기술자료

2-2. 벽체의 온도구배

M 관리자 33 25,197 2010.02.02 00:36
온도구배는 외기온과 내기온이 정해질 경우 벽체내부의 온도 변화를 계산하는 것이다.
이 온도구배로 판단할 수 있는 것이 많기 때문에 온도구배와 습도에 따른 결로점을 찾는 것을 아는 것은 중요하다.
 
온도 구배계산의 프로세스는 다음과 같다.
 
1) 총 열전도저항 계산
 
각 재료의 열전도율을 다음과 같다.
마감재 : 0.55 W/mk
단열재 : 0.036 W/mk
콘크리트 : 2.4 W/mk
열저항의 계산은 다음과 같다.
 
 구분
열저항 (㎡k/W)
 실외측표면열전달저항
0.043 
 마감재 열저항
 0.1/0.55 = 0.18
 단열재 열저항
 0.12/0.036 = 3.33
 콘크리트 열저항
 0.2/2.4 =  0.083
 실내측표면열전달저항
0.11
 열저항의 합
 3.746
 
 
2) 온도변화량 계산(Ri)
재료층 단위면적당 열류량(Ri) = 실내외온도차 / 열저항 = 30 / 3.746 = 8.0 W/㎡
 
 
3) 온도변화 계산
 
온도변화 = Ri x 각 재료별 열저항
 
 구분
 Ri x 열저항
 온도변화 ℃
 실외측부터의 온도변화 ℃
 실외측표면열전달저항
8 x 0.043
 0.344
-9.656
 마감재
8 x 0.18
 1.44
-8.216
 단열재
8 x 3.33
 26.64
+18.424
 콘크리트
8 x 0.083
 0.664
+19.088
 실내측표면열전달저항
8 x 0.11
 0.88
+20
 
이 것을 다시 그림으로 옮기면 다음과 같다.
 

상기 그림에서 단열재의 내부쪽 표면 온도는 약 19℃ 라고 이야기할 수 있다.
이 것이 온도 구배이다.
 

Comments

1 최우성 2011.06.08 14:01
비밀글입니다.
M 관리자 2011.06.08 23:23
아.. 정말 감사드립니다... 수정해 놓도록 하겠습니다.
G 아는거없는 승연 2011.08.06 16:41
우와~~ 설비시간에 배운내용이 다시 새록새록 떠오르네요. 인쇄해다가 직접 손으로 풀어봐야겠음 ㅋ
1 유정연 2012.03.22 13:12
비밀글입니다.
M 관리자 2012.03.22 17:23
비밀글입니다.
1 유정연 2012.03.22 22:34
아... "단위면적당 열류량" 이란 표현이 있었네요.

W라는 단위에 대해서 "부하" 라는 단어는 그 의미를 제대로 표현해 주지 못 하는 것 같습니다.

감사합니다. 그럼 저도 "단위면적당 열류량" 으로 정리하도록 하겠습니다.
G 박종필 2013.10.16 06:28
안녕하세요. 상기 그림에서 단열재와 마감재 사이가 영하인데, 그럼 그 사이에서 곰팡이와 결로가 발생할 가능성이 있나요??
M 관리자 2013.10.16 12:33
조금 복잡한 양상이기는 한데, 다습조건이 장시간 유지될 수 없기 때문에 그럴 가능성이 없습니다만, 해외에서 극히 드물게 균열 등의 하자 부위에 곰팡이 생성에 대한 리포트는 있습니다. 국내에서는 이런 유형의 하자가 아직 보고된 바는 없습니다.
감사합니다.
G 고민경 2014.01.12 16:48
수고가 많으십니다.공부하다 궁금하여 글을 올립니다.
위 그림이 외단열로 되어 있는데 내단열로 그림을 바꾼다면
실외측과 실내측 표면열전달은 똑같은 건지요?
그래서 첨부 사진같은 온도구배형식이 맞는지 묻고 싶습니다..

실직적으로 결로 곰팡이는 내단열로된 주택이 대부분 문제 있는관계로
시공과자재 관련 공부중입니다.
M 관리자 2014.01.12 16:51
네.. 표면 열전달저항은 같습니다.
G 고민경 2014.01.12 16:54
질문이 모호한가해서 고민해서 올린건데 그새 답변해주셨네요..
감사합니다...
G 고민경 2014.01.12 17:00
그럼 그림처럼 외단열은 실내(콘크리트)에 결로 곰팡이가 생성될 온도 저하가 없는것이고
내단열로 했을시 단열재의 누락이나 방습이 되지 않아 콘크리트 면에 수증기가 침투시
결로 발생률이 높다는 이유가 되는건지요?
기타 그림 비교로 결로,곰팡이 발생 관해 인식할수 있는건 또 뭐가 있나요?
M 관리자 2014.01.12 17:03
다른 것이 있다기 보다.. 그 기초이론이 심화되어진 많은 이론과 계산식이 존재합니다..
그러나, 많이 전문적이라 전공자가 아니면 접근하시기 어렵습니다. 프로그램도 필요하구요..

이 다음 부터는 재료의 투습부터 시작하셔야 하는데... 협회 홈페이지 우측 상단의 투습단위변환 이라는 곳에 들어가시면 실내외 온습도에 따른 수증기압을 알 수 있게 해 놓았습니다.
그 숫자를 바꾸어 가면서 여름과 겨울에 어느 방향으로 수증기가 움직이는지를 알 수 있습니다.
G 고민경 2014.01.12 17:30
넵 좋은 공부가 되고 있습니다..
전 전문적인 이론과 계산식은 싫습니다..ㅋ  .머리가 못 따라가요..
상식적인 선에서 시공 과 자재를 설명하려 하는데 그래도 쉽지가 않네요..자재를 판매하면서 자재의 헛점(?) 허황된 이론으로 포장된 자재  참으로 많고 또는 좋은자재도 많지만 스스로 시공 경험으로 전문가라 남의 얘기는 죽어도 안듣는 시공업자의 잘못된 시공도 참으로 많습니다.
많은 도움 받고 있습니다.감사합니다.
G 고민경 2014.01.12 17:17
현행 단열 규정에서 물어 보려 했는데  여기서 함께 여쭙겠습니다.
지역별 건축물부위의 열관류율표 보면
예로 외기에 직접 면하는 경우 중부지역 0.270 W/m2k 로 나와 있는데
이것은 위 외단열 그림처럼 콘크리트와 단열재,내장재를 포함한 열관류를 의미하는건지요?
M 관리자 2014.01.12 17:20
네.. 모든 구성재료를 포함한 것입니다.
1 기장이사장 2014.12.16 20:48
열저항율 계산
G 동동우 2015.06.26 13:57
마감재와 단열재를 무엇으로 사용했는지 혹시 알 수 있을까요??
M 관리자 2015.06.26 14:05
수치적인 그림을 보여드리려 했던 거라.. 특정 소재가 고려되지는 않았습니다.
또한 그림을 명확히 보여드리려고.. 두께 역시도.. 마감재라고 보기 어려운 10cm로 잡았기 때문에.. 현실에 비교하기는 어렵습니다.
1 나뭇잎 2015.07.01 12:59
감사합니다
1 박성필 2016.03.08 23:10
안녕하세요. 건기원 학생입니다... 제가 이런 질문드려도 되는지 모르겠지만 일단 질문드려봅니다.
제가 가는 자취방입니다... 저 빨간색으로 곰팡이가 발생하는데 곰팡이는 델타T가 20이상이면 발생하는것 아닌가요?? 이를 막기 위한 방으로 무엇이 있나 궁금합니다. 물론 환기가. 당연한 것이긴 하지만. 제가 집에 없다가 돌아오면 곰팡이가 있어서 드리는 질문입니다.
M 관리자 2016.03.09 13:28
20도 차이로 곰팡이가 생기고 생기지 않고는 아닙니다.
통상 표준온습도 (20℃, 50%)의 실내공기 온도 조건에서 벽체의 온도가 12.6℃ 도 보다 낮다면.. 잠재적 위험성이 있다고 봅니다.
이를 예방하는 것은 일단..
1. 겨울철 실내 온습도를 표준조건에 가깝게 살도록 노력 (온습도계필요)
2. 그래도 발생하면 단열보강 조치

입니다.
G 이승재 2016.09.27 15:18
현재 건축공학과 4학년에 재학중인 학생입니다
다음과 같은 그림이 있습니다. 내화재(JIC HOKUSEI)의 열전도율은 위에 보다시피 0.1 입니다.
아래 그림의 <2>구간이나 <3>구간이 65℃가 나오도록 내화재의 필요최소 두께를 구할 수 가 있나요?
아니면 구할 수 있으려면 필요한 값은 무엇이 필요한가요? 열류량이 필요한가요?
단순히 외기와 내기온도가 정해져야 알수있는 식만으로 구할 방법을 몰라서 질문을 드립니다. 단순하게 외기온도를 미지수를 두었을때 열류량이라는 미지수가 생겨서 방법이 생각이 나질 않습니다.
바쁘실텐데 질문을 드려서 죄송합니다.
G 이승재 2016.09.27 15:23
한가지 더 덧붙여서 질문하겠습니다.
단순히 그림에서 단열재만 있을때 <2>구간을 65도로 나오도록 최소 두께를 구할 수 있나요?
M 관리자 2016.09.27 21:10
네... 안녕하세요..
사실 무슨 뜻인지 잘 모르겠습니다.
65도가 나온다는 뜻은... <1>번의 온도가 그 이상된다는 의미인가요?
G 이승재 2016.09.28 10:48
아. 네
외부에 고온을 가할려고 합니다
따라서 외기온도가 미지수일 때 에폭시(sikadur)가 녹는점인 65도가 나오도록 내화재의 최소두께를 구할려고 합니다
M 관리자 2016.09.28 10:56
외부온도가 미지수인 상황에서.. 추론할 방법이 없을 듯 합니다.
G 이승재 2016.09.28 11:18
바쁘실텐데 답해주셔서 감사합니다
마지막으로 내화재와 에폭시의 두께가 정하고 열을가해 에폭시가 녹는점까지 외기온도를 가한 실험값이 있을때 이때의 실험값으로 구한 열류량으로 각 외기온도에 따른 에폭시가 녹는점까지의 내화재최소두께를 정해도 됩니까?
M 관리자 2016.09.28 11:26
아니요.. 안됩니다.
열류량은 시간도 관계가 있기 때문입니다.
즉, 65도가 녹는점이라 할 때, 외부온도가 65도일지라도, 이 조건이 충분히 오랜 시간동안 지속된다면.. 에폭시는 녹습니다.
그래서 보통 내화를 이야기할 때, 시간을 같이 이야기하는 것입니다.
M 관리자 2016.09.28 11:28
그러므로 이 조건에 대한 해석은 가능합니다만.. 이른바 동적열역학 해석을 해야 합니다. 전문 소프트웨어를 사용해야 하구요..
G 이승재 2016.09.28 11:35
답변해주셔서 정말 감사합니다.
단순히 수계산으로 해볼려다가....시간이라는 변위도 있네요....소프트웨어는 무엇을 사용해야하는지 알고 있습니다.고맙습니다
M 관리자 2016.09.28 11:37
physibel 같은 프로그램이 있습니다.
G 행인 06.23 09:32
좋은정보 감사합니다!