단열 및 에너지효율 개선 가이드
출처: http://www.tipsasa.co.za/tipa/wp-content/uploads/2018/04/Retrofit-guide_2018.pdf
목 차
Ⅰ. 정의 및 용어
Ⅱ. 서론
1. 소개
2. 배경
3. 과제
4. 머리말
5. 목표
Ⅲ. 남아프리카공화국 규정 요구 사항
1. 에너지효율 규정 및 기준
2. 건축법 요구 사항
3. 입법에 의해 요구되는 등급
4. 에너지성능 인증(EPC)
5. 주거용 건물에 대한 에너지성능 인증서의 의미
Ⅳ. 에너지효율 성능 원칙
1. 건물 외부
2. 에너지 구역
3. 열 성능 요구 사항
Ⅴ. 열 절연
1. 단열재
2. 단열재 작동 원리
3. R-값이란 무엇인가?
4. R-값 요구사항 수립 방법
1) 화재 안전
5. 단열재의 종류
1) 단열: 단열재의 작동 원리
2) 단열재의 종류
(1) 연질 단열재
(2) 경질 단열재
(3) 스프레이 폼 단열재
3) 복합 단열재
4) 반사 호일 단열재
6. 설명적인 열 용어
1) 열교란 무엇인가?
2) 열 질량이란 무엇인가?
3) 열 질량 작동 원리
4) 밀도 및 열 질량
5) 저장 열 손실 비율
6) 열 지연
Ⅵ. 단열 요구 사항
1. 단열 요구 사항 결정
1) 단열재 선택 방법
2) 방음 장치의 필요성
3) 신규 건축 및 개보수
Ⅶ. 단열 선택
1. 지붕 단열재 선택
선택1: 경사진 지붕 선택
선택2: 경사진 지붕에 단열재와 ‘신규 천장’ 추가
2) 다운 라이트 및 매립형 조명 부품
3) 강철 구조 지붕
선택1: 강철 지붕 구조: 연속적인 공간에 단열
선택2: 강철 프레임에 시트 설치 상업 및 산업 지붕
4) 평평한 지붕에서 단열재와 경사진 지붕으로 변환
2. 외부 벽 단열
3. 환기된 외장재 시스템
4. 이중 벽 단열
5. 기초 단열 선택
선택1: 바닥과 바닥 아래 난방
선택2: 단열 콘크리트 슬래브
선택3: 음향 바닥
Ⅷ. 고려해야 할 다른 요인
1. 파이프 단열
2. 자동온수장치 단열
3. 공기 누출 및 외풍 교정
4. 습도 및 응축수
1) 상대 습도(RH)
2) 습도가 높은 이유
3) 습도 조절
4) 응축수
5. 수동 냉각
6. 기계적 냉각 선택
1) 팬
2) 천장 팬
3) 증발 냉각기
4) 히트 펌프
Ⅸ. 차가운 지붕
Ⅹ. 에너지절약에 대한 Tip
1. 창문과 문
2. 커튼
3. 온수
4. 가전제품 에너지
Ⅰ. 정의 및 용어
이 장에서는 에너지 효율성과 관련된 정의, 용어 및 약어가 포함되어 있습니다.
① 건물 외피(Building envelope)
거주할 수 있는 공간이나 조건이 갖추어져 있는 공간을 제한하는 건물의 지붕, 벽 및 바닥은 불필요한 에너지 손실이나 획득으로부터 보호됩니다. 외피는 여름철 열 획득과 겨울철 열 손실을 제어합니다. 잘 설계된 외피는 냉각 공기의 움직임을 극대화하고 여름에는 직사광선에 노출을 제한합니다. 겨울에는 태양으로부터 열을 가두고 저장하며, 외부 환경에 대해 열 손실을 최소화합니다. 패시브 디자인의 기본 원칙은 광대한 범위의 기후, 건물 유형 및 건물 시스템에 적용되어야합니다.
② 벌크 단열재(Bulk insulation)
열전도율이 낮은 재료로, 전도된 열 및 대류된 열의 이동에 주로 저항하고(느리게), 그 구조 안에 포획된 공기의 포켓 또는 낮은 전도성 가스에 의존합니다. 열 저항은 열 흐름의 방향과 관계없이 본질적으로 동일하며, 그것은 두께, 밀도 및 온도에 비례합니다.
③ 복합단열재(Composite insulation)
필요한 수준의 성능을 달성하기 위해 두 가지 이상이 결합된 유형의 재료(벌크 단열재 및 반사 단열재를 결합하여 사용)
④ 응축(Condensation)
증기 또는 기체의 액체로 변화로, 상의 변화는 열의 진화를 동반합니다.
⑤ 열전도 “C”(Conduction thermal “C”)
고체(재료)를 통한 열의 전달 금속 막대의 한쪽 끝이 불 속에 놓아지면 반대쪽 끝은 화염에 직접 닿지 않아도 따뜻해집니다. 막대의 길이를 따라 열의 흐름은 전도에 의한 것입니다. 열 흐름의 속도는 한 면과 반대면(실내에서 실외) 사이의 온도 차, 재료의 면적, 따뜻한 면에서 차가운 면까지의 재료를 통한 거리(두께) 및 재료의 열전도도에 영향을 받습니다. 대부분의 단열 재료(질량 유형)는 낮은 열전도성을 가지며 두께, 밀도 및 작동 온도와 함께 전도성 열전달을 지연시키는 장벽을 제공합니다.
⑥ 열전도성– 기호 “C”
열을 전도하는 물질의 능력을 측정한 것
⑦ 열전도도– 기호 “k”
건물 구성 요소 또는 구조물의 단위 면적을 통한 열전달. W/(m².K) 단위로 측정한 고온면과 저온면 사이 단위 온도 당 차이. 등온면에 수직인 방향으로 1m 두께의 균질 재료의 단위 면적(1m³)을 통과하는 열 흐름의 시간 비율이며, 단위 온도 기울기에 의해 유도된, 즉 재료의 1m³는 마주 보는 면 사잉의 모든 온도 차에 대해 1W의 비율로 열을 전달합니다. 유량의 측정은 1W/(m.K)로 주어집니다.
“k”값은 주변 공기 공간에 대한 의존성이 매우 높기 때문에 반사 시트 단열재에 주어질 수 없으며, 이는 공기 공간에 대한 열 흐름은 그 두께에 직접 비례하지 않기 때문입니다. 열 흐름 방향의 변화, 공기 공간의 위치(즉, 수평 및 수직 등) 및 평균 온도의 변화 등은 다양한 효과를 갖습니다.
⑧ 대류 열(Convection heat)
공기가 따뜻해짐에 따라 팽창으로 인해 가볍게 되고, 따라서 그것은 상승하고 더 무거운 차가운 공기로 대체됩니다. 액체와 가스는 비슷한 방식으로 반응하지만, 액체 또는 가스가 따뜻해지면서 팽창(밀도가 낮아짐– 가벼움)하고 상승하고, 따뜻한 액체는 보다 낮은 온도에서 보다 고밀도의 차가운 물질에 의해 대체됩니다.
⑨ 간주된 충족(Deemed-to-satisfy)
특정 기후 구역과 지역 내의 건물 시스템(구조)에 단열재를 선택하는 순서와 적용은 온도 변화, 습도 변동, 공기 및 음향 충격과 관련하여 동등한 환경을 보장하며, 더 많은 사람들이(〉80%) 규정된 밀폐 지역에서 편안함을 표현하고 에너지 효율을 통해 만족할만한 투자 수익을 창출합니다.
⑩ 간주된 요구 사항
기능적 규제 준수를 보장하는 비 필수 요구 사항
⑪ 밀도(Density)
부피 단위 당 물질의 질량으로 SI 측정 단위는 kg/m³입니다.
⑫ 방사율(Emissivity)- 기호 “e”
표면에 의해 방사되는 단위 면적당 에너지의 비율은 동일한 온도에서 흑체(표면)에 의해 방사되는 비율입니다. 따라서 흑체의 방사율은 1이고, 완전 반사는 0.03의 방사율을 갖습니다. 표면의 방사율은 흡광도와 같습니다.
⑬ 방사력(emittance)- 기호 “m”
평방미터당 와트(W/m²)로 측정된 표면의 단위 면적당 방출되는 광속의 복사
⑭ 구조(Fabric)
바닥, 벽, 천장 및 지붕과 같은 구성 요소를 포함하는 기존 건물 구조로 내부 환경에 영향을 줍니다.
⑮ 열 흐름(Heat Flow)
열 흐름이 더 중요합니다. 열은 더운 곳에서 추운 곳으로 흐르고, 이것은 자연 열 흐름의 방향으로 간주됩니다. 따라서 “상승”은 천장이나 지붕을 통해 조절된 공간에서 열 흐름을 의미하며, “하강”은 반대를 의미 합니다. 마찬가지로 수평 흐름은 안쪽과 바깥쪽으로 묘사될 수 있습니다.
⑯ 열전달(Heat transfer)
전도, 대류, 복사 또는 임의의 조합에 의한 온도차에 의해 발생되는 에너지(열)의 온도
⑰ 단열재(Insulation)
열 흐름에 저항하는 재료 또는 재료의 조합입니다. 건물 외피의 단열은 겨울철과 여름철에 열을 내부/외부에 유지시켜 편안함을 개선하고 에너지절약에 도움이 됩니다. 잘 단열되고, 잘 설계된 주택 또는 건물은 냉난방 비용을 줄이고 온실가스 배출을 줄이는 동시에 일년 내내 편안함을 제공합니다. 열 흐름에 대한 저항은 다른 방법으로 작동하는 벌크 단열 또는 반사 단열을 사용하여 얻을 수 있습니다.
⑱ 단열 R-값(Insulation R-value)
모든 단열재는 열전달을 제한하는 성능을 평가합니다. 이는 열전달에 대한 재료의 저항을 측정하는 것으로 열 저항(thermal resistance)이라고 하며, R-값으로 표현됩니다. R-값이 높을수록 단열 효과가 커집니다. 이것은 열전도도의 역수입니다.
⑲ 점유(Occupancy)
건물이나 건물의 일부분을 차지하거나 사용하고자하는 특정 용도 또는 용도
⑳ 패시브 디자인(Passive design)
기계적으로 냉난방이 필요없는 디자인으로 자연 에너지 흐름을 활용하여 열에 의한 편안함을 유지하도록 설계된 건물
① 성능(Performance)
사용과 관련된 전체 또는 일부 건물의 행동
② 반사 단열(Reflective insulation)
반사성 호일 라미네이트, 반사 베리어(barrier), 호일 배트(foil batt) 등과 같은 반사 표면을 갖는 임의의 물질은 공기 공간 및 저 방출 표면과 조합하여 복사열 흐름을 감소시킬 수 있습니다.
③ R-값(R-value)
열 흐름에 저항(천천히 감소)하는 재료의 효과인 재료의 열 저항 측정, 즉 그 두께를 열전도율로 나눔으로써 계산된 부품의 열 저항(m².K/W)<!–[endif]–>
④ 열 질량(Thermal mass)
열을 저장하기 위한 건축 자재의 능력으로, 중량이 큰 건축 자재는 많은 열을 저장하고 높은 열 질량을 가지며, 경량 재료는 열 질량 적습니다.
⑤ 열 저항 기호 “R 값”(Thermal resistance symbol “R value”)
재료를 가로지르는 열전달에 대한 저항. 이것은 정상 상태 조건 아래에서 재료 또는 건설 시스템의 두 개의 정의된 표면 사이의 평균 온도 차이입니다. 열 저항은 R-값으로 측정됩니다. R-값이 높을수록 열 흐름에 저항하는 재료의 능력이 m².K/W로 측정됩니다.
⑥ 총 R-값(Total R-value)
국제적으로 인정된 시험 또는 계산 방법에 따라 공기 공간 및 관련 표면 저항을 포함하는 복합 요소의 개별 구성 요소 층의 R-값 합계로 열관류율 값 “C”의 역수입니다.
