고분내부에 설치된 공조시스템의 운전특성 논문자료

 

고분내부에 설치된 공조시스템의 운전특성
Operation Characteristics of the 
HVAC System Installed in Ancient Tomb

문화재적 가치를 지닌 고분의 장기보존을 위하여 고분보존용 공조시스템을 개발할 목적으로 공조시스템을 적용한 고분내부의 실내환경 자료를 확보하고자 공조시스템을 적용한 실물고분을 제작하고, 온, 습도 및 공조기의 실내기에 의한 진동수준을 측정하고 검토하였다. 외기의 상대습도가 그다지 높지않은 4월중의 온, 습도 측정결과 고분 내부의 온, 습도변화는 희망제어조건(온도 22±1∘C와 상대습도 55±3)을 다소 초과하는 것으로 나타났다. 운전중 실내기에 의한 진동측정 결과 교통 혹은 기계진동에 의한 문화재 및 기타 진동예민구조물에 대한 스위스 규정보다는 크게 낮은 결과를 얻었으나, 취약건물/문화재 등 주요구조물에 관한 독일규격(DIN4150)에 정하는 무진동 상태를 만족시키지는 못하는 것으로 나타났다.

[연구 주제]

1. 문제 정의

본 연구에서는 고분 보존을 위한 공조시스템을 적용한 경우 고분내부의 실내환경(온, 습도 및 진동)에 대하여 알아보고자 한다.

문화재적 가치를 지닌 고분의 장기보존을 위하여 고분 보존용 공조시스템을 개발할 목적으로 공조시스템을 적용한 고분 내부의 실내환경 자료를 확보하고자 공조시스템을 적용한 실물 크기의 고분을 제작하고, 온, 습도 및 공조기의 실내기에 의한 진동 수준을 측정하고 검토하였다.

[연구 방법]

1. 제안 방법

6호분의 현황 및 대책에 대하여 연구를 수행하였다.

고분 내부의 진동을 측정하기 위하여 VM-53A(환경진동계)와 공조기의 진동 측정을 위한 VM-54(선박진동계)를 사용하였고, 주파수별 진동 특성을 알아보기 위하여 VM-53RT카드와 VM-54FT카드를 사용하여 측정하였다.

고분 환경의 측정은 외기 1채널과 실내 3채널을 사용하여 각각 온도 및 습도를 측정하였으며 측정 결과는 별도의 컴퓨터를 통하여 저장 및 처리하였다.

공조기를 최대한 가동하고 팬을 최대로 한 후(최대 1490 rpm) 5분 동안 진동을 측정하였고, 주파수별 진동 특성을 분석하기 위하여 VM-54FT카드를 사용하여 분석하였다.

온, 습도 및 공조기의 실내기에 의한 진동 수준을 측정하고 검토하였다.

온, 습도 변화를 측정함으로써 고분내부 환경자료를 확보하고, 공조시스템의 운전상태를 관찰하였다.

측정진동과 배경 진동의 보정 값을 알아보기 위하여 공조기를 정지한 상태에서 측정한 고분내부의 배경 진동을 VM-53A을 사용하여 5분 동안초 간격으로 측정하였고, 공조기의 작동상태에서 측정한 고분내부의 측정진동을 5분 동안 측정하였으며, 주파수별 진동 특성을 분석하기 위하여 V-53RT 카드를를 사용하여 분석하였다.

2. 이론/모형

고분 내부의 진동을 측정하기 위하여 VM-53A를 사용하였다.

공조기 진동을 측정하기 위해 VM-54를 사용하였다.

[연구 결과]

1. 성능/효과

공조기를 최대한 가동한 상태에서의 고분 내부의 진동 값이 불규칙하고 대폭적으로 변하여 L 값인 X축 51.5 dB, 7.48 |im/s, Y축 55.5 dB, 11.86 |_im/s, Z 죽 49.6 dB, 6.01 nm/s로 측정되었다.

Z축에서 다른 축에 비해 진동이 크게 나타남을 확인할 수 있었다.

온, 습도 변화는 희망 제어조건(온도 22± rc와 상대습도 55±3%)을 다소 초과하는 것으로 나타났고, 체널별 온도변화가 위치별 온도변화보다 크게 나타났다.

운전 중 실내기에 의한 진동측정 결과 교통 혹은 기계진동에 의한 문화재 및 기타 진동 예민 구조물에 대한 스위스 규정보다는 크게 낮은 결과를 얻었으나, 취약건물 /문화재 등 주요구조물에 관한 독일규격 (DIN 4150)에 정하는 무진동상태를 만족시키지는 못하는 것으로 나타났다.

주요 주파수 성분은 X축에서는 55 Hz에서 0.1 mm/s, Y축에서는 77.5 Hz에서 0.34 mm/s, Z축에서는 25 Hz에서 3.12mm/s로 확인되었다.

2. 후속 연구

향후 공조기의 설치방식에 따른 진동의 영향 등에 관한 자료의 확보 및 예민 구조물 등에 관한 진동허용 규정에 관한 연구가 필요한 것으로 보인다.

▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO200604623640915

[논문]고분내부에 설치된 공조시스템의 운전특성