지하공간온도의 수치해석을 위한 행렬 구성방법에 관한 연구

A Study on a Method of Making the Matrix far the Numerical Analysis of Underground Temperature

우리가 에너지원으로 사용하고 있는 연료는 40년이면 바닥이 난다는 게 일반적으로 알려진 사실이며 우리나라는 주거용에너지가 전체에너지 수요의 30∼40%를 차지하고 있는 실정이므로 주거용 에너지 절약의 한 방법으로서 지하공간의 사용을 검토해 봄직도 하다. 지하공간의 열 해석에는 그리드로 된 교점회로망을 구성하여 해석을 하게되는 데, 지금 시중에 나와있는 해석용 프로그램은 비싸고 큰 용량을 필요로 함으로 현장에서의 사용이 쉽지는 않다. 이 연구에서는 이러한 점에 착안하여, 교점회로망을 구성하여서 중심교점에 영향을 미치는 인접교점들의 열저항요소를 계산하여 행렬에 대입함으로써, 지중온도를 구하는 방법을 연구하여 실험현장의 실측치와 비교한 결과, 만족할 만한 결과를 얻었다. 따라서 이 방법을 적용하면, PC 에서도 값싼 계산용 프로그램 (C++, 포트란, 베이직 등)을 사용하여 지중온도를 쉽게 해석할 수 있을 것으로 생각된다.

It is often said that the supply of fossil fuels in use for energy source will last only for 40 years. Futhermore, statistics shows that most of the fuels are imported from outside and that 30-40% of total cost for housing in Korea. One of those methods for reducing the energy cost for housing is to use underground space. Being used well, it may bring a considerable saving of energy since the underground space keeps its air cool in summer and warm in winter. To use underground space, we need to analyse its temperature first. For this purpose, what is generally used is the numerical analysis with the use of nodal system. That is, we can calculate a specific underground temperature with the matrix of thermal resistance after we make a nodal system. However, the existing numerical analysis programs need usually high cost and require a computer with large capacity. So they are seldom used in practice. Considering such problems, this study seeks to find a method for making the matrix of thermal resistance operatable on PC level.