환경풍동 내 공기의 온도와 속도 변화에 대한 공기 유동과 전열 특성을 분석하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 풍동 시험부 내 각 단면의 평균 속도, 균일도, 그리고 대류 열전달계수는 노즐 출구의 온도와 속도에 따라 큰 영향을 받게 된다. 노즐 출구로부 터 멀어질수록 평균 속도와 균일도가 점차 감소하고, 노즐 출구의 속도가 50km/h일 때 공기온도가 -40~60oC까지 변화함에 따라 단면 평균 속도와 균일도가 각각 약 12.9%와 13.5% 정도까지 증가하였다. 또한 시험부 바닥의 대류 열전달계수는 50~150km/h의 속도 변화에 대해 약 59.7%까지 증가하였으며, 공기의 온도와 속도가 증가함에 따라 시험부 열 유속도 함께 증가하였다. 본 연구에서 수행한 결과들은 최적의 환경풍동 설계에 필요한 주요 설계 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Numerical models of composite floor systems with various thickness of phase change material and sizes of circular spacers were developed based on finite element analysis. In order to perform a heat transfer analysis, thermal properties of steels were determined and those of phase change material were estimated from experiment results. In addition, the thermal insulation performance of composite floor systems with respect to different thickness of phase change material and sizes of circular spacers was predicted. To verify the validity of analysis, analysis results were compared with vertical furnace fire test results of equivalent conditions. As a result, available thicknesses of phase change material and sizes of circular spacers were proposed to satisfy the thermal insulation criteria of Korean Standards.