단열과 열관류율

▒ 기출문제

- 100회 2교시 5번 : 건축공사에서 단열재의 선정 및 시공시 주의사항에 대하여 설명하시오.

- 96회 1교시 9번 : 열관류율 및 열전도율

- 93회 2교시 5번 : 건축물의 단열공사에서 고려하여야 할 사항과 단열공법의 종류에 대하여 설명하시오

- 84회 3교시 4번 : 건축물의 부위별 단열공법을 구분하여 기술하시오

- 72회 4교시 3번 : 건축공사에 있어서 단열공법 적용시 고려사항과 각 부위(벽체, 바닥, 지붕)별 시공 방법을 기술하시오.

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▒ 개요

① 단열이란 열이 흐르는 물체의 전열저항을 크게 하여 열 흐름을 적게 하는 것을 말하며,

② 구조체의 열관류율을 작게하는 것을 의미하며 이를 위해서는 재료의 두께를 증가 시키거나 열전도율이 작은 재료를 사용하여야 한다.

 

▒ 단열의 목적

① 에너지 절약

② 표면 결로의 발생방지

③ 실내열 환경의 개선과 안정

 

▒ 단열재 구비조건(적용시 고려사항)

① 열전도율이 낮을 것

② 흡수율이 적을 것

③ 비중이 작을 것

④ 내화성이 좋을 것

⑤ 경제적일 것

 

▒ 단열의 성능표현

1) 열전도율

① 균질재료의 열전도 능력을 나타내는 특성

② 열전도율 λ는 단위 길이당 1℃의 온도차가 있을때, 단위시간, 단위면적을 통과하는 열량을 나타내는 단위

③ 단위 : W/mK (1㎉ / m·h·℃ = 0.859W/mK)

2) 열전도비 저항

① 열전도비 저항 r은 열전도율 λ의 역수

② 단위 : mK/W (m·h·℃ / ㎉)

3) 열저항(열전도저항)

① 열저항 R은 벽체의 특정두께에 대한 실제적인 열저항

② 열전도비저항에 벽체의 두께를 곱하여 산정

③ 단위 : ㎡K/W (㎡·h·℃ / ㎉)

4) 열관류율

① 다층 벽체에 대하여 전체 벽체 두께에 대한 단열성능을 표현하는 값

② 열관류율 K는 단위시간, 단위면적에서 내외부의 1℃ 온도차에 대한 벽체의 통과열량

③ K = 1 / Σ열전도저항(R)

④ 단위 : W/㎡K (㎉ / ㎡·h·℃)

5) 열관류저항

① 열관류저항 Rt는 열관류저항 K의 역수

② 단위 : ㎡K/W (㎡·h·℃ / ㎉)

 

▒ 단열공법의 분류

1) 재료

① 판형 : 섬유질과 다공질의 단열재 중 암면, 발포폴리스티렌 등을 사용하는 가장 보편적이 단열공법

② 모포형 : 벽체 시공시 주저 앉기 방지를 위한 띠장이나 클립 설치, 이음에 주의

③ 현장뿜칠형 : 단열재를 시멘트 또는 Binder와 함께 교반, 압력으로 뿜칠하여 단열층 형성

④ 현장발포형 : 발포 원액이 순간적으로 부풀면서 굳어 단열효과 발휘

⑤ 모르타르형 : 단열모르타르를 소요두께 만큼 바름 시공

2) 시공법

① 내단열 : 단열의 불연속 부분 발생, 시공이 용이하나 내부 결로 위험 큼

② 중단열 : 단열층 형성 확인이 어려움

③ 외단열 : 단열의 불연속 때문에 생기는 열교현상(Heat brideg) 및 결로 방지에 가장 효과적

3) 부위별

① 최하층 바닥단열 : 땅속으로 열손실 방지

② 벽단열 : 외단열이 가장 유리

③ 지붕단열 : 겨울철 실내 열손실 및 여름철 일사에 의한 열의 유입 방지

 

▒ 부위별 시공방법

1) 최하층 바닥단열

① 콘크리트 기초벽 단열은 투습저항 좋고 견고한 단열재 사용

② 기초벽의 단열은 동결선 아래에서 기초의 상부까지 외부에 단열재를 부착

③ 바닥슬래브를 축열체로 이용할 때는 바닥단열을 슬래브 밑에 시공하여 기초 벽의 내부에 연속되게 단열재 시공

④ 기초와 슬래브 모서리는 열교현상 때문에 외단열이 바람직

 

2) 벽단열

① 내력벽을 기준으로 단열재의 위치에 따라 내단열, 중단열, 외단열로 구분

② 단열은 불연속 되는 곳이 없도록 밀실하게 시공

③ 열교현상과 내부 결로를 방지하기 위해 외단열이 바람직

 

3) 지붕단열

① 슬래브 상부 바닥깔기공법 또는 슬래브 하부에 단열재 부착공법으로 분류

② 바닥깔기공법은 방수층 위에 단열재 틈새없이 깔고 이음새는 내습성 테이프 시공

③ 단열재 위 누름콘크리트의 균열이 발생하지 않을정도의 강도를 가질 것

④ 부착공법 시공시 단열재 설치 전 인서트, 목심, 등박스 등을 설치, 단열재 훼손 최소화

⑤ 거푸집 해체시 단열재 손상 주의, 해체 후 훼손부위는 보수용 재료로 보수

 

▒ 시공시 주의 사항

① 단열시공 바당면은 못, 철선, 모르타르등의 돌출물 제거하여 평탄하게 정리

② 현장절단 시에는 절단기를 사용하여 정교하게 일직선 되도록 절단

③ 단열재 겹침이음시공시 이음새는 서로 어긋나는 곳에 위치

④ 단열재의 이음부는 틈새가 생기지 않도록 접착제, 테이프 사용

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▒ 연관문제

결로현상 - 열교(Heat bridge) - 단열모르타르 - 열선반사유리 - 진공단열재 - 결로방지 성능기준

 

▒ 참고문헌

1) 건축기술지침 / (주)대우건설

2) 건축공사 표준시방서, 2006 / 21010 단열공사

3) 건축구조물 단열공법의 분류와 단열계획

4) 건축물의 단열설계에 관한연구 / 김종민