WUFI 기상데이터와 최소 단열기준에 관한 질문
안녕하세요. 현재 WUFI Pro를 사용하고 있는 사용자 입니다.
국내 기상환경에서 지어지는 목조주택의 습열환경을 분석하면서 국내 환경에서 적용하기 적절한 인풋값에 대한 고민을 하고 있습니다. 그러다 최근 4가지 정도에 대한 궁금증이 생겨 이렇게 질문 글을 올립니다.
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이번에 WUFI Pro가 6.5 버전으로 업데이트 되면서 국내 기상데이터가 기존에 있던 [Test Reference Year 2015]를 포함해 [Test Reference Year 2020], [Extreme Reference Year Summer], [Extreme Reference Year Winter]가 추가되었는데, 프로그램 내에 적혀있는 내용 설명란을 보면 대략적으로 어느 상황을 보고싶을 때 이것을 선택해야하겠다는 주관적인 판단은 드는데 확실하지 않아서요.
* 질문1. 국내 기상데이터 4가지 선택항목에 대해서 어떠한 상황을 확인하고 싶을때 어떠한 선택항목을 활용하는것이 적절한 활용 방법인가에 대해 설명 부탁드립니다.
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WUFI에서 현재 선택 가능한 실내 기상데이터는 EN 15026/WTA 6-2, ISO 13788, ASHRAE 160이 있지만, 이는 우리나라의 실내 온습도 조건을 기반으로 한것이 아니라 오차가 있는것으로 알고 있습니다. 이를 제외하고 선택할 수 있는 방법은 Sine 곡선을 이용한 방식인데 제가 관련 논문 및 문헌을 통해 찾아본 결과 다음의 수치를 적용한 사례들을 찾아볼 수 있었습니다.
1) 서울 소재 아파트 세대에서 실내 기온과 상대습도를 측정한 사례 (협회와 IBP에서 진행한 WUFI Pro Basic Seminar 자료집, 2019)
- 온도 평균 : 25.5℃, 온도 진폭 : 3.5℃, 최고일 8월 1일, 상대습도 평균 : 57.5%, 상대습도 진폭 : 12.5%, 최고일 8월 1일
2) 저에너지 주택 10개소에 대한 데이터 (경량목구조 패시브하우스 외피의 Hygrothermal 거동, 이정훈 박사학위 논문, 2017)
- 온도 평균 : 24.5℃, 온도 진폭 : 4.5℃, 최고일 8월 1일, 상대습도 평균 : 55%, 상대습도 진폭 : 20%, 최고일 8월 1일
3) 대전 유성구 지족동 단독주택에 대한 데이터 (CLT 목조주택의 열습기 성능 평가, 장성진 박사학위 논문, 2018)
- 온도 평균 : 23.6℃, 상대습도 평균 : 56.1%
* 질문2. 국내 실내 기후 입력시 EN 15026/WTA 6-2, ISO 13788, ASHRAE 160을 사용하는 것 보다 현재 오픈된 자료 내에서는 2) 이정훈 박사님 논문에서 제시한 값을 이용하는 것이 최선의 방법인것 같은데, 혹시 협회에서 이보다 업데이트 된 실내 기후 데이터 자료가 있을까요?? 있으시다면 자료를 공유해주실 수 있으실까요??
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WUFI 시뮬레이션 계산 후 [U-value] 버튼을 눌러 정적 열 성능 해석을 할 때, 신호등이 들어오는 기준인 U1과 U2가 DIN 4108-2(2003)에 최소 단열기준을 근거로 하는 것으로 알고 있습니다. (U1 = 0.73W/m2·K, U2 = 1.39W/m2·K)
* 질문3. 일반적인 국내 건축물 에너지 절약 설계기준 상 열관류율 개념과 다른 개념으로 U1과 U2의 열관류율 기준은 비정상상태에서의 열관류율 기준이라고 이해했는데 맞을까요?? (현재 건축물 에너지 절약 설계기준의 열관류율과 너무 많은 차이를 보여서요)
* 질문4. 다른 개념이 맞다면 우리나라 상황에서도 U1, U2 값을 비정상상태에서의 최소 열관류율 기준으로 보아도 무방할까요?? 아니라면 우리나라 상황에 맞는 U1, U2 값이 있을까요??
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여러가지 데이터가 매우 부족한 국내 환경속에서 WUFI를 가능한 객관적인 자료로 활용하고 싶어 여러 자료들도 찾아보고 이런 저런 고민을 하다보니 질문이 길어졌네요ㅜㅜ 시간이 되실때 천천히 답변 주시면 감사하겠습니다.
우선 WUFI Pro 시뮬레이션에 대한 많은 관심과 질의에 대하여 감사드립니다.
금주 지방 출장으로 인해 답변이 늦어진 점 양해 부탁드립니다. (╥_╥`)
* 질문1. 국내 기상데이터 4가지 선택항목에 대해서 어떠한 상황을 확인하고 싶을때 어떠한 선택항목을 활용하는것이 적절한 활용 방법인가에 대해 설명 부탁드립니다.
WUFI 에는 현재 국내 TRY 기상데이터가 제공되고 있습니다. 2015버전의 경우 초기 버전의 국내 기상데이터입니다. 작년에 누락값 및 실측 누적값들을 추가하여 2020 버전의 TRY 기상데이터가 업데이트 되었습니다. 구조체의 습열분석을 위해서는 현재 업데이트 된 2020 TRY를 활용하시기 바랍니다.
Extreme Reference Year (여름/ 겨울) 데이터의 경우 냉/난방기의 용량 산정을 위해 활용되는 데이터입니다.
WUFI는 Pro, 2D, Plus 등의 패밀리 프로그램으로 구성되어 있습니다. WUFI Pro 에서는 설비에 대한 정보를 입력하지 않지만, 건물에너지 사용량 분석에 활용되는 Plus 프로그램에서는 설비에 대한 정보를 입력하게 되어있습니다. ERY를 통해 설비 용량 산정에 활용됩니다.
* 질문2. 국내 실내 기후 입력시 EN 15026/WTA 6-2, ISO 13788, ASHRAE 160을 사용하는 것 보다 현재 오픈된 자료 내에서는 2) 이정훈 박사님 논문에서 제시한 값을 이용하는 것이 최선의 방법 인것 같은데, 혹시 협회에서 이보다 업데이트 된 실내 기후 데이터 자료가 있을까요?? 있으시다면 자료를 공유해주실 수 있으실까요??
EN 15026/WTA 6-2 의 경우 3,000세대의 실측 조사를 통해 확인된 데이터입니다. 국내 생활조건과 상이한 부분이 존재하지만, 냉방기를 적극적으로 가동하는 세대의 경우 해당 항목으로 분석하시는 것이 타탕하다고 생각합니다. (습기부하 고 설정)
냉방기를 잘 활용하지 않는 세대의 경우 Sine 곡선을 활용하시기 바랍니다.
협회에서는 기존의 저에너지 주택 10세대의 실측데이터 이외에 작년부터 50세대에 대하여 실내 온/습도 데이터를 수집 중에 있습니다. 3,000세대(유럽) VS 50세대(국내) 하하....비용...인력...시간...(╥﹏╥)
100세대, 200세대... 자료를 쌓아가면서 국내 실내기후를 대변할 수 있다고 판단이 될 때 실내 자료를 제공해드릴 예정입니다.
* 질문3. 일반적인 국내 건축물 에너지 절약 설계기준 상 열관류율 개념과 다른 개념으로 U1과 U2의 열관류율 기준은 비정상상태에서의 열관류율 기준이라고 이해했는데 맞을까요?? (현재 건축물 에너지 절약 설계기준의 열관류율과 너무 많은 차이를 보여서요)
독일에서는 실내공간의 쾌적성과 위해환경(결로 곰팡이 등)에 대한 고민을 장시간 해왔습니다.
해당 기준은, 위해환경에 대하여 기준이 수립될 당시 최소한의 단열성능을 제시한 것입니다. (에너지 성능과는 무관한 기준입니다.)
U1 = 0.73 W/m²K 의 경우 2003년, U2 = 1.39 W/m²K 의 경우 1981년도의 기준입니다.
그래서 현재의 열관류율 값과는 많은 차이를 나타내고 있는 것이 사실입니다. 따라서 해당 기능은 현재의 단열기준 수치로 바꾸어 벽체의 단열성능을 검증하는데 활용하시는 것이 좋을 것 같습니다. (습열거동으로 인한 벽체 단열성능 저하 여부 등)
postprocessor 폴더의 ThermalTransmission.ini 파일에서 열관류율 기준의 수치변경이 가능합니다.
* 질문4. 다른 개념이 맞다면 우리나라 상황에서도 U1, U2 값을 비정상상태에서의 최소 열관류율 기준으로 보아도 무방할까요?? 아니라면 우리나라 상황에 맞는 U1, U2 값이 있을까요??
동적상태에서의 최소 열관류율 기준은 없는 것으로 알고 있습니다. 현재의 단열성능은 쾌적, 저에너지를 넘어서서 제로에너지 건축물 수준으로 향상이 될 것이므로, 에너지절약설계 기준의 단열 값, 혹은 제로에너지 건축물 구현을 위한 단열 값 등 프로젝트의 성격에 따라 U1, U2 기준을 수립하시는 것이 좋을 것 같습니다.
Hun0524님의 소중한 답변 감사드립니다.
답변해주신 내용 중 한가지만 더 질문을 드리겠습니다.
조금 더 객관적인 WUFI분석을 위해서는 실내 환경 데이터를 제외한 인풋값이 같은 조건하에서 실내 환경 데이터를 EN 15026/WTA 6-2과 (말씀 해주신것 처럼 데이터가 부족하지만) 국내 Sine 곡선을 각각 넣고 시뮬레이션을 돌려 결과 값을 비교한 후 이를 해석하는 것이 현재로서 할 수 있는 최대한의 객관적 결과해석 방법(국내 환경에 대한)이 아닐까 해서 그렇게 진행을 하려고 하는데요.
<추가질문 1. 협회에서 데이터 수집중이시고 아직 데이터화 되지 않으셨을 수 있지만 현재로서 입력할 수 있는 국내 실내환경 데이터의 Sine 곡선 값을 공유해주시면 감사하겠습니다.>
*추가질문 1. 협회에서 데이터 수집중이시고 아직 데이터화 되지 않으셨을 수 있지만 현재로서 입력할 수 있는 국내 실내환경 데이터의 Sine 곡선 값을 공유해주시면 감사하겠습니다.
-->저에너지 주택 10개소에 대한 데이터(2017, 이정훈 학위 논문)가 이전에 협회에서 수집하였던 Sine 곡선 값입니다. 추가로 수집하고 있는 실내 온습도 자료는 이제 1년치의 데이터가 수집되는 단계라, 2~3년 정도 더 수집한 후에 협회 홈페이지를 통해 게시할 예정입니다.