출처: https://www.schock-na.com/view/5752/Schoeck_Isokorb_Design_Guide%5B5752%5D.pdf
Ⅲ. 모범 사례 해법 및 세부 정보
1. 효과적인 해법– 구조적인 열교차단재
1) 콘크리트 구조를 위한 Schöck Isokorb® 열교차단재 해법
단열층을 관통하는 구조 구성 요소(발코니, 캐노피, 파라펫)의 열투과율을 최소화하는 가장 효과적인 방법은
내부 구조로부터 외부 구조를 열적으로 분리하는 것입니다. 연결부에서 열손실을 줄이기 위한 목적으로,
구조적인 열교차단은 연결부에서 각 필수적인 요소의 성능과 기능을 최적화합니다.
연결시 구조용 스틸(k=50W/mK) 또는 보강된 콘크리트(k=2.2W/mK)와 같은 높은 열전도성 재료는 효과적인
열 분리를 위해 최소 두께가 80mm인 발포폴리스티렌 단열재(EPS, k=0.031W/mK)로 대체됩니다.
이것은 비 구조적이며 열교차단의 주 본체 및 표면 영역을 구성합니다. 외부 요소(발코니, 캐노피)와 내부
구조(바닥, 슬래브) 무결성을 보존하기 위해 보강 막대를 사용하여 양쪽을 연결하고 하중(장력 및 전단력)을
전송합니다.
이것은 열교차단재가 단열재를 가로질러 탄소강(k=50W/mK) 대신 고강도 스테인리스(k=15W/mK)로 제작됩
니다. 이것은 열전도율을 감소시킬 뿐만 아니라 고유한 내 부식성을 통해 수명을 보장합니다. 압축 하중을
전달하기 위해 열교차단재는 고강도 콘크리트로 만들어진 특수 압축 모듈을 사용하며, 이러한 모듈은 탄소강
또는 스테인리스강으로 만들어진 압축 막대에 비해 열 성능을 향상시킵니다.
상상할 수 있듯이, 조립체를 통과하는 열 흐름 경로는 매우 복잡하며 열 흐름에 대한 저항은 한발 당 강철 및
/또는 콘크리트가 얼마나 많이 사용되는지에 달려있으며, 이는 또한 지지되어야하는 하중에 따라 달라집니다.
표준 발코니의 경우, Schöck Isokorb® 유형 CM은 연결 영역의 열전도 k를 약 90% 감소합니다.
[콘크리트 발코니용 Schöck Isokorb® 유형 CM]
[조립에서 Schöck Isokorb® 배치.
열교차단재 해법은 비 단열과 비교해 약 92%까지 감소]
2) 스틸 구조를 위한 Schöck Isokorb® 열교차단재 해법
연결부에서 구조용 스틸(k=50W/mK)의 높은 열전도율은 80mm 두께의 발포폴리스티렌 단열재(EPS,
k=0.031W/mK)로 대체하여 강철 빔의 효과적인 열 분리가 가능합니다. 이것은 비구조적이며 열 차단의 주
본체 및 표면 영역을 구성합니다. 스테인리스강은 Isokorb® 모듈 내에서 열전달을 줄이면서 하중을 전달하는
구조 요소(볼트 및 중공 부분)에 사용됩니다.
일반적으로 빔 연결 당 2개의 Isokorb® 유형의 S22가 사용됩니다. 연결부를 통한 열전달은 연속 스틸 빔을
통한 열전달과 비교하여 약 85% 감소합니다. 다음의 3D 열 모델링은 열교차단이 없고 콘크리트 구조물과 철
구조물을 위한 Schöck Isokorb® 열교차단재 사례를 보여줍니다.
[스틸 빔에 Schöck Isokorb® S22 열교차단재]
[일반 스틸 캐노피에서 샘플 상세]
2. 콘크리트 발코니
다음의 예에서는 외부 및 내부 단열된 3 5/8″×1 5/8″ 스틸 스터드(16″ o.c.) 벽 조립체와 수평 Z-바(24″) 및
지지하는 금속 외장과의 콘크리트 발코니 슬래브 교차를 고려합니다. 기록된 보고서 “Thermal Break Perform
-ance for Various Construction Types”에서 발췌한 것입니다. 3D 열 모델링은 열 차단이 있거나 없는 건물
외장의 에너지 흐름과 온도 형상을 비교하기 위해 수행되었습니다. 열 모델은 아래 그림에 나와있으며, 각 부
재의 열전도율은 표에 나와있습니다. 모델에 표시된 Schöck Isokorb® 열교차단재 유형은 앞 장에서 사용한
CM입니다.
[외부와 내부 단열된 스틸 스터드 조립과 발코니 교차에서 열 모델]
[Schöck Isokorb® 열교차단재를 포함한 발코니 교차에서 열 모델]
[외부와 내부의 구성]
세 가지 상황은 열교차단이 없고 발코니 위에서 단열이 없이 발코니를 시작으로, Schöck Isokorb® 열교차단
재를 포함한 개선된 상황, 그리고 연석 단열과 열교차단재와 함께 더욱 개선된 상황을 모델링합니다.
열교차단재 사용 유무에 따라 열 모델링 결과는 아래 표에 나와있습니다. 세 가지 상황에 대한 온도 분포는
아래 그림과 같습니다.
[단열재가 없으며, 열교차단이 없는 발코니 부분]
[연석 단열이 없고 Schöck Isokorb® 열교차단재]
[열교차단재 및 연석 단열재가 있는 발코니 부분은
연속적이고 효과적인 단열층을 만듬]
[열 모델링 결과]
결과적으로 열교차단재를 사용하는 경우
① 구조적인 열교차단은 발코니 교차점에 대해 연속적인 단열층을 제공합니다.
② 열교차단재를 사용하여 발코니 슬래브를 통한 열전달율(Ψ–값)은 최대 70%까지 감소합니다.
③ 온도계수 f는 50% 이상 향상되어 내부 슬래브 온도가 현저하게 높습니다.
권장 사항이 분석 결과 작성되었습니다.
① 연속적인 단열층을 제공하려면 건물 외장에 전체적으로 접근이 필요하며, 발코니 교차부분에서 틈새를
막을 뿐만 아니라 발코니 위에 연석을 단열합니다.
② 열전달율(Ψ–값)은 전체 건물 에너지성능을 계산하는 데 사용할 수 있으며, 추가 지침은 전체 건물 에너지
성능에 대한 4장을 참고하시기 바랍니다.
③ Schöck Isokorb® 열교차단재가 있는 슬래브의 고품질 단열에도 인접한 영역의 구조 설계가 또한 중요합
니다. 이것은 전체 건설이 열 손실에 미치는 영향을 고려할 때만 열교를 방지하기 위한 최적의 접근법이라
는 것을 의미입니다.
[Schöck Isokorb
® 열교차단재 설치]
3. 스틸 빔(Steel Beams)
다음 예에서는 금속 외장을 지지하는 수평 Z-바의 스틸 바닥 빔 관통 외부 및 내부 단열된 스틸 스터드 벽
조립입니다. 기록된 보고서 “Thermal Break Performance for Various Construction Types”에서 발췌한 것입
니다. 3D 열 모델링은 열 차단이 있거나 없는 건물 외장의 에너지 흐름과 온도 형상을 비교하기 위해 수행되
었습니다. 열 모델은 아래 그림에 나와있으며, 각 부재의 두께는 표에 나와있습니다.
[열교차단 없이 스틸 빔 교차점의 열 모델]
[열교차단재가 있는 스팅 빔 교차점의 열 모델]
[외부 및 내부 구성]
열교차단재가 있거나 없는 열 모델링의 결과와 온도 분포는 아래 표 및 그림에 있습니다.
[열교차단재가 없는 스틸 빔의 온도 분포]
[열교차단재가 있는 스틸 빔의 온도 분포]
[열 모델링 결과]
결과적으로 열교차단재를 사용하는 경우
① 구조적 열교차단은 벽에서의 스틸 빔 교차점에 대해 연속적인 단열층을 제공합니다.
② 열교차단재를 사용하여 발코니 슬래브를 통한 열전달율(Ψ–값)은 최대 50%까지 감소합니다.
③ 온도계수 f는 55% 이상 향상되어 내부 슬래브 온도가 상당히 높아집니다.
④ 응축 위험을 피하기 위해 온도지수 TI는 권장 값인 70 이상입니다.
