출처: http://info.nsf.org/Certified/Sustain/ProdCert/EPD10042.pdf
PIMA(Polyisocyanurate Insulation Manufacturers Association)는 에너지효율 지지, 인증 프로그램 및 제품 기술 표준의 개발에서 준불연 경질우레탄폼 단열재를 제조하는 미국의 주요 업체입니다. PIMA는 에너지 효율성과 기후 보호를 촉진하는 협회의 지도력으로 2007년 미국 환경보호국의 기후 보호상을 포함하여 많은 환경상을 수상했습니다. EPA는 또한 2002년 PIMA와 그 회원들에게 “폴리 이소 단열에서 CFC를 단계적으로 폐지 및 세계 환경보호에 대한 탁월한 기여를 인정하여” Stratospheric Ozone Protection Award를 수상했습니다.
1. 제품 설명(CSI 07210 단열)
1) 제품 설명
준불연 경질우레탄폼 단열재 폴리이소시아누레이트(PIR)은 두 면 사이에 샌드위치된 폼 단열재로 구성된 폐쇄 셀, 경질 폼 단열재입니다. 폼 단열재는 “A” 면(MDI)과 “B” 면(촉매, 계면활성제, 난연제 등 다양한 첨가제가 혼합된 폴리에스터 폴리올)과 발포제(펜탄)의 화학 반응을 통해 생성된 폐쇄 셀 경질 폴리이소 폼으로 구성됩니다. 벽 적용에서 가장 일반적인 표면재는 크라프트지 위에 알루미늄 호일을 적층한 것입니다. 제조공장에서 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재의 제조 공정은 아래 그림과 같습니다.
[준불연 경질우레탄폼 벽 단열재 제조공정]
일반적인 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재는 아래와 같습니다.
[일반적인 준불연 경질우레탄폼 단열재(ASTM C1289-13, TypeⅠ, Class 1)]
[참고] ① http://arnisco.com/astm/PDF/C1289.PDF
2) 적용 범위
경질 셀룰러 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재는 일반적으로 다양한 상업용 및 주거용 벽 조립에 연속적인 단열재로 설치됩니다. 경량 프레임 목재 또는 금속 벽 구조에서 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재는 일반적으로 벽 프레임 외부에 부착되어 외부 마감재로 덮여있습니다. 콘크리트 또는 석재 질량 벽 구조에서 준불연 경질우레탄폼 단열재는 일반적으로 공간 내벽 조립의 외부에 부착되고, 외부 벽 조립으로부터 공기 공간에 의해 분리됩니다.
석재를 목재 또는 금속 프레임 벽 구조에서 외부 마감재로 사용하는 경우, 준불연 경질우레탄폼 단열재는 일반적으로 외부 마감재와 공기 공간으로 분리됩니다. 콘크리트 또는 석재 벽 구조에서, 준불연 경질우레탄폼 단열재는 일반적으로 빈 공간의 내벽 조립의 외부에 부착되고 외벽 조립으로부터 공기 공간에 의해 분리됩니다. 석재를 목재 또는 금속 프레임 벽 구조에서 외부 마감재로 사용하는 경우 준불연 경질우레탄폼 단열재는 일반적으로 외부 마감재와 공기 공간으로 분리됩니다. 연속적인 준불연 경질우레탄폼 단열재를 사용하는 전형적인 프레임 벽 및 질량 벽 구조의 예가 아래 그림에 나와있습니다.
[준불연 경질우레탄폼 단열재를 사용하는 일반적인 벽 조립]
3) 열 성능
연속적으로 단열재를 사용하면 벽 안으로 공기 침투와 단열 불연속성과 관련된 열손실을 줄이고 에너지효율 표준을 증가시켜 건축법에 더 접근할 수 있습니다. 단열재 조인트를 밀봉하고 테이핑할 때, 호일 표면 준불연 경질우레탄폼 단열재는 건축법 및 사양에 따라 방수 장벽 또는 공기 장벽으로 사용될 수 있습니다.
2. LCA에 대한 요구사항
1) 시스템 경계
UL 제품 범주 규칙 110116에 따라 준불연 경질우레탄폼 단열재의 수명주기 단계 및 시스템 경계는 아래의 그림과 같습니다. 이러한 시스템 경계에는 다음 공정이 포함됩니다.
(1) 원재료 구입
이 단계에는 원료 추출/생산, 재활용 재료 가공 및 재활용 재료를 제조 위치로 운송하는 것을 포함합니다. 이러한 원료 및 재활용 재료는 다음과 같습니다.
① MDI: 준불연 경질우레탄폼 단열재 제조를 위한 “A” 측면 구성 요소
② 폴리에스테르 폴리올: 준불연 경질우레탄폼 단열재 제조의 기본 “B” 측면 구성 요소
③ TCPP: “B”에 추가된 난연제
④ 촉매 K-15: “B”에 첨가된 반응 촉매
⑤ 펜탄: 발포제
⑥ 호일 표면재: 크래프트지에 라미네이팅된 알루미늄 호일로 구성된 표면재
⑦ 저밀도 폴리에틸렌: 플라스틱 포장의 주요 구성 요소
(2) 제조
이 단계에는 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재, 포장재, 제조 폐기물 및 대기, 토양, 지면 및 지표수로 관련 방출이 포함됩니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재 제조 공장의 주요 원료는 현장 탱크에 저장된 화학 액체입니다. “A”측에(MDI), “B”측(폴리에스테르 폴리올, 촉매, 계면활성제 및 난연제)과 발포제(펜탄)는 저장 탱크에서 공정 탱크로 펌핑됩니다. “B”측과 발포제는 믹싱기로 펌핑된 다음 “A”측과 혼합되어 상단 및 하단 면 사이로 토출되는 믹싱 헤드로 펌핑됩니다.
이 화락 물질은 라미네이팅기 사이에서 빠르게 반응하여 상단 및 하단 표면재 사이에서 폐쇄 셀 폼 보드를 형성합니다. 경질 폼 보드는 움직이는 컨베이어 벨트의 가열된 라미네이터 안에서 이동하면서 셀 형성을 돕고 보드를 경화시킵니다. 그런 다음 보드는 라미네이팅기를 빠져나와 원하는 길이로 잘라집니다.
완성된 경질 보드는 플라스틱 포장재로 포장되고, 라벨을 붙인 다음 지게차로 창고 또는 보관 장소로 이동되어 보관 후, 트럭에 상차하여 출고됩니다. 일반적인 제조 공장에서 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재의 제조 공정은 이 선언의 제품 설명되어 있습니다.
(3) 운송
이 단계에는 프로젝트 현장으로 직접 운송이 포함되며, 이는 대부분의 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재 선적의 전형적인 사례입니다. 완제품 운송은 트럭으로 가정하며, 평균 거리 400km입니다.
(4) 설치 및 유지보수
이 단계에는 크레인 또는 전동 지게차를 사용하여 트럭에서 준불연 경질우레탄폼 단열재를 하역하는 것을 포함합니다. 이 단계에는 또한 환경 매체(공기, 토양, 지면 및 지표수)에 대한 모든 관련 방출을 포함하여 외벽 마감재를 적용하기 전에 작업자가 모든 포장 및 개별 벽 단열재를 배치하는 것이 포함합니다. 방수 벽시스템 안에 설치되면 준불연 경질우레탄폼 단열재는 벽시스템을 교체할 때까지 유지 보수가 필요 없습니다.
(5) 폐기, 재사용 및 재활용
이 단계는 원래 벽 조립을 교체하는 동안 단열재 제거, 단열재 적재 및 매립지로 단열재를 운송하는 것이 포함됩니다. 매립지로의 운송은 현장에 트럭은 비어서 도착하여 매립지로 돌아오는 트럭의 총 80km를 기준으로 합니다.
[준불연 경질우레탄폼 단열재의 수명주기 단계 및 시스템 경계]
2) 기능 단위
UL 제품 분류 규칙 110116은 다음과 갗은 명시로 메트릭(SI) 측정을 사용하여 외피 단열을 구축하기 위한 선호 기능 단위를 정의합니다.
Rsi=1m²·K/W의 평균 열저항을 제공하고 60년의 건물 사용 수명을 갖는 단열재 1m²(포장 포함)
미국에서는 IP(inch-pound) 측정을 사용하여 열 저항이 보고되므로, Rsi가 1인 제품은 Rip가 5.68인 제품과 동일합니다. 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재의 경우, 열저항 또는 R-값은 경질 셀룰러 폴리이소시아누레이트 단열 보드(타입 Ⅱ Class 1)에 대한 ASTM C1289-13 표준 사양에 규정된 열저항(R)값과 열 유량게 장치에 의한 정상 상태 열 전달을 위한 ASTM C518-13 표준 시험방법을 사용하여 측정됩니다.
준불연 경질우레탄폼 단열재의 호일 표면재는 제품의 필수 부분이며, 이들의 환경적 측면은 이 공개를 위해 기본 LCA의 시스템 경계 내에서 포착됩니다. 호일 표면과 폼 단열재 사이의 비 유사성을 고려하면(특히 질량 밀도와 관련하여) 각 단열재에 부착된 표면재와 관련된 상대적인 영향은 제품의 R-값 또는 두께에 따라 달라집니다.
UL 110116 제품 군별 단열 건축물 분류 규칙에 따라 준불연 경질우레탄폼 단열재와 다른 벽 단열재를 비교하는 의미있는 수단을 사용자에게 제공하기 위해 본 선언문 표에 요약된 기능 단위 결과의 개발에 있어서 면의 상대적 기여도를 고려하였습니다. 이 목적을 달성하기 위해, 일반적으로 사용되는 제품 두께, 구체적으로 Rip 값이 9.8인 준불연 경질우레탄폼 단열재 38mm 두께에 대해 정량 정규화 계산을 수행했습니다.
3) 차단 규칙
다음과 같은 차단 기준을 사용하여 모든 관련 환경영향을 연구에 표시했습니다.
① 질량: 흐름이 LCI 모델의 모든 입력 및 출력의 누적 질량의 1% 미만인 경우, 환경적 관련성이 문제가 되지 않으면 제외됩니다.
② 에너지: 흐름이 LCI 모델의 모든 입력 및 출력의 누적 에너지의 1% 미만인 경우, 환경적 관련성이 문제가 되지 않으면 제외됩니다.
③ 환경 관련성: 흐름이 위의 제외 기준을 충족하지만 잠재적으로 환경에 심각한 영향을 줄 것으로 생각되면 포함됩니다.
④ 제외된 자재 흐름: 제외된 모든 재료 흐름의 합은 질량, 에너지 또는 환경 관련성 5%를 초과하지 않습니다.
할당: 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재 운송과 관련된 할당량은 트럭이 적재할 수 있는 제품의 양을 제한하기 때문에 무게보다는 부피를 기준으로합니다. 보조 제품이 없기 때문에 준불연 경질우레탄폼 벽 단열재 생산에는 다른 할당이 필요하지 않습니다.