건축 관련분야 – 설비

건물은 인간과 매우 비슷합니다. 사실 인간은 신체만으로 많은 외부 요소로부터 자신을 적절히 보호할 수 없었기 때문에 스스로를 확장시키며 다양한 구조물을 만들어 왔습니다.
사람에게 피부가 있는 것처럼 건물에도 외부 마감재가 있습니다. 사람에게는 온몸에 혈액을 순환시키는 심장이 있고 건물에는 난방 시스템이 있습니다. 인간은 폐를 통해 호흡하고 건물에는 신선한 공기를 공급하는 환기 시스템이 있습니다. 인간의 신경계는 신체 기능을 제어하는 반면 건물의 전기 배선은 다양한 시스템을 관리하는 데 유사한 역할을 합니다. 인간에게 소화 및 배설 기관이 있는 것처럼 건물에도 배관 및 하수도 시스템이 있습니다. 그리고 모든 사람에게 고유한 개성이 있는 것처럼 건물에도 고유한 개성이 있습니다.
인체와 건물은 모두 극한의 외부 조건으로부터 자신을 보호하는 것을 공통의 목표로 하여 평형 또는 균형을 유지하기 위해서 매우 비슷합니다. 사실 인간은 신체만으로 많은 외부 요소로부터 자신을 적절히 보호할 수 없었기 때문에 스스로를 확장시키며 다양한 구조물을 만들어 왔습니다.

사람에게 피부가 있는 것처럼 건물에도 외부 마감재가 있습니다. 사람에게는 온몸에 혈액을 순환시키는 심장이 있고 건물에는 난방 시스템이 있습니다. 인간은 폐를 통해 호흡하고 건물에는 신선한 공기를 공급하는 환기 시스템이 있습니다. 인간의 신경계는 신체 기능을 제어하는 반면 건물의 전기 배선은 다양한 시스템을 관리하는 데 유사한 역할을 합니다. 인간에게 소화 및 배설 기관이 있는 것처럼 건물에도 배관 및 하수도 시스템이 있습니다. 그리고 모든 사람에게 고유한 개성이 있는 것처럼 건물에도 고유한 개성이 있습니다.

인체와 건물은 모두 극한의 외부 조건으로부터 자신을 보호하는 것을 공통의 목표로 하여 평형 또는 균형을 유지하기 위해서 노력합니다. 둘 다 바람, 온도, 햇빛, 비, 방향, 노출, 표면, 개구부와 같은 외부 요인의 영향을 받습니다. 균형을 유지하고 극한으로부터 보호하기 위해 인간과 건물 모두 체계적이고 통합된 운영 네트워크에 의존합니다.
이러한 맥락에서 건축설비는 인체의 신경계와 유사한 역할을 합니다. 현대 건축에서 설비의 여부에 따라 건물의 성능과 품질을 판단하는 주요 지표입니다.
건물의 내부 평형을 유지하는 시스템에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

 

건축설비 - 난방
난방 시스템은 모든 건물에 필수적입니다. 난방 시스템은 공기의 온도뿐만 아니라 건물 표면의 온도, 습도 수준, 공기 순환, 냄새, 공기 중 먼지의 양, 심지어 거주자의 정신 상태와 편안함까지 조절하는 데 도움이 됩니다. 난방은 복사 난방, 온풍난방, 증기 가열, 열 펌프 시스템, 온수난방, 연소 가열, 태양열 난방 등과 같은 다양한 시스템을 통해 달성할 수 있습니다:
① 온풍난방 시스템
이 시스템은 대기량과 온도를 모두 제어합니다. 공기는 건물 전체에 지속해서 분배되고 재순환됩니다. 일반적으로 공기는 중앙 장치에서 가열된 다음 모든 영역으로 분배됩니다. 대기가열장치는 공기를 순환하는데 특히 효과적이며, 뜨거운 공기층과 차가운 공기층의 형성을 방지합니다. 또한 신선한 공기를 추가할 수 있으며 습도 조절, 환기 및 공조 시스템과 통합할 수 있습니다. 그러나 이 장치에는 먼지와 꽃가루까지 순환시켜 덕트가 막힐 수 있습니다. 또한 일반적으로 물이나 복사열을 사용하는 시스템보다 소음이 더 심합니다.
② 증기난방 시스템
이 시스템은 보일러를 사용하여 증기를 생성하고, 이 증기는 가압 및 단열 파이프를 통해 전달됩니다. 증기가 라디에이터에 도달하면 대류를 통해 실내로 열을 방출합니다. 응축된 물은 파이프를 통해 보일러로 돌아갑니다. 증기난방 시스템은 온도 측면에서 정확하게 제어하기가 상대적으로 어렵습니다.
③ 온수난방 시스템
이 시스템에서는 가열된 물이 파이프를 통해 순환합니다. 전달되는 열의 양은 물의 온도와 순환 속도에 의해 조절됩니다. 이 시스템은 조용하고 열 출력을 쉽게 제어할 수 있습니다. 그러나 부식이 문제가 될 수 있으며 유지보수가 어려울 수 있습니다. 객실 설치 시 배관이 바닥에 매립되는 경우가 많아 온수가 아래에서 방을 가열할 수 있습니다. 하지만 이 방법은 뜨거운 공기와 차가운 공기의 불균일한 층을 형성할 수 있으며, 배관이 매립되면 수리가 매우 어렵습니다.

④ 복사 난방
복사열은 뜨거운 물이나 전기에 의해 발생합니다. 온수의 경우 보일러에서 물을 가열한 다음 파이프를 통해 패널이라는 표면으로 운반합니다. 물은 패널에 내장된 평행한 튜브를 통해 흐릅니다. 전기 시스템의 경우, 얇은 전선이 패널을 통과하여 전기가 흐를 때 열을 발생시킵니다. 복사 난방은 눈에 보이지 않고 편안한 환경을 제공합니다. 다른 시스템에 비해 실내 온도가 낮은 경향이 있습니다. 그러나 가열하는 데는 시간이 오래 걸리고, 한 번 가열하면 식는 데도 시간이 오래 걸립니다. 다른 시스템보다 더 많은 단열이 필요합니다. 또한 전기 복사 난방은 운영 비용이 상대적으로 많이 드는 경향이 있습니다.
⑤ 연소 난방
연소 난방은 나무나 석탄을 태우는 것입니다. 이 방법은 복사열의 일종입니다. 모든 난방 시스템 중에서 이 방법이 가장 감성적이고 아늑한 따뜻함을 제공합니다. 연소 가열에는 일반적으로 두 가지 주요 옵션이 있습니다:

벽난로: 대부분의 따뜻한 공기가 굴뚝을 통해 빠져나가기 때문에 매우 비효율적입니다. 그렇지만 벽난로는 매우 낭만적이고 분위기 있는 환경을 조성합니다.
스토브: 이 방법은 특히 외부 공기를 연소에 사용할 때 매우 효율적입니다. 그러나 제대로 설치하거나 환기하지 않으면 밀폐된 공간에서 질식할 위험이 있습니다.
⑥ 태양열 난방

태양 에너지를 난방에 사용하는 데에는 몇 가지 장점이 있습니다. 운영 비용이 거의 들지 않고 대기 오염을 일으키지 않으며, 열원인 햇빛은 사실상 무궁무진합니다. 그러나 햇빛의 방향, 기상 조건 및 주변 환경에 따라 제한됩니다. 현재 태양열 난방은 일반적으로 다른 난방 시스템의 보충제로만 사용할 수 있습니다. 태양열 난방 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다:
능동형 태양열 난방 시스템: 이러한 시스템은 펌프나 팬을 사용하여 시스템을 통해 물이나 공기를 순환시킵니다. 태양열 수집기는 열을 포착하고 저장하는 반면, 물이나 공기는 열을 운반하고 저장하는 데 도움이 됩니다. 일반적으로 액체 막대나 열 흡수 물질로 채워진 대형 축열 탱크가 사용됩니다. 능동형 시스템은 전기 구동 장비가 필요하고 설치 비용이 더 비싸고 복잡하지만 더 나은 난방 성능을 제공합니다.
패시브 태양열 난방 시스템: 이 시스템들은 단열, 자연열 순환, 창문 배치 및 건물 방향을 통한 열 유지를 사용합니다. 효율성을 극대화하기 위해 창문은 여름에는 최소한의 햇빛을 받고 겨울에는 최대의 햇빛을 받을 수 있도록 설계되어야 합니다. 하지만 경우에 따라 여름에는 과열을 피하기 어려울 수 있습니다. 그리고 패시브 시스템은 특히 추운 날씨가 긴 기간 동안 열을 유지하는 데 어려움을 겪는 경우가 많아 백업 난방 시스템이 필요합니다. 단열 방법에는 유리 표면을 통한 열 손실을 줄이기 위해 셔터나 두꺼운 커튼이 포함됩니다.
⑦ 히트 펌프
히트펌프는 겨울 동안 실외 공기에서 열을 추출하여 실내로 방출하고, 여름에는 실외로 열을 방출하여 반대의 역할을 합니다. 즉, 하나의 장치가 난방과 냉방 기능을 모두 제공할 수 있습니다. 설치 및 실온에 따라 펌프는 자동으로 난방 모드와 냉방 모드를 전환할수 있습니다. 일반적인 히트 펌프는 실외 코일, 실내 코일, 압축펌프로 구성됩니다.

 

 

건축설비 -  냉방(에어컨)
공기 냉각 방식을 사용하면 더 편안한 환경을 조성할 수 있습니다. 난방 시스템과 함께 사용하면 연중 일관된 실내 온도를 제공할 수 있습니다. 공기 냉각 방법에는 두 가지 주요 유형이 있습니다: 중앙 집중식 시스템과 증발식 시스템입니다. 중앙 집중식 에어컨 시스템은 난방 시스템과 함께 사용할 수 있습니다. 이 방법은 집 전체를 냉방 할 수 있지만 설치 비용이 많이 듭니다. 일반적으로 창문에 설치되는 소형 모델도 있습니다. 증발식 냉각기는 상대적으로 작동 비용이 저렴하며, 주요 비용은 팬을 작동시키는 전기입니다. 이러한 시스템은 건물을 통해 상당한 양의 공기를 효과적으로 이동시키며 습도가 낮은 지역에서 특히 잘 작동합니다.

건축설비 - 환기
공기는 자연스럽게 고기압 영역에서 저기압 영역으로 이동합니다. 환기 시스템은 뜨거운 공기가 상승하고 공기가 가라앉는 원리에 기반합니다.
효과적인 환기를 위해서는 깨끗한 실외 공기가 필요합니다. 환기에는 냉난방이 필요하지 않기 때문에 들어오는 공기는 적당한 온도여야 합니다. 이 시스템은 외부 공기의 움직임에도 영향을 받습니다. 바람이 충분하지 않으면 환기가 제한되고 바람이 너무 많으면 내부에 과도한 기류가 유입될 수 있습니다.
가장 일반적인 형태의 환기에는 창문과 환기 덕트가 있습니다. 새나 곤충의 침입을 방지하기 위해 스크린을 사용하는 경우가 많습니다. 경우에 따라 환기를 지원하기 위해 선풍기와 같은 기계 장치가 필요합니다. 건물에 개구부가 없는 경우, 이러한 환기는 일반적으로 효과적이지 않지만 여전히 우수한 보온을 제공할 수 있습니다.

건축설비 -  급수
모든 생명체는 물을 흡수하고 사용합니다. 인체의 약 70%는 물로 구성되어 있으며, 인간 생활 환경의 연장선에 있는 건물도 안정적인 상수도 및 물 사용 시스템이 필요합니다. 물은 신선해야 합니다. 역사적으로 인간은 항상 담수원 근처에 살았습니다. 물은 압력이 가해져서 파이프를 통해 흐르며, 이는 수압, 펌프 또는 이 둘의 조합을 사용하여 이용합니다. 건물 내부에 물을 공급하는 방법은 일반적으로 두 가지가 있습니다: 수도관에 직접 연결: 이 방법은 단수 시 물을 공급할 수 없다는 단점이 있습니다.
저장 탱크 시스템: 물은 먼저 탱크에 저장된 다음 필요한 곳에 분배됩니다. 이렇게 하면 정전 시에도 물을 사용할 수 있습니다. 그러나 불순물이 탱크에 유입되어 비위생적인 물이 나올 수 있습니다. 방법에 상관없이 불순물을 제거하고 사람들이 깨끗하고 안전한 물을 사용할 수 있도록 정수 시스템을 고려해야 합니다.

 

건축설비 -  배수
모든 생명체는 폐기물을 생산하며, 건물은 인간이 생성한 폐기물과 하수를 효율적으로 관리하도록 설계되어야 합니다.
일반적으로 사용되는 두 가지 배수 방법이 있습니다:
정화조: 이것은 지하 탱크에 폐기물을 저장하는 작고 독립적인 시스템입니다. 눈에 보이지는 않지만 대부분의 건물에는 일반적으로 이러한 탱크가 개별적으로 설치되어 있습니다.
하수도: 이는 여러 배수 시스템을 연결합니다. 폐수는 파이프를 통해 처리장으로 운반됩니다. 도시에서는 도시 내 다양한 지역의 하수를 처리하는 폐수 처리 시설을 운영하고 있습니다.

건축설비 -  전력 분배
전기는 난방, 조명, 통신, 그리고 장비나 기계에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.
현대 산업 사회에서는 단일 발전소에서 생산된 전기가 넓은 지역에 공급됩니다. 일반적으로 사용되는 방법은 석탄을 태워 물을 가열하여 증기로 만든 다음 터빈을 돌려 발전기를 작동시키는 것입니다. 물을 가열하는 다른 방법으로는 오일 버너, 원자력, 태양 에너지 등이 있습니다.
터빈을 구동하는 다른 방법으로는 지하수, 댐에서 떨어지는 물, 조수, 또는 풍력 에너지를 사용하는 것이 있습니다.
이 발전소에서 생산되는 전기는 매우 높은 전압입니다. 이 고전압 전기는 먼저 송전소로 전송된 다음 변압기를 통과하여 가정과 기업체에서 사용할 수 있게 전압을 낮춥니다.
오늘날 기술이 발달한 사회에서 전기는 절대적으로 중요합니다. 현재 우리는 생산된 전기의 거의 모든 것을 소비하고 있으며, 생산은 수요를 따라잡기 위해 고군분투하고 있습니다. 따라서 앞으로 더 효율적으로 전기를 생산할 수 있는 방법과 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
서비스 산업이 확장되고 금융 산업이 세계화되고 인터넷 시대가 도래하는 현대 산업 사회에서 기업은 적절한 공간 계획과 인프라를 통해 창의적이고 정보 처리적인 업무를 지원하는 건물을 필요로 합니다. 이를 인텔리전트 빌딩이라고 합니다. 최근 특히 유비쿼터스 기술의 부상으로 정보통신 인프라의 중요성이 크게 커지고 있습니다. 따라서 시설 구축은 기술적 측면뿐만 아니라 경제적, 사회적 측면에서도 중요합니다.