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집 안 공기가 답답하거나 건강에 좋지 않은 이유가 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 실내 공기질을 유지하는 데 있어 환기 시스템의 중요한 역할에 대해 알아보세요. 다양한 유형의 환기 시스템과 그 장점, 그리고 생활 공간을 쾌적하고 건강하게 유지하는 데 도움이 되는 방법에 대해 알아보세요.
실내 오염 물질의 농도를 관련 기준에 맞게 조정합니다.
인간이 지배하는 실내 환경의 주요 오염 물질은 다음과 같습니다.
기초: 공기의 동력원.
(1) 자연 환기 시스템
자연 환기는 온도(실제로는 공기 밀도의 차이) 또는 바람으로 인한 압력 차이를 활용하여 실내와 실외 환경 간의 공기 교환을 가능하게 하여 실내 공기질을 개선합니다. 폐열이 많은 작업장에 경제적이고 효과적인 환기 방법입니다. 추가적인 전력 장비가 필요하지 않으므로 지속 가능한 솔루션입니다.
하지만 자연 환기에는 몇 가지 한계가 있습니다. 실내 공간으로 유입되는 실외 공기의 질을 조절하거나 실내에서 외부로 배출되는 오염된 공기를 정화할 수 없습니다. 또한 실외 기상 조건에 따라 효과가 달라지므로 환기 결과가 일관되지 않을 수 있습니다.
(2) 기계식 환기 시스템
기계식 환풍기를 사용하여 실내 공기질을 개선하기 위해 공기 흐름을 만드는 방법을 기계식 환기라고 합니다. 이 방법을 사용하면 필요에 따라 풍량과 압력을 조절하여 적절한 환기를 보장하고 실내의 공기 흐름 방향과 속도를 제어할 수 있습니다.
또한 실내 공기가 필요한 매개 변수를 충족하도록 유입 및 배출 공기를 처리할 수 있습니다. 결과적으로 기계식 환기는 널리 사용되는 방법입니다.
자연 환기의 작동 원리
건물이나 방에 두 개의 개구부(문 또는 창문 등)가 있고 각 개구부 양쪽의 기압이 같지 않은 경우 압력 차이의 영향으로 각 개구부에서 공기가 흐릅니다.
실외 풍압에서 자연 환기:
1) 원칙: 전체 환기는 실내 전체를 환기하는 것입니다.
실내 공기 중 유해 물질의 농도를 깨끗한 공기로 희석하고 오염된 공기를 지속적으로 외부로 배출하면서 실내 공기 환경이 위생 기준을 충족하도록 하는 것이 기본 원리입니다.
전체 환기를 희석 환기라고도 합니다.
일반 환기를 위한 공기 공급 및 배기구의 위치:
종합적인 환기 시스템을 설계할 때는 깨끗한 공기를 직원의 위치나 오염 물질이 적은 곳으로 직접 보내야 한다는 기본 원칙을 준수해야 합니다.
공기를 송배기하는 일반적인 유형에는 상단 배기가 있는 상단 전달, 상단 배기가 있는 하단 전달, 중간 전달 및 이중 배기 등이 있습니다.
특정 애플리케이션의 경우 다음 원칙을 따라야 합니다:
(1) 원칙: 국소 환기는 국소 공기 흡입과 국소 배출로 구분되며, 기본 원칙은 국소 공기 흐름을 제어하여 국소 작업 영역이 유해 물질에 의해 오염되지 않고 요구 사항을 충족하는 대기 환경을 조성하는 것입니다.
건물 외부 표면의 압력 분포가 원동력이 되고, 개별 개구부의 특성에 따라 흐름에 대한 저항이 결정됩니다.
자연 환기 측면에서 건물에서 공기가 이동하는 데는 풍압과 온도에 의한 부력(실내 공기와 실외 공기 사이의 밀도 차이 발생)이라는 두 가지 주요 원인이 있습니다.
이 두 가지 요소는 단독으로 또는 함께 작동할 수 있습니다.
바람의 형성은 대기의 기압 차이로 인해 발생합니다. 바람이 나무나 건물과 같은 장애물을 만나면 동압이 정압으로 변환되어 바람이 부는 쪽에는 양압(풍속 동압의 약 0.5-0.8배)이, 바람이 부는 쪽에는 음압(풍속 동압의 약 0.3-0.4배)이 생깁니다.
건물을 통과할 때 발생하는 압력 차이로 인해 바람이 부는 쪽의 창문과 기타 틈새로 공기가 실내로 유입되고, 바람이 빠지는 쪽의 구멍으로 실내 공기가 배출되어 자연 환기가 이루어져 완전한 통풍이 이루어집니다.
건물 주변의 풍압은 건물의 기하학적 모양, 풍향에 대한 위치, 풍속, 건물 주변의 자연 지형에 영향을 받습니다.
핫 프레싱은 실내와 실외 공기의 온도 차이로 인해 발생하는데, 이를 '굴뚝 효과'라고 합니다.
온도 차이로 인해 실내와 실외의 밀도 차이가 발생하고 건물 벽의 수직 방향을 따라 압력 구배가 만들어집니다.
실내 온도가 실외 온도보다 높으면 건물 상부는 기압이 높고 건물 하부는 기압이 낮아집니다.
이러한 위치에 구멍이 있으면 공기가 아래쪽 구멍을 통해 들어왔다가 위쪽을 통해 빠져나갑니다.
실내 온도가 실외 온도보다 낮으면 공기 흐름이 반대 방향으로 흐릅니다.
핫 프레싱의 양은 두 개구부 사이의 높이 차이와 내부와 외부의 공기 밀도 차이에 따라 달라집니다.
실제로 건축가는 종종 굴뚝, 환기 타워, 파티오 아트리움 및 기타 형태를 사용하여 자연 환기를 사용하기에 유리한 조건을 제공하여 건물이 좋은 환기를 할 수 있도록 합니다.
실제 건물의 자연 환기는 풍압과 온압의 공동 작용의 결과이지만 각각 고유한 장단점이 있습니다.
풍압은 날씨, 실외 풍향, 건물 형태, 주변 환경 및 기타 요인에 의해 영향을 받습니다. 따라서 풍압과 고온 압력의 공동 작용은 단순한 선형 중첩이 아닙니다.
건축가는 풍압과 온압이 서로 보완하고 긴밀하게 협력하여 건물에서 효과적인 자연 환기를 달성할 수 있도록 모든 요소를 고려해야 합니다.
일부 대형 건물에서는 환기 경로가 길고 흐름 저항이 높아 자연 환기만으로는 적절한 공기 흐름을 확보하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 또한 대기 및 소음 공해가 심한 도시에서는 자연 환기에만 의존하면 오염된 공기와 소음이 실내 공간으로 유입되어 건강에 해를 끼칠 수 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 기계식 자연 환기 시스템을 사용하는 경우가 많습니다. 이러한 시스템에는 토양 예냉, 예열, 심층수 열교환과 같은 생태학적 원리에 따른 공기 처리 방법과 함께 완전한 공기 순환 채널 세트가 포함됩니다. 이러한 방법은 특정 기계 기술의 도움으로 실내 환기를 가속화하는 데 도움이 됩니다.
자연 환기 시스템에는 일반적으로 장비가 필요하지 않습니다. 반면 기계식 환기 시스템은 팬, 공기 덕트, 공기 밸브, 튜예레, 그리고 다음과 같은 다양한 장비에 의존합니다. 먼지 제거 장비등이 있습니다.
원심 팬: 저압 또는 고압 공기 공급 시스템, 특히 저소음 및 고압 시스템에 사용됩니다.
임펠러 블레이드에는 유선형 블레이드, 후방 곡선형 블레이드, 전방 곡선형 블레이드, 방사형 블레이드의 네 가지 유형이 있습니다.
컴포트 에어컨의 팬은 일반적으로 원심 팬을 사용합니다.
네 가지 임펠러 디자인으로 구성된 풍력 터빈의 네 가지 기본 형태:
(1) 백워드 블레이드 팬: 직선형 후방 곡선형 블레이드, 곡선형 블레이드 또는 날개형 블레이드.
주로 운영 투자 비용 절감 효과가 초기 투자 비용보다 높을 수 있습니다.
(2) 네 번째 유형은 전방 곡선형 칼날로, 곡선형 단층 금속 칼날이 있습니다.
네 가지 유형의 임펠러
전방 곡선형 임펠러 vs 후방 곡선형 임펠러
(1) 전방 곡선형 임펠러
터빈은 수많은 작고 가벼운 블레이드와 기타 가벼운 재료로 구성되어 있습니다. 이러한 소재는 날개 달린 임펠러보다 훨씬 가볍습니다. 전방 팬의 한 가지 장점은 설계에 따라 같은 직경의 후방 팬에 비해 더 낮은 속도로 더 많은 공기를 이동할 수 있다는 것입니다.
또한, 후방형 팬은 전방형 팬의 절반 속도로 작동하여 동일한 풍량을 제공할 수 있습니다. 따라서 전방 곡선형 팬은 소음 수준이 낮고 경제성이 뛰어나 중저압 작업에 적합한 선택입니다.
(2) 후방 곡선형 임펠러
후방 곡선형 팬은 대용량 및 높은 차압에서 전방 곡선형 팬보다 효율적이기 때문에 중간 압력 작업에 많이 사용됩니다.
두 개의 일반적인 팬 임펠러
축방향 팬:
축류 팬의 구조는 그림에 설명되어 있습니다. 임펠러는 블레이드가 리벳으로 고정된 휠로 구성되며, 블레이드는 휠의 평면에 비스듬히 장착됩니다. 블레이드 유형은 에어포일 트위스트 블레이드 또는 스트레이트 블레이드와 동일한 두께의 트위스트 블레이드 또는 스트레이트 블레이드가 될 수 있습니다.
축류 팬은 설치 공간이 작고 유지 관리가 쉬우며 기압이 낮고 풍량이 많은 것이 특징입니다. 저항이 낮은 대용량 풍량 시스템에 자주 사용됩니다.
축방향 팬 구조의 개략도
작은 부지 면적, 쉬운 유지보수, 낮은 기압, 더 큰 풍량으로 저항이 낮은 대용량 풍량 시스템에 주로 사용됩니다.
(3) 혼합 흐름 팬
고압과 축류로 원심 팬의 특성을 집중시킵니다.
(4) 일반 팬 에 대한 건물
고온 연기 제어 및 추출 팬은 평상시에는 일상적인 환기에 사용할 수 있습니다. 화재가 발생하면 고온의 실내 연도 가스를 추출하여 실내 공기 순환을 개선합니다.
이 팬은 고온에 견디도록 설계되어 고층 건물, 오븐, 차고, 터널, 지하철, 지하 쇼핑몰 및 기타 유사한 환경의 환기 및 연기 배출에 적합합니다.
D대각선 팬
이 팬 시리즈는 단일 속도와 이중 속도 팬으로 분류할 수 있습니다. 컴팩트한 구조, 작은 크기, 유지보수의 용이성 등이 특징입니다.
특정 요구 사항에 따라 설치 각도, 블레이드 수, 회전 속도 및 기타 요인을 수정하여 다양한 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
지붕 및 측벽 선풍기는 일반 원심형 지붕 선풍기와 저소음 원심형 지붕 선풍기로 분류할 수 있습니다. 작업장, 창고, 고층 건물, 실험실, 극장, 호텔, 병원 등 다양한 장소에서 공기 교환을 위해 사용됩니다.
에어컨 환기 팬: 원심 에어컨 팬은 큰 성능과 적용 범위, 저소음, 가벼운 무게, 편리한 설치 및 안정적인 작동의 장점을 가지고 있습니다.
다양한 공조 설비의 결합된 공조 장치와 매칭할 수 있습니다.
연기 배출 캐비닛 팬
(1) 기능: 진동 방지, 하중 지지;
(2) 형태: 에어 덕트와 브래킷의 연결: 고정 및 고정되지 않음.
브라켓 지지 방법: 브라켓, 행거 및 브래킷.
직각 엘보와 아크 엘보: 공기 흐름의 방향을 변경합니다.
1) 갑작스러운 팽창 및 수축: 바람의 양이 변화하는 현상입니다. (아래 왼쪽 그림 참조)
2) 그라디언트 튜브: 기류 변화. (아래 오른쪽 그림 참조)
(3) 체크 밸브: 팬이 멈춘 후 공기 흐름이 역전되는 것을 방지합니다.
공기 덕트 시스템 설계 시 주의 사항:
공기 덕트의 배열은 엘보와 티와 같은 복잡한 구성 요소를 피하기 위해 직선이어야 합니다. 공기 덕트와의 연결은 저항과 소음을 줄이는 방식으로 이루어져야 합니다.
공기 덕트에는 필요한 조정 및 측정 장치가 장착되어 있거나 이러한 장치를 위해 예약된 인터페이스가 있어야 합니다.
조정 및 측정 장치는 작동 및 관찰하기 편리한 장소에 위치해야 합니다.
같은 영역에서 원형 덕트 보다 작습니다. 직사각형 덕트.
직사각형 덕트를 설계할 때 긴 변과 짧은 변의 비율은 3.0 미만입니다.
팬의 입구와 출구의 연결 파이프는 팬의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 연결 파이프 설계가 부적절하면 상당한 헤드 손실이 발생하고 풍량이 감소할 수 있습니다.
입구와 출구에서 공기의 동압이 높기 때문에 파이프라인 설계 시 이 문제를 고려해야 합니다.
1) 덕트의 회전 또는 엘보 내부에서 팬 흡입구까지의 거리는 팬 흡입구의 직경보다 커야 합니다. 이렇게 하면 팬 임펠러로 균일한 공기 흐름이 보장됩니다.
회전 곡률 반경이 충분하지 않은 경우 아래 그림과 같이 파이프 굴곡부에 디플렉터 베인을 추가해야 합니다.
2) 공기 덕트가 변경된 직경으로 팬에 들어가는 경우 요구 사항(cierta)은 아래 그림과 같으며 일반적으로 ≤45°이어야 하며 ≤30°가 더 좋습니다.
3) 이중 입구 팬의 경우 아래 그림과 같이 B≥1.25D를 보장해야 합니다.
4) 팬 출구 근처의 회전은 팬 임펠러의 회전 방향과 일치해야 공기의 흐름이 막히지 않고 균일하며 불필요한 에너지 손실을 방지할 수 있습니다.
5) 불필요한 정압 손실을 방지하기 위해 팬의 출구에서 회전까지 직경이 3D(D는 팬 입구의 직경) 미만인 직선 파이프 섹션이 있어야 합니다.
6) 진동의 영향을 줄이기 위해 팬의 입구와 출구에 유연한 조인트를 추가해야하며 유연한 조인트의 재질은 인조 가죽 또는 캔버스 여야합니다.
공기 흡입구는 신선한 실외 공기를 모으기 위한 환기 및 공조 시스템의 입구이며, 그 위치는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다:
(1) 깨끗한 실외 공기가 있는 곳에 위치해야 합니다.
(2) 배기 공기가 시스템으로 다시 흡입되는 것을 방지하기 위해 공기 흡입구는 배기 공기 배출구의 상풍 쪽에 위치해야 하며 배기 공기 배출구보다 낮아야 합니다.
(3) 일반적으로 공기 흡입구 바닥과 실외 지면 사이의 거리는 지상 먼지 흡입을 방지하기 위해 2cm 이상 떨어져 있어야 합니다.
(4) 냉각 시스템의 경우 공기 흡입구는 태양이 뒤쪽에 있는 외벽에 위치해야 합니다.
먼지 제거 장비
대기 오염을 방지하려면 대기 중으로 공기를 배출하기 전에 배기 시스템을 정화하여 먼지를 공기에서 분리해야 합니다.
이 처리 공정에 사용되는 장비를 집진 장비라고 하며 배플 집진기, 사이클론 집진기, 백형 집진기, 스프레이 타워 집진기, 전기 집진기 등 다양한 종류가 있습니다.
F방화 및 연기 배출
화재 및 위험 확산을 방지하기 위해 고층 건물에는 화재 및 연기 배출 설계가 적용되어야 합니다.
화재 예방의 목적은 화재 확산을 방지하고 화재를 진압하는 것입니다.
연기 배출의 목적은 화재 연기를 적시에 제거하여 연기가 외부로 확산되는 것을 방지하고 실내 거주자가 성공적으로 대피할 수 있도록 하는 것입니다.
고층 건물의 방화 및 연기 배출 설계에서 건물은 일반적으로 여러 개의 방화 및 연기 파티션으로 나뉘며, 한 파티션에서 다른 파티션으로 화재 및 연기가 확산되는 것을 방지하기 위해 방화벽과 방화문으로 분리되어 있습니다.
연기 확산 메커니즘
연기는 물질의 불완전 연소로 인해 공기 중에 떠다니는 고체 및 액체 입자 상태를 말합니다. 연기의 흐름과 확산은 주로 풍압과 열압 등의 요인에 의해 영향을 받습니다.
풍압은 건물 외부 표면에 바람이 불 때 발생하며, 공기의 흐름을 방해하고 속도를 감소시키며 운동 에너지를 정압으로 변환합니다. 바람이 부는 쪽에서는 실외 압력이 실내 압력보다 커서 공기가 외부에서 내부로 스며듭니다. 화재 발생 시 창문이 건물에서 바람이 부는 쪽에 있으면 풍압 효과로 인해 연기가 바닥 전체와 다른 층으로 빠르게 퍼질 수 있습니다.
굴뚝 효과 또는 뜨거운 압력은 실내와 실외 공기의 밀도 차이와 공기 기둥의 높이에 의해 발생합니다. 이 효과는 실내와 실외의 온도 차이와 샤프트의 높이에 따라 증가합니다.
고층 건물에서 화재가 발생하면 내부 온도가 실외 온도보다 훨씬 높습니다. 건물 샤프트의 높이가 고온 압력을 증폭시켜 연기가 건물 샤프트를 따라 위로 퍼지게 됩니다. 굴뚝 효과는 낮은 화재 층에서 더 두드러집니다.
건물의 아래쪽이나 바람이 부는 쪽의 방에서 화재가 발생하면 풍압과 열압의 영향으로 건물 위쪽이나 바람이 부는 쪽의 방보다 화재가 더 치명적일 수 있습니다.
화재가 발생하면 에어컨 시스템 팬이 제공하는 전력과 수직 덕트에서 발생하는 굴뚝 효과로 인해 연기와 화재가 덕트를 따라 확산되어 덕트가 닿을 수 있는 곳까지 빠르게 도달할 수 있습니다.
따라서 고층 건물은 피난 통로에서 연기가 확산되는 것을 방지하고 안전을 보장하기 위해 자연 및 기계 배기 등 다양한 연기 방지 및 배기 방법을 채택해야 합니다. 건물의 환기 및 공조 시스템도 화재 및 연기 방지 조치를 취해야 합니다.
건물 화재 및 연기 배출 형태:
자연 배기는 바람과 뜨거운 압력을 동력으로 사용하는 방식입니다. 구조가 간단하고 에너지가 절약되며 작동 안정성이 높다는 장점이 있습니다.
고층 건물에서는 연기 방지 계단, 외벽에 면한 전면실, 소방 엘리베이터실 전면실, 공용 전면실은 자연 연기 배출 방식을 채택해야 합니다.
연기 배출구는 연중 내내 건물에서 주로 부는 바람 방향의 반대편에 위치해야 합니다.
기계식 제연은 기계식 가압 공기 공급 장치를 사용하여 팬에서 발생하는 가스 흐름과 압력 차이로 연도 가스의 흐름 방향을 제어하는 기술입니다.
화재가 발생하면 팬의 기류로 인한 압력 차이로 연기가 건물의 안전한 대피 통로로 유입되는 것을 방지하여 피난 및 소방의 필요성을 보장합니다.
발코니와 복도, 제연 계단, 외부 창문을 열 수 있는 방향이 다른 전실, 소방 엘리베이터 전실, 공동 사용 전실의 경우 기계식 제연 설비를 설치해야 합니다.
대피소가 완전히 밀폐된 대피소 바닥인 경우 가압식 공기 공급 시설을 제공해야 합니다.
기계적 배기는 팬에서 발생하는 가스 흐름과 압력 차이를 이용해 배기 파이프를 이용해 연도 가스를 배출하거나 연도 가스 농도를 희석하는 방식입니다.
기계식 배기 방식은 자연 배기 조건이 없거나 자연 배기가 어려운 내부 통로, 방, 아트리움, 지하실 등에 적합합니다.
배기 포트 설정, 배기 팬 선택 및 공기 덕트와 같은 기계식 배기 요구 사항에 따라 엄격하게 설계 및 제작되어야합니다. 재료 선택.
기계식 제어 절차 연기 배출 시스템 는 무방화 제어실과 방화 제어실의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
화재가 발생한 후에는 다른 방으로 화재가 확산되는 것을 제어해야 합니다.
따라서 환기 및 공조 시스템의 환기 덕트에는 방화 댐퍼를 설치해야 하며, 특정 화재 예방 조치를 취해야 합니다.
방화 댐퍼는 다음과 같이 설정해야 합니다:
방화 댐퍼의 작동 온도는 70°C입니다.
환기 및 공조 배관 엔지니어링에 사용되는 배관, 단열재, 소음 흡수재 및 접착제는 불연성 또는 불연성 재료로 만들어야 합니다.
화재 및 연기 방지 장비 및 구성 요소:
주로 방화 댐퍼, 연기 배출 밸브 및 연기 배출 팬이 포함됩니다.
방화 댐퍼는 열 부품, 연기 감지 온도 조절기, 복합 제어 장치로 제어할 수 있습니다.
퓨즈형 링을 사용하면 화재 발생 시 퓨즈가 끊어져 떨어지고 스프링의 힘이나 자체 중력에 의해 밸브가 닫힙니다.
서미스터, 열전대, 바이메탈 및 기타 부품을 사용하는 경우 센서와 전자 부품으로 제어되는 마이크로 모터가 밸브를 닫습니다.
제어 액추에이터 또는 제어 공압 액추에이터의 전자석과 모터 작용은 스프링 힘의 작용으로 밸브를 닫거나 모터의 회전에 의해 밸브를 닫을 수 있습니다.
방화 댐퍼의 밸브 폐쇄 구동 모드에는 네 가지 유형이 있습니다:
일반적으로 사용되는 방화 댐퍼는 다음과 같습니다:
온도 퓨즈의 구조
연기 배출 시스템에 설치된 밸브는 일반적으로 닫혀 있습니다.
화재가 발생하면 제어 센터의 신호에 따라 액추에이터가 작동하여 스프링의 힘이나 모터 토크를 사용하여 밸브를 열게 됩니다.
화재 온도가 작동 온도에 도달하면 온도 센서 장치가 있는 배기 연기 밸브가 작동합니다. 그러면 스프링의 힘에 의해 밸브가 닫혀 배기 덕트를 따라 화재가 확산되는 것을 방지합니다.
연기 배출 밸브는 다음과 같습니다. 분할 다음과 같이:
연기 방지 배기 팬은 범용 팬 또는 화재 및 연기 배출용으로 설계된 특수 팬을 사용할 수 있습니다.
연기 온도가 낮으면 팬이 장시간 작동할 수 있습니다. 연기 온도가 높으면 팬은 일정 시간 동안 지속적으로 작동할 수 있으며 일반적으로 두 등급 이상의 회전 속도를 갖습니다.
화재 및 연기 배출을 위해 일반적으로 사용되는 특수 팬에는 HTF 시리즈, ZW 시리즈, W-X 시리즈 및 기타 유형이 있습니다.
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