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건축설비기사 실기 · 구조체 관류부하 계산

Structure Transmission Load Calculation

벽 · 지붕 · 바닥을 지나 드나드는 관류부하는 열관류율 K 에 면적과 안팎 온도차를 곱해 구한다. 여러 겹으로 된 벽은 층마다 열저항 L/k 를 더하고 안팎 표면 저항까지 보태 1/K 를 만든 뒤 Q = KAΔT 로 마무리해요. 그림은 왼쪽 실내에서 오른쪽 실외로 열이 빠져나가는 겨울 벽 단면이고, 층 폭은 두께에 비례하며 화살표 굵기는 관류부하를 따라간다. 층 버튼으로 재료를 더하거나 빼고, 단열재 두께 · 면적 · 온도차 슬라이더를 움직이면 아래의 K 와 Q 가 바로 바뀌어요.

관류부하는 저항의 합에서 출발한다

실내와 실외에 온도차가 있으면 구조체를 지나 열이 옮겨 간다. 재료마다의 전도 저항 L/k 와 안팎 표면의 대류 저항 1/h_i, 1/h_o 를 직렬로 더하면 총 열저항 R 이 되고, 열관류율은 K = 1/R 이다. 관류부하는 Q = K × A × ΔT [W] 로 바로 써요.

🔑 실기 골격
①1/K = 1/h_i + Σ(L/k) + 1/h_o
②Q = K A ΔT [W](kW 로는 1,000 으로 나눔)
③층이 늘거나 단열이 두꺼워지면 R 이 커지고, K 와 Q 가 줄어요
④h_i ≈ 9, h_o ≈ 23 W/m²K 는 흔히 쓰는 값이고, 문제에 다른 값이 나오면 그 값을 쓴다

다층벽 조합과 관류부하

50 mm
40 m²
25 ℃
총 열저항 R
1.498 m²K/W
1/hi + Σ(L/k) + 1/ho
열관류율 K
0.667 W/m²K
K = 1/R
관류부하 Q
667 W
0.67 kW = K·A·ΔT

단계별 풀이 예제

지금 고른 조합으로 필답형 답안 순서를 따라간다. 두께는 mm 를 m 로 먼저 바꾼다.

1단계 · 총 열저항
R = 19 + ΣLk + 123 = 1.498
내표면 + 각 층 전도 + 외표면
2단계 · 열관류율
K = 1R = 11.498 = 0.667
W/m²K
3단계 · 관류부하
Q = K A ΔT = 0.667 × 40 × 25 = 667 W
부하계산서 구조체 칸에 적는다
💡 관찰
①지금 층 수 2, R ≈ 1.498, K ≈ 0.667
②k 는 콘크리트 1.6 · 단열재 0.04 · 석고보드 0.22 W/mK 이고, 슬라이더로는 단열재 두께만 바꾼다
③h_i = 9 · h_o = 23 로 고정했고, 문제에 다른 표면 열전달계수가 나오면 그 값을 쓴다
④면적 · 온도차는 Q 에 정비례하고, 지붕 · 바닥도 같은 순서로 풀어요

핵심 공식

열관류율
1K = 1hi + ΣLk + 1ho
hi = 9 · ho = 23 로 고정 · 문제에 나온 값이 있으면 그 값을 씀
관류부하
Q = K A ΔT
[W], A[m²], ΔT[K 또는 ℃ 차]

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①1/K = 1/h_i + Σ(L/k) + 1/h_o, Q = KAΔT
②두께 mm 를 m 로 바꾸지 않는 실수가 잦다
③단열 강화 = L 을 늘리거나 k 를 줄여 K 를 낮추기
④부위별 설계 온도차와 면적을 모아 부하계산서를 채운다
📝 대표 기출유형
①다층벽 R·K 계산 후 Q 구하기
②단열 두께 변경 전후 관류부하 비교
③벽·지붕 부위별 관류부하 합산
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