극간풍 계산

정의

극간풍은 창문을 닫아 둬도 건물 틈새로 들어오는 바깥 공기다.

외기가 실내로 들어오는 것을 침기, 실내 공기가 나가는 것을 배기라 한다.

계획된 환기량과 별도로 생기는 부가적인 공기 교환이다.

극간풍의 원동력

극간풍을 만드는 힘은 세 가지다.

첫째는 풍압, 둘째는 연돌효과, 셋째는 기계환기의 불균형이다.

누설 경로는 창호, 접합부, 관통부, 샤프트, 계단실 문 등이다. 이 중 면적이 가장 큰 것은 대개 출입문과 창호다.

멱법칙 누설 식

틈 하나의 누설 유량은 압력차의 거듭제곱에 비례한다.

지수 n은 틈의 모양에 따라 달라진다. 오리피스에 가까우면 0.5, 길고 얇으면 1에 가깝다.

그래서 극간풍을 줄이려면 압력차를 줄이거나 누설 계수 C를 줄여야 한다.

연돌효과 압력차

연돌효과에 의한 압력차는 이 식으로 구한다.

T는 외기와 실내의 절대온도(K), h는 중성대에서 틈새까지의 높이(m)다.

구한 압력차를 틈새별로 멱법칙 식에 대입해 개별 극간풍량을 구한다.

온도차와 건물 높이가 클수록 연돌효과의 압력차가 커진다.

계산 예

가상의 예로 고층 사무실 한 층의 극간풍을 계산한다.

ELA 0.02㎡, 압력차 2Pa, 공기밀도 1.2kg/㎥를 넣으면 유량은 약 0.0365㎥/s다.

시간당으로 바꾸면 약 131㎥/h다. ELA를 절반으로 줄이면 유입량도 절반이 된다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

헷갈리기 쉬운 점부터 본다. 극간풍은 의도하지 않은 침기·누기라서 환기량과 같은 개념이 아니다.

굴뚝 효과의 방향은 계절별로 구분한다. 난방기에는 하부로 들어와 상부로 나간다.

냉방기에는 방향이 반대가 되지만 구동력은 보통 더 약하다.

누기 계산에서는 기준 압력차를 생략하지 않는다. 표로 한눈에 비교해 보자.

정리

정리하면 극간풍은 굴뚝 효과, 외부 풍압, 기계환기 불균형으로 생긴다.

계산은 거듭제곱 법칙 식으로 하고, 줄이려면 기밀 시공과 방풍 구조를 쓴다.

설계 단계에서 기밀 목표를 정하고 블로어 도어 시험으로 검증한다.