[건축설비산업기사 필기] 20년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

호텔 동선계획의 기본 원칙은 고객동선과 서비스동선의 분리(1번 정답), 고객 유형별 출입구 분리(2번 정답), 고객동선의 명료성과 단순성(3번 정답)을 추구한다. 4번은 숙박고객이 프런트를 거쳐야 체크인, 열쇠 수령, 안내 등 필수 서비스를 받을 수 있으므로 호텔 운영상 불가능하며, 고객 편의와 보안 측면에서도 맞지 않다. 따라서 4번이 옳지 않은 설명이다.

음압(sound pressure)은 음파가 매질에 가하는 압력의 크기를 나타내며, 파스칼(Pa)을 기본 단위로 하고 이를 기준값(20 μPa)과의 비로 표현한 상대값을 데시벨(dB)로 나타낸다. 폰은 음의 주관적 크기 감각인 라우드니스의 단위, 손도 라우드니스의 단위, 주파수(Hz)는 음의 진동수 단위이므로 음압을 나타내지 않는다.

철근콘크리트 보의 보강 및 설계 원리에 관한 문항이다. 인장철근은 휨(굽힘)에 대한 저항성을 높이는 것이 주 목적이며, 전단력 저항에는 직접적인 영향을 주지 않는다.
전단력에 대한 보강은 스터럽(전단철근)을 증가시켜야 유효하다.
압축철근의 처짐 감소 기여: 압축철근은 보의 처짐(변위)을 감소시키고 휨강도를 증가시키는 데 기여한다.
압축철근을 바꾸지 않고 인장철근 이동: 인장철근만 이동하는 것도 가능하며 이는 휨모멘트의 작용점을 고려한 설계 수정 방식이다.
압축철근 증가와 크리프: 압축철근을 증가시키면 콘크리트의 압축측 응력을 감소시켜 크리프와 수축에 의한 변형을 줄일 수 있다.

이중복도형 병동은 병실과 설비·서비스 공간을 복도 양측에 배치하므로 설비와 서비스 부분을 집중시킬 수 있다. 병실 배치가 용이하고 간호 동선이 짧아 신속한 간호가 가능하지만, 중앙 코어부에는 자연채광과 자연환기가 어려워 인공조명과 기계환기 설비가 필요하다. 따라서 옳지 않은 설명은 3번이다.

홀식은 건물 중앙에 홀을 두고 각 실을 홀에서 직접 출입하는 형식이며, 외측에 복도를 두는 형식이 아니므로 실 수가 많은 대저택에 유리하다는 설명은 옳지 않다. 편복도식은 실이 일렬로 배치되어 동선이 길어지고, 중복도식은 건물 폭이 커지며 맞은편 실로 인해 프라이버시가 저하될 수 있다. 회랑식은 복도 외면의 여러 위치에서 옥내로 출입하기 편리하지만 각 실의 독립성은 낮다.

치수조정은 건축 부재의 치수를 일정한 기준에 맞추는 방식으로, 설계와 현장작업을 단순화하고 공기를 단축하며 부재의 대량생산을 용이하게 한다. 그러나 규격화로 인해 건축계획이 단조롭고 획일화될 우려가 있으며 창의성 발휘가 제한될 수 있으므로 3번의 설명은 옳지 않다.

잔향시간이 용적에 비례하고 벽면의 흡음력에 따라 결정된다는 설명은 이 관계를 정확하게 올바르게 설명하고 있다. 잔향시간은 Sabine 공식으로 표현되며, $T = 0.161V/(A)$ (또는 $T = 0.161V/(S\bar{\alpha})$)로 나타난다.
여기서 V는 실의 용적, A는 등가흡음면적, S는 표면적, α̅는 평균흡음계수이다. 이는 용적에 정비례하고 흡음력(흡음계수)에 반비례함을 의미한다.
음향 청취 공간의 잔향시간이 음성 전달 공간보다 짧아야 한다는 설명은 오류로, 음성 전달 공간(강의실, 회의실)이 음향 청취 공간(음악홀, 영화관)보다 잔향시간이 더 짧아야 한다는 것이 정확한 원칙이다.
실의 형태 변경으로 잔향시간을 조정할 수 있다는 설명은 오류로, 실의 형태 변경만으로는 잔향시간 자체가 크게 조정되지 않으며, 표면 마감재의 흡음력 변경이 주요 조정 수단이다.
영화관은 잔향시간이 길수록 좋다는 설명도 오류로, 영화관은 전기음향 설비 중심이므로 오히려 잔향시간을 짧게 유지하여 명확한 음성과 음향을 확보해야 한다.

진열창은 내부와 외부의 온도 차로 김이 서리는 것을 막기 위해 적절한 환기가 필요하므로, 외기가 통하지 않도록 한다는 3번 설명이 옳지 않다. 내부 조명은 전반조명과 국부조명을 병용하고, 시계·귀금속은 관람하기 쉽도록 바닥을 높게 설치하며, 유리 반사 방지를 위해 진열창 내부를 외부보다 밝게 한다.

플로트 트랩은 내부에 물이 항상 채워져 있는 구조이므로 동결의 우려가 있는 저온 환경에서는 오히려 부적합하다. 반면 다량 및 소량의 응축수를 모두 효율적으로 처리할 수 있고(3번 ○), 플로트의 상하 운동으로 급격한 압력변화에도 안정적으로 작동하며(4번 ○), 고속으로 작동하는 과정에서 수격현상(증기해머)에 의해 내부 부품이 손상될 수 있다(2번 ○). 따라서 동결 우려가 없다는 1번이 옳지 않다.

포화공기(상대습도 100%)에서는 더 이상의 물 증발이 일어나지 않아 습구온도와 건구온도가 같아진다. 습구온도는 젖은 천으로 감싼 온도계를 통풍시켰을 때 물의 증발로 인한 냉각 현상을 측정한 값이고, 건구온도는 일반적인 기온이다.
습구온도가 항상 건구온도보다 높다는 설명은 오답인데, 습구온도는 항상 건구온도보다 낮거나 같으며(습도가 100%일 때만 같음) 절대 높을 수 없다.
수분이 많을수록 습구온도가 낮다는 설명은 오답인데, 습구온도는 공기의 절대습도와 무관하게 건구온도와 상대습도의 함수이며, 상대습도가 높을수록(수분이 많을수록) 습구온도는 높아진다.
건구온도와 습구온도의 차가 클수록 상대습도가 높다는 설명은 오답인데, 건구온도와 습구온도의 차가 클수록 상대습도는 낮으며, 이는 더 많은 증발이 일어난다는 의미로 공기가 더 건조함을 나타낸다.

기온, 습도, 기류의 3요소 모두를 반영하여 인체가 실제로 느끼는 온열감각을 단일 기온값으로 환산한 척도가 유효온도(Effective Temperature)다.
유효온도는 습도와 기류의 영향을 포함하여 표현하므로, 예를 들어 기온 25°C·습도 60%·기류 0.1m/s의 조합이 기온 20°C·습도 0%·무풍 상태와 같은 온열감각을 준다면 유효온도는 20°C로 표시된다.
작용온도(Operating Temperature)는 기온과 복사온도의 평균값이다.
노점온도는 습도를 나타내는 지표이다.
등가온도는 주로 복사와 대류 효과를 포함하는 다른 개념이다.
따라서 3요소를 모두 반영하는 조건에 부합하는 것은 유효온도다.

공조배관의 보온·보냉 대상은 관 내 유체의 온도 변화를 최소화하고 에너지 손실을 방지해야 하는 경우다. 증기관은 고온 증기의 열손실 방지를 위해 반드시 보온하며, 냉수관과 온수관은 각각 결로 방지와 열손실 방지를 위해 보온·보냉이 필수다. 반면 냉각수관은 냉각탑이나 실외기로 열을 배출하는 순환수로서 실내 공조 부하 관리의 직접 대상이 아니며, 배관 손실량도 상대적으로 작고 보온·보냉의 필요성이 낮아 보온 또는 보냉을 하지 않는 관에 해당한다.

히트펌프의 성적계수(COP)는 저온측과 고온측의 온도차가 작을수록 커지므로, 온도차가 커질수록 성적계수가 커진다는 설명은 옳지 않다.
성적계수는 $COP = \frac{Q_H}{W} = \frac{T_H}{T_H - T_L}$로 표현되는데, 분모의 온도차 $(T_H - T_L)$가 커질수록 COP 값은 작아진다.
냉매의 증발→압축→응축→팽창→증발 변화는 히트펌프 냉동사이클의 정상적인 순환 과정이다.
응축기의 방열량을 난방용으로 응용한다는 설명은 응축기에서 방출된 열을 난방에 활용하는 원리로 맞다.
증발기·응축기·압축기·팽창밸브 등의 구성요소 설명도 히트펌프의 4대 구성요소를 정확히 나열한 것이다.

다단펌프는 여러 개의 임펠러를 직렬로 연결하여 각 단계마다 양정을 증가시키는 펌프이므로, 높은 토출양정이 필요한 경우에 사용된다. 단일 펌프로는 달성하기 어려운 고양정을 실현해야 할 때 — 예를 들어 깊은 우물에서의 양수, 높은 지점으로의 수송, 배관 마찰손실이 큰 원거리 송수 — 다단펌프를 채용한다. 흡입양정 제한(1번)이나 토출량 조절(2번)이 주목적이 아니며, 수중펌프 설치(4번)와도 무관하다.

장방형 덕트의 아스펙트비(긴 변과 짧은 변의 비)는 4 : 1 이하로 제한하는 것이 일반적인 기준이다. 이는 덕트 내 기류 분포의 균일성을 확보하고 압력손실을 관리하기 위한 설계 원칙으로, 아스펙트비가 4를 초과하면 좁은 폭 방향으로 기류 편중이 발생하여 효율성이 저하되기 때문이다.

동압(velocity pressure)은 전압과 정압의 차이로 구하며, 동압으로부터 유속을 계산한다.
동압 = 전압 − 정압 = 33.8 − 25 = 8.8 mmAq
Pa 환산: 8.8 mmAq = 8.8 × 9.8 = 86.24 Pa
동압 공식 $P_v = \frac{1}{2}\rho v^2$에서 유속을 구하면
$v = \sqrt{\frac{2P_v}{\rho}} = \sqrt{\frac{2 \times 86.24}{1.2}} = \sqrt{\frac{172.48}{1.2}} = \sqrt{143.73} \approx 12 \text{ m/s}$이다.

이중효용 흡수식냉동기는 두 개의 발생기(저온발생기와 고온발생기)를 갖는 구조이며, 고온발생기에서 발생한 냉매증기가 저온발생기로 흘러 그 열원이 되어 냉동효과를 높인다.
냉매로 LiBr 수용액을 사용한다는 설명은 오류인데, 흡수식냉동기의 냉매는 암모니아(NH₃)나 물(H₂O)이며 LiBr은 흡수액이다.
기계적 에너지에 의해 냉동효과를 얻는다는 설명도 오류로, 흡수식냉동기는 열에너지(증기나 고온수)를 입력받아 냉동효과를 얻는 방식이므로 기계적 에너지를 사용하지 않는다.
농축을 위해 증발기를 사용한다는 설명은 오류인데, LiBr 수용액의 농축은 발생기에서 일어나고, 증발기는 냉매의 증발을 통해 냉동효과를 발생시키는 곳이다.

공기조화설비의 조닝(zoning)계획은 건물의 서로 다른 열부하 특성, 사용 패턴, 실내환경 요구도를 갖는 영역들을 별도의 공조계통으로 구분하는 계획을 의미한다.
실 사용시간과 무관하다는 설명은 오류로, 조닝계획은 실의 사용시간(주간/야간, 평일/주말 등)과 열부하 특성을 함께 고려하여 수립되며, 이를 통해 불필요한 시간대의 공조를 중단하거나 조절함으로써 에너지를 절감한다.
세분화할수록 에너지 소비가 많아진다는 설명도 오류로, 조닝을 세분화할수록 각 존에 맞춘 세밀한 제어가 가능해져 에너지 소비를 감소시킨다.
세분화할수록 공사비를 감소시킬 수 있다는 설명은 오류로, 조닝을 세분화하면 별도의 배관·덕트·제어시스템·공조기 등이 추가되어 공사비가 증가한다.

높이 31m를 초과하는 건축물은 비상용 승강기를 설치해야 하며, 각 층의 최대 바닥면적이 3,000㎡ 이하인 경우 원칙적으로 2대를 설치한다. 따라서 최소 설치 대수는 2대이다.