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논문명/저자명
생물안전 3등급(BSL3)연구시설의 CONTAM_CFD 연동해석 및 신재생에너지를 적용한 에너지 성능 해석에 관한 연구 = (A)study on the CONTAM_CFD and energy performance analysis of renewable energy in bio safety level 3 research facilities / 황지현 인기도
발행사항
성남 : 가천대학교 대학원, 2014.8
청구기호
TM 690.028 -14-15
형태사항
ix, 80 p. ; 26 cm
자료실
[부산관] 서고(열람신청 후 2층 주제자료실)
제어번호
KDMT1201450098
주기사항
책등표제: 생물안전 3등급연구시설의 CONTAM_CFD 연동해석 및 신재생에너지를 적용한 에너지 성능 해석에 관한 연구
학위논문(석사) -- 가천대학교 대학원, 건축설비공학과 건축설비공학전공, 2014.8. 지도교수: 홍진관

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표제지

국문초록

목차

기호설명 13

제1장 서론 14

제1절 연구 배경 14

제2절 연구 목적과 방법 17

제3절 국내·외 연구동향 19

제4절 연구 범위 21

제2장 이론적 배경 22

제1절 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설의 개요 22

1. 생물안전 연구시설의 정의와 등급 22

2. 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설의 정의와 특징 24

3. 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설 실험장비 26

4. 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설의 설치 기준 28

제2절 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설의 공기조화시스템 32

1. 바이오 해자드(Biohazard) 설비 32

2. 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설 공기조화 시스템의 개요 32

제3절 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설의 에너지 대책 35

제4절 시뮬레이션 해석기법 39

1. 멀티존 시뮬레이션(CONTAM3.0)의 해석기법 39

2. CONTAM_CFD 연동 프로그램의 개요 42

3. Energy Plus 8.0 프로그램의 개요 43

제3장 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설의 설계검증 46

제1절 멀티존 시뮬레이션 모델 구성 46

1. 멀티존 모델링 46

2. 병원균 모델 47

3. 필터 모델 48

4. 재실자 모델 49

5. 시뮬레이션 해석 절차 49

제2절 해석 대상 건물의 실간 압력차 검증 50

1. Leakage area에 따른 해석 대상건물의 실간 압력차 검증 50

2. Leakage area에 따른 해석 대상건물의 실간 압력차 검증 결과 59

제3절 오염원의 이동 경로 해석 시나리오 60

1. 시나리오① 해석 결과 61

2. 시나리오② 해석 결과 61

3. 시나리오③ 해석 결과 62

제4장 Contam_CFD 연동 해석 및 결과 63

제1절 A Coupled Multizone_CFD0 기류 해석 및 결과 63

1. A Coupled Multizone_CFD0 시뮬레이션 모델링 63

2. A Coupled Multizone_CFD0 시뮬레이션 결과 65

제2절 Influenza A 바이러스의 농도분포 해석 및 결과 68

제5장 생물안전 3등급 연구시설의 에너지 성능 해석 및 결과 70

제1절 Energy Plus 시뮬레이션 모델링 70

제2절 부하계산서와 시뮬레이션의 최대부하 계산량 비교 분석 76

1. 부하계산서 76

2. 시뮬레이션을 통한 건물 최대 부하량 계산 결과 78

3. 부하계산서와 시뮬레이션 결과 비교 분석 78

제3절 신재생에너지 적용 시뮬레이션 해석 및 결과 79

1. 신재생에너지 system(태양광 발전) 모델링 79

2. PV 모델 시뮬레이션 해석 결과 80

3. 건설비 분석 결과 82

제6장 결론 84

ABSTRACT 87

참고문헌 90

Table. 1. Classification of infective microorganisms by risk group 23

Table. 2. 국제 표준화 규격 ISO 14644 26

Table. 3. Class II 급 생물안전 작업대(BSC)의 유형에 따른 분류 27

Table. 4. Installation standard for Bio-safety level 3 lab 30

Table. 5. BSL3 연구시설과 일반 사무실 공조 시스템 비교 33

Table. 6. Input data of multizone model 50

Table. 7. 기존 설계 풍량 적용 시 실별 해석 결과 51

Table. 8. 설계 풍량 변경에 따른 실별 해석 결과 52

Table. 9. 기존 설계 풍량 vs 설계 풍량 변경 시 압력차 53

Table. 10. 기존 설계 풍량 적용 시 실별 해석 결과 54

Table. 11. 설계 풍량 변경에 따른 실별 해석 결과 55

Table. 12. 기존 설계 풍량 vs 설계 풍량 변경 시 압력차 56

Table. 13. 기존 설계 풍량 적용 시 실별 해석 결과 57

Table. 14. 설계 풍량 변경에 따른 실별 해석 결과 58

Table. 15. 기존 설계 풍량 vs 설계 풍량 변경 시 압력차 59

Table. 16. Simulation scenario schedule 60

Table. 17. Data base of BSL3_1 실험실 63

Table. 18. Design days input data of Energy Plus 72

Table. 19. 실내 온습도 조건 73

Table. 20. BSL3 연구시실 구조체 열관류율 73

Table. 21. Air handing unit input data 74

Table. 22. BSL3 연구시설의 냉난방 부하량 76

Table. 23. 냉난방 부하계산서(BSL3실험실-1) 77

Table. 24. 태양광 전지판 입력 조건 79

Table. 25. BSL3 연구시설 Case 별 연간 총에너지 소비량 82

Table. 26. Initial construction cost(BSL3 연구시설) 83

Fig. 1. Class II Type A2 BSC 27

Fig. 2. Class II Type B2 BSC 27

Fig. 3. 생물안전 3등급(BSL3) 연구시설 설치 기준 29

Fig. 4. Biohazard System 32

Fig. 5. BSL3 연구시설 공조시스템 33

Fig. 6. 일반 사무실 공조 시스템 33

Fig. 7. BSL3 연구시설 공조시스템 계통도 34

Fig. 8. 사무소 빌딩과 BSL3 연구시설의 냉열원 설비용량과 시간최대 냉방부하 비교 35

Fig. 9. BSL3 연구시설의 부하비중 비교 37

Fig. 10. 재열이용 시스템 흐름도 37

Fig. 11. 태양광 발전시스템 구성요소 38

Fig. 12. 멀티존 모델링 개념도 41

Fig. 13. 멀티존 모델의 입, 출력 값 42

Fig. 14. Energy Plus 계통도 45

Fig. 15. Open studio Plug-In_Sketch up 화면 45

Fig. 16. Multizone model of Bio-safety level 3 lab. 46

Fig. 17. Influenza A model for multizone analysis 47

Fig. 18. Filter model for multizone analysis 48

Fig. 19. 기존 설계 풍량 적용 시 압력차에 따른 기류 51

Fig. 20. 설계 풍량 변경 적용 시 압력차에 따른 기류 52

Fig. 21. 기존 설계 풍량 적용 시 압력차에 따른 기류 54

Fig. 22. 설계 풍량 변경 적용 시 압력차에 따른 기류 55

Fig. 23. 기존 설계 풍량 적용 시 압력차에 따른 기류 57

Fig. 24. 설계 풍량 변경 적용 시 압력차에 따른 기류 58

Fig. 25. Influenza A Concentration of scenario ① 61

Fig. 26. Influenza A Concentration of scenario ② 62

Fig. 27. Influenza A Concentration of scenario ③ 62

Fig. 28. Grid generation & CFD0 base model of BSL3_1 64

Fig. 29. Edit Regions for Grid Number 65

Fig. 30. Air flow and pressure of multizone model 65

Fig. 31. Supply air flow of BSL3_1(Y＝2.1m) 66

Fig. 32. Supply air flow of BSL3_1(X＝4m) 66

Fig. 33. Exhaust air flow of BSL3_1(Y＝1.6m) 67

Fig. 34. Exhaust air flow of BSL3_1(X＝2.1m) 67

Fig. 35. Influenza A concentration in CFD0 program(Z＝0.7m) 68

Fig. 36. Influenza A concentration in CFD0 program(Z＝1.6m) 69

Fig. 37. 생물안전3등급(BSL3) 연구시설 평면도 70

Fig. 38. Sketch Up(Open Studio) Modeling of Energy Plus V8.0 71

Fig. 39. Sketch Up(Open Studio) Modeling of Energy Plus V8.0 71

Fig. 40. Energy Plus IDF Editor 71

Fig. 41. Energy Plus IDF Editor window 72

Fig. 42. 경남 보건환경연구원 BSL3 연구시설 공조 계통도 75

Fig. 43. PV IDF Editor window 80

Fig. 44. 연간 단위면적당 일사량 80

Fig. 45. 태양광 발전시스템(PV photovoltaic) 연간 발전량 81

Fig. 46. Energy consumption of simulation results 82

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