표제지
국문초록
목차
1. 서론 17
1.1. 연구의 배경 및 목적 17
1.2. 연구의 범위 및 방법 20
1) SUPDI 평가에 대한 예비적 고찰 20
2) SUPDI 평가를 위한 수치해석 모델 구축 21
3) SUPDI 평가 결과 및 분석 21
2. SUPDI 평가에 대한 예비적 고찰 24
2.1. 실내공간오염입자 특성 25
2.1.1. 실내 미세먼지 특성 25
2.1.2. 실내 미세먼지 거동 27
2.1.3. 실내 미세먼지 노출에 의한 건강 위해성 30
2.2. 실내공간 공기정화 설비 유형 31
2.2.1. 공기정화 설비 유형 분석 사례 32
2.2.2. 공기정화 설비 유형에 따른 환기성능 35
2.3. 실내공간 공기정화 설비 성능평가 38
2.3.1. 공기정화 설비 입자저감성능 평가 38
2.3.2. 입자 위치 데이터 기반 입자분포 균일성 평가 41
3. SUPDI 평가를 위한 수치해석 평가모델 구축 43
3.1. 개요 43
3.2. SUPDI 평가방법 44
3.2.1. 학생 위치 별 입자노출량 편차 기반 SUPDI 평가 44
3.2.2. SUPDI 등급 평가 46
3.3. 전산유체역학 시뮬레이션 48
3.3.1. SUPDI 평가모델[원문불량;p.35] 48
3.3.2. 수치해석 방법 56
3.3.3. 시뮬레이션 경계조건 61
3.4. 해석 모델 검증 64
3.4.1. 격자 독립성 시험 64
3.4.2. 기류 및 입자 해석 결과 검증 66
3.5. 평가지표 74
(1) ADPI (Air Diffusion Performance Index) 74
(2) 입자제거효율 (Particle removal efficiency) 76
(3) 입자노출량 (Particle Exposure) 77
4. 시스템 조합 별 입자노출량 기반 SUPDI 평가 결과 78
4.1. 개요 78
4.2. 시스템 조합 별 기류해석 결과 80
4.2.1. 시스템 조합 별 호흡역에서 실내 기류, 온도분포 결과 80
4.2.2. 실내 기류·온도분포 기반 ADPI 평가 84
4.3. 시스템 조합 별 입자해석 결과 90
4.3.1. 시스템 조합 별 입자농도 결과 90
4.3.2. 입자농도 기반 입자제거효율 평가 93
4.4. 시스템 조합 별 SUPDI 결과 96
4.4.1. 시스템 조합 별 입자노출량 결과 97
4.4.2. 입자노출량 기반 SUPDI 평가 100
4.4.3. 평가지표 간 결과 비교 103
4.5. SUPDI 지표의 활용 110
5. 결론 113
참고문헌 118
부록 128
부록 1. (Case 1~8) 128
부록 2. (Case 9~16) 129
부록 3. (Case 17~24) 130
부록 4. (Case 1~8) 132
부록 5. (Case 9~16) 133
부록 6. (Case 17~24) 134
부록 7. (Case 1~8) 136
부록 8. (Case 9~16) 137
부록 9. (Case 17~24) 139
Abstract 141
〈표 2-1〉 미세먼지 농도 기준 26
〈표 2-2〉 실내공간 공기정화 설비 유형 분석 사례 32
〈표 3-1〉 SUPDI 등급 평가 범위 47
〈표 3-2〉 전산유체역학(CFD) 해석 조건 56
〈표 3-3〉 입자설정 조건 56
〈표 3-4〉 시뮬레이션 영향요소 61
〈표 3-5〉 시뮬레이션 경계조건 63
〈표 4-1〉 교실 공간 내 시스템 명칭 79
〈표 4-2〉 수치해석 시뮬레이션 Case 79
〈표 4-3〉 시스템 조합 별 성능평가 결과 111
[그림 1-1] 연구 흐름도 23
[그림 2-1] 미세먼지 크기 비교 26
[그림 2-2] 미세먼지 거동 매커니즘 29
[그림 2-3] 미세먼지 노출에 따른 학생 건강 영향 31
[그림 2-4] 환기시스템 타입에 따른 감염위험도 36
[그림 2-5] 환기시스템 토출구, 흡입구 위치에 따른 입자노출량 37
[그림 2-6] 공기정화 설비 청정화 능력 평가 시 입자농도 곡선 40
[그림 2-7] CCL, CGC, RC 정의 41
[그림 2-8] 입자분포 분석 결과 42
[그림 3-1] 학생 위치 별 개별 호흡영역 45
[그림 3-2] 표본조사 정확도 평가기준 47
[그림 3-3] 해석 대상 교실 평면도 및 재실자 3D 모델 50
[그림 3-4] 교실 내 공기정화설비 3D 모델 53
[그림 3-5] 교실 내 냉난방기 3D 모델 53
[그림 3-6] 교실 내 해석영역 55
[그림 3-7] 환기시스템 유형 별 격자 독립성 시험 결과 65
[그림 3-8] 기류속도 측정실험 측정 위치 및 설치사진 67
[그림 3-9] 기류해석 검증 결과 68
[그림 3-10] 입자농도 측정실험 실험순서 70
[그림 3-11] 입자농도 측정실험 측정 위치 및 설치사진 71
[그림 3-12] 입자농도 측정실험 결과 (Test 1~3) 72
[그림 3-13] 입자농도 측정실험, 입자해석 검증 결과 73
[그림 4-1] 시스템 별 기류유선 81
[그림 4-2] 시스템 조합 별 기류분포 해석 결과 (Standing type ventilation, Z=0.8 m) 82
[그림 4-3] 시스템 조합 별 온도분포 해석 결과 (Standing type ventilation, Z=0.8 m) 83
[그림 4-4] 시스템 조합 별 ADPI 분석 결과 (Standing type ventilation) 85
[그림 4-5] 시스템 조합 별 EDT 분석 결과 (Standing type ventilation) 85
[그림 4-6] 시스템 조합 별 ADPI 분석 결과 (Ceiling-mounted type ventilation) 87
[그림 4-7] 시스템 조합 별 EDT 분석 결과 (Ceiling-mounted type ventilation) 87
[그림 4-8] 시스템 조합 별 ADPI 분석 결과 (Window-mounted type ventilation) 89
[그림 4-9] 시스템 조합 별 EDT 분석 결과 (Window-mounted type ventilation) 89
[그림 4-10] 시스템 조합 별 실 전체 입자농도 결과 91
[그림 4-11] 시스템 조합 별 재실영역 입자농도 결과 92
[그림 4-12] 시스템 조합 별 실 전체 입자제거효율 결과 94
[그림 4-13] 시스템 조합 별 재실영역 입자제거효율 결과 95
[그림 4-14] 시스템 조합 별 입자노출량 결과 (Standing type ventilation) 97
[그림 4-15] 시스템 조합 별 입자노출량 결과 (Ceiling-mounted ventilation) 98
[그림 4-16] 시스템 조합 별 입자노출량 결과 (Window-mounted ventilation) 99
[그림 4-17] 시스템 조합 별 SUPDI 분석 결과 (Standing type ventilation) 100
[그림 4-18] 시스템 조합 별 SUPDI 분석 결과 (Ceiling-mounted ventilation) 101
[그림 4-19] 시스템 조합 별 SUPDI 분석 결과 (Window-mounted ventilation) 102
[그림 4-20] 시스템 조합 별 ADPI-SUPDI 결과 비교 (Standing type ventilation) 104
[그림 4-21] 시스템 조합 별 입자제거효율-SUPDI 결과 비교 (Standing type ventilation) 105
[그림 4-22] 시스템 조합 별 ADPI-SUPDI 결과 비교 (Standing type ventilation) 106
[그림 4-23] 시스템 조합 별 입자제거효율-SUPDI 결과 비교 (Ceiling-mounted ventilation) 107
[그림 4-24] 시스템 조합 별 ADPI-SUPDI 결과 비교 (Window-mounted ventilation) 108
[그림 4-25] 시스템 조합 별 입자제거효율-SUPDI 결과 비교 (Window-mounted ventilation) 109
[그림 부록-1] 시스템 조합 별 기류분포 해석 결과 (Standing type ventilation) 129
[그림 부록-2] 시스템 조합 별 기류분포 해석 결과 (Ceiling-mounted ventilation) 130
[그림 부록-3] 시스템 조합 별 기류분포 해석 결과 (Window-mounted ventilation) 131
[그림 부록-4] 시스템 조합 별 온도분포 해석 결과 (Standing type ventilation) 133
[그림 부록-5] 시스템 조합 별 온도분포 해석 결과 (Ceiling-mounted ventilation) 134
[그림 부록-6] 시스템 조합 별 온도분포 해석 결과 (Window-mounted ventilation) 135
[그림 부록-7] 시스템 조합 별 입자노출량 분석 결과 (Standing type ventilation) 137
[그림 부록-8] 시스템 조합 별 입자노출량 분석 결과 (Ceiling-mounted ventilation) 138
[그림 부록-9] 시스템 조합 별 입자노출량 해분 결과 (Window-mounted ventilation) 140