풍압대

풍압대의 정의

풍압대는 바람이 건물 외피에 작용할 때 압력이 구역마다 양압과 부압으로 나뉘는 영역이다.

풍압은 풍압계수 Cp와 속도압 q를 곱해 구한다.

Cp가 양(+)이면 양압, 음(-)이면 부압이 작용한다.

속도압은 풍속의 제곱에 비례한다.

예시 계산

풍압 계산의 기준이 되는 속도압을 먼저 구한다. 기준풍속은 10 m/s, 공기밀도는 1.2 kg/m³으로 가정한다.

풍상면은 Cp가 +0.8이라 정압 약 48 Pa이 걸린다.

옥상 모서리는 Cp가 -1.0이라 부압 60 Pa이 걸린다.

모서리 부압이 풍상면 정압보다 커서 상부 캡은 이 구역을 피해야 한다.

박리와 후류

바람을 직접 받는 풍상면에는 정압, 곧 양압이 걸린다.

흐름이 물체에서 떨어지는 박리가 생기면 뒤쪽에 후류가 형성된다.

후류 영역은 낮은 압력인 부압이 되며, 지붕 모서리에서 부압이 가장 크다.

풍압대의 경계는 이런 압력 변화가 큰 곳에 놓인다.

상부 캡 위치

상부 캡은 입상건식덕트의 배기 끝단이며, 옥탑 풍압대 밖에 두는 것이 권장된다.

풍상면은 외기가 덕트로 밀려 들어갈 수 있고, 풍하면은 배기를 흡인하는 방향으로 작용한다.

옥상 모서리는 부압이 가장 커서 배기 흡인이 강하고 역풍 영향이 가장 크다.

그래서 캡은 풍압대 영향을 받지 않는 위치에 두어야 한다.

풍압과 연돌효과

풍압과 연돌효과는 모두 압력차이지만 원인이 다르다.

풍압은 바람에 의한 압력차이고, 연돌효과는 건물 내외 온도차에 따른 부력으로 생긴다.

풍압은 바람이 있을 때만 나타나고, 연돌효과는 온도차가 있을 때 항상 작용한다.

정리와 직접 풀기

정리하면 풍압대는 바람이 만드는 양압과 부압의 분포 영역이다.

풍상면에는 양압이, 풍하면·측면·지붕에는 부압이 걸린다.

상부 캡은 옥탑층 풍압대 밖에 두어 배기 역류를 막는다.

직접 풀어 보자.