건축설비 단열과 결로

목차

Ⅰ. 단열
1.1 열의 법칙
1.1.1 열의 성질
1.2 열용량
1.2.1 외기온도와 실내온도의 변화
1.2.2 열용량의 특성을 이용한 토속건축
1.3 열관류율
1.3.1 열관류 현상
1.3.2 열관류 저항
1.3.3 단일벽체의 열전도 저항
1.3.4 열관류율 계산
1.3.5 온도구배(Temperature gradient)
1.4 단열(Thermal Insulation)
1.4.1 단열성능의 모델
1.4.2 단열재료(Insulating Materials)
1.4.3 단열재료의 성질(Properties of Insulators)
1.4.4 단열재의 종류

Ⅱ. 결로
2.1 벽체의 습기
2.1.1 벽체의 습기 이동
2.1.2 결로 발생 조건
2.2 실내의 습도
2.2.1 습도의 변동
2.2.2 수증기 발생량
2.3 결로
2.3.1 결로의 원인
2.3.2 결로방지 대책

본문내용

대하여 주어진 구조체에서 일어나는 피크의 지연시간을 말한다.
. Decrement factor
어떤 구조체의 하루 평균온도로부터 열류의 최대편차와 열용량이 0인 물체내에서 발생하는 열류의 최대 편차와의 비율
. 중량벽내에서의 시간에 따른 온도구배
(중량벽내에서의 시간에 따른 온도구배)
Ⅱ. 결로
2.1 벽체의 습기
2.1.1 벽체의 습기 이동
1) 평형 함습량
. 일반적인 건축재료 : 내부 공극에 의해 흡습성을 갖고 있다.
. 구조체의 공극이나 모세관 또는 결정들의 경계면에 존재
. 공극이나 모세관에 존재하는 수분들은 비교적 용이하게 이동함
. 평형함습량 : 건조한 재료를 오랜 시간 동안 일정한 온습도의 공기에 방치해 두어 습습하도록 했을 때 더 이상 습기의 이동이 일어나지 않는 상태의 보유 습기량
. 함습율 = 재료가 보유한 수증기 중량 / 건조한 재료의 중량
2) 수증기 이동
. 구조체 양면에 접한 공기중의 수증기 압력에 의해 수증기가 구조체를 통하여 이동
. 수증기 이동량 : 구조체의 투습밀도 g 에 의해 결정됨
(투습밀도랑 구조체 단위면적당 1초동안 투습된 수증기량을 말함)
. 수증기 차단능력 : 투습저항계수 u 와 재료의 두께에 따라 달라짐
u = 건축재료 두께 1m의 투습저항력 / 공기두께 1m의 투습저항력
재 료 명
밀 도(kg/m3)
투 습 저 항 계 수
콘크리트
2000
50
알루미늄 판
125
방수
스티로폼
30
60
암면
58~65
1.2
소나무
300~800
50
시멘트 모르타르
1800
35
석고보드
600~1200
10
벽돌
1000
2
타일
1700
200
공기층
-
1
(건축재료의 투습저항 계수)
2.1.2 결로 발생 조건
. 구조체 내부의 온도가 구조체 내부 수증기의 노점온도보다 낮은 곳에서 결로가 발생한다.
2.2 실내의 습도
2.2.1 습도의 변동
. 실내 공기 절대습도의 시간별 변동은 수증기 발생량, 주변 벽체로의 흡방습량, 환기에 의한 습기 이동량, 유리면의 겨로량에 의해 결정됨
G
{ dx} over {xt }
=W-
{ dw} over { dt}
+
SUM
V(xj-x)-a'Sg(x-fg)
G : 실내 건조공기의 중량
W : 수증기 발생량
V : 환기량
w : 주변 벽체의 함습량
x : 실내 공기의 절대습도
xj : 외기의 절대습도
fg : 유리면에 결로가 발생되면 fg=1, 발생하지 않으면 fg=xg
xg : 유리 표면 온도에 대한 포화절대습도
a' : 표면의 습도전달율
Sg : 유리면적
6.3.2 수증기 발생량
작업강도
(kgmh)
주변온도 ( )
5
10
15
20
25
30
35
휴식
0
28
27
28
34
57
94
132
가벼운작업
2280
41
45
73
109
162
206
250
보통작업
4570
48
66
107
158
252
266
311
힘든작업
9140
96
141
190
270
324
363
385
(인체의 수증기 발생량 g/h)
구분
증발량(g/h)
조리시간(분)
증발량(g)
밥솥
270
30
133.5
우유덥히기
90
5.5
8.5
후라이펜
396
10
66.1
석쇠
258
11
47.1
토스터
144
3
8.2
아침식사
802
35
467.8
점심식사
637
15
159.3
저녁식사
946
60
946.0
(취사에 의한 수증기 발생량)
연료
발열량
수증기 증발량
발열량당 발생량
도시가스
3180~3340 kcal/m3
450~620 g/m3
0.198 g/kcal
프로판가스
9900 kcal/kg
3100 g/kg
0.313 g/kcal
백등유
8450 kcal/l
1130 g/l
0.133 g/kcal
(연료연소에 의한 수증기 발생량)
구 분
발 생 량
그릇씻기
싱크대에서
75.0 g/hm2
그릇들에서
19.7 g/h
아침식사 후
90.7 g
점심식사 후
68.0 g
저녁식사 후
294.8 g
행주
습윤상태
(행주 건조중량 120g)
26.0 g
대걸래 청소
8.3~13.6 g/h
(각종 생활에서 발생되는 수증기량)
2.3 결로
(바닥-벽 접합부 모서리의 표면 결로)
(천장-벽 접합부 모서리의 표면 결로)
6.4.1 결로의 원인
1) 습공기의 노점온도를 높이는 요인
(1) 실내 수증기 발생
. 외부 강우
. 재실자의 호흡 및 발한
. 취사 및 세탁등
(2) 건물의 기밀 시공
. 침기에 의한 열손실 방지를 위해 창호 등이 기밀 시공되어 있음
. 이로 인해 자연 환기량이 감소하여, 실내 수증기를 외부로 배출시키는 정도를 크게 감소함
. 최근의 신주택 환기회수 : 0.5회/h(ASHRAE)
(3) 생활 습관
. 실내에서 세탁물 건조
. 목욕 횟수 증가
. 안전 등의 이유로 인한 창문 개방 횟수 감소
. 퇴근 후 창을 닫게 되는 야간에 세탁, 취사 등의 행위가 많이 이루어짐
2) 구조체의 온도를 낮추는 요인
(1) 단열 부실시공
(2) 열교 부위 발생
(3) 비재실시 난방의 중지
6.4.2 결로방지 대책
1) 결로 유발 요인 제거
(1) 환기
. 절대습도가 낮은 실외공기를 절대습도가 높은 실내 공기와 치혼시켜 줌으로써 실내 습공기의 노점온도를 낮춰줌
. 수증기 발생원 근처에서의 국부적 환기가 효과적이며, 지나친 환기는 난방 에너지 비용의 증가를 유발할 수 있으니 주의해야 함
(2) 난방
. 구조체 온도가 습공기의 노점온도보다 높게 유지되도록 해줌
(3) 단열
. 구조체에서 단열재로부터 실내측의 온도를 높게 유지되게 하여 습공기의 노점온도보다 높게 해줌 (표면 결로 예방에 필수적임)
2) 방습층 설치
(1) 방습층의 결로 방지 원리
. 수증기는 수증기압이 높은 곳(주로 실내)에서 낮은 곳(주로 실외)으로 이동함
. 수증기압이 낮으면 노점온도가 낮아짐
. 방습층 두면 수증기가 이동하지 못하므로, 수증기 이동시 방습층앞에서는 노점온도 높으나 방습층 뒤에서는 노점온도 급격히 낮아짐
(2) 벽체 방습층의 설치 위치
. 단열재로부터 따뜻한 쪽에 설치 : 즉 단열재의 위치를 방습층 보다 실내쪽에 두는 것은 절대로 피해야 함
(방습층 설치 위치에 따른 노점 온도 구배 변화)
(3) 지붕의 방습층의 설치 위치
. 단열재로부터 따뜻한 쪽에 설치 : 지붕 공간에 환기를 하면 효과적임
(지붕의 방습층 설치)

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