건축기계설비기술사/133회 기출문제 풀이 31

3-2. 건물에너지관리시스템(Building Energy Management System, BEMS)에 대하여 다음사항을 설명하시오. 1) 개념 2) 기능 3) 설치기준 4) 도입효과

1) 개념건물에너지관리시스템(BEMS)은 건축물 내 에너지 사용을 효율적으로 관리하기 위해 정보통신기술(ICT)을 활용하여 건물 설비 시스템(냉난방, 조명, 환기, 전력 등)의 에너지 소비를 실시간으로 모니터링, 분석, 제어하고 최적화하는 시스템을 의미합니다. BEMS는 에너지 낭비를 줄이고 쾌적한 실내 환경을 유지하며, 건물 운영의 효율성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.2) 기능BEMS는 다양한 기능을 통해 건물 에너지 관리를 수행합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.에너지 사용량 모니터링: 건물 전체 및 개별 설비별 에너지(전력, 가스, 열, 수도 등) 사용량을 실시간으로 측정하고 기록합니다.실내 환경 모니터링: 실내 온도, 습도, 조도, CO2 농도 등 쾌적성 관련 데이터를 수집합니다.설비 상태 ..

3-1. 열펌프(Heat Pump)의 P-h선도 사이클(압축식 열펌프)을 설명하고, 냉각을 목적으로사용할 경우 성적계수를 COPc, 가열을 목적으로 사용할 경우 성적계수를 COPH라할 때, COPH가 COPc 보다 1만큼 더 크다는 관계식을 유도하시오.

1. 압축식 열펌프의 P-h 선도 사이클 설명압축식 열펌프는 냉매의 증발, 압축, 응축, 팽창의 4가지 기본 과정을 반복하며 열을 저온부에서 고온부로 이동시키는 장치입니다. 이를 P-h 선도(압력-엔탈피 선도) 상에서 나타내면 다음과 같습니다.P-h 선도 상의 4가지 상태점:상태 1 (증발기 출구): 저온·저압의 포화 증기 상태입니다. 냉매는 증발기에서 외부의 저온 열원(공기, 물, 땅 등)으로부터 열을 흡수하여 증발합니다.상태 2 (압축기 출구): 고온·고압의 과열 증기 상태입니다. 냉매는 압축기에서 단열 압축 과정을 거치면서 압력과 온도가 상승합니다.상태 3 (응축기 출구): 고온·고압의 포화 액체 또는 과냉각 액체 상태입니다. 냉매는 응축기에서 고온의 열원(실내 공기, 물 등)으로 열을 방출하면서 ..

2-6. 건설 및 운영을 위한 커미셔닝 목적과 단계별 수행절차를 설명하시오. 1) 커미셔닝의 목적 2) 커미셔닝의 수행절차(1) 시공 전 단계(2) 시공 단계(3) 준공, 운영 단계

건설 및 운영을 위한 커미셔닝 목적과 단계별 수행절차커미셔닝(Commissioning)은 건축물의 건설 단계부터 운영 단계까지 모든 시스템과 설비가 설계 의도에 맞게 설치되고 정상적으로 작동하는지 확인하고 문서화하는 체계적인 품질 관리 프로세스입니다. 이는 건축물의 성능을 최적화하고 에너지 효율을 높이며, 사용자에게 쾌적하고 안전한 환경을 제공하는 데 중요한 역할을 합니다.1) 커미셔닝의 목적커미셔닝의 주요 목적은 다음과 같습니다.소유자 요구사항(Owner's Project Requirements, OPR) 충족 확인: 건축주 또는 사용자의 요구사항이 설계, 시공 및 운영 단계에 걸쳐 제대로 반영되고 충족되었는지 검증합니다.설계 의도(Basis of Design, BOD) 구현 확인: 설계자가 의도한 시..

2-5. 데이터센터의 공조기술을 설명하고, 에너지효율을 평가하는 지표인 전력효율지수(Power Usage Effectiveness, PUE)를 절감할 수 있는 설계요소를 설명하시오.

데이터센터의 공조기술은 IT 장비에서 발생하는 막대한 열을 효율적으로 제거하고, 서버 및 기타 장비가 최적의 환경에서 안정적으로 작동하도록 온도와 습도를 유지하는 핵심 기술입니다. 주요 공조기술은 다음과 같습니다. 1. 공기 냉각 방식 (Air Cooling):항온항습기 (CRAC, Computer Room Air Conditioner): 데이터센터의 가장 일반적인 냉각 방식으로, 냉매를 사용하여 공기를 직접 냉각하고 온도와 습도를 정밀하게 제어합니다. 주로 데이터센터 외곽에 설치되어 차가운 공기를 공급하고 더운 공기를 흡입하는 방식으로 작동합니다.인라인 냉각 (In-Row Cooling): 서버 랙 사이에 냉각 장치를 배치하여 열 발생 지점과 가까운 곳에서 직접 냉각하는 방식입니다. 냉각 효율을 높이고..

2-4. 「건설공사 사업관리방식 검토기준 및 업무수행지침」에서 규정하고 있는 건설사업관리 기술인의 환경관리 업무에 대하여 설명하시오.

「건설공사 사업관리방식 검토기준 및 업무수행지침」에서 규정하고 있는 건설사업관리 기술인의 환경관리 업무는 건설 프로젝트의 전 과정에서 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화하고, 지속 가능한 건설을 실현하기 위한 다양한 활동을 포함합니다. 주요 환경관리 업무는 다음과 같습니다. 1. 환경 관련 법규 및 기준 검토 및 준수 확인:해당 건설공사에 적용되는 환경 관련 법률, 시행령, 시행규칙, 조례, 환경영향평가 협의 내용, 환경 관련 인허가 조건 등을 정확히 파악하고, 이를 준수하도록 시공사를 지도·감독합니다.환경 관련 법규 및 기준의 변경 사항을 지속적으로 확인하고, 변경 사항이 발생할 경우 적절한 조치를 취하도록 합니다.2. 환경관리계획 수립 및 이행 감독:시공사가 제출한 환경관리계획서를 검토하고, 계획의..

2-3. 건축물의 쾌적한 실내환경유지와 효율적인 에너지관리를 위한 자동제어시스템 도입에 따른 에너지절감 방안을 설명하시오.

건축물의 쾌적한 실내환경 유지와 효율적인 에너지 관리를 위한 자동제어시스템 도입은 다양한 방식으로 에너지 절감 효과를 가져올 수 있습니다. 주요 에너지절감 방안은 다음과 같습니다. 1. 최적화된 냉난방 제어:부하 기반 제어: 실내외 온도, 습도, 재실 여부 등의 정보를 실시간으로 분석하여 실제 필요한 냉난방 부하에 맞춰 시스템을 가동합니다. 불필요한 과냉난방을 방지하여 에너지 낭비를 줄입니다.존별 제어: 건물 내 각 구역(Zone)별로 독립적인 온도 및 공조 제어가 가능하여 사용 빈도나 목적에 따라 맞춤형 환경을 제공하고, 미사용 구역의 에너지 소비를 최소화합니다.외기 냉방 활용 (Economizer): 외부 공기의 온습도 조건이 실내 냉방에 유리할 경우, 냉동기 가동 대신 외기를 직접 유입하여 냉방 에..

2-2. 진공식 보일러와 무압식 보일러의 구조를 그리고, 각 보일러의 특징을 비교 설명하시오.

진공식 보일러와 무압식 보일러 비교 설명1. 구조가. 진공식 보일러 구조진공식 보일러는 내부를 진공 상태로 유지하여 낮은 온도에서 물을 증발시키는 보일러입니다. 주요 구조는 다음과 같습니다.본체 (진공 용기): 밀폐된 용기로 내부가 진공 상태로 유지됩니다.열교환 코일 (전열관): 버너에서 발생한 열을 물에 전달하는 역할을 합니다. 이 코일은 진공 용기 내부에 위치합니다.물 (열매체): 진공 용기 내부에 채워진 물은 낮은 온도에서 증발하여 증기를 생성합니다.증기 헤더: 증발된 증기를 모으는 부분입니다.보일러수 순환 펌프: 필요에 따라 보일러수를 순환시켜 열 전달 효율을 높입니다.진공 유지 장치: 진공 펌프 등을 이용하여 내부 진공 상태를 유지합니다.안전 장치: 진공 파괴 방지 장치, 압력 안전 밸브 (진공..

2-1. 흡수식 냉동기(1중 효용)의 냉동원리 및 사용되는 흡수제와 냉매에 대하여 설명하시오.

흡수식 냉동기는 압축식 냉동기와 달리 압축기 대신 흡수기와 재생기(발생기)를 사용하여 냉매를 순환시키는 냉동 방식입니다. 특히 1중 효용 흡수식 냉동기는 하나의 재생기에서 냉매를 발생시켜 냉동 효과를 얻는 가장 기본적인 형태입니다. 이 방식은 주로 저온의 폐열이나 태양열 등을 열원으로 활용하여 에너지 효율을 높일 수 있다는 장점이 있습니다. 1. 냉동 원리1중 효용 흡수식 냉동기의 냉동 원리는 다음과 같은 순환 과정을 거칩니다.재생기 (Generator):희용액(흡수제 농도가 낮은 용액)이 열원(증기, 온수 등)에 의해 가열됩니다.가열된 희용액에서 냉매가 증발하여 고온·고압의 냉매 증기가 됩니다.흡수제 농도가 높아진 농용액은 흡수기로 이동합니다.응축기 (Condenser):재생기에서 나온 고온·고압의 냉..

1-13. 건축물의 자연환기설비를 분류하고 각각에 대하여 설명하시오.

건축물의 자연환기설비는 기계적인 힘을 사용하지 않고 자연적인 힘, 즉 온도 차이로 인한 부력과 바람의 압력을 이용하여 실내외 공기를 교환하는 시스템입니다. 이는 에너지 소비를 줄이고 쾌적한 실내 환경을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 자연환기설비는 다양한 방식으로 분류될 수 있으며, 주요 유형은 다음과 같습니다. 1. 온도 차이를 이용한 자연환기굴뚝 효과 (Stack Effect):실내외 온도 차이로 인해 발생하는 공기의 밀도 차이를 이용합니다. 따뜻한 공기는 위로 올라가고 차가운 공기는 아래로 내려가는 현상을 이용하여 환기를 유도합니다.고층 건물이나 아트리움과 같이 수직적인 공간에서 효과적으로 작동합니다.온도차 환기창:높낮이가 다른 창문을 설치하여 온도 차이에 의한 공기 흐름을 유도합니다. 하부 창..

1-12. 「건축물의 에너지절약설계기준」에서 규정하고 있는 다음 용어에 대하여 설명하시오. 1) 대수분할 운전 2) 비례제어 운전 3) 이코노마이저시스템(Economizer System) 4) 위험률

「건축물의 에너지절약설계기준」에서 규정하고 있는 다음 용어에 대해 설명하겠습니다. 1. 대수분할 운전여러 대의 냉동기 또는 보일러를 설치하여 부하 변동에 따라 필요한 대수만큼 운전하는 방식입니다.부분 부하 운전 시 효율을 높이고 에너지 소비를 절감하기 위한 방법으로, 각 기기의 운전 시간을 분산시켜 수명을 연장하는 효과도 있습니다.예를 들어, 냉방 부하가 적을 때는 1대만 운전하고, 부하가 증가하면 2대, 3대 순으로 추가 운전하는 방식입니다.2. 비례제어 운전부하 변동에 따라 냉동기 또는 보일러의 용량을 연속적으로 조절하는 방식입니다.온도, 습도, 압력 등 제어 변수의 변화에 비례하여 냉동기 또는 보일러의 용량을 조절하여 정밀한 제어가 가능합니다.대수분할 운전과 달리 단계적인 운전이 아닌 연속적인 운전..