상당외기온도(Sol-air temperature)

정의

상당외기온도는 외벽과 지붕이 받는 일사와 외기온도를 하나로 합친 가상의 온도다.

벽체 취득열을 온도차로 계산할 수 있게 해 주는 값이다.

정의는 외기온도에 일사 흡수에 의한 온도 상승분을 더한 값이다.

구성 요소와 산출식

식의 구성 요소는 외기온도, 전일사량, 표면 흡수율, 외표면 열전달률이다.

일사 항은 흡수율과 전일사량의 곱을 외표면 열전달률로 나눈 값이다.

흡수율이 클수록 같은 일사에서 표면 온도 상승이 커진다.

외벽 표면은 직달일사와 하늘 복사를 받아 외기보다 뜨거워진다.

계산 예시

예를 들어 외기온도 30℃에 전일사량 600 W/㎡, 흡수율 0.6인 외벽을 보자.

흡수 상승분은 0.6 × 600 ÷ 17 = 21.2℃다. 외표면 열전달률은 17 W/(㎡·K)로 둔다.

따라서 상당외기온도는 30 + 21.2 = 51.2℃가 된다.

외기온도보다 약 21℃ 높다. 강한 일사에 달아오른 외벽 표면과 맞는 값이다.

상당온도차와 취득열량

상당온도차(ETD)는 상당외기온도에서 실내온도를 뺀 값이다.

실내온도가 26℃이면 상당온도차는 51.2 − 26 = 25.2℃다.

취득열량은 열관류율, 면적, 상당온도차를 곱해 구한다.

열관류율 0.5, 면적 10㎡, 상당온도차 25.2℃를 곱하면 126 W가 된다.

헷갈리는 두 값

헷갈리기 쉬운 두 값을 표로 비교해 보자.

상당외기온도는 외기온도에 일사 상승분을 더한 온도다. 상당온도차는 여기서 실내온도를 뺀 값이다.

흡수율은 표면 색과 관계가 깊지만 장파 복사율은 색과 무관하다.

채점에서는 정의와 산출식, 두 값을 구분해 적었는지 확인한다.

정리

직접 풀기의 답은 51.2℃다. 외기온도 30℃에 일사 상승분 21.2℃를 더한 값이다.

정리하면 상당외기온도는 외기온도에 일사 흡수 효과를 더한 값이다.

벽체 취득열은 상당온도차에 열관류율과 면적을 곱해 구한다.