[연돌효과]실험방법

Ⅲ. 실험 방법

 

실험에 앞서 실험을 위한 실험장치를 제작했다. 실험장치는 일반 건물들을 축소한 모형으로, 측정에 필요한 건물의 층, 엘리베이터 샤프트, 출입구만 나타내었다. 건물 모형은 30cmX100cm 크기에 두께 5mm의 아크릴 4장, 1mX1m크기에 두꼐 5mm의 아크릴 1장을 절단하여 사용하였다. 아크릴을 절단했을 때, 완벽히 맞아 떨어지지 않아 생기는 틈은 글루건과 스카치테이프 및 박스테이프를 이용해서 내부를 밀폐시켰다. 내부 샤프트의 크기는 10cmX10cmX100cm의 크기로 건물 정중앙 최후방에 설계하였고, 샤프트의 최상층부분을 밀폐시키지 않아 샤프트의 최상층부분 개폐에 따른 연돌 현상의 정도를 측정하려고 하였다. 건물은 총 높이가 같은 5개의 층으로 구분하여 건물 내부의 온도를 층마다 올려 난방과 비슷한 효과를 내려고 하였다. 건물의 입구는 15cm로 하였으며, 개폐할 수 있는 문 없이 항상 공기의 출입이 가능하게 제작하였다. 또한 건물의 층마다 3cmX3cm 크기의 창문을 각 층 중앙 전방에 1개씩 설치하여 창문의 열고 닫음이 연돌 현상에 영향을 주는지, 높은 층 또는 낮은 층의 창문을 열 때 연돌 현상이 줄어들 수 있는 지 실험해보기 위해 설치하였다. 건물 내부의 온도 변화는 100W전구를 각 층의 천장에 매달아 조절했다.

[그림 ] 실험 장치 제작, 아크릴 절단

[그림 ] 절단한 아크릴을 조립한 실험 장치, 건물 축소 모형

실험의 데이터 측정은 풍속계, MBL 압력계 센서, 디지털 온도계를 이용하였다. 풍속계는 건물의 샤프트 부분에 설치하여 연돌 현상으로 발생하는 바람의 세기를 측정했고, 압력계 센서는 건물 내부의 압력차를 보기 위해서 건물 최상층과 최하층에 설치하였다. 또 전구에 의해 건물 내부의 온도 상승을 보기 위해서 디지털온도계를 3개의 층에 두었다.

실험은 최대한 서늘하고 밀폐된 곳에서 진행했으며, 우선 공간의 온도를 측정한 뒤 건물 내부의 전구를 켜서 건물내부를 가열하였다. 풍속계, MBL 압력계, 디지털 온도계의 데이터는 가열을 시작하고 1분마다 측정해 기록하였다.

            

[그림 7] 실험 장치, 가열 전                       [그림 8] 실험 장치, 가열 후