV

PL1 W

Room

PH

PH1

H Room

Vertical

Horizontal

SW

SH

창문 제작사의 SHGC 나 총괄열전달 계수값을 알 수 있다면 이를 사용해야

한다. 주어진 IAC 는 직달 및 산란 태양 열취득을 계산하는데 모두 사용된다. 창문

평가 값들(총합 열전달계수나, SHGC)는 창들을 포함한 전체 제품(창문)영역에

기초한 값들이다. 따라서, 부하계산을 할 때 창문 영역은 벽이나 지붕의 뚫린 부분

전체 영역이 된다. 지붕 오버 행, 측면 핀 또는 건물 돌출부에 의해 발생되는 불균일한 외부 음영은 문제의 창문에서 외부적으로 그늘진 부분과 그늘지지 않는

부분을 분리한 시간별 계산이 요구되고, 어느 내부차폐 장치를 설명하기 위해서는

내부차폐 SHGC 가 함께 요구된다. 그늘진 면적과 그렇지 않은 부분의 면적은 유리면

표면의 음영선 위치에 따라 달라진다.

음영각 계산식들은 설계일의 코스 동안 외부 음영 요소로부터 주어진 창문을

교차하여 내려오며 움직이는 음영의 면적과 형태를 결정에 사용할 수 있다. 따라서,

그 창에 대한 열취득의 서브 프로파일은 각 시간에 대한 그늘진 면적과 햇볕진

면적을 분리해서 얻을 수 있다.

그림

2.7 Non-uniform exterior shading.

(1) Equations for External Shadowing of Inclined Surfaces

Incident angle:

θ = cos-1 (cosβ·cosγ·sinΣ + sinβ·cosΣ)

Vertical surface:

θV = cos-1 (cosβ·cosγ)

Horizontal surface:

θH = cos-1 (sinβ)

(2) Vertical projection profile angle

= tan-1

(sinγ·cosβ / cosθ) ; lθl< 90°For θ > 90° A SL = 0 and A SH = A

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Vertical surface: V = tan-1 (γ) for 90° > lγl > 270°

Horizontal surface: H =tan-1 (sinγ / tanβ) for all γ

(3) Horizontal projection profile:

Angle: Ω = tan-1 (sinβ·sinΣ - cosβ·cosγ·cosΣ) / cosθ

for lθl< 90°

Vertical surface: ΩV = tan-1 (tanβ / cosγ) for 90° > lγl > 270°

Horizontal surface: ΩH =tan-1 (cosγ / tanβ) for 90° < lγl < 270°

(4) Projection length and Sunlit / Shaded areas

Length of shadow from vertical projection: S W = P V l tan lLength of shadow from horizontal projection: S H = P H l tanΩ l

Sunlit areas of the fenestration: ASL = [W-(SW - PL1 )][H-(SH - PH1 )]

Shadedareas of the fenestration: ASH = W · L - ASL

여기서,

φ = solar azimuth

β = solar altitude

γ = surface solar azimuth

Σ = surface tilt angle

P V = vertical projection depth

P H = horizontal projection depth

W = fenestration product width

H = fenestration product height

R W = width of opaque surface between fenestration product

andvertical projectionR H = height of opaque surface between fenestration product and

horizontal projection

A = total projected area of the fenestration product

θ = angle of incidence

Ω= horizontal projection profile angle

= vertical projection profile angle

마) 외부 표면을 통한 열취득

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외부의 불투명한 표면을 통한 열취득은 창문 영역의 태양복사 및 열적 변화 요소와

동일한 요소들로부터 얻어진다. 이런 요소들이 복합재료 조합(composite assembly)

을 통해 내부 표면으로 전달되는 전도 열전달률에 영향을 미치기 때문에, 외부

표면을 통한 열취득은 주로 벽이나 지붕 구조체의 질량과 성질의 함수로 달라지게

된다. 상당외기온도란 모든 복사의 변화가 없는 상태에서, 즉 입사되는 태양복사,하늘과 다른 외부 환경과의 복사 에너지 교환, 그리고 외부 공기와의 대류

열전달을 모두 고려했을 때와 동일한 양의 열 입력율이 표면에 생기게 하는

외기온도를 말한다.

(1) 볕이 드는 외부 표면으로의 열유동 : 볕이 드는 표면의 열평형식으로부터

다음 식과 같은 표면에의 열 유동 q/A 를 얻는다.

R t t h E A

q s o o t ∆

)(

여기서,

α = 표면의 태양복사 흡수율

E t = 표면에 입사되는 총 태양 복사열, W/m2

h o = 외부 표면에서의 장파 복사와 대류에 의한 열전달계수, W/(m2 ․ K)

t o = 외부 온도,

t s = 표면 온도,

ε = 표면의 반구 방사력 (hemispherical emittance)

ΔR = 하늘과 주변으로부터 입사되는 장파 복사와 외기 온도와 같은

온도를 가진 흑체로부터 방사되는 복사 사이의 차이, W/m2

열전달률이 상당외기온도 t e 로 표현될 수 있다고 가정하면,

)( t t h A

q se o

그리고, 상기의 식으로부터

h R

h E

t t o o

t

e

∆

0

오직 하늘로부터만 장파 복사를 받는 수평면에 대해서 적절한 ΔR 값은 63

W/m2이고, 만약 ε=1 이고 ho=17 W/(m2ㆍK)이라면 장파에 대한 수정항

(εΔR/ho)은 약 4K이다. 수직면은 하늘뿐만 아니라 지면과 주변 건물들로

부터도 장파 복사를 받기 때문에 정확한 ΔR값을 결정하기가 어렵다.

태양복사의 강도가 높다면 지상에 있는 물체의 표면은 외기 온도보다 더

높은 온도를 가지게 된다. 따라서, 그들의 장파 복사는 하늘로부터의 방사

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강도가 낮은 것을 어느 정도 보상한다. 따라서, 수직면에 대해서 εΔR = 0

이라고 가정하는 것은 일반적이다.

Version 3.1 부터는 다음식으로 계산한다.

tionrad_correc0

−+=

h

E t t

o

t

e

α

rad_correction = 7 / 1.8) * Cos tiltR)

If radiation_correction < 0 Then radiation_correction = 0

Tilt 90 이면, Rad._corr 이 "0" 이고, Tilt 0 이면, 7/1.8 인 3.89 가

Max. 임

(2) 도표화된 온도값 : Example Cooling and Heating Load Calculations

부분의 상당외기온도는 수평면에 대해서는 4K, 그리고 수직면에 대해서는

0K의 εΔR/ho값에 기초하여 계산되었다. 계산에 사용된 전체 태양강도는

표

2.4에 있는 식들을 사용하여 계산되었다.

(3) 표면 색 : Example Cooling and Heating Load Calculations 부분에서

상당외기온도 값은 변수 α/ho의 두 값에 대해 주어졌다. 즉, 0.026 은

밝은 색을 가진 표면에 적합한 반면에 0.052 는 이 변수의 일반적인

최대값을 나타낸다.(예를 들면, 어두운 색을 가진 표면이나 영구적인

밝기가 신뢰성을 가지고 예상되기 힘든 표면의 값) 이 과정은 예제 부분에

포함되어 있는 상당외기온도를 계산하는데 사용되었다. 태양각과 태양강도

의 계산이 장황하기 때문에, 컴퓨터 스프레드시트나 다른 소프트웨어를

사용하여 계산하면 수고를 줄일 수 있다.

바

)

전도

시계열을

이용한

전도

열취득의

계산

RTS 법에서 외벽과 지붕을 통한 전도는 전도시계열 (CTS)을 사용하여 산출된다.

벽과 지붕 외부의 전도 열입력은 다음과 같은 친숙한 전도식에 의해 정의된다.

)(,, t t AU q rc nqe nqi

여기서,

qi,q-n = n시간 전, 표면에의 전도 열입력, W

U = 표면의 전체 열전달계수, W/(m2 ․ K)

A = 표면 넓이, m2

te,q-n = n시간 전의 상당외기온도,

trc = 가정된 일정 실내공기온도,

벽이나 지붕을 통한 전도 열취득은 현재 시간과 지난 23 시간의 전도 시계열 동안의 전도 열입력을 사용하여 계산될 수 있다.

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q cq cq cq cq cqqiqiqiqiqiq 23,233,32,21,1,0

여기서,

qq = 표면의 매 시간별 전도 열취득, Wqi,q = 현재 시간의 열취득, W

qi,q-n = n 시간전의 열취득, W

c0, c1.... = 전도 시계열 계수

대표적인 벽과 지붕 형태에 대한 전도시간계수는 표 2.7 과 2.8 에 들어있다. 이

표의 값들은 먼저 각 표본 벽과 지붕 구조의 전도전달함수를 계산하여 얻어진

값들이다. 열입력이 정상적이고 주기적이라 가정하고 설계부하를 계산하면,

전도전달함수가 주기적인 응답계수로 재구성될 수 있다. 24 개의 주기적인

응답계수를 전체 벽이나 지붕의 총괄 열전달계수 (U-factor)로 나누면, 주기적인

응답계수는 전도시간계수(CTS)로 보다 간단화 된다. 전도시간계수는 다른 벽과

지붕 구조 사이의 시간 지연 특성을 비교하는 수단으로도 제공된다. 표 2.7 과

2.8 에 있는 벽과 지붕에 대한 계산에 사용된 구조체의 데이터는 표 2.9 에

들어있다. 주기적인 응답계수(따라서, CTS)를 사용하여 계산된 벽이나 지붕의

열취득은 정상적이고 주기적인 조건을 가정하고 전도전달함수를 이용하여 설계냉방

부하를 계산했을 때의 열취득과 동일하다.

사

)

내부표면을

통한

열취득

공조된 공간이 다른 온도를 가진 공간에 인접해 있을 때마다, 두 공간을 분리하는

물리적 부분을 통한 열전달이 고려되어야 한다. 열전달률은 다음과 같이 주어진다.

)( t t AU q i b

여기서,

q = 열전달률, W

U = 인접한 공간과 조절된 공간 사이의 전체 열전달계수, W/(m2 ․ K)

A = 두 공간을 분리하는데 관련된 부분, m2

tb = 인접한 공간의 평균 온도,

ti = 조절된 공간의 온도,

tb 온도는 ti 온도와 크게 다를 수 있다. 예를 들어서, 부엌이나 보일러실의

온도는 외부온도보다 8 도에서 28 도만큼 높을 수 있다. 가능하다면, 인접한 공간의

실제온도가 측정되어야 한다. 인접한 공간이 통상적인 건축물이고, 열원이 없고,

또한 그 자체는 태양 열취득이 크지 않다는 것 외에는 아무 것도 모르는 경우, tb-

ti는 외부온도와 공조된 공간의 설계 건구온도에서 3K를 뺀 온도와의 차이로 간주

될 수 있다. 어떤 경우에는 인접한 공간의 공기온도가 외부온도와 같거나 그보다 높기도 한다.

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아

)

바닥을

통한

열취득

환기되거나 공조되지 않는 지하실 바닥이나 지면과 맞닿아 있는 바닥에 대한

냉방부하를 추정하는데 있어서 열전달은 무시될 수 있다.

표 2.7 Wall conduction time series (CTS)

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23

표

2.7 Wall conduction time series (CTS) (continued)

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24

표

2.8 Roof conduction time series (CTS)

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25

표

2.9 Thermal properties and code numbers of layers used in wall and roof

descriptions for 표 2.7 and 표 2.8.

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26

표

2.10 Surface conductances and resistances for air

표

2.11 Emissivities and absorptivities of some surfaces

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27

Version 3.1 에 적용한 Data : Solar Absorptance Values of Various Surfaces

차) 냉방부하 계산

순간냉방부하는 열에너지가 어느 시점에 존 내부 한 지점의 공기로 대류되는

비율이다. 존 내부 표면, 가구, 칸막이, 그리고 다른 물체 사이의 복사 교환으로 인해 냉방부하 계산은 복잡해진다. 대부분의 열취득원은 대류와 복사를 통해

에너지를 전달한다. 복사 열전달은 시간에 의존하며, 그 양은 쉽게 정량화되지

않는다. 복사열은 존에서 물체들의 열용량에 의해 흡수되고 시간이 지나면 대류에

의해 공간으로 전달된다. 이 과정은 시간지연과 감쇠효과를 가져온다. 반면에

열취득의 대류부분은 열취득이 발생하는 시간에 즉시 냉방부하가 된다고 추측된다.

열평형과정은 그들의 표면온도와 방사율에 근거하여 표면들 사이의 복사

열전달율을 계산한다. 그러나, 인체, 전등, 기기, 장비를 포함한 내부 부하의 복사

열전달에 대한 기여도를 결정하기 위해서는 추정된 "복사/대류 분할"에 의지한다.

RTS 절차는 HB 절차와 같이 각 표면의 순간적인 대류/복사 열전달을 동시에 해결하는 것 대신에 벽, 지붕의 전도 열취득의 추정된 "복사/대류 분할"에도 또한

의존함으로써 HB 절차를 더욱 간단하게 한다. 따라서, 특정한 시간의 부하 요소

(전등, 사람, 벽, 지붕, 창, 기구 등)의 냉방부하는 그 시간의 열취득의 대류

부분에 그 시간과 그전 23 시간의 복사 열취득 중 시간지연 후에 취득된 열을 더한

합이다. 표 2.3 에 각각의 열취득 인자들의 "대류/복사 분할" 권장값이 나타나

있다.

RTS법은 RTS 계수인 복사시간인자를 사용하여 시간당 열취득을 시간당 냉방부하로

변환시킨다. 복사시간인자는 현재와 과거의 열취득을 근간으로 현재 시간의

냉방부하를 계산하는데 이용된다. 특정한 존에 대한 RTS는 그 존의 시간-의존

응답을 복사에너지의 단일한 펄스로 준다. RTS는 각 시간당 존 공기로 대류되는 복사 펄스의 비율을 보여준다. 따라서, 이전시간 r0는 현재시간에 존 공기로

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대류되는 복사펄스의 비율이고 r1은 그 전시간 등을 나타낸다. 이렇게 만들어진

RTS는 다음의 식에 따라서 시간당 열취득의 복사부분을 시간당 냉방부하로

변환하는데 사용된다.

Qr, = r 0 + r 1q r, -1 + r 2q r, -2 + r 3q r, -3 + ... + r 23q r, -23

여기서,

Qr,θ = 현재시간(θ)의 복사 냉방부하(Qr), W

qr,θ = 현재 시간의 복사 열취득, W

qr,θ-n = n 시간전의 복사 열취득, W

r0, r1, etc. = 복사시간인자

RTS 와 상기 식을 사용하여 산출되는 현재 시간의 복사 냉방부하가 대류부하에

합쳐져서 부하 인자의 해당 시간의 전체 냉방부하가 결정된다. 복사시간인자는 열평형에 기초를 둔 절차에 의해 생성된다. 각각의 개별 지역과 각각의 개별

복사에너지 분포함수 가정을 위해서는 복사시간 인자의 개별 열이 이론적으로

요구된다. 가장 일반적으로 설계에 적용하는 경우, RTS 변화는 구조체 건물의

전체적인 규모와 복사열취득이 가해지는 표면의 열응답성에 주로 의존한다. RTS 를

개발한 목표의 하나는 열평형 방법에 직접적으로 기초를 둔 간단한 방법을

제공하는 것이었다. 따라서, 열평형에서 RTS 계수를 직접적으로 생성하는 것이

바람직하다고 간주했다.

표

2.12 Representative nonsolar RTS values for light to heavy construction

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표

2.13 Representative solar RTS values for light to heavy construction

표

2.14 RTS representative zone construction for 표 2.12 and 2.13

서로 다른 두 가지의 RTS 가 사용되며, 직접적으로 전달된 태양 열취득(바닥,

가구에 분배될 거라 추측되는 복사 에너지)에 사용되는 태양열(solar) RTS, 다른 종류의 열취득 (모든 내부표면에 균일하게 분배될 거라 추측되는 복사 에너지)에

사용되는 비태양열(nonsolar) RTS 가 그 두 가지이다. 비태양열 RTS는 사람, 전등,

기구, 벽, 지붕 및 바닥으로부터의 복사열취득에 적용된다. 또한, 산란된 태양

열취득이나 내부 음영(브라인드, 커튼 등)을 가지고 있는 창문으로부터의 직달

태양 열취득에 대해서는 nonsolar RTS 가 사용되야 한다. 이러한 근원 (source)

으로부터의 복사는 모든 방 표면에 균일하게 분배될 것으로 가정한다. 경량, 중간,

중량의 구조체의 대표적인 solar 와 nonsolar RTS 자료는 표 2.12, 표 2.13 에

제공된다. 그 표들은 표 2.14 에 나열된 존 특성을 가지고 컴퓨터 프로그램을

사용하여 계산되었다. 존이 이러한 전형적인 존에 합당하게 유사하지 않거나 또는

보다 정밀도가 요구되는 곳의 경우, HB 방법을 사용하여 RTS 값을 계산한다.

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3. 프로그램 알고리즘

냉방부하계산 방법은 ASHRAE, Fundamentals 2005 년, Chapter 30 에 게재된

Cooling and Heating Load Calculation 방법인 RTS(Radiant Time Series)법의

계산식을 준용하였다.

냉방용 외기온도는 설계 건구 온도에서 각 시간에 해당하는 1 일 온도 범위의

비율을 빼서 시간별 온도를 계산하였으며, 절대 습도는 설계 조건과 일정하다고

가정하였다. 다만, 시각별 변화로 상대습도가 95 % 이상으로 나타나는 시간대에는

상대습도 95 % 점의 절대습도를 계산값으로 활용하였다.

난방부하계산 방법은 외기온도가 난방용 외기온습도 설계 기준치 상태로 1 시간

동안 지속되며 정상 열전달이 이루어진다고 가정할 때의 부하를 계산토록 하였으며,

방위별 할증이 가능하도록 시스템 내부에 방위계수를 내장하여 적용 가능하도록

하였다.

냉난방 부하계산의 안전율은 외부부하와 내부부하로 구분하여 설계자가 임으로

적용할 수 있도록 하였으며, 침입외기에 대한 안전율은 적용하지 않았으므로 이를

적용하고자 할 경우에는 최초 입력값에서 할증하여야 한다.

장비용량선정 프로그램의 알고리즘은 엔지니어들이 수 계산에 의해 장비용량을

선정하던 계산식과 계산서 양식들을 조사 분석하고, 학계 및 업계 전문가들의

자문을 받아 계산식과 계산 과정이 간단 명료하게 나타나도록 구성하였다.

습공기의 상태값(건구온도, 습구온도, 노점온도, 상대습도, 절대습도, 엔탈피 등)

계산프로그램을 내장시켜 공조방식 (CAV, VAV, CAV-With Reheat, FCU, PAC,Radiator, OAHU, HVU, Heat Recovery 방식 등)별로 공기선도상 상태 변화 과정과

그 값을 자동적으로 입력 계산되도록 하였고, 습공기선도상에 상태변화 그래프가

자동적으로 작성되도록 하였으며, 시스템별로 다이아그램과 기기의 제원을 자동

출력하여 오류 검증, 자체/외부 기술자간 원활한 Communication 등 다양한 기능을

갖추었다.

건물부하 분석은 각 부하 요소별, 장비별로 다양하게 제공하여 사용자가 가장

합리적으로 열원 장비를 선정하도록 하였으며, 실별 부하 계산과 분리하여 실제

장비 선정시 활용한 실과 미활용실, 중복사용실의 데이터를 제공함으로서 계산

방법에 따른 서로간의 오차를 없앨 수 있도록 지원한다. 추가 제공하는 팬 선정은 공조기의 실별 Air Balancing 과 연계하여 사용함으로 그 기능을 활성화 시킬 수

있다.

가장 작업량이 많은 Room 데이터 입력의 간편화를 위해서 설계 기준의

외부/내부부하 인자를 코드화함으로 반복되는 작업과 오류 발생을 최소화하였으며,

코드의 변경, 삭제 등에도 AHU, 터미널 유니트 선정의 해당 Room 부하가 자동

재계산하도록 하여 장비 선정시 잘못된 부하를 이용하는 것을 방지하도록 하였다.

Room 부하 계산과 장비 선정을 분리하여, 공조시스템의 결정전에도 Room 데이터를

입력 가능하고, 장비 선정시 Room 부하 요소를 선택하도록 함으로 시스템의 변경

등에도 매우 신속하게 대처가 가능하다. 또한, 각종 입력 데이터의 오류 방지

시스템을 내장하여 사용자의 입력 오류를 제한하도록 하였다.

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3.1 냉난방 부하계산 절차

냉난방 부하계산 절차에서 고려한 항목과 계산범위, 계산 데이터는 표 3.1 과 같다.

표

3.1 냉난방 부하계산 절차

No 항 목 계산 범위 및 요소 입력 / 계산 Data

1 일사 관련 계산

- Solar Heat

Gain

- Sol Air Temp.

북,남반부 전 지역 2009 ASHRAE HoF, Ch. 14

te = to + α Et / ho – rad_correction

2 설계 외기 온습도 냉방 : 50 이하

난방 : -50 이상

냉방 : toh = to –D. Range x temp.

난방 : 설계 기준 값 적용

3 K 값 계산

- Glass

- Wl / Rf / Pt

Glass : 15 개

R/W/P : 40 개

K = 1/(α i + d1/λ1 + d2/λ2 ∙∙∙

+ αo)

4 CTS 계수 Wall/Roof : 35 / 19 개 2009 ASHRAE HoF Ch. 18, Table

16, 17

5 RTS 계수 Zone : 24 개 2009 ASHRAE HoF Ch. 18, Table

19, 20

6 Glass 열 취득

- SHGC 값

- IAC 값

Direct/Diffuse/

Conduction의 열취득

Qb = A∙ED∙SHGC(θ)∙IAC

Qd = A∙(Ed + E r)∙<SHGC>D∙IAC

Qc = K∙A∙ (To – Ti)

Q = Qb + Qd + Qc

7 Wall/Roof 열취득 시각별 상당외기 온도차

/ CTS 계수

q I,q-n = K∙A∙(t e,q-n - t rc)

qq = c0 q i,q + c1 q i,q-1 + c2 q i,q-2 +

c3 q i,q-3 +…

8 내부 열 취득 인체 부하(현열, 잠열)

전등, 기기 부하

Qp = Uf x Pnos x (Psh + Plh)

QL = B.F x Uf x Lld,

QE = Eld x Uf

9 복사/대류 열취득 6,7,8 항에 적용 각 인자(내부, G/R/W) 의 열

취득을 복사/대류로 구분

10 복사 냉방 부하 9항 중 복사열 취득에

적용

Qr,θ = r0 qr,θ + r1 qr,θ-1 + r2 qr,θ-2 + r3

qr,θ-3 + .. + r23 qr,θ-23

11 Part. 냉방부하 전도식 QpT = K∙A∙ (Tb – Ti)

12 침입외기냉방부하 환기횟수/직접입력 QIF = 1.2 x V x (Ento – Ent i)

13 전체 냉방부하 복사/대류 부하, 유리의

전도 부하, 간벽 부하,

침입외기 부하의 합

QT = 9항 대류 열 취득 + 10항 +

Qc + QPT + Q IF

14 난방 부하 외부(G/R/W), 간벽

부하 및 유리 부하

Qh = K∙A∙ (To – Ti)

QIF = 0.335 x V x (Tout – Tin)

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3.2 프로그램의 구성

)

파일의

구성

프로그램은 실행 파일인 Main 파일 과 데이터 파일로 구성되어 있다.

- Main 파일 : RTS-SAREK(00_v0.0).xlsm (Visual 6.0 으로 작성)

- Sub 파일 : kvalue.mdb (재료의 물성치)

나

) Flow Chart

RTS-SAREK 프로그램의 계산을 위한 Flow Chart는 그림 3.1과 같다.

그림

3.1 RTS-SAREK 의 Flow Chart

다

)

적용

범위

(1) 계산 가능 위도 범위 : 북반구/남반구 전지역

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33

(2) 냉방용 실내온도 범위 : 15 ~ 30 DB

(3) Cooling Load 계산 시각 : 24시간

(4) 구동 환경: 32 bit 의 Windows 7, 7 SP1, Windows XP, Microsoft Excel 2010 이상

(5) 표준 단위 : SI 단위계 적용

라

)

계산

능

범위

(1) 계산 가능 실(Room) 수 : 1600개

(2) AHU, 터미널 유니트 담당실 수 : 190 개/시스템

(3) AHU, 시스템 수량 : 180개

(4) 장비용량 선정이 가능한 시스템 종류

- 정풍량 단일덕트 시스템 (CAV AHU 방식)- 변풍량 단일덕트 시스템 (VAV AHU 방식)

- 팬코일 유니트 방식 (FCU 방식)

- 팬코일 유니트 + 정풍량 단일덕트 시스템 (FCU + CAV AHU 방식)

- 팬코일 유니트 + 변풍량 단일덕트 시스템 (FCU + VAV AHU 방식)

- 정풍량 단일덕트 재열 시스템 (CAV AHU with Reheat 방식)

- 전외기 공조 시스템 (OAHU 또는 HVU 방식)

- 팩키지 에어콘 시스템 (PAC 방식)

- 방열기/콘벡터 (Radiator / Convector)

- 배열회수 시스템 (Heat Recovery 시스템)

3.3 프로그램의 주요 기능

본 프로그램은 신속하고 편리하게 정확한 냉난방부하를 계산하고 계산결과를

자동 분석하여 최적의 장비용량을 선정할 수 있도록 하기 위해 다음과 같은

기능을 부여하였다.

)

설계

조건

및

기준

설정

- 외기/실내온습도 조건 자동 계산

- 구조체 열관류율값 (K-Value) 자동 계산

- 실내온도에 따라 인체발생열량 자동 보정

- 외기온습도 설계조건의 복수선택

- 부하계산 안전율 임의 지정

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나

)

냉난방

부하계산

기능

- 방위별/시각별 낭난방 부하계산

- Projection 에 대한 일사량 보정 계산

- 계산 적용 데이터의 전체/일부의 변경 기능

- 입력된 Room 의 자동 정열 기능

다

)

부하집계

및

부하분석

기능

- 방위별/시각별 각실의 Peak Load 자동집계

- 공조 Zone별 Peak Load 자동집계

- 건물의 Block Peak Load 자동집계 (중복 사용실, 그래프 등 작성)

라

) AHU

선정

및

시스템

분석

기능

- Zone에 포함할 실/부하 요소를 임의선택

- Zone별 Peak Load 자동집계

- 외기량 선정기준 임의선택 (인당 외기량/직접입력/급기량과 동일)

- RSHF / 급기 풍량 자동계산

- 습공기선도상 상태변화 자동 작성

- 송풍기 열 취득 자동계산

- 장치용량/송풍기 동력 자동 계산

- 실별 풍량 발란싱 시트 자동 작성

- 시스템의 다이아그램 작성

마

)

터미널

유니트

용량

선정

기능

- Zone에 포함할 실/부하 요소를 임의선택

- Zone별 Peak Load 자동 집계 및 장비 선정

바

)

종

환기

팬

용량

선정

기능

- 실별 배기 팬 풍량 선정 및 집계

- 정압 계산 및 팬 Motor 용량 자동 계산

사

)

장비

일람표

자동

작성

기능

- 공기 조화기 사양서 자동 출력

- 팬 사양서 자동 출력

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3.4 프로그램의 특징

)

사용상의

편의성

및

유용성

설계 순서에 따라 기 입력된 데이터 와 입력에 필요한 각종 데이터를 화면에 나타내어 연계되는 후속 입력 작업에 바로 활용 가능하게 하여 작업을 용이하게

하였다.

- Room 데이터 입력시 설계 기준 리스트 생성

- 장비 선정시 Room 리스트 생성

- 계산 결과의 화면상 출력 기능

또한, 출력 형태는 엔지니어 첵크 항목 및 계산 과정을 나타나도록 하여, 사용자의

검증이 용이하며, 엔지니어에 익숙한 양식이 되도록 하였다.

나

)

신속성

및

효율성

활용하는 모든 데이터를 코드화하여 용도/실명/계통 명칭 및 기준 데이터를

반복해서 입력하지 않도록 하였으며 코드값 한번의 변경으로 연결된 모든 데이터가

따라서 변경되도록 하여 부하계산에 소요되는 시간이 최대한 단축되도록 하였다.

건축 계획의 변경(재료 두께 변경, 실면적 변경, 실용도 변경 등) 및 설계 기준

변경시 신속하게 입력 데이터의 추가/수정/삭제가 가능하도록 하였으며 변경 결과를 스크롤바로 이동시켜가며 용이하게 검색할 수 있다. 또한 변경된

계산결과의 집계도 자동적으로 이루어지므로 변경되는 장비용량도 쉽게 선정할 수

있다.

장비용량 선정과 동시에 장비일람표를 출력할 수 있으므로 장비연결 배관에

설치되는 각종 밸브, 트랩의 관경 선정을 용이하게 할뿐만 아니라 타 분야

협의용(전기 동력, 자동제어 설계, 방진, 소음 설계 및 견적용 등)으로 즉시

활용할 수 있으며 Air Balancing Sheets 는 덕트 도면 작성 및 취출구 규격 선정시

신속 정확하게 활용할 수 있다.

계산에 활용한 입력 데이터 파일과 출력물 파일로 분리하여 저장할 수 있도록

구분되어 있어서 효율적인 관리가 가능하며, 출력물 파일은 연산 Sheets 상에

결과물을 나타내므로 타 용도의 계산시(관경 계산서 작성 등) 활용이 가능하다.

다

)

정확성

ASHRAE 에서 새로운 부하 계산법으로 제시한 RTS법의알고리즘을 준용하였기 때문에

계산결과가 정확하고 공기조화가 용량 선정에 필요한 습공기선도상 상태점 변화는

내장된 상태점 계산 프로그램으로 계산하므로 시스템 선정시 오류가 발생되지

않는다.

7/23/2019 Rts-sarek



36

프로그램의 실행 순서 및 실행 방법상의 오류 발생시와 숫자와 문자 등의 입력

데이터가 규정된 범위를 벗어나게 입력하는 경우는 에러 메시지와 입력 가능한

값이 화면에 표시되도록 하여 즉시 수정 입력할 수 있는 오류 입력 방지

시스템을 채택하고 있다.

부하 계산 결과로 부하 요소별 단위 면적당 부하값 및 부하 비율을 자동 분석할 수

있고, 시스템 용량 선정 Sheets 상에도 단위 면적당 부하 계산값, 단위 면적당

앤지니어들도 경험치와 비교 검토할 수 있도록 하였다.

3.5

프로그램의

데이터

입력

및

출력

)

설계기준

/

열관류율

작성

(1) 설계 개요 입력

건물의 개요, 층별 규모 및 용도 등 설계 관리에 필요한 데이터와 인체 발열량

기준 등 계산에 필요한 근거 자료를 입력한다.

- 인체 발열량 기준 : 경작업, 중작업, 정좌, 댄스 등 9개의 형태 까지 입력

(2) 부하계산 기준 입력

직접 계산에 사용되는 표준 경도, 경도, 위도, 냉방 월, Clearness, Ground

Reflection 의 냉방 계산기준과 내부 부하기준, 외기 온습도조건, 간벽 부하기준을

입력한다. 특히 내부 부하기준과 간벽 부하기준은 Room 입력시 적용될 「인체,

전등, 기기」부하에 대한 기준과 비 냉난방실과 면하는 벽과 바닥의 온도차를

코드화하여 Room 데이터 입력의 단순화 및 오류 입력을 방지토록 하였다.

- 냉방 월 : 1 ~ 12 월

- 외기 온습도 조건 : 2 개까지 입력 가능하도록 기능 부여(온도, 습도, 일교차)

- 내부 부하 기준 : 인체 부하기준, 작업형태, 전등/기기 부하기준과

Radiant(%) 입력

- 간벽 부하 기준 : 냉방, 난방시 실내와 인접실의 온도차 입력

(3) 열관류율/ 재료 변경 입력

재료별의 물성치를 데이터 값으로 프로그램에 내장하였고 이 값을 이용하여

외벽/지붕/ 간벽의 열관류율을 계산하고 코드화함으로써 Room 데이터 입력을

용이하게 하였다.

- Glass : K값, AC(감쇄 계수), Radiant, SHGC 입력

7/23/2019 Rts-sarek



37

- Wall/Roof/Partition : Wall/ Roof 의 CTS No., Radiant, Absorptance,

Conductances 입력 및 재료별 두께 및 열전도율 입력

계산

- 재료 변경 : 기본 입력 재료의 물성치를 변경하거나 추가/삭제시 활용

- 습공기선도 상태점 : 부가 기능으로 임의점 계산시 할용 가능

나

) Room

부하

계산

(1) Room 데이터 입력

제일 많은 작업 빈도의 입력 작업으로 코드화되어 기 입력된 설계/부하계산

기준을 쉽게 이용할 수 있도록 리스트를 생성한다. 또한, 반복되는 계산 적용

데이터는 변경이 없을 경우 계속 사용하며, 추가/수정 /삭제 및 검색이 용이하게 구성하여 입력 작업을 최대한 간편하도록 하였다.

- 기본 입력 데이터 : Room No, 실명, 면적 ,수량 등 Room의 제원 입력

- 계산 적용 데이터 : 외기/실내 온도 조건, RTS Zone 등 계산에 필요한

조건 입력

- 침입 외기 데이터 : 풍량, 환기 횟수로 구분 입력

- 내부 부하 데이터 : 코드 적용 또는 인체, 전등, 기기의 직접 입력으로 구분

- 외부 부하 데이터 : 유리/외벽/지붕/간벽의 Azimuth, Tilt, 크기, Projection데이터 입력

(2) Room Data 변경 입력

「 Room Data 입력」의 계산 적용 데이터를 전체 또는 일부를 변경하고자 할 때

한번의 작업으로 변경가능토록 하여 반복되는 수정 작업을 단순화시키는 효율적인

기능을 가지고 있다.

- 변경 가능 항목 : 실내외 온습도 조건, 침입외기량 , RTS Zone, 안전율 등

- 방위 조정 기능 : 전체/일부의 방위값을 시계, 반 시계 방향으로 회전시 사용

- 삭제/복사 기능 : 전체/일부의 Room Data 를 삭제, 복사하여 사용하는 기능

(3) 계산 결과 / Output Sheets

계산 결과를 화면상, Sheets 상에 출력하는 기능과 Projection 에 대한 24 시간

부하를 검증할 수 있는 부가 기능이 있다.

- 계산 결과 : 화면상에 부하 요소별 부하를 시간대별로 출력

- Output Sheets : 전체/일부의 출력물을 Sheets 상에 생성

- Projection 검증 : Glass 의 외부 Shading 에 대한 검증으로 24 시간 값 계산

7/23/2019 Rts-sarek



38

다

)

공조기

선정

5 개의 화면으로 구성되어 있으며 각 화면은 서로 연계되어 시스템 선정 작업을 수행한다.

(1) 선정기준

공조기 선정의 기본 조건인 적용 시스템, 배열 회수기, 냉난방 코일, 가습기의

사용 유무 및 조건을 입력한다.

(2) 시스템 담당부하

계산된 Room 부하에서 시스템 선정시 적용 할 실과 부하 형태를 선택 입력하므로

공조기의 죠닝 계획이 매우 쉽고, 변경, 추가시에도 Room 입력 데이터 변경없이

공조기의 담당부하를 조정함으로서 계산에 적용할 부하량을 계산한다.

부하 형태는 6 개로 구분하여 외벽, 유리, 지붕, 간벽, 내부, 침입외기 부하로서

적용 여부에 따라 각각 선택한다.

- Room 리스트 : 비사용실을 선택시 시스템 선정시 사용하지 않을 실만 화면에

출력하여 중복 사용 등의 오류를 방지한다.

(3) 풍량 선정

담당부하에서 적용/계산된 부하를 이용하여 외기량, 실별 풍량계산, 취출공기의

상태점등을 계산한다. 냉방 적용 풍량 계산시 취출 공기의 온도차(T), 실내온도,

팬의 온도상승(팬 선정과 자동 연결), 재열(Reheating) 온도차의 변화에 따라

자동으로 취출 공기의 상태점을 변화시켜 사용자가 화면상 검증이 가능하다.

(4) 팬 선정

팬의 형태, 내.외부의 정압계산, 팬 사양의 선정 기능으로 풍량 선정시 팬의

온도상승이 자동 연계하여 계산된다.

- 정압 자동 집계 및 자동 동력 계산 기능

라

)

터미널

유니트

/

팬

선정

(1) 터미널 유니트 선정

7/23/2019 Rts-sarek



39

Room 부하에서 적용할 실과 부하 형태를 선택하여 기기별, Zone 별로 입력하고

장비사양에 따른 실별로 적용 수량을 자동 계산 또는 사용자 수정 입력이

가능하도록 기능을 부여하였다.

(2) 팬 선정

풍량 선정은 환기 횟수, 직접입력, 발열량 기준으로 실별로 입력하며,

정압/동력은 덕트, 기구별로 입력하면 자동으로 집계 및 동력 계산을

수행한다.

마

)

건물

부하분석

건물 전체의 부하 요소별/시간별 Block Peak Load 를 작성하고, Zone 별로 담당

공조기, 터미널 유니트를 선택하여 한 건물에서도 다양한 용도별로 구분된

부하분석을 수행한다. Room 입력 후 미 활용실과 중복 사용실의 리스트를 작성하여

출력함으로 정확한 검증이 가능하다.

바

)

프로그램의

출력

Sheets

모든 출력물은 Microsoft 사의 Excel Sheet 상에 생성하며, 설계기준/열관류율

(1 개), Room 부하 (6 개), 공조기 선정(5 개), 터미널 유니트 선정(5 개), 팬

선정(3개), 건물부하분석(3개) 등 23개의 출력물로 구성된다.

7/23/2019 Rts-sarek


7/23/2019 Rts-sarek



41

G

L

A

S

S

NW 미래98 5,301 6,487 7,639 8,786 9,421 10,097 11,782 7,940 17,709 20,950 21,648 7,457

RTS 3,175 4,152 5,072 5,915 6,597 7,166 7,710 9,302 11,545 13,403 15,143 11,929

SE 미래98 15,434 17,741 18,226 17,026 14,365 12,737 11,796 11,025 10,074 9,364 8,246 4,769

RTS 8,929 11,379 12,592 12,504 11,369 9,932 9,236 8,694 8,109 7,321 6,263 4,805

NE 미래98 3,353 4,099 4,826 5,550 6,654 8,749 10,433 11,468 11,467 10,605 9,099 4,032

RTS 1,983 2,584 3,150 3,731 4,302 5,289 6,650 7,757 8,283 8,009 6,795 4,735

SW 미래98 9,664 9,169 7,737 6,683 6,546 6,646 6,451 6,129 5,642 5,375 4,758 2,684

RTS 6,884 6,929 6,215 5,313 4,951 4,905 4,894 4,792 4,539 4,135 3,558 2,738

지붕 미래98 5,668 5,688 5,994 6,859 7,979 9,100 10,526 12,206 13,326 14,497 15,058 15,312

RTS 1,026 2,619 4,841 7,326 9,784 11,975 13,672 14,710 14,980 14,430 13,088 11,048

인체 미래98 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140 28,140

RTS 25,400 26,222 26,678 26,952 27,044 27,136 27,136 27,226 27,318 27,410 27,500 27,592

조명 미래98 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415 40,415

RTS 33,256 35,402 36,594 37,308 37,548 37,786 37,786 38,024 38,262 38,500 38,740 38,978

기기 미래98 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925 26,925

RTS 24,500 25,226 25,630 25,872 25,952 26,034 26,034 26,114 26,196 26,276 26,356 26,438

TOTAL 미래98 137,060 141,133 142,987 144,252 144,961 148,018 152,241 150,550 160,595 163,822 162,550 138,429

RTS 109,412 119,897 126,919 131,485 134,260 136,951 139,963 143,914 147,051 147,863 146,068 136,493

그림

4.1 창의 방위별 부하 비교 검토

SOLAR ( GLASS : NW )

-

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

SOLAR ( GLASS : SE )

-

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

SOLAR ( GLASS : NE )

-

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

SOLAR ( GLASS : SW )

-

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

7/23/2019 Rts-sarek



42

그림

4.2 WALL-1의 방위별 부하 비교 검토

그림

4.3 WALL-2의 방위별 부하 검토

CONDUCTION(WALL(1) : NW)

-

200

400

600

8001,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(1) SE)

-200400600800

1,0001,200

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(1) : NE)

-

200

400

600

800

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(1) : SW)

-100200300400500600

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(2) : NW)

-

1,000

2,000

3,000

4,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(2) : SE)

-500

1,0001,5002,0002,5003,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(2) : NE)

-

500

1,000

1,500

2,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

CONDUCTION(WALL(2) : SW)

-

500

1,000

1,500

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

7/23/2019 Rts-sarek



43

그림

4.4 인체부하 비교 검토 그림

4.5 조명부하 비교 검토

그림

4.6 기기부하 비교 검토 그림

4.7 지붕부하 비교 검토

그림

4.8 건물전체부하 비교 검토

PEOPLE

24,000

24,500

25,000

25,500

26,000

26,500

27,000

27,50028,000

28,500

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

LIGHTING

-

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,00040,000

45,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

EQUIPMENT

23,000

23,500

24,000

24,500

25,000

25,500

26,000

26,500

27,000

27,500

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

ROOF

-

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

TOTAL

-

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

160,000

180,000

8 : 0 0

9 : 0 0

1 0 : 0 0

1 1 : 0 0

1 2 : 0 0

1 3 : 0 0

1 4 : 0 0

1 5 : 0 0

1 6 : 0 0

1 7 : 0 0

1 8 : 0 0

1 9 : 0 0

MIRAE98 RTS

7/23/2019 Rts-sarek



44

나

)

계산

결과

분석

(1) Peak Time은 16:00시로 동일하게 나타났다.

(2) 건물전체부하는 미래 98에 비해 RTS-SAREK이 약 10% 감소하는 것으로 나타났다.

다

)

계산

결과의

차이점

발생

원인

(1) Peak Time은 16:00시로 동일하게 나타났다.

(2) 내부부하는 미래 98 은 CLF 값을 1 로 적용해 나타냈고, RTS-SAREK 은 ZONE

형상에 따른 RTS 계수에 의한 복사시계열의 시간지연을 계산에 포함함으로

결과치의 차이를 보인다.

(3) 외부(지붕/벽체/유리) 부하는 Solar Data / Sol-Air temperature 등의

계산식으로 정밀 계산되는 RTS-SAREK 이 보다 적게 나타난다. 이는 RTS-

SAREK 의 계산 인자들이 좀더 많아서 절차는 복잡하지만, 효과적으로

복사/대류에 의한 태양열 취득량을 계산하므로 RTS 법의 정확성이 좀 더

높다.

라

)

맺음말

미래 98 과 RTS-SAREK 둘 다 ASHRAE 에서 제공하는 알고리즘을 프로그래밍한

방식이므로 근본적인 차이는 있을 수 없으나 계산방식의 차이 및 입력 Data 의

차이로 인해 계산결과는 약간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 그러나, 이 차이도

오차범위 이내에 들어오는 것으로 두 계산법 모두 정확하게 적용되었음이 확인 되었다.

4.3 LOADSYS 와의 비교 검증

) LOADSYS

프로그램의

개요

LOADSYS 프로그램의 모든 자료는 ASHRAE 1985 Handbook of Fundamentals 를

기준으로 하여 작성되었으며, 계산에 필요한 각종 CLTD (Cooling Load Temperature

Difference) 값 등은 1985 ASHRAE Handbook 의 Chapter 26 에 있는 자료를

사용하고 있다.

나

) LOADSYS

와

RTS-SAREK

의

부하계산

비교

검토

7/23/2019 Rts-sarek



45

(1) 건물전체 시각별 총냉방부하값 비교

(부하단위:Watt)

구

분

08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00

RTS-SAREK 109,412 119,897 126,919 131,485 134,260 136,951 136,963

LOADSYS 145,176 145,067 144,642 146,103 146,891 149,406 151,692

백분율

132.7 120.9 113.9 111.1 109.4 109.1 108.4

구

분

15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

RTS-SAREK 143,814 147,051 147,863 146,068 136,493

LOADSYS 157,274 161,770 164,312 162,406 139,428

백분율

109.4 110.0 111.1 111.1 102.2

그림

4.9 Cooling Load Profile Comparison

가 ) 각 시간대별 부하값 중에서 피크시각인 17:00 시경에는

LOADSYS 값이 RTS-SAREK 값보다 약 11%정도 높게 나타난다 .

나 ) 냉방부하값이 Peak 가 되는 12:00~18:00 시 사이에는 108%~111% 정도로

약 8~11% 정도 LOADSYS 부하가 크게 나타났다 .

(2) 요소별 냉난방부하의 비교

7/23/2019 Rts-sarek



46

(계산시각 : 17시)

No. 비교

항목

RTS-SAREK

부하

LOADSYS

부하

비

고

1 창 유 리 32,968 W(100%) 50,886 W(154.8%) 면적 : 357.5

2 Wall 8,379 W(100%) 3,301 W(39.5%) 면적 : 829.0

3 Roof 14,430 W(100%) 11,733 W(81.3%) 면적 : 1,251

4 인체부하 28,410 W(100%) 28,130 W(99.0%) 재실인원 : 210명

5 조명부하 35,500 W(100%) 48,479 W(136.5%) 입력 : 40.4 kW

6 기기부하 26,276 W(100%) 26,921 W(102.4%) 입력 : 26.9 kW

가 ) Peak 시간인 오후 17 시를 기준으로 하여 RTS-SAREK 부하값과 LOADSYS 부하값을 비교하였다 .

나 ) 인체 , 조명 , 기기 등의 내부부하는 실내구조체 , 가구 등에

축열되어 있다가 각기 다른 시간대에 서서히 방열되어

냉방부하로 작용하므로 전체입력부하의 100%가 동시에 방열

되지는 않는다

다 ) RTS-SAREK 의 냉방부하값이 LOADSYS의 부하값보다 평균 10%정도

적게 나오는 근본적인 이유는 복사열의 축열효과와 서서히 방열되는

효과에 기인하는 것으로 판단된다 .

다

)

검토

결과

새로운 부하계산 방법인 RTS 법을 적용한 RTS-SAREK 프로그램을 검증하기 위하여

현재까지 많이 사용되고 있는 LOADSYS 프로그램으로 예제 빌딩을 실제 계산하여

비교하였다.

대체적으로 냉방부하값이 계산결과 8~11% 정도 즉 평균 10%정도 LOADSYS 계산결과가

크게 나왔다. 이것은 과거에도 TETD 방법과 CLTD 방법의 계산결과치를 비교했을 때에도

약 10% 정도 차이가 있었다. 다시 말하면, CLTD(LOADSYS)방법이 TETD 방법보다 10%

정도 적게 나왔었다.

1970 년대의 TETD 방법과 2005 년도의 RTS-SAREK 방법을 비교하여 15~20% 정도

냉방부하값이 줄어들었다.

7/23/2019 Rts-sarek



47

4.4 HCL 과의 비교 검증

) HCL

개요

HCL 은 ASHRAE Handbook Fundamentals (1981) Ch.26 의 CLTD/CLF 를 기초로 하여 1992 년 쓰리티이 코리아에 의하여 개발된 공조부하 용량 계산용 S/W 로서

기능적인 면에서 같은 목적의 대부분의 타 S/W와 구별되는 점은 다음과 같다.

문서작성기를 이용한 입력방식, 16 방위 입력, 하위 DATA 공란시 MASTER DATA

대체 개념, 입력 Error Check 기능, Zone/Room Data 수 입력 제한 없음 등의

기능을 가지고 있다.

나

) HCL

과

RTSLoad

의

부하계산

결과

비교

(1) 부하합계비교

시간대별 부하변동은 그림 4.10 과 같이 두 방법 모두 동일한 경향을 보이고

있으나 HCL(CLTD 법)에 의한 결과 값이 Peak 시 15%~17% 많은 것으로 나타났다.

HCL(CLTD법)이 Peak 부하 산정에 충분한 여유가 있음을 알 수 있다.

그림

4.10 RTS-SAREK(RTS법)와 HCL(CLTD법)의 전체 부하 비교

(2) 유리를 통한 부하 비교

시간대별 유리를 통한 부하 패턴은 그림 4.11 과 같이 유사하나 Peak 시

HCL(CLTD법)에 의한 부하가 50% 이상 많게 나타났다.

RTS vs. CLTD부하

비

(전체

)

105.5%111.6%

115.6%117.1%116.4%115.3%

113.0%112.6%115.5%

123.8%134.6%

0

100,000

200,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

시

W A T T

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

140.0%

RTS

CLTD

비율

7/23/2019 Rts-sarek



48

HCL(CLTD 법)방식에서 SC=0.43 으로 입력한 결과이며 외부차양은 고려하지

않았으므로 RTS-SAREK(RTS법)에 비하여 높게 나타났다

그림

4.11

RTS-SAREK(RTS법)과 HCL(CLTD법)의 유리를 통한 부하 비교

(3) Wall을 통한 부하 비교

HCL(CLTD 법)계산에 의한 부하가 그림 4.12 와 같이 Peak 시 RTS-

SAREK(RTS법)의 70~75% 정도로 낮게 나타났다.

A~G Type 으로 구분되는 HCL(CLTD 법) 한계와 RTS-SAREK(RTS 법)에서 입력되는

재질의 계수 입력차이에서 발생하는 것으로 판단된다

그림

4.12 RTS-SAREK(RTS법)과 HCL(CLTD법)의 Wall을 통한 부하 비교

RTS vs . CLTD비

(GLASS)

113.8%

137.6%151.8%155.6%

148.1%141.7%

125.1%117.9%

121.7%

146.2%

180.3%

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

W A T T

0.0%

40.0%

80.0%

120.0%

160.0%

200.0%

RTS

CLTD

비율

RTS vs . CLTD비 (WALL)

62.4%68.9%72.4%75.0%72.2%

67.6%

63.0%60.5%63.8%

70.6%82.2%

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

시

W A T T

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

RTS

CLTD

비율

7/23/2019 Rts-sarek



49

(4) Roof를 통한 부하 비교

HCL(CLTD 법) 결과 값이 Peak 시 RTS-SAREK(RTS 법)에 의한 부하에 비하여 그림

4.13 과 같이 80% 정도 낮게 나타났다. Wall 과 같이 Type 으로 구분되는

HCL(CLTD 법)의 한계와 RTS-SAREK(RTS 법)에서 입력되는 재질의 계수입력차이에서 발생한 것으로 판단된다.

그림

4.13

RTS-SAREK(RTS법)과 HCL(CLTD법)의 Roof를 통한 부하 비교

(5) Lighting 부하 비교

HCL(CLTD 법)에 의한 결과가 Peak 시 RTS-SAREK(RTS 법)의 결과에 비하여 그림

4.14 와 같이 125~130% 정도 높게 나타났다. HCL(CLTD 법)의 경우 24 시간 냉방이

아닐 경우 CLF=1.0으로 계산하므로 나타나는 결과로 판단된다

그림

4.14 RTS-SAREK(RTS법)과 HCL(CLTD법)의 Lighting 부하 비교

RTS vs . CLTD비 (ROOF)

68.8%72.8%

76.8%81.6%

87.8%94.0%

102.3%

112.7%

0

2,000

4,000

6,000

8,00010,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

시

W A T T

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

RTS

CLTD

비율

RTS vs . CLTD비

(LIGHT)

125%126%127%128%

128%128%

129%130%133%

137%

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

시

W A T T

100%

120%

140%

RTS

CLTD

비율

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50

(6) 재실인원 부하 비교

HCL(CLTD 법)의 결과가 그림 4.15 와 같이

Peak 시 RTS-SAREK 에 비하여 106%

정도 높게 나타났다. Lighting과 동일한 경우로 CLF를 1.0으로 한 결과이다

그림

4.15 RTS-SAREK(RTS법)과 HCL(CLTD법)의 재실인원 부하 비교

(7) 장치부하 비교

HCL(CLTD 법)의 부하가 그림 4.16 과 같이 Peak 시 RTS-SAREK 에 비해 103%

정도로 높게 나타났다. HCL(CLTD 법)의 경우 24 시간 냉방이 아닐 경우

CLF=1.0으로 계산하므로 나타나는 결과로 판단된다.

그림

4.16 RTS-SAREK(RTS법)과 HCL(CLTD법)의 장치 부하 비교

RTS vs . CLTD비

(Person)

103.4%104.0%104.7%105.3%106.0%106.0%106.6%107.3%109.4%

113.0%120.1%

10,000

11,000

12,000

13,000

14,000

15,000

16,000

17,000

18,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

시

W A T

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

110.0%

120.0%

130.0%

RTS

CLTD

비율

RTS vs. CLTD비

(EUIPMENT)

110% 107% 105%104% 104% 103% 103% 103% 103% 102% 102%

20,00022,00024,00026,00028,00030,000

08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

시

W A T T

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

RTS

CLTD

비율

7/23/2019 Rts-sarek



51

(8) 결론

- 일반적으로 Peak 부하가 발생하는 16:00 의 부하를 비교해보면 표 4.2 와 같다.

표

4.2 Peak 부하 비교 (16:00 기준)

구 분 COOLING LOAD(W) 차이

백분율 RTS-SAREK HCL(CLTD) RTS-SAREK 기준

Exterior

Load

(SEN)

Glass 32,476 49,305

Roof 14,980 11,508

Wall 7,819 5,663

Sub-Total 55,275 66,476 +11,201 +6.6%

Interior

Load

(SEN)

People 14,928 15,628

Light 38,262 48,488

Equipment 26,196 26,919

Sub-Total 79,386 91,035 +11,649 +6.9%

LATENT(People) 12,390 12,453

Grand Total 147,051 169,964 15.6%

- 외부부하(SOLAR/ TRANS, 외기에 의한 전도부하)에서는 HCL(CLTD 법)이 RTS-

SAREK(RTS 법)에 비해 약 7% 정도 크게 나타난다. 비교 S/W 인 HCL 에는

차양적용기능이 없으므로 차양적용을 적용하면 RTS-SAREK 과의 외부 부하

차이는 20%~30% 정도 감소될 것으로 예측된다

- 내부부하(인체, 전등, 기구)부하는 HCL(CLTD 법)에서는 24 시간 운전이 아닌

경우 부하율 을 100%로 간주하나 RTS-SAREK(RTS 법)에서는 Time Series 로

계산하는 이유로 CLTD가 7% 정도 크게 나타난다.

- 외부차양이 적용될 경우 HCL(CLTD 법)에 의한 계산이 RTS-SAREK(RTS 법)에

비해 10%정도 높게 나타날 것으로 예측된다.

7/23/2019 Rts-sarek



52

4.5 TRANSYS 와의 비교 검증

)

소규모

공간에

대한

검증

(1) 대상공간 및 공조조건

검증을 위한 대상 공간으로는 다음과 같은 공간을 산정하였다.

그림

4.28

공간

넓이

및

외벽

,

천장

조건

그림

4.17 공간 넓이 및 외벽, 천장 조건

본 대상의 공간은 경희대 실험실 조건을 단순화시킨 조건으로 층고는 3 m 이다.

지상 1 층 공간으로 가정하였으며, 환기량은 시간당 1 회로 하였다. 남쪽에는 1,480

× 1,820 mm의 단층유리 단일창(5.8 W/ K)이 있다.

아래는 주요 입력 기준을 나타낸 것이다.

-. 설계기준: 32, 70%, 온도차 9(이상 하절기), -12, 70%(동절기)

-. 사용인원: 0.2 인/(radiant ratio=60%),

-. 부하조건: 전등 25 W/(60%), 기기 25 W/(30%)

-. 공조조건: 26, 50%(하절기), 20, 40%(동절기)

-. 부하조건: 프로그램 상의 8시간 부하조건

7/23/2019 Rts-sarek



53

- 천장 열관류율: 1.989 W/m2 K

- 외벽 열관류율: 0.450 W/m2 K

- 창문 열관류율: 5.740 W/m2 K

(2) 부하조건 및 계산

앞서 보인 비교 기준을 토대로 다음과 같이 검증을 수행하였다. 비교 항목은

RTS-SAREK에서의 출력 결과를 토대로 다음과 같이 하였다.

- 환기부하(현열, 잠열)

- 인체부하(현열, 잠열) 및 조명 및 장비 부하(현열)

- 외벽에 의한 현열부하

TRNSYS 에서의 초기 조건은 목표 온도조건인 26, 50%로 하였으며 해석시의

세부 항목은 각 절에서 다시 한번 설명하도록 한다.

가) 환기부하

각각의 프로그램에서 환기량은 시간당 1 회(57 m3/h)를 적용하여

해석하였다. 냉방부하 해석시간대(8~20 시) 사이에서의 결과는 표 4.4 와

같다. 비교 결과 RTS-SAREK 프로그램의 환기부하는 거의 정확함을 알 수

있다.

나) 인체부하

인체부하 및 조명부하는 RTS-SAREK 및 TRNSYS 모두 일정 시간대에 대상공간에 입력해주는 것이기 때문에 두 프로그램 사이의 차이는 없다.

7/23/2019 Rts-sarek



54

다) 외벽에 의한 현열부하

TRNSYS 의 경우 동적 열부하해석 프로그램으로 해석시 초기조건에 의한

영향이 상당히 지배적으로 작용한다. 그렇기 때문에 첫 날에 대한

해석결과와 일정기간 이후에 대한 해석결과가 다르게 나타난다.

또한 외벽에 의한 현열부하는 벽면 내․외부의 흡수율, 내․외부의 대류

열전달계수에 의한 영향도 상당히 많이 받으므로 이에 대한 정의가

필요하다. 현재 표 RTS-SAREK 프로그램 내부에 입력된 벽면 내․외부

흡수율 및 대류 열전달계수에 의한 입력항을 구체적으로 알려지지 않은

관계로 TRNSYS에서는 이들을 각각 바꿔가며 벽면 부하량을 계산하였다.

TRNSYS 는 동적열부하를 해석하는 프로그램으로 초기조건에 따라 영향을 지속적으로 받는다. 이에 표 4.5의 해석 결과는 해석 내용이 평형에 이뤘을

7/23/2019 Rts-sarek



55

때의 결과를 나타낸 것이다. TRNSYS 의 경우 외벽에 의한 현열부하 해석시

내부 발열원의 영향도 받게 되므로 TRNSYS 를 이용한 부하 해석시 내부

발열원(부하)는 없는 것으로 하였다. 해석결과는 표 4.5 과 같다. 표

4.5 에서 확인할 수 있듯이 현재 RTS-SAREK 프로그램의 경우, 벽면의

최대부하가 오후 5시경에 나타나고 있음을 확인할 수 있다.

(3) 소규모 공간에 대한 비교 결과

RTS-SAREK 은 엑셀의 매크로 기능을 이용한 프로그램으로 MS Office

프로그램이 설치된 환경이면 어디서든 이용할 수 있다는 큰 장점이 있다. 이에

반해 TRNSYS 는 동적열부하계산용 소프트웨어이기 때문에 전문가가 아니면

사용이 곤란하다. 장비 선정을 위한 최대열부하계산이 목적이고, 전용

소프트웨어의 정도만 보장된다면 굳이 TRNSYS 와 같은 전문 소프트웨어를

사용할 필요는 없다.

RTS-SAREK 과 TRNSYS 와의 비교검증을 통해 다음과 같은 결과를 얻을 수

있었다.

- 환기부하, 인체부하 등의 부하 조건은 매우 정확하게 모사하고 있음

- 벽체에 의한 현열부하는 보다 더 면밀히 분석한 후 새 버전에서 반영할 필요가

있음

- TRNSYS의 경우 벽면의 현열부하 해석시 실내 부하의 영향도 받음.

- RTS-SAREK 과 TRNSYS 와의 보다 면밀한 검토를 위해서는 RTS-SAREK

프로그램에 기본적으로 입력된 방사율, 흡수율, 대류 열전달계수에 대해 명시할

필요 있음

나

) ASHRAE

예제

해석

(1) 대상공간 및 공조조건

검증에는 건물 전체와 다음 그림과 같은

예제가 있다. 본 검증에서는 먼저 그림

(ASHRAE 핸드북 Fig. 12)에서 제시한 바와

같은 기준으로 먼저 해석하였다. 해석시 벽체조건, 창문조건 등은 다음과 같다.

- 면적: 25.47

- 위치: 미국 Atlanta, GA

- 조명: 오전 7:00~오후 7:00, 방 전체 440 W

- 장비: 오전 8:00~오후 5:00, 10.76 W/

- 냉방기준: 23.9, 50%

7/23/2019 Rts-sarek



56

(2) 벽체조건

대상공간의 벽은 벽돌벽(Brick Wall)과 삼각장식벽(Spandrel wall)로 구성되어 있다.

각 벽의 물성치는 표 4.6 과 같으며 ASHRAE Fundamentals Ch. 30 Table 18 을

참고하였다.

7/23/2019 Rts-sarek



57

창문은 U =3.24 W/m2K를 갖는 2 중창으로 TRNSYS16.0 IIsibat Library에서 U 값 및

기타 조건이 가장 유사한 창문을 입력하였다. 벽체 조건 및 창문 등은 완벽하게

일치하는 조건의 모사에 다소 어려움이 따른다. 이에 ASHRAE 핸드북에 제시된

내용 및 TRNSYS16.0 IIsibat 매뉴얼을 참고하여 벽면 내부 및 외부

대류열전달계수는 각각 3 W/m2

K및 17 W/m2

K를 입력하였으며, 벽면 내․

외면 흡수율(Absorptance)은 각각 0.35과 0.75를 입력하였다.

(3) Single room 검증 결과

ASHRAE Fundamentals 에서는 해석결과를 최대부하만을 나타내고 있어

TRNSYS16.0 과 같이 동일한 조건에서 직접적인 비교에는 한계가 따른다.

마찬가지로 RTS-SAREK 은 실내 발열 및 인체 부하가 벽면에 영향을 미치지 않는

것으로 하고, 경험식을 바탕으로 이에 대한 적절한 가중치로 부하를 두고 있다.

이러한 영향을 고려하여 무부하시의 남쪽벽면 부하만에 대해 24 시간 해석 결과를

나타낸 ASHRAE Fundamentals 예제와 경향 및 피크시간에서의 냉난방부하 비교를

통해 TRNSYS16.0 해석이 적절하였는지를 가늠한다.

(4) 벽면부하

그림 4.18 는 TRNSYS16.0 을 이용하여 해석한 벽면 총부하열량과 RTS-SAREK 을

이용하여 남측 벽면의 부하량을 해석한 결과를 나타낸 것이다. TRNSYS16.0 의

경우 대상공간 전체를 입력해주어야 벽면을 해석하여 결과를 도출할 수 있는

구조이기 때문에 부득이 RTS-SAREK 처럼 남측 벽면만을 따로 고려한 결과의

도출이 어렵다.

해석결과 RTS-SAREK 은 남측 벽면만을 고려하여 절대적인 크기 자체는 작지만,

경향은 일치함을 확인할 수 있다. TRNSYS 16.0 의 경우 내부 발열원(인체부하

등)이 존재할 경우 그에 의한 영향이 바로 벽면에 작용하기 때문에 본 비교

해석에서는 TRNSYS16.0의 경우 내부 발열은 없는 것으로 간주하여 해석하였다.

7/23/2019 Rts-sarek



58

(5) 창문부하

RTS-SAREK 에서는 남쪽 벽면에 대해서만 블라인드 및 처마(overhang)구조가 없는

경우, 블라인드만 존재하는 경우, 둘 모두 존재하는 경우에 대하여 비교를

수행하였다. 이에 TRNSYS16.0 에서도 남쪽 벽면에 있는 창문만을 대상으로 창문에 의한 부하를 계산하였다. 그림 4.19 은 해석 결과를 나타낸 것으로 각각의 조건에

대해 잘 일치함을 확인할 수 있다.

그림

4.18 과 그림 4.19 에서 확인할 수 있는 바와 같이 하루 전체에 대한 비교가

가능한 남측 벽면 및 창문에 의한 냉방부하 영향을 비교한 결과 두 방법 간에

상당히 일치함을 확인할 수 있다.

(6) 총 부하 비교

RTS-SAREK 에서는 피크 부하만이 표시되어 있어 하루 전체에 대한 비교는

불가능하다. 이에 본 해석결과 비교에서는 TRNSYS16.0 을 이용한 결과와 이에

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대한 RTS-SAREK 의 최대부하점을 그림 4.20 에 나타내어 결과가 합당한지를

비교한다.

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해석대상 시점에서는 약간의 차이를 보임을 알 수 있는데, 이는 RTS-SAREK 의

최대부하 시간과 TRNSYS16.0 에서 나타난 최대부하의 시간대가 다르기 때문으로

최대부하를 비교하면 아래와 같다.

표

4.7 냉방부하 비교 RTS-SAREK TRNSYS16.0

피크시간 오후 3시 오후 4시

현열

인체발열 [W] 831 828

조명 [W] 329 352

장비 [W] 265 265

벽체 [W] 1,346 1,098

환기 [W] - -

현열 총부하 [W] 2,771 2,543

잠열 총부하 [W] 706 704

난방부하의 경우 RTS-SAREK 예제와 동일하게 외기온도 -7.3 조건으로

실내온도 22.2를 목표로 해석하였다. 해석결과는 표 4.8 와 같다. 끝자리에서

약간의 차이를 보이는데, 이는 계산 결과의 차이라기보다는 끝처리에 따른

영향이라 할 수 있다.

표

4.8 난방부하 비교

RTS-SAREK TRNSYS16.0벽면현열 [W] 1,787 1,641

환기현열 [W] 704 683

총 난방부하 [W] 2,491 2,324

(7) whole building 검증 결과

앞서 보인 single room의 결과를 바탕으로 전체 건물에 대한 해석을 수행하였다.

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whole building 에 대한 해석결과 또한 앞서 보인 single room 에서와 마찬가지로

최대 부하만이 계산되어 있어서 TRNSYS16.0 과의 직접적인 비교에는 한계가

따르는 실정이다. TRNSYS16.0 과 RTS-SAREK 과의 직접적이고 검증된 비교를

위해서는 RTS-SAREK 및 Loadsys, Mirae98 등에 대하여서도 동일한 조건을 주어

해석하고 비교하여 타당성을 검증하여야 할 것이다.

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5. 결론

건물의 냉난방부하 계산법과 적용되는 데이터값은 실제 발생 부하와 일치되도록

하기위해 오랜 시간에 걸쳐 연구되고 발전되어 왔다. 그 동안 국내 설비

Engineer 들에게 가장 익숙한 최대 부하 계산법은 ASHRAE 에서 제안하였던 CLTD/CLF법, CLTD/SCL/CLF 법에 의한 피크 냉방부하 계산법이었고 그러한 이론들을

기초로 하여 LOADSYS, HCL, 미래 98 등의 프로그램이 국내에서 개발되어 현장에서

주종으로 사용되어 왔다. 그러나 이 방법은 ASHRAE Fundamental Handbook 에는 더

이상 수록되지 않고 있다. ASHRAE 의 경우 보다 발전된 냉난방부하 계산법으로

2001 년에 Heat Balance 법을 단순화한 RTS 법을 발표하였으며, 2005 년 판에서는

수정 보완한 내용을 게재하였다.

따라서 대한설비공학회에서는 지난 2006 년에 "공조부하계산 표준화프로그램

특별위원회"를 결성하여 학회예산을 투입하여 보다 정확하고 편리하고 신속하게

새로운 부하계산법을 이용할 수 있도록 ASHRAE RTS 법에 근간을 둔 학회 공인 프로그램으로 활용할 수 있는 RTS-SAREK 프로그램을 개발하였다. RTS-SAREK

프로그램의 계산 결과는 ASHRAE Handbook 의 계산 결과와 동일하게 나타났으며,

수차에 걸친 타 프로그램과의 검증과정을 통하여 그 타당성을 확인할 수 있었다.

부록에는 RTS-SAREK 프로그램 매뉴얼과 Sample 건물 및 그 건물에 대한 RTS-SAREK

프로그램으로 계산된 출력 결과물이 수록되어 있다. 또한 RTS-SAREK 의 사용을

확산시키기 위하여 대학, 연구소, 회사 등에서 실무적으로 사용 전이라도

학생들이나 사원 교육용으로 활용할 수 있는 간략화된 RTS-LOAD 의 매뉴얼도

포함되어 있다. 마지막으로 본 개발 프로그램의 근간이 되고 있는 2005 ASHRAE

Handbook, Fundamental 제 30 장에 있는 열평형법(HB)과 복사시계열법(RTS)에 의한

새로운 부하계산법과 제 31 장 냉방부하계산(Cooling Load Calculation)의 내용을

원문번역 위주로 소개하였다.

앞으로 대한설비공학회에서는 "공조부하계산 특별위원회"에서 개발한 국내 표준화

최대 냉난방부하 계산 방법인 RTS-SAREK 프로그램을 대학 및 건설사, 건축기계설비

설계사에 적극적으로 홍보하고 보급하여 학회 뿐 아니라 우리나라의 대표적인

부하계산 표준화 프로그램으로 활용하고자 한다.

6.참고문헌

(1) Load Calculation Applications Manual, Jeffrey D. Spitler, ASHRAE, 2009

(2) ASHRAE Handbook Fundamentals, 2001.2005, 2009.

(3) ASHRAE Handbook Fundamentals 1989 1993 1997

rts-sarek 설명서 본문

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