1-11. 공기조화설비에서 조닝(zoning)에 필요한 요소에 대하여 설명하시오.

공기조화설비 조닝(Zoning)에 필요한 요소

공기조화설비에서 조닝(Zoning)이란 건물의 공간을 냉난방 부하 특성이 유사한 구역으로 나누어 각 구역별로 온습도 등을 개별적으로 제어하는 것을 의미합니다. 효과적인 조닝은 실내 환경의 쾌적성을 높이고 에너지 소비를 절감하는 데 필수적입니다. 조닝 계획 시 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다.

1. 건물의 방위 및 외피 조건:
   • 방위: 건물의 각 부분이 향하는 방향(동, 서, 남, 북)에 따라 일사량의 영향을 받는 시간과 정도가 크게 다릅니다. 예를 들어, 동향은 오전에, 서향은 오후에 일사 부하가 집중됩니다. 남향은 겨울철에는 일사 이득이 있지만 여름철에는 부하가 큽니다. 북향은 일사 부하가 적습니다.
   • 외주부와 내부: 외벽이나 창문에 직접 면한 외주부(Perimeter Zone)는 외부 기온, 일사, 바람의 영향을 크게 받지만, 건물 내부(Interior Zone)는 주로 내부 발열(인체, 조명, 기기)의 영향을 받습니다. 따라서 외주부와 내부는 부하 특성이 달라 분리하여 조닝하는 것이 일반적입니다.
2. 실의 사용 용도 및 내부 부하:
   • 용도: 사무실, 회의실, 전산실, 식당, 로비 등 각 실의 사용 목적에 따라 재실 인원 밀도, 사용 시간, 요구되는 온습도 조건, 내부 발열량(조명, 기기 등)이 다릅니다. 예를 들어, 전산실은 장비 발열로 인해 연중 냉방 부하가 발생하며, 회의실은 사용 인원의 변동이 큽니다.
   • 내부 발열: 인체, 조명 기구, 사무기기, 생산 설비 등 내부에서 발생하는 열은 냉방 부하의 중요한 요소입니다. 내부 발열량이 크거나 변동이 심한 구역은 별도로 조닝해야 합니다.
3. 요구되는 실내 환경 조건:
   • 각 실별로 요구되는 온도, 습도, 기류, 청정도 등의 조건이 다를 수 있습니다. 일반 사무실과 달리 항온항습이 요구되는 실험실, 청정도가 중요한 클린룸 등 특별한 조건을 요구하는 공간은 독립적인 조닝이 필요합니다.
   • 사용자의 선호도나 요구에 따라 개별적인 온도 조절이 필요한 경우에도 조닝을 고려합니다.
4. 부하 변동 패턴 및 사용 시간:
   • 각 구역의 냉난방 부하가 하루 중 또는 계절에 따라 어떻게 변하는지 고려해야 합니다. 예를 들어, 주간에만 사용하는 사무실과 24시간 운영되는 공간은 부하 패턴이 다릅니다.
   • 사용 시간이 다른 구역(예: 주간 사무실과 야간 작업 공간)은 분리하여 조닝해야 불필요한 시간대에 공조 설비가 가동되는 것을 막아 에너지를 절약할 수 있습니다.
5. 공조 방식 및 제어 수준:
   • 선택된 공조 방식(예: 중앙식, 개별식, VAV, CAV 등)에 따라 조닝의 유연성이나 방법이 달라질 수 있습니다.
   • 요구되는 제어의 정밀도나 개별 제어의 필요성 정도도 조닝 계획에 영향을 미칩니다.

결론적으로, 효과적인 공조 설비 조닝은 건물의 물리적 특성(방위, 외피), 공간의 용도와 내부 발열, 요구되는 실내 조건, 부하 변동 특성 등을 종합적으로 분석하여 유사한 부하 특성을 가진 구역별로 나누는 과정입니다. 이를 통해 각 구역의 요구에 맞는 최적의 공조 제어를 구현하여 쾌적성을 향상시키고 에너지 효율을 높일 수 있습니다.