출처: https://constructalia.arcelormittal.com/files/KINA26010ENN_002—aadd4dee607cb8b70e8bac8ff70618a1.pdf
5) 수치 및 실험 결과의 비교 및 검증– 스틸 외장시스템의 U-값에 대한 단순화된 계산 방법
(1) 수치 및 실험 결과의 비교 및 검증
① 열 카세트: RWTH
따뜻한 박스에서 RWTH가 개발한 방법인 “열 카세트(Thermo Cassette)”와 병행하여 U값에 대한 “열 카세트”의 장점을 정량화하기 위해 FE 모의시험을 실시했습니다.
[골진 이중 시트 벽의 열전달계수]
② 복합 패널시스템용 조인트– Tata
이 연구는 영국의 현대식 오피스 빌딩의 마이크로리브 복합 패널에 피복된 열화성 조사에 대한 후속 연구입니다. 조사 결과는 측면 겹침 조인트 열교(Ψ–값)의 영향과 마이크로 리브 복합 패널의 전체 열투과율(U-값)에 대한 기여도를 조사할 필요성이 강조되었습니다. U-값과 Ψ–값에 대한 단순화된 수기 및 FE 계산이 모두 수행되었습니다.
수기 계산은 Ψ–값이 패널 두께의 함수라는 것을 보여주고 있습니다. 이 사실은 대부분 패널 공급업체의 자료에 크게 나타나지 않습니다. 0.001에서 0.17W/mK에 이르는 단일 값은 일반적으로 패널 두께에 대한 고려없이 주어지므로 매우 오해의 소지가 있습니다.
수기 계산과 유한 요소 계산의 결과는 두 분석 사이에 작은 백분율 차이를 보여주었습니다. 이 연구에서는 절연 조인트에 비해 비절연 조인트로 인한 열손실이 크고, 조인트에 단열이 없거나 없는 패널의 유효 U-값이 크게 증가한 것으로 나타났습니다. 이 결과는 단열재 누락으로 인한 조인트의 일부에서 대규모 열 손실을 보인 열화상 조사 결과와 일치합니다.
[100mm 샘플에서 적용된 1℃ 온도 차이에 대한 총 열 흐름(W)]
패널의 유효 U-값은 최대 12m의 특정 패널 폭에 대해 완전 단열 및 단열되지 않은 조인트의 Ψ–값을 고려하여 아래 그림에 표시됩니다. 그림에서 볼 수 있듯이, 두 패널 두께(70 및 90mm)에 대한 전체 U-값에 대한 열교의 영향은 분명하지 않습니다. 그래프는 조인트에 단열재가 없는 패널의 유효 U-값이 크게 증가한 것으로 보여줍니다. 또한 패널의 폭이 증가함에 따라 조인트에 절연체가 U-값에 미치는 영향이 줄어드는 것으로 추론할 수 있습니다.
[경량 스틸 벽의 열차단]
(2) 스틸 외장 시스템의 U-값에 대한 단순화된 계산방법
이 연구의 목적은 주어진 스틸 벽의 열투과계수(U-값)의 평가를 위한 단순화된 계산 방법을 제안하는 것입니다. 예비 설계 단계에서 단순화된 계산을 사용할 수 있습니다. 그러나 규제 계산 또는 최종 설계의 경우 더 정확한 계산을 수행해야합니다.
벽의 U-값 계산에서, 가장 큰 과제는 반복 열교(ΔU)의 일부를 파악하는 것입니다. 일반적으로 열교를 통한 열 전달을 계산하려면 한정된 요소 또는 한정된 다른 방법과 같은 수치 해석법을 사용해야합니다. 유럽 표준 EN ISO 10211은 2D 및 3D 열교 및 표면 온도에 대한 미적분법을 설명합니다. 아래 그림은 열교의 수치 계산 예를 보여줍니다.
[2D 열교의 FE(Finite Element, 한정 요소법) 계산 예]
적외선 검사는 종종 건물의 외피에서 열교의 위치를 찾기 위해 사용됩니다. 그러나 열 이미지에서 Ψ–값을 추론하는 것은 어렵습니다. 열화상에서 관찰된 온도 차에서 Ψ–값의 추정은 아래와 같습니다.
[IR 측정의 예– 스틸 빔으로 인한 열교]
프랑스에서는 열 규칙은 일부 벽 구성에 대해 ΔU의 값을 제공합니다. 이 값은 더 자세한 계산(숫자)이 없을 때 사용할 수 있습니다. 그러나 이러한 값들은 일반적으로 불리합니다. 아래는 스틸 벽의 일부 예에 대한 ΔU 값입니다. 이 값은 CTICM과 새로운 온도 조절 RT2012에 의해 수행된 수치 시뮬레이션 결과입니다.
