[공학] 재료의 물성과 구법론 (단열재 일반)

소개글

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목차

1. 개요

2. 연혁

3. 단열재의 분류
1) 재질에 의한 분류
2) 형태에 의한 분류
3) 사용온도에 의한 분류

4. 단열재의 특성
1) 열전도율
2) 화학적인 특성
3) 물리적인 특성
4) 흡습과 흡수성
5) 흡연성
6) 시공성

5. 단열재의 선택과 선정조건
1) 단열재의 선택
2) 단열재의 선정조건

본문내용

단열재의 경우는 압축강도와 휨강도를 측정할 필요가 있고, 섬유질의 단열재에 대하여는 인장강도를 측정할 필요가 있다.
4)흡습과 흡수성
단열재로서 단열효과를 내도록하는 것이 공기층인데 이 공기층이 공기 대신에 물로 채워져 있으면 공기의 열전도율값이 물의 열전도율값으로 바뀌게 되므로 단열효과가 저하된다. 그리고 이와 접촉되어 있는 내외장재 등의 표면도 부식시킬 우려가 있으며 더욱이 유기질 단열재의 경우에는 단열재 자체가 부식될 가능성도 있다.
단열재는 일반적으로 다기포구조로 되어 있으므로 이것이 밀폐기포로 되어 있지 않는 한, 이 단열재는 흡습과 흡수를 하기 쉽다. 단열재의 흡수성에 대하여는 단열재를 물속에 24시간 담근후 시편의 표면적으로부터 흡수된 흡수량을 100g으로 표시하여 규경의 기준치로 정하는 방벅과 침지 전후의 중량의 차이로 흡수량을 구하여 시편의 체적과의 비를 흡수율(%)로 하여 규격의 기준치로 정하는 방법이 있다.
5) 불연성
유기질의 단열재가 모두 불연재라고 할수 없으며 플라스틱계통의 단열재도 불연재는 아니다. 이것들은 단열재의 제조과정에서 난연처리를 하여 자기소화성을 갖도록 처리한 것이다.
암면이나 유리면 등의 단열재는 광물질이기 때문에 일반적으로 불연재료에 속한다. 그러나 유리면 단열재에 있어 밀도가 0.028g/㎤ 이하이고 두께가 50mm 이하인 것은 불연재료에서 제외하고 있다.
6) 시공성
단열재의 시공성이란 공사현장 까지의 운반이 용이하고 현장에서의 가공과 설치도 비교적 용이한 것을 말한다.
단열재는 각기 독특한 성능이 있어서 나름대로 시공성에 대한 장단점을 가지고 있다. 예를 들면 발포폴리스티렌폼과 같은 고정형 단열재는 운반하여 설치하기는 쉬우나 이음부분에 틈새가 생기지 않도록 하는 등 연결부분을 정교하게 고정시키는 것이 문제이고, 암면이나 유리면 같은 섬유질의 단열재는 융통성을 가지고 있어서 연결부분은 좋게 살 수 있으나 벽체등에 수직으로 이용할 때에는 자중 또는 진동에 의하여 밑으로 처지거나 내려않는 것을 방지하기 위하여 목조틀등을 만들어서 고정시켜야 하는 등 시공상 어려움이 뒤따르게 된다.
5. 단열재의 선택과 선정조건
1) 단열재의 선택
건축물의 에너지절약 효과를 거두기 위해서는 질 좋은 단열 및 보온재를 선택하는 것이 중요하다. 단열재는 습하거나 물기가 침투되어 있으면 열전도율이 놓아져 단열성능이 저하되며 또 습기나 물기가 스며들게 되면 벽체와 같은 경우에는 단열재가 밑으로 쳐지거나 내려앉아 제 성능을 발휘하지 못한다. 따라서 외부구조체의 단열시공을 할 경우에는 방습 또는 방수층을 설치하여 단열성능을 높이거나 방습방수막이 피복된 단열재를 설치하는 것이 좋다.
단열재는 밀도나 비중에 따라 열전도율이 달라지므로 알맞는 밀도와 비중을 가진 것을 선택해야 한다. 또한 불의의 화재시에 대비하여 난연성 단열재나 불연재를 피복한 단열재를 선택하는 것이좋다. 단열재 및 보온재는 통상선업부장관의 형식승인을 받아 생산된 것을 사용한다. 국내에서 생산되고 있는 단열재로서 일반적으로 널리 쓰이고 있는 건축용 단열재의 열전도율 및 사용부위는 표1-1. 1-2와 같다. 또한 건축법시행령에서 규정하고 있는 단열재의 두께기준은 표1-3과 같다
단열재명
밀도(g/㎤)
열전도율(kcal/mh℃)
유 리 면
0.01～0.04
0.028～0.043
암 면
0.03～0.10
0.024～0.029
난연성 발포폴리스티렌폼
0.016～0.030
0.022～0.039
석 고 보 드
0.85～0.90
0.11～0.35
요소발포수지
0.01～0.02
0.025
석 면
0.08～0.14
0.022～0.039
질 석
0.1～0.07
0.03～0.15
규산칼슘보온판
0.22
0.026～0.04
석고플라스터
0.89
0.35
폴리우레탄품
0.016～0.030
0.022～0.025이하
<표1-1 국내생산 단열재의 밀도 및 열전도율>
부위별
단열재의종류
지붕
천장
벽
바닥
배관,보일러
유리면
○
○
○
○
암면
○
○
○
○
난연성 발포폴리스티렌폼
○
○
○
○
석고보드
○
○
○
요소발포수지
○
○
석면
○
○
○
○
질석
○
규산칼슘보온판
○
○
○
○
석고플라스터
○
○
폴리우레탄품
○
○
○
<표1-2 단열재 사용부위>
2) 단열재의 선정조건
단열재가 구비하여야 할 조건, 즉 단열재의 사용을 위한 선정조건은 다음과 같다.
-열전도율이 낮을 것
-흡수율이 낮을 것
-투기성이 작을 것
-비중이 작을 것
-시공성(가공, 접합등)이 좋을 것
-내화성이 좋을 것
-어느정도 기계적인 강도가 있을 것
-내부식성이 좋을 것
-유독성가스가 발생되지 않을 것
-사용연한에 따른 변질이 없을 것
-균질한 품질일 것
-가격이 저렴할 것
건축물부위별
단열재종류별
지역별
암면(광석면), 유리면, 난연성 발포폴리스티렌폼, 요소발포보온재, 폴리우레탄폼(단위mm)
기타재료:열전도저항이 다음의 값에 해당하는 재질의 두께일 것
(단위:㎡h℃/kcal)
거실의 외벽, 최하층에 있는 거실의 바닥(외기에 면하는 바닥을 포함한다)
중부
50이상
1.6이상
남부
40이상
1.25이상
제주도
30이상
1.0이상
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕
중부
80이상
2.5이상
남부
60이상
1.9이상
제주도
40이상
1.25이상
공동주택의 측벽
중부
70이상
2.2이상
남부
50이상
1.6이상
제주도
40이상
1.25이상
<표1-3 지역에 따른 건축물에 사용하는 단열재의 두께기준표>
비고) ①위 표의 각 단열재로서 에너지이용합리화법 제2조 제6호의 규정에 해당하는 단열성 자재는 동법 제24조의 규정에 의한 형식승인을 얻은 것이어야 한다.
②단열재로서 거실의 바닥에 시공한는 것은 내열성(온수온돌로 난방을 하는 경우에 한함) 내구성과 상부의 적재하중 및 고정하중에 충분히 버틸수 있는 강도를 가진 것이어야 한다.
※적용대상지역
지역구분
해당시도
중부
서울특별시, 경기도, 인천광역시, 충청북도, 강원도
남부
충청남도, 전라북도, 광주광역시, 전라남도, 대전광역시, 경상북도, 경상남도, 대구광역시, 부산광역시
제주도
제주
※참고문헌
건축재료학 보성당 정산진외
건축재료학 기문당 조준현저
건축재료학 형설출판사 손순채, 송창영, 장철인 공저

키워드

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