복합벽설계 보고서

목차

1. 단일 단열재의 열 해석

2. 복합 단열벽 설계

3. 복합벽의 열전달식 접근법

4. 결론

5. 참고문헌

본문내용

는다. 이때 재료비를 계산한 결과 9800원의 비용이 들며, ANSYS로 열 해석을 해본결과 다음그림과 같다.
왼쪽그림에서 오른쪽 내부벽면의 경우 온도가 24.367도이며 노란색부분에서 결로가 생긴다는 결과가 나왔다. 하지만 스티로폼의 경우 실제저항값이 이론과 20% 차이가있다는것을 알 수 있었으며 이러한 차이를 고려하여 열 해석을 해본결과 오른쪽그림과 같은 해석 값을 얻을 수 있었다. 여기서 6mm의 남은부분에 재료를 사용하여 단열효과를 증대시키기 위하여 합판의 두께를 11.5mm에서 7.5mm로 4mm를 줄였으며 스티로폼 9.5mm를 하나더 사용하여 0.5mm를 남으며, 이러한 경우 재료비가 9700원이며, 열 해석을 해본결과 아래의 그림과 같다.
왼쪽의 그림은 남은 6mm를 보충하여 열 해석을 한 결과이고 오른쪽의 그림은 스티로폼의 20% 효율저하를 고려하여 열 해석을 한 결과 왼쪽그림의 내부벽면온도는 24.404도이고 오른쪽그림의 내부벽면온도는 24.303도이다.
위의 결과를 비교해보면 20%의 효율저하를 고려했을 경우 합판을 줄이고 스티로폼을 사용하였을 경우가 그렇지 않았을 경우보다 재료비측면에서 1000원 저렴하며 동시에 단열효과또한 0.041도 더 효과적이라는 것을 알 수 있다.
3. 복합벽의 열전달 접근법
마지막으로결정한 복합벽의 설계에 대하여 열 해석을한 값이 맞는지 확인하기위하여 몇 가지 열전달식을 이용해 직접 손으로 계산해본결과 거의 100%의 정확성을 보여주며 계산식은 다음과 같다.
1)저항
내부와 외부의공기층:
콘크리트:
스티로폼:
석고:
합판:
각각의저항을 모두 더하였을경우의 저항은
이다.
복합벽의 내부와 외부의 그리고 각각의저항을고려하여 전체 열유속을구하면
열유속 이다.
2)각각재료의 면에서의 온도
콘크리트의 좌측벽:
스티로폼의 좌측벽:
석고의 좌측벽:
합판의 좌측벽:
합판의 우측벽:
3)복합단열벽에의한 절감비용
복합벽의 단면적 을 고려하여 콘크리트만을 사용하였을경우와 콘크리트에 복합단열벽을 사용하였을 경우 각각
콘크리트:
콘크리트+복합벽:
절감량 :
4)전기료
초과사용기본요금(호당)
전력량 요금(원/kWh)
100kWh 이하 사용
370
처음 100kWh 까지
54.60
101 ~ 200kWh 사용
810
다음 100kWh 까지
112.80
201 ~ 300kWh 사용
1,390
다음 100kWh 까지
162.90
301 ~ 400kWh 사용
3,330
다음 100kWh 까지
235.20
401 ~ 500kWh 사용
6,240
다음 100kWh 까지
345.90
500kWh 초과 사용
11,440
500kWh 초과
606.80
복합벽의 경우 277W의 절감량이 생기며 겨울철 90일동안을 계산한결과
총절감량
총절감량에대한 전기료절감을계산하면 500KWh사용을 초과하였으므로 초과사용기본요금과 초과후 각각 100KWh를 고려해보면
4. 결론
지금까지의 과정을살펴보면 복합단열벽은 스티로폼을 129.5mm, 합판 7.5mm, 석고보드 62.5mm를 사용할 경우 단열이 가장잘되며 이때에 재료비용은 97000원으로 다른경우보다 가장 값이 싸며 그림에서 보는바와같이 단열벽내부에 결로가생기게되는데 전문업체에 직접전화하여 알아본결과 복합벽 내부에 결로가생기지않게하는것은 현실적으로 불가능하다는것을 알수있었다.
5.참고문헌
1)http://blog.naver.com/sd6975?Redirect=Log&logNo=60017635079(전기료계산)
2)엔시스와 유한요소법 (Sigma Press 주, 고재용 지음)
3)공기조화및냉동 (Pearson Education Korea 김무환 외 4인 공역)
4)열전달

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복합벽,   복합단열벽,   복합벽설계