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지붕 단열재(광물섬유 및 준불연 경질우레탄폼)에서 습기와 지붕 보행의 영향(2)

출처: https://cdn.ymaws.com/www.polyiso.org/resource/resmgr/performance_bulletins/The_Effect_of_Roof_Traffic_a.pdf

 

3. 수분, 보행 및 북미 지붕 재료에 관한 연구

 

    이 연구의 소개에 제시된 결과와 결론은 유럽에서 제조된 재료에 적용할 수 있기 때문에, 북미에서 제조된 유사한 재료가 동일한 반응을 보이는지는 알려지지 않았습니다. 북미에서 이러한 재료의 적용을 조사하기 위해, PIMA는 북미에서 제조된 광물섬유 단열재 및 싱글 플라이 TPO 멤브레인을 사용하여 추가 테스트를 의뢰했습니다.

 

 1) 샘플 선택

 

     일반적인 광물섬유 단열재와 단일 싱글 플라이 지붕 멤브레인의 두 가지 샘플을 북미 시장에서 구입했습니다. 선택된 광물섬유 단열재는 다음과 같습니다.

 

   ① 밀도가 12.5lb/ft²1inch 두께의 광물섬유 지붕 덮개 보드로 이 제품은 다른 유형의 단열재보다 덮개 보드로 자주 사용됩니다.

   ② 밀도가 13.75lb/ft²인 상부 아스팔트 함침층이 있는 2inch 두께의 광물섬유판으로 이 제품은 단열재/덮개 보드 재료로 최대 6inch 총 두께로 자주 사용됩니다.

 

     선택된 싱글 플라이 지붕 멤브레인은 다음과 같습니다.

 

   ① 보강된 TPO 멤브레인의 1.2mm 두께

   ② 보강된 TPO 멤브레인의 1.5mm 두께

 

 2) 샘플 준비 및 초기 조건

 

     광물섬유 단열재의 샘플은 TPO 멤브레인으로 씌우고 50% 상대습도, 23에서 6시간 이상 유지합니다. 보드 두께는 테스트 방법 EN 823.2013에 따라 결정되었으며, 압축강도는 10% 변형에서 테스트 방법 EN 826.2013을 사용하여 결정되었습니다.

 

 3) 압축강도와 보행성

 

     아래 표는 보행성 초기 및 10 사이클 후 광물섬유 단열재에 대한 압축강도와 두께를 나타냅니다.

[12.5lb/ft² 밀도 광물섬유 + 1.2mm TPO의 보행성]

[12.5lb/ft² 밀도 광물섬유 + 1.5mm TPO의 보행성]

 

[13.75lb/ft² 밀도 광물섬유 + 1.2mm TPO의 보행성]

 

[13.75lb/ft² 밀도 광물섬유 + 1.5mm TPO의 보행성]

 

     상기 표에서 보행성 테스트 10 사이클에서 12.5lb/ft² 밀도 광물섬유/1.2mm TPO 조합은 압축강도를 약 8% 감소시키는 반면 13.75lb/ft² 밀도 광물섬유/1.2mm TPO 조합의 압축강도 감소는 약 6%임을 나타냅니다. 1.2mm 또는 1.5mm TPO와 결합된 12.5lb/ft² 밀도 광물섬유의 경우, 10회 보행성 테스트는 압축강도를 약 10% 줄입니다.

 

4. 압축강도 및 보행성에 대한 수분의 영향

 

    관찰된 지붕 실패를 이해하는 데 도움이 되도록, 유럽 제품을 위해 개발된 앞에서 설명한 테스트 방법을 사용하여, 수증기에 노출된 후 광물섬유 단열재에 대한 테스트를 수행했습니다. 광물섬유 단열재는 95% 상대습도에서 49시간 동안 단열재의 상부 표면과 하부 표면 사이에 50차이를 가하면서 습기에 노출되었습니다. 수증기에 노출된 후, 재료가 일정한 질량에 도달할 때까지 건조시킨 다음 전과 같이 최소 6시간 동안 유지합니다. 이 테스트에서는 1.2mm TPO만 사용되었으며, 보행성 테스트는 10사이클에서 5사이클로 감소했습니다. 이 테스트 결과는 아래 표와 같습니다.

 

[12.5lb/ft² 밀도 광물섬유 + 1.2mm TPO의 보행성]

[13.75lb/ft² 밀도 광물섬유 + 1.2mm TPO의 보행성]

 

    수증기에 노출되고 5사이클 보행 테스트 후, 12.5lb/ft² 13.75lb/ft² 밀도 광물섬유 단열재 모두에 대해 압축 강도가 85% 이상 떨어진 것으로 나타납니다. 이 데이터는 유럽 광물섬유 단열재를 사용한 이전 테스트에서 관찰된 데이터와 매우 유사합니다.

 

 

5. 보행성 등급: 북미 지붕 제품

 

    테스트된 시스템의 보행성 등급은 아래 표와 같습니다. 이 데이터는 건식 광물섬유 단열재(수증기에 절대 노출되지 않음)의 보행성 등급이 2등급 또는 양호한 것으로 나타났으며, 이것은 검사 및 지붕 유지보수 동안 우발적인 보행자 통행에 적합할 수 있음을 의미합니다. 수증기에 노출된 후, 보행 등급은 Class 0으로, 이는 지붕 통행에 적합하지 않음을 의미합니다.

 

[테스트된 지붕 조립의 보행성 등급]

6. 토론

 

    이 연구 결과는 유럽의 지붕 재료를 사용하여 수행한 이전 작업을 검증한 것으로 보이며, 광물섬유 단열재는 유지보수 및 검사 중에 경험한 것과 같이 지붕 보행량이 적은 지붕에만 적합합니다. 보행성 테스트의 10 사이클만에 12.5lb/ft² 밀도 광물섬유 1.2mm TPO 조합의 압축 강도가 약 8% 감소했으며, 13.75lb/ft² 밀도 광물섬유 1.2mm TPO 조합의 압축 강도는 약 10% 감소했습니다. 이 수준의 압축 강도 감소는 더 두꺼운 1.5mm TPO 멤브레인의 사용에 의해 약간 완화되지만, 압축 강도의 감소는 대략 5~10%까지로 유지됩니다.

 

    또한 이 연구에서 조사된 광물섬유 단열재에 대해 측정된 압축 강도는 초기 또는 10 사이클 보행성 시험 후, 다른 많은 인기있는 북미 단열재가 제공하는 압축 강도가 현저하게 낮다는 점에 주목해야합니다. 예를 들어, 폴리이소시아누레이트(PIR) 및 다른 경질 발포 단열재의 압축 강도는 일반적으로 연구에서 관찰된 압축 강도보다 약 20psi 이상 또는 대략 50~100% 더 높습니다. 유럽에서 광물섬유 단열재의 비교적 낮은 압축 강도는 연질 싱글 멤브레인이 단열재 위에 직접 적용될 때마다 문제가 있는 것으로 보입니다. 이 연구에 따르면 이러한 문제는 북미에서도 똑같이 유효할 수 있습니다.

 

    아마도 현재의 연구와 이전의 유럽 연구 모두에서 가장 중요한 관찰은 수증기에 노출된 후 광물섬유 단열재에서 관찰된 분해량일 것입니다. 48시간 동안 수증기에 노출된 경우, 연구돤 두 종류의 광물섬유 단열재의 압축 강도는 85% 이상 감소되었습니다. 이 조건은 유럽에서 많은 지붕 실패의 주요 원인으로 보고되고 있으며, 북미에서도 동일한 영향이 나타날 수 있습니다.

 

7. 결론

 

    내부 응축이나 외부 누출로 인해 지붕시스템 내부에 습기가 쌓일 수 있음이 잘 알려져 있습니다. 결과적으로 지붕 시스템 내부에 수증기가 존재하는 것은 비교적 일반적일 수 있습니다. 이 연구의 데이터로부터 유럽에서 이전에 수행된 이전 작업과 조합하여 수증기가 광물섬유 단열재의 압축 강도를 크게 감소시킬 수 있음을 알 수 있습니다. 그리고 일반적인 북미 싱글 플라이 지붕 멤브레인과 조합하여 시험했을 때, 전체적인 지붕 조립체는 유럽 보행성 등급 시스템에 의해 적합하지 않음으로 분류됩니다. 따라서 상당한 수준의 지붕 보행량 및/ 또는 내부 습기가 예상되는 경우 광물섬유 단열재를 사용할 때 각별한 주의가 필요합니다.