연돌효과

정의

연돌효과는 실내외 온도차로 생기는 밀도차에 의해 건물 수직 공간에 생기는 압력차 현상이다.

겨울에는 건물 안이 밖보다 따뜻해서 공기가 가벼워지고, 위로 올라가려 한다.

그래서 위쪽 틈으로 공기가 빠져나가고 아래쪽 틈으로 바깥 공기가 들어온다.

중성대와 기류 방향

중성대는 건물 내외 압력차가 0이 되는 높이다.

중성대 위쪽은 실내 압력이 외부보다 높아 공기가 밖으로 빠져나간다.

아래쪽은 실내 압력이 낮아 바깥 공기가 안으로 들어온다.

겨울철에는 이 방향이 그대로 나타나고, 여름철에는 반대가 된다.

차압 계산

앞 문제의 정답은 밖으로 유출이다.

건물 내외 차압은 밀도차에 중력가속도와 높이를 곱해 구한다.

여기서 h는 중성대에서 개구부까지의 높이, ρ는 공기 밀도다.

예를 들어 외기 -5℃, 실내 20℃, 높이 40m면 h1은 20m다.

차압은 0.07 × 9.8 × 20, 약 13.7Pa로 상식 범위의 값이다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 연돌효과를 화재 때 연기 현상으로만 설명하는 것이다.

연돌효과는 평상시 겨울과 여름에도 생기므로 계절별 방향을 함께 써야 한다.

겨울철 현관문 개폐 민원도 이 기류 방향과 관련된다. 직접 풀어 보자.

정리

정리하면 연돌효과는 실내외 온도차에 의한 밀도차가 만드는 압력차다.

계절별 방향과 중성대 위치를 함께 쓰면 채점 기준을 충족한다.

앞 문제 정답은 외부에서 유입이다. 저감 대책은 줄이는 압력차를 함께 쓰자.