1. 준불연 경질우레탄폼 단열재 폴리이소시아누레이트(PIR)의 R-값 측정
2016년판 NRCA(National Roofing Contractors Association)의 지붕 매뉴얼에는 준불연 경질우레탄폼 단열재 제조업체가 발행한 현재 ASTM C1289 장기 열저항 값 대신 폴리 이소(polyiso) 지붕 단열재의 모든 두께와 구성에 대해 5.0 임의의 단위 R-값을 사용하는 권고 사항이 포함되어 있습니다. NRCA 매뉴얼, 관련 문서 및 프리젠테이션을 검토한 후, PIMA는 PIMA 회원이 고시한 LTTR 값을 건물 소유주, 설계자, 지정자 및 계약자에게 가장 신뢰할 수 있는 폴리 이소(polyiso) 열 측정 수단으로 사용하는 것을 지원하고 검증하기 위한 추가 정보를 제공하기 위해 이 성능 개발을 발표했습니다.
1) 준불연 경질우레탄폼 지붕 단열재의 R-값 측정에 대한 북미 표준
NRCA에서 발표한 권장 R-값 및 기본 데이터는 10년 넘게 PIMA 외원이 발표한 장기 열저항(LTTR, Long-Term Thermal Resistance) 데이터와 다릅니다. 수년간의 연구 개발을 기초로, LTTR은
① 건물 설계자, 지정자 및 지붕 시공업자를 위한 장기 준불연 경질우레탄폼 지붕 단열재 R-값의 가장 신뢰할 수 있고 적절한 측정치를 유지합니다.
② 오크리지 국립연구소(ORNL)와 캐나다 국립연구위원회(NRC-CNRC)를 포함한 선도적인 연구기관이 실시한 수년간의 과학연구에 의해 뒷받침됩니다.
③ 미국(ASTM C1289)과 캐나다(CAN/ULC-S704)에서 신뢰할 수 있는 국가 합의 표준으로 확립되었으며, 준불연 경질우레탄폼 지붕 단열 성능의 지정된 측정값으로 모든 북미 건축법에 통합되었습니다.
2) 10년 이상 제3자 인증
호일 표면 준불연 경질우레탄폼 단열재는 지붕 단열재를 입증하는데 필요한 엄격한 NFPA285 화재 테스트 요구 사항을 충족하며, LTTR값은 PIMA의 QualityMarkCM 프로그램에 의해 추가로 지원됩니다.
① QualityMark는 북미 전역에 30개 이상의 참여 공장을 대상으로 하며, 각 공장은 LTTR 매년 LTTR 제품 값 검증을 제출해야합니다.
② 검증 과정에서 독립적인 제3자 담당자가 각 제조 시설을 방문하고 테스트를 위해 최소 5개의 준불연 경질우레탄폼 단열재를 무작위로 선택합니다.
③ 선택된 각 준불연 경질우레탄폼 단열재는 승인된 테스트 실험실로 보내지며, 전체 검증 프로세스는 업계 최고의 독립 건설 테스트 및 표준 조직인 FM Global에서 관리합니다.
④ QualityMark 프로그램은 지난 10년 동안 테스트한 2,000개 이상의 준불연 경질우레탄폼 단열재 샘플에 의해 지원되며, 프로그램의 성공에 대한 궁극적인 증거는 프로그램이 시작된 이래 모든 참여 제조 시설이 지속적인 인증을 유지했다는 것입니다.
2015 QualityMark 검증 테스트 결과는 다음 표에 나와있습니다. 이러한 준불연 경질우레탄폼 단열재의 평균 열성능은 PIMA가 발표한 열 값을 일관되게 초과할 뿐만 아니라 NRCA의 권장 15% 이상 초과한다는 점에 유의해야합니다.
QualityMark 프로그램에서 수행된 LTTR 테스트는 NRCA에서 권장 기준으로 사용하는 표준 R-값 테스트보다 더 엄격한 조절 절차를 사용합니다. R-값 테스트 전에 며칠 동안 NRCA의 샘플 조절과는 달리, LTTR 테스트 샘플은 노화를 가속화하기 위해 약 6mm 얇은 조각으로 절단된 다음 테스트 전에 원래 제품 두께로 다시 조립됩니다.
이 추가적인 가속 노화 과정의 결과로, LTTR 테스트 결과는 표준 R-값 테스트 결과보다 거의 항상 보수적입니다. NRCA의 권장 사항과 PIMA의 QualityMark 프로그램 결과의 차이를 고려할 때, PIMA는 이러한 차이가 NRCA가 권장 사항을 지원하기 위해 사용하는 작은 테스트 샘플 크기와 NRCA 단열재 샘플의 조달 및 선택 방법에 대한 실험적인 통계의 부족에 의해 기인할 수 있다고 제안합니다.
3) 결론: 제3자 인증으로 뒷받침되는 인식된 R-값 측정 사용
에너지 효율적인 지붕 단열재 제조의 선두 주자로서 PIMA는 건물 소유자, 설계자, 지정자 및 계약자가 인정된 국가 표준에 기반으로하고, 제3자에 의해 검증된 열성능 정보에 의존하도록 권장합니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재 폴리이소시아누레이트(PIR)의 경우, 가장 널리 인정되는 표준은 ASTM C1289 “Standare Specification for Faced Rigid Celluer Polyisocyanurate Thermal Insulation Board”입니다. 이 표준에 따르면, 준불연 경질우레탄폼 단열재 폴리이소시아누레이트(PIR)의 열 값을 측정하는 적절한 방법은 현재 PIMA 회원이 게시한 LTTR입니다.
2. 이중 벽돌 벽 단열재와 쌓기
21세기 이중 벽돌 벽을 사용해야하는 두 가지 이유는 다음과 같습니다.
① 수분 침투를 처리하는 가장 우수한 중복 벽시스템
② 경질 단열재의 두께를 최대화하여 “높은” 에너지 효율적인 벽시스템을 구축하는 것이 가장 좋은 시스템
벽돌 재료만으로도 유익한 열 특성을 제공합니다. 이중 벽돌 벽의 에너지 성능이 최대화되는 것은 경질 단열재와 결합된 경우에만 가능합니다. 건축가와 기술자는 최대 열 성능을 달성하기 위해 준불연 경질우레탄폼 단열재로 전환하고 있습니다.
“건물 외피는 필요한 효율성 향상을 달성하기 위한 필수 첫 단계입니다. 특히 HVAC와 다른 시스템이 건물의 수명 동안 여러 번 교체될 수 있는 반면, 외피의 결정은 종종 건물의 수명 동안 지속되기 때문입니다.”라고 말합니다. “ASHRAE가 모든 상업용 건물에 추가 지붕과 벽 단열재의 비용 효과를 인정했으며, ASHRAE의 최소 상업용 건물의 에너지효율 표준을 최소 30% 향상시키려는 목표를 가지고 있습니다.”
1) 지붕 단열을 벽시스템으로 확장
이중 벽돌 벽을 위한 최신 고성능의 경질 단열재 중에는 불투과성 삼중 호일 표면재가 제조 공정 중에 결합되는 폐쇄 셀 준불연 경질우레탄폼인 폴리이소시아누레이트(PIR)가 있습니다. 폴리우레탄 코팅과 단열재 요소의 변형인 폴리 이소는 원래 1970년대 후반 미국에서 우수한 Class 1의 화재등급 지붕 단열재로 제조되었습니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재 폴리이소시아누레이트는 이제 지붕 및 벽 시스템의 지속적인 단열 재료가 되었습니다. 폴리이소시아누레이트(PIR) 지붕 단열재는 수직 벽 폴리 이소 용도와 다르며, 서로 다른 면을 가지고 있습니다.
휘발성 에너지 가격과 기후 변화에서 건축된 환경의 역할에 대한 우려로 인해 총 탄소 발자국을 줄이면서 에너지효율을 높이는 것의 중요성을 강조했습니다. 바이엘 재료과학연구원 분석에 때르면 준불연 폴리 이소의 제조, 설치 및 폐기와 관련된 에너지/GWP(Global Warmimg Potential)는 에너지절약에 비해 최소이며, 건물 외피에서 폴리 이소 성능의 수명주기 동안 GWP가 방지되는 것으로 나타났습니다.
준불연 경질우레탄폼 단열재인 폴리이소시아누레이트는 오존층 파괴 발포제인 CFC 및 HCFC가 없습니다. 오존층 파괴 화학물질은 생산에 사용되지 않습니다. 바이엘 재료과학 연구, 폴리 이소로 상업용 건물을 단열하는 에너지 및 환경적 이점에서 현재 사용되는 두께를 넘어서 폴리 이소 증가의 가치를 탐구하고 ISO 14040에 포함된 수명주기 원리를 엄격한 건물 에너지 시뮬레이션 모델링과 결합하여 폴리 이소 제품에서 점진적으로 구현된 수명주기 에너지의 약 10~22배의 누적 에너지절감을 보여줍니다.
모델 소매 건물에 R-15, R-20 및 R-30의 세 가지 단열 수준으로 사용되었습니다. 전체 건물 에너지분석 모델을 기반으로 폴리이소시아누레이트(PIR) 단열재를 추가하여 에너지를 절약할 수 있었습니다. R-20 대 R-15를 추가하여 30년 후 절감한 금액 총 1,500만 MJ이며, R-30 대 R-15를 추가하여 절약한 금액은 약 2배나 3천만 MJ 이상입니다. 에너지절약 관점에서 보면, 증다된 단열재로 인해 30년 후 1,500만 MJ 이상을 절약할 수 있기 때문에, R-20 벽에서 R-30 벽으로 가는 것에 대한 인센티브도 있습니다.
또 다른 장점은 GWP 방지의 손익분기점은 1년에 R-15에서 R-20으로 단열을 증가시키고, R-15에서 R-30으로 증가한 2년에서 시작하여 1년마다 발생합니다.
[폴리이소시아누레이트의 inch당 R-값]
[폴리이소시아누레이트와 계산된 R-값]
50mm 준불연 경질우레탄폼 단열재 이중 벽의 R-값은 20.09입니다. 벽 단면은 아래 그림을 참조합니다.
2) 폴리 이소(Polyiso) 이중 벽시스템
R-30 벽은 법규를 실질적으로 초과하고 기존 최대치를 초과하며, 예상 에너지 비용을 절감하고 필요한 HVAC 시스템의 크기를 절감합니다. 폴리 이소의 높은 R-값/두께는 매우 비용 효율적인 고성능 열 벽시스템을 보장합니다. 호일이 있는 표면은 복사열을 지연시키고(열 흐름 방향에 관계없이) 열 전달을 감소시켜 추가적인 장벽으로 작용하는 반사성 공기 공간을 제공합니다.
이것이 건물의 수명을 위한 가치 공학입니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재 폴리 이소(PIR)은 이중 벽 적용에서 우수한 R-값을 제공합니다. 폴리 이소는 등급이 낮은 분야에 사용해서는 안 됩니다.
3) 폴리 이소 에지(Edge)
수증기에 대한 재료의 저항은 수증기 전달의 척도인 ASTM E96을 통해 제품을 테스트하여 투과도 등급(perm)을 산출함으로써 결정됩니다. 일반적으로 폴리 이소 호일 표면 외피는 0.03 미만의 투과도 등급이 매우 낮습니다. 폴리 이소는 우수한 R-값 이외에도 제로 ODP, CFC 비함유, EPA 준수 및 VOC를 포함하지 않습니다. 경량이고 톱이나 칼로 절단할 수 있습니다.
4) 그린 혜택
폴리 이소는 에너지성능 최적화의 환경적 이점 이외에도 제조 과정에서 재활용된 내용물을 포함합니다. 재활용 재료의 중량 백분율은 개별 제조업체 및 두께에 따라 다릅니다. 폴리 이소 제품의 많은 외장재에는 최대 100%의 재활용 재료가 포함되어 있습니다.
