상당외기온도

정의

상당외기온도는 벽체가 실제로 받는 가상의 외기온도다.

외기온도에 일사 흡수 효과를 더한 등가 온도로 이해하면 된다.

외벽과 지붕의 취득열을 이 값 하나로 계산할 수 있게 해 준다.

구조와 원리

상당외기온도는 외기온도에 벽면의 일사 흡수분을 더해 구한다.

일사 흡수분은 흡수율 α와 전일사량 I의 곱을 외표면 열전달률 h_o로 나눈 값이다.

식으로 쓰면 t_sa = t_o + αI/h_o 이다.

계산 예제

외벽 취득열 계산 예제를 풀어 보자.

외기 30℃, 전일사량 600 W/m², 흡수율 0.6, h_o는 23 W/m²K로 주어진다.

먼저 상당외기온도는 30 + 0.6×600÷23 으로 약 45.7℃이다.

여기서 실내온도 26℃를 빼면 ETD는 19.7K이다.

벽 U 0.5, 면적 10 m²를 곱하면 취득열은 약 98.5 W이다.

외기온도와의 차이

상당외기온도는 외기온도와 자주 혼동된다.

외기온도는 공기 온도만 나타내고, 상당외기온도는 일사 흡수분을 더한 값이다.

상당외기온도차 ETD는 상당외기온도에서 실내온도를 뺀 값이다.

그래서 외벽 취득열은 상당외기온도 기준으로 계산한다.

방위별 최대 부하

방위마다 취득열이 최대가 되는 시각이 다르다.

동쪽 벽은 오전, 남쪽은 오후, 서쪽은 늦은 오후, 북쪽은 오후 3시에 최대가 된다.

그래서 외기온도 최고 시각 하나로만 가정하면 안 된다.

흔한 실수는 방위를 무시하고 오후 2~3시만 가정하는 것이다.

정리

정리하면 상당외기온도는 외기온도에 일사 흡수분을 더한 값이다.

식은 t_sa = t_o + αI/h_o 이다.

상당외기온도에서 실내온도를 뺀 ETD에 U와 A를 곱하면 취득열이 나온다.

이제 직접 풀어 보자.

정답 확인

정답은 약 13.0 K이다.

0.5 × 600 = 300 을 23 으로 나누면 13.0이다.