건축물의 냉방 설비, 난방 설비

냉방 설비

공기의 온도와 습도를 조정 장치에 의해 조절하여 쾌적한 실내 환경을 만드는 장치이며 중앙식과 개별식으로 나눌 수 있다. 중앙식 냉방은 한 곳에 설치한 기계에서 온도와 습도를 조정한 공기를 송풍기를 이용하여 덕트를 통해서 실내에 들여보내는 방식이다. 개별식 냉방은 각 실마다 개별 냉방기를 설치하여 차가운 바람을 실내로 들여보내는 방식이다. 건축물을 전체적으로 냉방해야 할 경우에는 중앙식을 채택하고, 주택이나 상점, 아파트 등에서 소규모의 냉방을 할 때에는 개별식을 채택하는 것이 경제적으로 유리하다.

난방 설비

난방 설비는 실내 기온이 10℃ 이하가 되면 실내의 온도를 높이기 위해서 직접 난방 방식이나 간접 난방 방식을 이용해서 에너지를 만드는 것이다.
직접 난방은 열원 기기에서 가열된 증기와 온수 등의 열매를 직접 실내의 방열 장치에 공급하여 난방하는 방식이다. 간접 난방은 열원 장치에서 가열된 열매가 공기 조화기, 배관, 덕트 등을 지나서 실내로 공급되어 난방하는 방식이다. 직접 난방은 간접 난방보다 설치하기 쉬우며 취급하기도 쉽고, 유지 관리하는 것도 쉽지만, 실내의 습도를 조절하거나 공기를 청정하기 유지하는 것이 어렵다.
난방 방식에는 개별식 난방과 중앙식 난방이 있다. 화로나 스토브 등과 같이 직접 열을 이용하는 것을 개별난방이라고 하고, 보일러와 온풍기 등의 설비를 사용하여 열원을 여러 실에 공급하고 배분하는 것을 중앙식 난방이라고 한다. 지역난방은 보일러를 한 곳에 설치하여 일정 구역의 다수 건물에 고압 증기와 온수를 공급하는 방식으로 증기난방, 온수난방, 복사난방, 온풍난방 등이 있다.

증기난방

보일러에서 물을 가열하여 발생한 증기를 배관을 통해 각 실에 설치된 방열기로 보내어 이 수증기의 증발 잠열로 난방을 하는 방식이다. 방열기 안에서 수증기는 증발 잠열을 빼앗겨 응축되며 발생한 물은 트랩에서 증기와 분리되어 환수관을 통해 보일러에 환수되는 방식이다. 장점은 증발 잠열을 이용하여 열의 운반 능력이 크며, 예열 시간이 온수난방에 비해 짧고 증기의 순환이 빠르며, 발열 면적을 작게 할 수 있고, 설비비와 유지비가 저렴하다는 것이다. 단점은 난방의 쾌감도가 낮고 난방 부하가 변동되어도 방열량을 조절하기가 어려우며, 소음이 많고 보일러의 취급 기술이 필요하다는 것이다.

온수난방

현열을 이용한 난방으로 보일러에서 가열된 온수를 복관식이나 단관식의 배관을 통해 방열기에 공급하여 난방하는 방식이다. 장점은 난방 부하의 변동에 따라 온수의 온도와 온수의 순환 수량을 조절할 수 있으며, 현열을 이용하여 쾌감도가 높다. 방열기의 표면 온도가 낮아 표면에 부착한 먼지가 타서 냄새가 나지 않고 화상의 우려가 적다. 난방을 정지해도 난방 효과가 지속되며, 보일러를 취급하기가 안전하고 쉽다. 단점은 예열 시간이 길며, 증기난방에 비해 방열 면적과 배관이 크고 설비비가 많이 들며 열 용량이 커서 온수 순환 시간이 길어진다. 또한 기온이 아주 낮은 날 난방을 정지하였을 경우 동결될 우려가 있다.

복사난방

건축 구조체에 관을 배관하여 가열면을 형성하고 온수나 증기를 통해 가열면의 온도를 높여서 복사열에 의한 난방을 하는 것으로, 쾌감 온도가 높은 난방 방식이다.
장점은 실내의 온도 분포가 균등하고 쾌감도가 높으며 방열기가 필요하지 않아서 바닥면의 이용도가 높다. 방이 개방된 상태에서도 난방의 효과가 있으며 평균 온도가 낮기 때문에 동일 방열량에 대해서 손실 열량이 비교적 적다. 대류가 적어서 바닥면의 먼지가 상승하지 않는다. 단점은 벽체의 특수 시공이 필요해서 설비비가 많이 들며 회벽의 표면에 균열이 생기기 쉽고 매설 배관이 고장 났을 때 발견하기 어렵다. 열손실을 막기 위한 단열층이 필요하며 외계 온도의 급변에 대해 즉시 방열량을 조절할 수 없다.