단열재의 특성 및 효율성

단열재의 특성 및 효율성

 

ㅁ 열효율이 높은 주택이 되려면

- R Value(열저항) 기준치 준수

- 주택의 기밀을 충실하게

- 남향배치

- 열효율 높은 자재 및 공법을 사용

- 열효율높은 냉난방 기구를 사용

 

ㅁ 주택에서의 에너지 손실 (%)

- 지붕 : 30 ~ 40

- 벽체 : 20 ~ 30

- 창 : 10 ~ 15

- 通氣, 배기 : 10 ~ 15

- 바닥 : 10 ~ 15

** 일반적인 경우이며 기후, 주택 조건에 따라 다소 상이

 

ㅁ 단열재의 역할

- 환경보호

- 열손실 및 열획득 차단으로써 에너지 절약

- 결로방지로써 습기조절

- 온도변화를 줄임으로써 쾌적감 증대

- 흡음 및 진동을 흡수하여 쾌적감 증대

 

ㅁ 단열재 선택시 고려사항

- 단열성능 (R Value)

- 불연성, 내습성, 내구성

- 경제성

- 시공성 (다양한 제품, 압축포장, 가공 및 시공용이 등)

- 흡음성능
- 친환경성

 

ㅁ 'R' VALUE (열 저항치) 란 ?

- 열의 흐름에 저항하는 능력을 표현하며 높은 R Value는 높은 단열능력을 나타냄

- 열저항 (R) = 재료두께 / 재료의 열전도율

두께 = ft 혹은 m

열전도율 = Btu/(Hr.ft.F/ft ), Kcal/(Hr.m . C/m)

- 한국은 열저항치와 그의 역수인 열관류율을 단열기준치로 사용

ㅁ CABO의 R VALUE 기준치

Zone	HDD	천정	벽체	바닥	기초벽	해당지역
1	0 ~ 500	19	11	11	-
2	501 ~ 3,000	30	13	13	11
3	3,001 ~ 5,000	30	13	19	11	강릉, 속초
4	5,001 ~ 6,000	38	15	19	11	수원, 양평, 서울
5	6,001 ~ 10,000	38	21	19	15	대관령

HDD : Heating Degree Days로써 년중 18℃ 이하인 난방일수에 온도차이를 곱한 수치

CABO : Council of American Building Officials

 

ㅁ 각종재료의 INCH당 "R" VALUE

재료	R Value/1	%
콘크리트	0.08	3
벽돌	0.16	5
Hardwood	0.8	26
글라스울	3.1	100
고성능 글라스울	3.8	126
암면	2.8	90
Cellulose	3.5	113
스치로폼	3.8	122
XPS(아이소핑크)	4.8	155
우레탄	5.9	190
** 글라스울을 100%로 가정한 비교치임

 

ㅁ GLASS WOOL이란 ?

ㅁ 제조방법

- 모래, 장석, 석회석 등과 같은 유리 용광물을 창유리, 병유리 등에서 재활용한 유리와 혼합하여 용융후 원심 공법으로 5~7.5 크기의 미세 섬유를 만들어서 유기질 바인다로 결합 시키어 섬유와 섬유 사이에 미세한 공기층을 형성시킨 단열재이다.

ㅁ 특징

- 우수한 단열성능, 경제적 가격, 불연성, 친환경성, 가공용이및 압축포장 가능하므로 작업편의 우수, 내습및 흡음성능 우수

ㅁ STC (소음전달등급, Sound Transmission Class )

STC Class	청취음	등급
15 ~ 25	평상음을 쉽게 이해	Poor
25 ~ 35	큰소리 쉽게 이해, 평상음 50% 이해	최저한계
35 ~ 45	평상음을 겨우 들으나 이해곤란, 큰소리 50% 이해	Good
45 ~ 55	평상음 거의 못들음, 큰소리 겨우 들으나 이해곤란	Very Good
55 ~ Up	큰소리도 거의 들리지 않음	Excellent

ㅁ 소음방지 : 벽구조체의 량을 증대, 진동경로차단, 흡수공간 설치

ㅁ Vapor Barrier (방습지)

- Vapor Barrier는 내부의 습기가 외기의 차가운 벽체와 접촉시 결로되어 단열재의 성능저하, 목재부후가 생기는 것을 방지하기위하여 그라스울 표면에 부착됨

- 종류 : 아스팔트본딩된 크라프트지, PE 필름,은박지

- 국내에서는 방습지가 난방공간쪽으로 향하도록 시공

- 미국의 CA와 AZ등 건조하고 따뜻한 지역에서는 방습지의 불사용도 가능하며

그 외의 지역은 필히 사용, 캐나다와 같은 혹한지역은 단열재 시공후 벽 전체를 Plastic Film으로 방습시공함

ㅁ TIPS (시공)

- 설계도면과 지역기준에 따른 R Value를 확인한다

- 단열재는 습기 흡수시 성능저하되므로 우천에 영향받지 않도록 단열공사 실시

- 규정된 제품두께보다 압축시공시 성능저하됨

(R19*6.25　를 3.5　에 시공시 R13으로 저하 )

- Header, Corner등은 Framing시 단열토록 사전준비

- 시공시 Stapling 실시요함

- 단열재가공시 Stud간의 공간치수보다 약1/2 ~1를 크게 가공하여 Tight하게 시공요함

- R Value가 표시되지 않은 제품을 사용시는 필히 공인된 열전도율과 사용두께를 계산하여 기준치에 적합한지를 확인후 시공한다

- 굴뚝, 매립형 등기구는 3 inch 이상 띄우고 단열

- 천정의 Vent Space는 1 inch 이상

- 외기와 접한 벽체 내의 파이프는 동파 및 결로방지 위하여 외기쪽을 단열하며 소음방지위하여 내부쪽도 단열실시

- 열손실방지를 위하여 단열재의 길이를 최대한 자르지 않고 시공하되 맞댈 경우는 Tight하게 시공

- 천정부에 겹침 시공시는 교차하여 시공

- Stud중앙을 관통한 전기줄이 있는 경우는 전기줄이 긴장되지 않도록 단열재를 가공하여 시공

- Floor 밑쪽이 개방되는 곳은 Wire Mesh 혹은 Nylon Mesh로 단열재를 Holding할 것

 

ㅁ 글라스울 단열에 관한 의문점들

Q. 한국주택에 왜 미국기준의 단열규정을 쓰는가?

A. 국내기준치는 벽체전체에 준한것이며 미국기준치는 Stud간 삽입되는 단열재의 기준치이고 고에너지 효율의 주택에 부합하는 기준치이기 때문이다.

Q. 분홍색과 노란색 글라스울은 성능이 다르지 않나?

A. 이는 메이커나 제품에 따라 염료를 다르게 쓸 뿐이지 제품에 차이가 있는 것은 아니며 중요한 것은 설치부위의 기준치에 부합하는 'R' Value이다.

Q. 목조나 스틸하우스에 글라스울이 아닌 다른 단열재를 사용하여도 되는가?

A. 가능하다. 단, 단열재 선택시 고려사항을 필히 참조하여 결정한다.

 

ㅁ 글라스울의 안전에 관한 의문점들

Q. 만지면 따가운데 건강에 해가 되지 않는지?

A. 따가움은 가는 유리섬유가 광물이어서 피부에 접촉시 일과성거부감에 의한 것이므로 보호장구 착용하고 긁지 않을 때 무해합니다.

Q.글라스울은 흡입하여도 괜찮나?

A. WHO의 정의에 의하면 폐내에 흡수가능한 섬유의 크기는 3미크론, 길이는 9미크론 이하입니다만 글라스울 분진은 크기가 4~8미크론, 길이는 10미크론 이상이어서 공기중의 분진상태에서도 바로 낙하하며 흡입하더라도 코와 기관지에서 거의 제거되어 체내에 흡입될 확률은 걱정할 수준이 아닙니다.

 

ㅁ 글라스울 시공시 안전위한 작업지침

- 꽉 끼지 않는 옷, 상의는 긴팔을 착용 - 보안경 착용 - 피부를 긁지말것 - 작업복은 분리세탁

- 작업장소를 청결하게 - 먼지비산을 방지할것
ㅁ VENTILATION & ICE DAM

- 더운 날씨의 Ventilation역할

- 추운 날씨의 Ventilation역할

ㅁ ICE DAM의 발생원인 및 예방시공

ㅁ 현상

- 눈내린후 지붕누수

ㅁ 발생원인

- 단열부족, Attic내 열원

- 배기불량

- 방수불량

- 기타

ㅁ 배기되는 지붕과 배기되지 않는(Ice Dam) 지붕의 차이

ㅁ 예방방법

- 단열 : 천정의 'R' Value 기준치 준수

: 다락내 열원제거, 천정속의 닥트등에 열원을 단열

- 배기

자연배기 : 단열재와 천정사이 1 INCH 이상 배기를 위한 공간확보 및 Baffle로써 격막설치

동력배기 : 온도센서로써 자동으로 배기작동

- 기타 : Skylight 설치시 결로 및 Vent 유의

: 복잡한 지붕형상 피함

: Heating Cable설치

 

                                   

 

출처:한국목조건축협회  2002년 11월2일 세미나 발표 자료

비록 목재의 단열성능이 콘크리트나 철보다는 매우 높지만 2X4 주택의 구조체 내부를 보면 벽 두께가 작아 단열성능이 높은 단열재를 사용하여야만 만족할만한 단열성능을 얻을 수 있다.

목조주택에 사용되는 단열재로는 현재 석면(asbestos)은 전혀 사용되지 않으며 (법적으로 규제를 받음) 유리섬유(glass fiber, glass wool, mineral fiber, mineral wool)가 주로 사용되고 있다. 단열재는 포상(batt, blanket), 판상(board, sheet), 분무형(loose fill) 등의 형태로 사용되며 그 중에서 시공 및 취급이 용이한 포상의 형태로 가장 많이 사용되고 있다.

석면은 주로 모래가 변환된 사암을 녹여서 공기와 함께 불어줌으로써 가는 섬유형으로 제조되는데 입자가 작기 때문에 호흡 시에 인체에 흡입되어 폐에 건강상의 문제를 일으킨다. 그러나 유리섬유는 유리를 녹여서 섬유상으로 제조되며 매우 긴 형태로 제조되기 때문에 인체에 흡입되어 문제를 야기 시키지는 않는다. 이외에도 천연의 재료들은 사용 중에 인체에 암을 유발할 수 있는 방사선(라돈)을 방출하기 때문에 건강상의 문제를 유발할 수 있는데 석면의 라돈발산량이 8.63(Bq/m3)인 것에 비하여 유리섬유 또는 암면은 0.25(Bq/m3)으로서 목재(0.1(Bq/m3))의 약 2.5배에 해당하나 세멘트(2.5(Bq/m3))의 1/10에 불과하다. 특히 목조건축에 사용되는 유리섬유는 포상으로 제조되고 수분차단지로 포장되어 출하되기 때문에 목조주택 거주자들에게 건강상의 문제를 야기할 가능성은 거의 없다.

유리섬유는 가장 구하기가 쉽고 널리 사용되는 단열재라는 특징 이외에 화재 시에 내화성능이 좋으며 (화염전파속도 등급(flame spread)이 15 (25 이하면 양호)) 연기가 발생하지 않는 이점 (연기발생 등급(smoke development) = 0)이 있다. 유리섬유에 비하여 스티로폼(polystyrene form board)은 단열성능이 양호(R값이 1인치 두께당 4.00)하나 연결부위의 측면에 대한 완벽한 단열처리가 힘들며 불에 약하고 (화염전파속도 등급 = 200, 연기발생 등급 = 500) 화재 시에 유독가스가 발생하는 단점이 있다

 

 

출처 :	농목수의 목조건축 이야기  |  글쓴이 : 농목수-윤세웅 원글보기