조성우 교수

고층 및 대형 건축물, 지하 시설, 지하철 터널 등에서 기계환기 의존도를 낮추고 에너지 소비를 줄이기 위한 자연환기 기술의 필요성이 증대되면서, 연돌효과(stack effect)를 이용한 자연환기량 추정식과 모델실험을 기반으로 환기 성능을 정량적으로 분석하는 연구를 수행했습니다. 태양열굴뚝(solar chimney)과 지하피트를 조합한 하이브리드형 환기장치를 개발했으며, 지붕형 환기구와 방음터널의 자연환기 성능 향상 방안을 도출하고, 지하철 터널 블라스트 댐퍼의 자연환기 성능을 현장에서 실측했습니다. 개발된 기술은 지하철 터널 환기 시스템, 학교 건축물 자연환기, 방음터널 환기, 공동주택 지하주차장 자연환기구 등에 적용되었습니다. 지하철 터널 블라스트 댐퍼 자연환기 성능 실측 연구를 2건(예산 각 4,000,000원, 2,400,000원) 수행했으며, 태양열굴뚝과 지하피트 조합 하이브리드 환기장치 개발 연구(예산 170,819,000원)와 에너지 절약형 자연환기장치 개발 연구(예산 80,000,000원)를 수행했습니다. 관련 연구 성과는 대한건축학회 논문집, 한국태양에너지학회 논문집, 공기조화위생공학회논문집, 일본건축학회계획계논문집 등에 발표되었습니다.

냉난방 에너지 소비를 저감하고 신재생에너지 활용을 확대하기 위해 지중열원을 활용하는 기술 수요에 대응하여, 수평형 지중열교환기(Earth tube)의 설계 및 성능 검토 연구를 수행했습니다. EnergyPlus 시뮬레이션을 통해 출구온도를 예측하고 실측 데이터와 비교하여 성능을 검증했으며, 열전소자를 결합한 냉난방 겸용 습도조절 유닛을 개발하고 지중온도 예측 회귀식을 도출했습니다. 개발된 기술은 주거용 건축물 냉난방 시스템, 소규모 건축물 지열히트펌프 적용, 학교 및 공공시설 냉난방부하 저감 등에 활용되고 있습니다. 주거용 건축물을 위한 수평형 열교환시스템 개발 연구를 여러 차수에 걸쳐 수행했으며 예산 합계는 약 1억 8천만원 이상입니다. 연구 성과는 국제학술지 ENERGIES(MDPI)에 'Development of a Simplified Regression Equation for Predicting Underground Temperature Distributions in Korea'로 게재되었으며, 열전소자를 이용한 배관 일체형 냉난방 습도조절장치에 대한 특허를 보유하고 있습니다. 지중열 교환기를 통과한 공기의 습도 예측 기술(2016년 11월)과 엑셀을 활용한 국내 전 지역에 대한 지중온도 예측 기술(2018년 1월)은 (주)성화설비에 각각 기술이전되었습니다.

공동주택 화재 시 인명피해를 최소화하기 위해 효과적인 배연 및 피난시간 확보 기술이 요구되면서, 세대 내 수직 샤프트를 이용한 배연 방법과 피난시간 연장 가능성을 규명하는 연구를 수행했습니다. 축소모형을 이용한 배연 가시화 및 배연량 예측 실험을 진행했으며, 연돌효과를 이용한 화장실 내 수직샤프트 배연의 타당성을 검토하고, 화장실에 부착된 배연문을 통한 배연장치, 배연방법 및 배연시스템을 개발했습니다. 개발된 기술은 공동주택 화재 안전 설계, 재래시장 화재하중 및 방화구획 모델, 건축물 배연 시스템 설계 기준 수립 등에 적용되고 있습니다. 화재발생에 의한 세대 내 연기 배연 시스템 구축에 관한 연구를 다수 차수에 걸쳐 수행했으며 각 차수별 예산은 95,317,000원입니다. 화장실 부착 배연문을 통한 배연장치, 배연방법 및 배연시스템에 대해 등록특허(등록번호 1025805220000)를 보유하고 있으며, 관련 연구 성과는 설비공학 논문집과 한국화재소방학회 논문지에 발표되었습니다.