사람 신체의 열수지차에 의한 온열환경지표
온열 환경 지표는 인체의 열 쾌적성을 평가하기 위해 사용됩니다. 인간은 신체의 열 생산과 환경으로의 열 방출 사이의 균형을 유지함으로써 쾌적함을 느낍니다. 이러한 열 균형에 영향을 미치는 다양한 온열 환경 지표들이 있으며, 그 중 열수지차에 의한 온열환경지표는 다음과 같습니다.
1) OT (Operative Temperature, 작용 온도)
작용 온도 (OT)는 인체가 대류 및 복사열 교환을 통해 현재 환경과 동일한 열량을 교환하는 가상의 균일 온도입니다. 이는 인체의 열 쾌적성에 영향을 미치는 기온과 복사 온도의 조합을 나타내는 지표입니다. 특히, 실내 온열 환경 평가에 유용하게 사용됩니다.
관련식:
작용 온도는 다양한 식으로 표현될 수 있지만, 가장 일반적인 형태는 다음과 같습니다.
OT = (ha * Ta + hr * Tr) / (ha + hr)
- OT: 작용 온도 (°C)
- Ta: 기온 (공기 온도, °C)
- Tr: 평균 복사 온도 (°C)
- ha: 대류 열전달 계수 (W/m²⋅°C)
- hr: 복사 열전달 계수 (W/m²⋅°C)
간략화된 식:
실무적으로는 대류 및 복사 열전달 계수가 유사하다고 가정하여 다음과 같이 간략화된 식을 사용하기도 합니다.
OT ≈ (Ta + Tr) / 2
이 간략화된 식은 기온과 평균 복사 온도의 평균값으로 작용 온도를 쉽게 추정할 수 있게 해줍니다.
2) ET (Effective Temperature, 유효 온도)
유효 온도 (ET)는 온도, 습도 및 기류의 세 가지 요소가 인체에 미치는 종합적인 영향을 단일 온도로 나타낸 지표입니다. 이는 상대 습도 100%, 기류가 없는 상태 (무풍) 에서 인체에 동일한 온열 감각을 유발하는 온도를 의미합니다. 즉, 실제 환경의 온도, 습도, 기류 조건을 "기준 상태"의 온도로 환산하여 쾌적성을 평가하는 방식입니다.
유효 온도는 주로 습도가 높은 환경에서의 열 쾌적성을 평가하는 데 유용하며, 기류의 영향도 함께 고려한다는 특징이 있습니다.
3) CET (Corrected Effective Temperature, 수정 유효 온도)
수정 유효 온도 (CET)는 유효 온도 (ET)의 개념을 확장하여 복사열의 영향까지 고려한 온열 환경 지표입니다. 유효 온도가 온도, 습도, 기류만을 고려하는 반면, 수정 유효 온도는 여기에 복사열 (예: 태양 복사, 난방 기기 복사 등) 의 영향을 추가적으로 반영하여 더욱 현실적인 온열 감각을 나타냅니다.
수정 유효 온도는 글로브 온도계 등을 사용하여 복사열을 측정하고, 이를 유효 온도 계산에 반영하여 산출됩니다. 따라서, 복사열이 중요한 요소로 작용하는 환경, 예를 들어 여름철 실외 환경이나 복사 난방 환경에서의 열 쾌적성 평가에 적합합니다.
요약:
| OT (작용 온도) | 대류 및 복사열 교환량을 동일하게 하는 가상 균일 온도 | 기온, 복사 온도 | 실내 온열 환경 평가에 유용 |
| ET (유효 온도) | 온도, 습도, 기류를 고려, 기준 상태 (상대습도 100%, 무풍) 에서의 등가 온도 | 온도, 습도, 기류 | 습도 및 기류 영향 고려, 습한 환경 평가에 유용 |
| CET (수정 유효 온도) | 유효 온도에 복사열 영향 추가 고려 | 온도, 습도, 기류, 복사열 | 복사열 영향 고려, 실외 및 복사 난방 환경 평가에 적합, 가장 현실적인 온열 감각 지표 |