출처: https://www.schock-na.com/view/5752/Schoeck_Isokorb_Design_Guide%5B5752%5D.pdf
제목: 열교 방지를 위한 해법(열교차단재)
Ⅰ. 요약
Ⅱ. 열교(Thermal Bridging)
1. 건물 외장의 열 성능
2. 열교란?
3. 열교의 특성과 유형
4. 건물에서 구조적 열교 사례
5. 열교와 열 흐름 계산
6. 습도, 온도 및 응축관리
7. 건축 규정과 법규 준수
Ⅲ. 상세 정보와 모범적인 해법
1. 열교차단구조–열교 최소화를 위한 효과적인 해법
2. 콘크리트 발코니
3. 스틸 기둥
Ⅳ. 전체 건물 에너지성능 지침
1. 선형열관류율과 상세 분류에 대한 데이터
2. Ueff 계산의 예
Ⅰ. 요약
건물 외장의 열 성능을 향상시키고 건물의 에너지소비를 최소화하는 것은 지속가능성 및 에너지보존에 대한
관심을 높이고 있습니다. 우리는 건축법, ASHRAE 및 LEED와 자발적인 프로그램에서 더욱 더 엄격한 외장
열 성능 요건을 채택하는 것을 보았습니다. 여기에는 건물 외장에 보이지 않는 부분을 통한 열 흐름을 관리하
기 위한 요건이 포함됩니다. 외장 조립에 단열재를 추가하는 것이 한 가지 분명한 방법이지만, 그러나 단열재
주위의 쉬운 열 흐름 경로가 있으면 효과적이지 않습니다. 이것은 법규와 표준이 실제 열 저항에 기초한 요건
으로 점차 변화하는 이유이며, 열교를 식별하고 완화를 요구합니다.
건물 외장에서 열교는 인접한 영역보다 높은 열전도성을 갖는 국부적인 영역으로 정의할 수 있습니다.
건물 외장에서 일반적인 열교는 구조에 부착, 금속 후레싱과 같이 높은 열전도성 재료가 단열층을 관통하는
곳입니다. 건물 조립에 열교가 존재하면 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다.
① 조립을 통한 더 높은 열전달
② 조립의 따뜻한 측면에서 더 차가운 표면온도
③ 조립의 차가운 측면에서 더 따뜻한 표면온도
이러한 조건의 가능한 결과는 다음과 같습니다.
① 난방을 위해 더 높은 에너지 사용
② 냉방을 위해 더 높은 에너지 사용
③ 에너지법규 요건 미준수
④ 차가운 표면으로 인한 불편함
⑤ 차가운 표면에 결로현상이 방생하면 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.
– 금속 원소와 구조의 부식
– 목재 기초 재료의 부패
– 표면온도와 건조 가능성으로 변화로 내부 및 외부 표면의 패턴이 보임
⑥ 곰팡이 성장과 관련된 건강문제
추운 기후에서 모든 건물 외장 조립의 기본설계 목표는 열교의 영향과 크기, 수량의 최소화, 정렬되고 연속적
인 단열층을 가지는 것입니다. 많은 설계자들은 일부 일반적인 열교가 있는 설치된 단열재가 가치를 얼마나
크게 떨어뜨리는지 제대로 알지 못합니다.
이 디자인 가이드의 뒷부분에 나와 있듯이, 건물에서 일반적인 열교를 통한 열전달은 단열된 보이지 않는
외장 조(ASHRAE RP-1365)을 통해 열전달을 쉽게 초과할 수 있습니다. 설계자가 열교의 영향을 고려하지
않으면, ASHRAE 90.1 및 ASHRAE 189.1과 같은 에너지표준 및 LEED, Green Globes 및 Passive House와
같은 자발적 지속 가능성 프로그램의 의도를 충족시키지 못합니다.
Schöck은 상업용 건물 건축에서 구조적 열교를 완화 또는 제거하도록 특별히 설계된 제품(열교차단재)으로
해법을 제공합니다. 30년 이상, Schöck은 가장 효과적인 해법을 제공하기 위해 열교의 문제를 이해하고 건물
물리학에서 전문 지식과 연구를 개발했습니다.
이 설명서의 목적은 설계자에게 아래 사항을 제공하는 것입니다.
① 건물 조립품을 통해 어떻게 열이 이동하는지 이해하고 이것이 건물 조립의 표면온도와 응축관리에 영향
② 일반적으로 Schöck Isokorb® 열교차단재를 사용하여 열교의 영향을 설계 중에 완화할 수 있는 방법을
보여주는 사례
③ 전체 건물 에너지 모델링을 사용하여 에너지 혜택을 평가하는 과정의 사례
④ 성능과 법규 준수를 위해 Schöck Isokorb® 열교차단재 기능을 가장 잘 결합하는 방법에 대한 설계지침
Ⅱ. 열교(Thermal Bridging)
1. 건물 외장의 열성능
건물의 열효율은 평면 요소(벽, 지붕, 창문)의 열 성능, 평면 요소 주변에서 발생할 수 있는 국부적인 열 손실
및 평면 요소가 열을 전달하는 건물 구성요소에 의해 침투하는 기능입니다. 일반적으로 알려진 열교와 같은
높은 국부적 열 흐름의 영역은 건물 에너지소비와 건물 외장의 열 성능에 큰 영향을 미칩니다. 건물 외장의
열적 평가에 일부로, 침투 또는 유사한 국부적 영향으로 인해, 국부적인 열손실은 계산되어야하고, 필요한
경우 건물 외장의 열효율은 허용 한계 내에서 최소화할 수 있어야 한다는 것이 인정됩니다.
열교는 열화상카메라로 식별할 수 있습니다. 열교는 건물 외부에서 볼 때, 높은 온도 영역으로 나타납니다.
아래 그림은 문, 창 및 발코니 슬래브 주변의 더 높은 온도가 조립을 통한 더 높은 열전달로 인해 발생할 수
있는 그림입니다.
[창문, 문 및 발코니 슬래브에서 고온의 주거용 건물의 열화상]
또한 아래 그림은 잘 단열된 발코니를 보여주며, 슬래브에서 낮은 외부 표면온도로 조립을 통한 열전달이
최소화로 파란색으로 표시됩니다.
[열교가 최소화되고 외장을 따라 균일하게
온도가 분포된 주거용 건물의 열화상]
2. 열교란?
열교는 주변 지역보다 높은 열전도율을 갖는 국부적인 지역입니다. 열교를 통과하는 열 흐름의 속도는 여러
가지 요인에 따라 달라집니다.
① 열원과 열 “흡수원” 사이의 온도차
② 단열층을 통과하는 재료의 열전도도
③ 열교의 단면적
④ 다음에 따라 열교에 열이 얼마나 쉽게 열이 들어오고 나가는지에 따라 달라집니다.
– 열교의 표면과 열원 및 흡수원이 직면하는 표면의 상대적 면적 및 열전도도
– 열교로 열을 가져올 수 있는 조립의 측면 열 흐름 경로
“열 흐름은 가장 쉬운 경로를 취합니다.”라고 간단하게 말할 수 있지만, 그러나 3차원 경로가 무엇인지, 얼마
나 많은 열이 그것을 통과하는지, 그리고 한 경로를 차단할 때 실제로 무슨 일이 발생하는지 분석하는 것은
때로는 매우 어렵습니다. 실제로 이 분석은 2D 및 3D 컴퓨터 모델이 출시되기 전에는 거의 불가능했습니다.
열교가 얼마나 중요한지에 대한 인식–그것을 완화하는 제일 좋은 방법은 무엇인지–은 이러한 도구의 가용성
과 직접적으로 관련되어 증가했습니다. 열교를 효과적으로 완화하기 위해서 열교를 통한 열 흐름의 기본원리
를 이해하는 것이 필요합니다.
1) 재료 열교
가장 분명한 종류의 열교는 열전도성 요소가 단열층을 통과할 때 발생합니다. 일반적인 예는 단열층을 통과
하는 앵커입니다. 이러한 금속 앵커는 주변 단열재보다 더 많은 열의 흐름을 허용합니다. 아래 그림은 3가지
재료[짙은 회색: 높은 전도도(금속), 회색: 중간 전도도(콘크리트), 밝은 회색: 낮은 전도도(단열재)]에 대한
열전도도로 열 흐름의 방향은 화살표로 표시됩니다. 열은 따뜻한 방(그림의 하부 가장자리)에서 재료를 통해
더 차가운 지역(그림의 상부 가장자리)으로 흐릅니다.
[열 흐름]
또한 그림은 건물 코너의 횡단면으로, 유선형은 따뜻한 곳에서 추운 곳으로 열 흐름의 방향을 보여줍니다.
방해받지 않는 벽으로부터 선형 열 흐름은 기하학적 조건에 크게 영향을 받습니다.
[건물 코너의 열 흐름]
2) 기하학적 열교
다른 열전도를 가진 재료가 아닌 기하학에 의존하는 또 다른 종류의 열교가 있습니다.
기하학적 열교는 열방출 표면이 열 흡수 표면보다 작을 때 발생합니다. 건물의 코너는 전형적인 예입니다.
코너의 내부 표면은 다른 내부 표면보다 더 차가울 수 있습니다. 더 큰 방사 표면으로 인해 더 많은 열이
흐를 수 있기 때문입니다.
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