기술자료

4-00. 단열재 두께와 경제성

M 관리자 23 24,517 2013.07.29 22:51
단열재의 경제성을 알기 위해서는 단열재 두께별 열관류율의 변화를 알아야 한다.

대게의 경우 주변 분들과 이야기를 해보면, 단열재 두께와 열관류율의 상관관계를 아래 그래프일꺼라고 예측하시는 분들이 의외로 많으시다.

단열재두께와열관류율상관관계_2.JPG


그러나, 실제로 열전도율 0.034 W/mK 을 가진 단열재의 두께별 열관류율을 계산해 보면 아래 그래프로 나타난다.
곰곰히 생각해 보면 단열재가 아무리 두꺼워 져도 열관류율은 결코 "0" 이 될 수 없기 때문에 점차 그 추세가 줄어드는 자연로그 그래프로 나타날 수 밖에 없다.


단열재두께와열관류율상관관계_3.JPG


시사점는 이 추세선을 곰곰히 살펴 보면 알 수 있다.

단열재가 70mm 일 경우, 열관류율 0.1 W/㎡K 을 더 낮추기 위해서는 약 18mm 만 두꺼워 지면 된다.
그러나, 단열재가 150 mm 일 경우, 열관류율 0.1 W/㎡K 을 더 낮추기 위해서는 약 117mm 나 두꺼워 져야 한다는 것이다.

즉, 단열 성능이 올라갈 수록 단열재가 두꺼워지는 효과를 보기 어렵게 된다는 뜻이다.
현재 2013년 9월 기준, 중부지방 외벽 열관류율 기준이 0.27 W/㎡K 로 정해졌는데, 이 기준이 약 0.2 초반으로 더 떨어지면 .. 이 보다 더 두꺼워 지는 것은 경제적으로 큰 실효가 없을 수도 있다는 추론에 도달할 수 있다.

단열재두께와열관류율상관관계_1.JPG



그러나, 패시브하우스는 왜 0.15 W/㎡K 까지 열관류율을 낮추어 놓았을까?
이는 이미 다른 글에서도 많이 적시한 내용이라 협회 홈페이지를 즐겨찾기 해 놓으신 분들은 아시는 내용이기는 하나, 처음 보시는 분들을 위해..

이유는 두가지가 있다.
첫번째는 경제성을 떠나서 실내에 결로, 곰팡이로 인한 하자를 막을 수 있는 열관류율이기 때문이다.
즉, 실내의 위생과 쾌적성을 위한 조건이 이유인 것이다.
이 위생에 관련된 상세한 설명은 http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=580 글을 참조. 
두번째는 경제성이 줄어들기는 하나, 그래도 0.15 W/㎡K 까지는 현 에너지비용으로 볼 때, 경제성이 있다고 이야기할 수 있고, (물론 에너지비용이 더 올라가면 더 두꺼운 단열재도 경제성이 생길 수 있다.)

아래 그래프는 단열재의 열전도율별로 열관류율의 추이선을 기록한 표이다.

단열재두께와열관류율상관관계_4.JPG


여기서 의미있는 것은 같은 열관류율을 달성하기 위해 두께차이가 열관류율의 크기에 따라 크게 달라진다는 것이다.

즉, 열관류율 0.30 W/㎡K 를 달성하기 위한 단열재별 두께차이가 약 60mm 라고 한다면, 열관류율 0.14  W/㎡K 를 달성하기 위한 두께차이는 110mm 차이가 남을 알 수 있다.

즉, 목표 열관류율이 더 낮아질 수록 고성능단열재의 경제성이 올라갈 수 있다는 뜻이다. 

그러므로, 과거에는 비싼 고성능단열재가 경제성의 논리로 시장에서 배제 되었다면, 앞으로 단열성능이 강화될 수록 비록 값이 비싸지만, 동일 성능을 맞추기 위한 두께 차이가 더 벌어지기 때문에 시공성 등을 감안할 때 경제성을 충분히 고려할 수 있는 범위에 들어올 가능성이 있다.


단열재두께와열관류율상관관계_5.JPG


이 처럼 단열재 별로 가격과 열전도율이 다르므로, 엄밀히는 단열재 두께와 에너지비용의 상관관계를 따져서 단열성능의 한계치를 산출해 보는 것도 의미있는 작업이다.


Comments

3 이명래 2013.07.30 06:42
이런 류의 지식을  필요로 하는 사람들에게 꼭 필요한 내용입니다.
좋은자료 감사합니다.
G 한국SIP 2013.08.20 11:40
힘 들게 얻은 지식을 여럿이 공유하는 것은 참으로 용기있는 행동 입니다.소중히 얻겠습니다
1 김택곤 2013.08.29 15:24
유익한 글 감사합니다.
필요한 사람들과 소중히 나누겠습니다.
G 이경현 2013.09.03 13:25
감사합니다.
현장에 적용은 우리들의 몫이겠지요.
1 권혁성 2013.12.04 16:00
잘못된지식을 알고있었습니다. 좋은 자료 감사합니다.
M 관리자 2013.12.04 22:03
감사합니다.
1 정원모 2013.12.12 10:01
자료 감사합니다.
1 박병인 2014.01.10 11:52
자료 감사드립니다.. 단열재 관련 참고가 됬습니다..
G 전범수 2014.07.08 17:53
기술자는 개념이 중요한듯합니다...좋은 자료 감사해요^^
M 관리자 2014.08.11 16:52
사용은 상관없습니다만, 상업적 이용은 인쇄하시기전 카달로그의 내용을 사전에 협회의 검토를 받으셔야 합니다. 이 과정만 이루어 진다면 상관없습니다.
감사합니다.
G 박철현 2014.08.11 18:00
예 알겠습니다
고맙습니다
1 정용주 2014.08.29 18:53
단열재의 경제성 잘 보았습니다.
만일
단열재 100mm 1장 쓸 것을
50mm 2장을 쓰면 더 효과적일 수 있을까 궁금합니다.
얇은옷 껴입듯이.. ㅎㅎ

차이가 있을까요?  궁금해지네요. 어쩌면 실험 논문도 있을법 하군요.
M 관리자 2014.08.29 18:57
나뉘어진 단열재 사이의 공기층이 추가적 효과를 주지 않는다면.. 물리적 차이는 없습니다.
G 정용주 2014.08.30 11:27
공기층의 추가적 효과라 하심은?
인위적으로 사이를 띄워서 공기층을 형성해주면 겹옷의 효과를 볼 수 있을까요?
M 관리자 2014.08.30 12:44
네..
닫힌 공기층이어야 하고, 25mm 이내의 두께면 효과를 볼 수 있습니다.
다만, 구축비용 대비 효과가 적다는 것이 문제일 것입니다.
1 정용주 2014.09.03 19:15
혹 관련된 자료가 있는지 궁금합니다.

매번
고맙습니다^^
M 관리자 2014.09.03 19:53
아래 글을 보시면... 20mm 까지 급격히 증가하다가, 50mm 까지는 미세하게 증가하는 것을 보실 수 있습니다.
http://www.new-learn.info/packages/clear/thermal/buildings/building_fabric/elements/cavities_and_air_spaces.html
3 이명래 2014.09.03 23:14
관리자님께서 100mm 한 장이나 50mm 두 장이나 물리적 차이는 없다고 하셨는데, 50mm두 장을 겹쳐 시공 시 두 겹의 이음부가 겹치지 않도록 한다면 한 장으로 했을 때 접합부 틈을 통한 열교발생에 대한 방지 효과는 있을 것입니다.

공장에서 출하된 판상형 비드법 단열재 길이방향 2,400mm 맞댐이음 시 두 부재 사이의 틈이 4mm정도 발생되는 것을 확인했었고, 그 틈을 통해 결로가 발생된 것을 본 적이 있습니다.

건설현장에서는 이런 부위에 대한 개선책으로 반턱이음이나 오늬쪽매 방법이 있기는 하나 자재 생산이나 운반과정에서 그 부분이 파손되기 쉬우므로 현실상이 낮기 때문에, 두꺼운 한 장보다는 얇은 두 장으로 하면서 이음부를 서로 어긋나게 하는 방법(이를 交互라고 함)을 적용하는 경우도 있습니다.

그리고 관리자님께서 말씀하신 닫힌 공기층은, 이론적으로는 가능하겠지만 생산현장에서 사실적 실현은 어려울 것으로 사료됩니다.
M 관리자 2014.09.03 23:28
아.. 네. 맞습니다. 제가 간과하였네요..

매번 감사드립니다.
1 박호석 2014.11.07 08:09
명쾌한 비교 그래프로 이해가 아주 잘됩니다. 감사합니다. 현장에서는 시공성을 예로 들며 기밀성 확보에 어렵다고 하는데 제귀에는 핑계로 들립니다. 작업에 정성이 없어요. 중요한 공정을 콘크리트붓듣이 하면 안되죠. 엄청나게 많은 시간을 소요하는것도 아니고 말이죠. 공기가 더 소요되어 비용이 증가 된다면 산출해서 좀 더 주면 됩니다.
1 날아라돈 2015.02.26 23:29
달연재 열관류율 이해
1 옥문석 2016.11.28 16:08
정말좋은자료입니다... 감사감사
G 핼퍼 06.27 13:45
좋은자료 감사합니다. 덕분에 오늘도 하나 배웠네요.