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[판교 패시브하우스] 파울 열회수환기장치 NOVUS300 설치 따라잡기(3)

-왜 코안다 효과(Coanda effect)를 지닌 제트노즐 디퓨져를 설치해야하나?-

판교 패시브하우스 현장에서는 코안다 효과(Coanda effect) 기능이 있는 독일산 제트노즐 급기 디퓨져를 수입하여 사용하였습니다.

그렇다면 왜 ​코안다 효과(Coanda effect)가 있는 급기 디퓨져를 설치해야 할까요?

코안다 효과(Coanda effect)란 벽면이나 천장면에 접근하여 분출된 기류가 그 면에 빨려서 부착하여 흐르는 경향을 갖는 것을 말합니다. 이 경우 한쪽만 확산하므로 자유 분류에 비해 속도감쇠가 작고, 도달 거리가 길어지게 됩니다.

일테면 지하찰의 제연경게벽을 상상해보시면 됩니다. 천정에 300m/m 덩도의 유리벽이 지하철 벽 곳곳에 설치되어있는 것이 떠오르시죠~화재시 연기는 천정을 따라서 흐르므로 천장 아래 쪽만 제연벽이 설치되더라도 어느 정도의 효과를 갖는 것이죠~

아래의 사진1은 코안다 효과(Coanda effect)를 설명한 독일 패시브하우스연구소의 자료입니다.

 

​<사진1 코안다 효과(Coanda effect)>

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[판교 패시브하우스] 파울 열회수환기장치 NOVUS300 설치 따라잡기(2)

-코안다 효과를 지닌 제트노즐 디퓨져의 설치-

NOVUS300 열회수환기장치의 설치 시 급기 디퓨져의 선택에 주의를 기울여야 합니다.

국내에서 통용되는 디퓨져는 환기량 조절이 제대로 되질 않고 이른바​ 코안다 효과(Coanda effect)가 나타나질 않기에 선택에 매우 신증을 기울여야 합니다.

코안다 효과(Coanda effect)란 벽면이나 천장면에 접근하여 분출된 기류가 그 면에 빨려서 부착하여 흐르는 경향을 갖는 것을 말합니다. 이 경우 한쪽만 확산하므로 자유 분류에 비해 속도감쇠가 작고, 도달 거리가 길어지게 됩니다.

판교 패시브하우스 현장에서는 코안다 효과(Coanda effect) 기능이 있는 독일산 제트노즐 급기 디퓨져를 수입하여 사용하였습니다.

그런데 독일산 제트노즐 디퓨져 가격은 한개당 28만원인데 급기 디퓨져만도 9개를 사용하다 보니 그 금액이 300만원에 육박하였습니다. ​

 

 

 

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[판교 패시브하우스] 파울 열회수환기장치 NOVUS300 설치 따라잡기(1)

- NOVUS300 본체와 콘트롤 연결 TIP-

파울사 패시브하우스 열회수장치의 열회수효율은 93%, 전력소비는 0.23W/㎥ 정도로 강력한 성능을 발휘합니다.

그러나 구슬도 꿰어야 보배가 됩니다!

제아무리 성능 좋은 환기장치라도 제대로 설치되지 않는다면 무용지물...

파울 NOVUS300의 본체와 콘트롤의 연결을 어떻게 하는지 포스팅해봅니다^*^ (수입사에서 한글 메뉴얼만이라도 제대로 만들어주시길...)



 
이 케이블이 본체와 콘트롤을 연결하는 통신선이랍니다.



콘트롤(우측)과 연결터미널(좌측)입니다.


 
콘트롤의 내부 모습입니다.


 
통신케이블로 콘트롤과 연결터미널을 연결합니다.




사진에서와 같이 메인콘트롤과 터미널 연결시 녹색, 백색,녹색,백색,녹색순으로 전선을 연결합니다.
이 순서를 지키지 않으면 NOVUS300의 작동은 불가합니다.
이 부분이 연결시 가장 중요한 설치TIP입니다.
그리고 터미날에서 나온 잭은 본체 뒷편 연결잭에 꽂기만하세요^*^





본체 전면의 회로기판입니다.
이 곳은 손끝하나 건드려선 안됩니다.
보기에 뭔가 연결해봄직하지만 이 곳에 연결할 통신선 혹은 연결잭은 하나도 없답니다.


 
이제 콘트롤의 스위치를 누르세요^*^
상단 마이너스 부호와 플러스 부호를 누르시면 환기량의 강약이 조절됩니다
물론 오른쪽의 스위치를 누르세도 강약이 조절된답니다^*^



운전하지 않을 경우는 대기전력이 4W랍니다.
열회수장치를 미듀움에서 운전시에는 대략 40W 정도의 전력이 소비됩니다. 이렇게 던치 큰 장치가 고작 40W 백열등 하나 정도의 소비량을 가르키네요^*^ 정말 놀라운 전력소비량입니다~~
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[패시브하우스 열교제로] 외장재로 석재시공시 창호프레임 단열을 어찌할 것인가?

 

판교 패시브하우스는 외장재로 석재 시공을 적용하였습니다.

그렇다면 시 창호 프레임은 어떻게 할 것인가?

몇일을 고민 끝에 내린 결론은 아래 사진에서 처럼 석재 인방에 우레탄보드 20미리 단열재를 사전에 부착하여 프레임을 방법을 취했습니다.

많은 품이 드는  일이었지만 프레임의 단열을 위해서는 어쩔 수 없는 선택이었습니다...

 

패시브하우스 창호의 열교 제로 시공 디테일!

남들은 미쳤다고 애기할런지 모르겠으나 이렇게라도 하지 않는다면 열교제로의 디테일은 실현불가였습니다.

패시브하우스는 시공할수록 고달프고 힘든일이 아닐 수 없습니다.

 

 

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[패시브하우스 열교제로]패시브하우스 외벽체 외단열의 비밀(3) 

왜 판교 패시브하우스 외단열시 단열기능이 있는 투습방수지(Tyvek-Enercor) 사용했을까?

 

판교 패시브하우스는 외단열 소재로 우레탄보드를 적용하였습니다.

아쉽게도 우레탄보드 역시 XPS와 마찬가지로 시간의 흐름에 따라 단열 성능이 저하되는 경시현상이 존재합니다.(물론 생산업체에서는 부정하고 있죠...)

이러한 경시 현상을 저감시킬 수 있는 방안은 우레탄보드를 공기와 직접 접촉하는 것을 방지하는 것이라합니다.

판교 패시브하우스에서는 우레탄보드 외단열재 설치후 타이벡 에너코(Tyvek Enercor)를 설치하여 우레탄보드와 공기의 직접 접촉을 피하는 공법을 채택하였습니다.

 

그런데 여기서 사용된 타이벡 에너코(Tyvek Enercor)는 일반 투습방수지의 투습방수 및 방풍의 역할을 뛰어 넘어선 기능을 가지고 있는데 투습방수지임에도 불구하고 복사열 반사에 의한 단열 성능을 지니고 있다는 점입니다.

듀폰 타이벡 에너코(Dupont Tyvek Enercor)를 설치하게되면 유효R-VALUE가 0.54 m2K/W 만큼 높아짐으로서 스치로폼 25미리 부착의 단열효과를 기대 할 수 있습니다.(물론  타이벡 에너코(Tyvek Enercor)의 시공시 25M/M의 공기층이 확보되어야합니다)

 

많은 분들이 판교 패시브하우스에 설치된 타이벡 에너코(Tyvek Enercor)에 의문점을 갖습니다.

 

"과연 패시브하우스 외단열재 부착후 투습방수지(Tyvek) 취부할 필요가 있을까?"

 

이에대한 해답은 "판교 패시브하우스에서 외단열재 부착후 타이벡 에너코(Tyvek Enercor)를 설치함으로서 우레탄보드의 경시 현상을 예방하여 단열성능(열전도율 0.019W/(m2K) 을 지속적으로 유지하고 복사 열반사 기능으로 스치로폼 25미리 부착의 단열효과를 증대" 시킬 수 있었습니다. 

 

 

 

<단열 기능이 있는 투습방수지 듀폰 타이벡 에너코가 설치된 모습>

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[패시브하우스 열교제로]패시브하우스 외벽체 외단열의 비밀(2) 

왜 패시브하우스 외단열시 스텐레스스크루를 사용할까? 

 

판교 패시브하우스에서는 외단열 공사로 200m/m 우레탄보드를 취부하였습니다. 

우레탄보드의 취부전 선행되는 작업이 외장재 부착을 위한 브라켓 설치 작업입니다.

이때 브라켓의 재질이 중요한데요 스틸브라켓이냐, 스텐레스 브라켓이냐에 따라서 점형열교의 값이 커다란 차이를 보입니다.

이는 브라켓 체결을 위한 스크루의 재질에서도 그대로 적용되고 있습니다.

 

일테면 직경 6미리*길이 200미리 스틸 스크루를 600개 사용했을때 이를 통한 연간 열손실은 다음과 같습니다.

 

스틸 스크루 1개의 점형열교값을 Ψ=0.01W/mK(선형열교 값으로 변형했음) 값  일때 연간 열손실량은

0.01W/mK * 600 *  84kKh = 504kWh 입니다.(석유 약 50리터)

 

보시다시피 스틸 재질의 스크루시 스크루를 통한 점형 열교가 상상을 초월합니다.

그런데 같은 조건에서 스텐레스 스크루를 사용한다면? 열교값이 스틸 스크루의 3/1에 해당하므로

 

스텐레스  스크루 1개의 점형열교값을 Ψ=0.01W/mK*3/1(선형열교 값으로 변형했음) 값  일때 연간 열손실량은

0.01W/mK*3/1 * 600 *  84kKh = 168kWh 입니다.(석유 약 17리터)

 

스텐레스 스크루의 사용으로 열교값이 3/1로 감소됨을 알 수 있습니다.

이처럼 판교 패시브하우스의 경우 열교의 최소화를 위해 스크루 숫자를 최소화하고 스텐레스 재질의 스크루와 스텐레스 브라켓을 사용한것입니다. 

 

그런데 그 동안 건축된 국내 패시브하우스에서는 이러한 열교 값 계산이 제대로 이뤄지지 못했습니다.

PHPP도입이 늦었기 때문이기도 하거니와 열교 손실에 관한 건축물리에 대한 근본적인 이해의 부족으로 생긴 현상들입니다.

 

참으로 안타까운 햔실은 지금 이순간에도 이러한 오류들이 소위 패시브하우스 현장들에서 끊임없이 발생하고 있다는 사실입니다ㅜㅜ

 

 

 

 

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[패시브하우스 열교제로] 패시브하우스 콘크리트조 외벽체 외단열의 비밀(1) 

왜 패시브하우스 외단열시 스크루 사용을 지양하는가? 

 

콘크리조 지하층의 외벽체 외단열 공사시 열관류율을 0.15W/m2K을 유지하기위해서는 200미리 정도의 XPS(ex:아이소핑크, 골드폼)를 취부해주어야 하는데 아쉽게도 국내에선 145 미리가 최대 두께이므로 울며겨자먹기로 100미리 XPS 2PLY를 시공합니다.

이때 1PLY XPS에 2PLY XPS를 스크루등으로 체결하곤하는데 이 경우 스크루를 통한 점형 열교가 발생하여 상상을 초월하는 심각한 열손실이 발생됩니다.

일테면 직경 6미리*길이 200미리 스크루를 300개 사용했을때 이를 통한 연간 열손실은 다음과 같습니다.

 

스크루 1개의 점형열교 Ψ=0.01W/mK(선형열교 값으로 변형했음) 값  일때

이를 통한 연간 열손실량은

0.01W/mK * 300ea *  84kKh = 252kWh 입니다.(석유 약 20리터)

 

이러한 열손실을 줄이기위해서는 PVC용 스크루를 사용하거나 다음과 같이 스크루 시공후 스크루 제거후 그 자리를 우레탄폼으로 충진해주는 시공 스킬이 필요합니다. 

당장은 시간 낭비 인력 낭비로 보일지 모르겠으나 제대로된 두께의 XPS단열재와 열교 제로 PVC스크루 자재가 없는 한국 상황에서 어쩔 수 없는 고육지책이라 할 수 있겠죠ㅜㅜ

이러한 고통과 인고의 시련 과정을 거쳐야만 한국에서도 유럽형 정통 패시브하우스를 정착시킬수 있을 것입니다.

 

 

 

 

 

 

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[패시브하우스 열회수환기장치] 파울 열회수환기장치 NOVUS300 의 성능 분석(1) 

NOVUS300 열회수환기장치의 독일PHI인증서입니다.

열회수효율은 93%, 전력소비는 0.24W/㎥ 정도로 현존 열회수환기장치중 2등이면 서러워할 정도로 최고의 성능을 가지고 있습니다.

특히 횐기량이 145㎥/h일 경우 열회수효율이 94.4%, 전력효율이 0.23W/㎥ 을 나타내고 있습니다^*^

 

 

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[판교 패시브하우스] 패시브하우스 기초 바닥공사  단열재 교차시공에는 이런 이유가 있다! 

 

아래 사진에서 보듯이 패시브하우스 기초바닥공사시엔 상판과 하판단열재를 지그재그식으로 교차시공해주어야합니다.

이유는 지그재그식으로 설치하므로서 선형열교를 점형열교로 변형시켜 열교를 최소화 시킬 수 있기때문입니다.

 

아래의 그림1 처럼 상판단열재에 맞춰 하판단열재를 설치한다면 가로*세로 8.1m*14.4m의 면적을 갖는 바닥에서 발생하는 선형열교의 길이는 다음과 같습니다.

(14.4m*8)+(8.1m*7) = 171.9m 

Ψ=0.13W/mK일때 연간 열손실량은

0.13W/mK * 171.9m *  84kKh = 1877.148kWh 입니다.

아래 그림2 는 상판과 하판단열재를 지그재그식으로 교차시공하는 경우입니다. 물론 이 경우에도

9 * 8 = 72개의 점형열교가 발생합니다.

그러나 이 경우 점형열교는 Ψ=0.004W/mK에 불과하므로

연간 열손실량은

0.004W/mK * 72개 * 84kKh = 24.192kWh 입니다.

 

1877.148kWh : 24.192kWh !!!

이것은 단열재 설치시 상하판의 단열재를 지그재그식으로 선형열교를 점형열교로 바꾸어 에너지 소비를 70/1로 줄인 결과치입니다.

단열재를 지그재그식으로 설치하는것엔 이토록 놀라운 건축물리의 비밀이 숨겨져 있는것입니다!!!

 

단열재의 이러한 지그재그 시공의 비법은(?) 특히 벽체와 지붕에서 그 효과가 배가됩니다.  

참조로 아래 사진은  2*12서까래위 2*6서까래를 지그재그로 설치하여 선형열교를 점형열교로 변형시킨 웜루프시스템입니다.

 

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[판교 패시브하우스] 여름철 독일 파울사 NOVUS300 열회수환기장치의 성능은 어느정도 일까?

 

판교 패시브하우스의 열회수환기장치는 독일 파울사 NOVUS300으로 열회수효율이 무려 93%, 소비전력은 0.3W/㎥입니다.

여름철 외부온도가 35도, 에어콘을 가동한 상태에서 실내온도 24도일 경우를 가정해본다면 93%의 열회수효율을 지닌 NOVUS300의 배기온도는 얼마나 될까요?

 

ETA-EHA+Pel/(mcp)/ETA-ODA=0.93 = ηHR   

22-EHA+37/(120*0.33)/22-(+35)=0.93   

22-EHA+0.93/-13=0.93   

22-EHA+0.93=0.93*-13   

-EHA=-12.09 -0.93 -22  

-EHA=-35.02

EHA=35.02

 

이상에서 처럼 배기구 온도는 35.02도임을 알수 있습니다.

결국 이 수치가 의미하는 것은 여름철 에어컨 가동을 전제로한 PAUL300 열회수환기장치 운전시에 실내22도의 냉기가 지속적으로 유지될수 있음을 알수가 있습니다.

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