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기밀 건물을 위한 방법 및 재료(1)

출처: https://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2010%20B11%20papers/190_Wahlgren.pdf

 

이 자료는 기밀된 건물을 달성하기 위한 중요한 요구 사항을 다루는 프로젝트를 요약합니다. 주요 내용은 1) 기밀성과 관련된 문제 영역, 2) 누출 영역을 찾고 기밀성을 향상시키는 방법, 3) 양호하고 기밀한 방법, 4) 기밀성과 조인트의 내구성입니다.

 

첫째 기밀성에 대한 중요한 디테일을 식별하고 분석합니다. 열악한 기밀성은 종종 설계 단계에서 완벽한 디테일을 고려하지 않거나, 설치가 좋지 않거나, 건축 중 기밀성을 이해하지 못해 발생합니다. 기밀성이 좋지 않은 결과가 설명됩니다.

 

둘째 공기 누출을 검색하는 여러 가지 방법을 조사하고 평가합니다. 시공 단계 동안 누수를 찾는 것은 기밀 향상의 좋은 방법이며, 기밀층은 건물을 완성할 때보다 건물을 설치하는 동안 더 접근하기 쉽기 때문입니다.

 

셋째 설계자와 건축업자에게 기밀 해법을 제공하기 위해 매우 우수한 기밀성을 가진 여러 건물을 조사합니다. 많은 중요한 디테일과 디자인이 수집되어 건축 산업에 제공됩니다.

 

1. 서론

 

    기밀에 대한 관심은 지난 10년 동안 스웨덴에서 증가했습니다. 이것에 대한 한 가지 이유는 에너지 사용과 패시브 하우스에 대한 관심이 증가하고 있기 때문입니다. 기밀성은 공기가 건물 외피를 통과하는지 또는 건물 내부의 다른 부분 사이를 통과하는지에 따라 다른 방식으로 에너지 사용과 연결됩니다. 만일 건물 외피로 공기가 누출(제어되지 않음)되면 단열재의 성능이 저하되어 내부 표면이 차가워질 수 있습니다. 바닥과 같은 차가운 표면은 복사 손실로 인한 불편함의 증가와 에너지 사용 증가를 보상하기 위해 실내 온도를 높여야 할 필요가 있습니다. 또한, 건물이 기밀하지 않은 경우, 특히 바람이 많거나 추운 날씨에 환기 속도가 증가할 수 있습니다.

 

    에너지 외에도, 기밀한 건물이 가지고 있는 다른 이유들이 있습니다. 습한 공기가 건물 외피로 유입되면, 이는 높은 수분 조건으로 이어질 수 있고, 그 결과 곰팡이, 열화, 배출량 증가로 이어질 수 있습니다. 아래 그림은 습한 공기로 인한 곰팡이가 성장하는 내부 지붕 표면을 보여줍니다.

[차가운 다락에서 곰팡이 성장]

   기밀성이 좋은 또 다른 이유는 건물 환기시스템의 올바른 성능을 위한 필요 조건이기 때문입니다. 기밀한 외피가 없으면, 공기를 여과하거나, 건물 내부와 건물 외피를 통해 가스나 미립자 이동을 멈추거나 또는 건물(바람부는 날씨에 영향을 받는 경우)의 모든 부분에서 적절한 환기를 보장하는 것은 어렵습니다. 건물 외피의 중요한 부분은 Sandberg and Sikander(2005)에 나와 있습니다. 누설 경로는 아래 그림에 설명되어 있습니다. 그림에 표신된 누설 경로 외에도, 공기 장벽의 조인트를 통한 공기 누출도 있습니다.

 

 

[건물 외피의 일반적인 공기 누출]

   기밀성은 50Pa, q₅₀m³/(h·m²) 또는 L/(s·m²)(EN 13829 2000)에서의 공기투과성으로 정의할 수 있습니다. 이 공기투과도는 건물 외피에 걸쳐 50Pa의 기준 압력차에서 외피 면적당 공기누출률입니다. 현재 스웨덴 건물에는 공기투과성의 최대 허용값에 대한 요구 사항이 없습니다. 패시브하우스에 대한 스웨덴 사양에서 패시브하우스의 최대 투바율은 0.3L/(s·m²)입니다. 이전에 스웨덴의 공기투과성에 대한 최대 요구사항이 0.8L/(s·m²)였습니다.

 

    새로 건설된 스웨덴 건물의 기존 투과성을 찾기 위해 100개의 건물에 대한 공기투과성 데이터가 수집되었습니다. 이 연구에는 아파트 건물(개별 아파트 측정), 학교, 단독주택 및 목조 및 콘크리트 구조물이 포함됩니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이. 값의 범위는 0.11~2.5L/(s·m²)입니다. 많은 건물이 0.8L/(s·m²) 범위에 있습니다. 높은 기밀성 건물과 패시브하우스 모두 0.3L/(s·m²) 미만의 공기투과율을 가지고 있습니다.

 

[100개 건물의 기밀성]

    이것이 오늘날 스웨덴의 상황입니다. 이 자료에서 설명한 작업은 기밀된 건물의 건설을 지원하는 것을 목표로합니다. 스웨덴의 SP 기술연구소, 샬머스 공과대학의 여러 공동 프로젝트에서 Convection Group은 지난 10년간 기밀, 공기 이동, 건물 외피 및 관련 문제를 다루었습니다. Sandberg et al.(2007a, 2007b)는 기밀성이 좋지 않은 결과(물리적 및 경제적)를 설명합니다. 이 자료에서 설명된 프로젝트는 시공 단계동안 공기누출 경로를 찾는 방법을 보여주고 우수한 기밀 설계의 예를 보여줍니다. 기밀 작업은, 예를 들어 내구성 작업으로 계속됩니다.

 

[건물 기밀성을 향상시키는 것을 목표로 하는 프로젝트의 예]

 

2. 공기 누출 발견

 

    기밀한 건물을 확실히 하기 위해 취해야할 많은 조치들이 있습니다. 건물의 기밀성은 건축 프로젝트의 모든 단계에서 고려될 필요가 있습니다. 기밀성을 위한 품질보증시스템은 Knight et al.(2003)에 공기 누출 경로 결정(ASTM E1186 2009)을 포함한 몇 가지 단계에 대한 지침과 함께 설명되어 있습니다. Wray et al(2002)은 공기누출 검색 및 기밀성을 포함한 건물 외피를 평가하는 방법을 함께 제시합니다.

 

    건물이 완공되기 전에 공기누출을 쉽게 감지할 수 있는 방법론이 수립되었습니다. 방법론의 아이디어는 간단한 서면 지침에 따라 건축 현장에서 건설 노동자가 사용하기 쉬운 방법을 찾는 것이었습니다. 장비와 기기는 사용 및 획득이 쉬워야합니다. 이러한 방법을 개발하기 위해, 공기누출을 감지하고 측정하는 가능한 방법, 좋은 방법을 선택하기 위한 기밀성시험 기술자와의 면담, 다양한 방법에 대한 현장 시험의 목록과 같은 조치를 취했습니다.

 

    1차 테스트 후, 건설 노동자들과 면담을 하고 방법이 개선되었습니다. 평가 및 테스트의 2단계도 수행되었습니다. 결과적인 방법은 내부 마감재가 시행되기 전에 공기 장벽을 쉽게 개선할 수 있도록 하기 위한 것입니다. 방법은 아래에 설명되어 있습니다.

 

3. 초기 건설 단계에서 공기누출을 감지하기 위한 지침

 

 1) 공기누출 감지 목적

 

     초기 건축 단계에서 공기누출을 감지하는 목적은 건물 외피의 기밀성에서 약점을 찾아서 해결하는 것입니다. 이 지침은 기밀성에 대한 측정값을 제공하기 위한 것이 아닙니다. 기밀 측정은 EN 13829(2000) 또는 ASTM E779(2003)의 요구 사항에 따라 수행해야합니다.

 

 2) 방법

 

     건물 또는 그 일부에 음압을 설정하고 다음 계측기(풍속계, 연기통 또는 연필통 또는 연기 연필 및/또는 열화상 카메라) 중 하나 이상을 사용하여 공기의 내부 누출을 찾습니다. 이 작업을 수행한 후 누출을 밀봉합니다.

 

 3) 테스트 영역의 선택

 

     건물 외피의 기밀성을 조사하기 위해 테스트할 영역(부압이 설정되는 영역)을 결정합니다. 이 영역은 관련 테스트 영역의 크기와 팬 용량에 따라 단일 방에서 아파트, 전체 건물에 이르기까지 다양합니다. 기밀층은 물론 완성되어야합니다(스웨덴에서 폴리에틸렌 필름이 일반적임). 창문과 문은 반드시 설치해야합니다. 계단통에 문이 설치되지 않은 경우 개구부를 일시적으로 밀봉할 수 있습니다.

 

 4) 장비

 

   ① 폴리에틸렌 필름

   ② 테이프

   ③ 가변 유량을 제어할 수 있는 팬. 필요한 용량은 건물/면적의 크기와 현재 기밀 상태에 따라 다릅니다. 예를 들어, 바닥 면적이 100m²인 용적에는 400L/s 용량의 팬이 충분해야합니다. 공구 대여점에서 팬을 대여할 수 있습니다.

   ④ 플라스틱 튜브가 있는 압력계 또는 압력계

   ⑤ 연기통 또는 연기 연필

   ⑥ 풍속계

   ⑦ 열화상 카메라

 

 5) 소요 시간

 

     예를 들어, 70m²의 아파트에서 사전 누출 탐지를 수행하려면, 장비를 설치 및 제거하는 데 한 사람이 약 2시간, 누출을 추적하고 밀봉하는 데 1~2시간 걸리며, 결과를 평가하고 지속적인 작업에 도움이 되는 메모를 작성하는 데 1시간이 걸릴 수 있습니다. 한 사람에게 총 4~5시간이 걸리지만, 두 사람이 수행하면 작업이 더 쉽고 빨라집니다.

 

 6) 준비(진행하면서 다음 사항을 확인합니다.)

 

   ① 연결부, 조인트, 관통부 또는 공기 장벽의 손상에 특히 주의하면서 건물 외피를 육안으로 점검하고 명백한 결함을 수정합니다. 큰 누출이 있는 경우, 음압을 설정하고 유지하는 것이 어려울 수 있습니다.

 

   ② 인접한 공간으로 누출을 육안으로 확인하고 가능한 밀봉합니다.

 

   ③ 공기공급 확산기와 배기 그릴뿐만 아니라 바닥 배수구와 벽, 바닥 및 천장 관통부를 덮고 밀봉합니다. 이것은 테이프 또는 단단하게 압축된 단열재를 사용하여 일시적으로 수행할 수 있습니다. 배관은 물로 채웁니다.

 

[천장을 관통하는 구멍 주위, 압축 미네랄울로 파이프 주변을 밀봉하고, 풍선으로 차단된 환기 덕트]

   ④ 모든 장비가 제자리에 있고테스트 체제거 매부의 팬에 전원 공급장치가 있는지 확인합니다.

 

   ⑤ 테스트 체적의 모든 문과 창을 닫습니다.

 

 7) 음압의 생성

 

   ① 팬에 조절식 도어 프레임 및 패널 재료가 제공되지 않는 경우, 폴리에틸렌 필름 시트를 끼워 도어 입구를 막고 테이프로 모두 감쌉니다. 가능하면, 가장 먼저 외부의 문을 선택합니다. 그것이 가능하지 않으면, 계단이나 복도의 문을 선택할 수 있습니다(이 작업이 완료되면 계단에서 외부로 열리는 문이 열려있는지 확인합니다). 필름 또는 보드를 설치한 후에는 아파트/지역 출입이 제한될 수 있다는 점을 기억합니다.

 

   ② 필름에 팬 크기보다 지름 1~2cm 정도 작은 구멍을 만듭니다.

 

   ③ 팬을 필름의 구멍에 눌러서 팬을 설치하여 아파트에서 공기를 빨아들일 수 있도록 합니다. 팬과 필름 사이의 연결부를 테이프로 고정합니다.

 

[팬과 압력계는 계단 입구의 출입구에 장착되어 있으며,

문 주위를 밀봉합니다.]

   ④ 압력계를 사용하여, 테스트 영역과 외부의 압력 차이를 측정합니다. 팬의 공기에 영향을 받지 않도록 압력 게이지를 테스트 영역에 배치합니다. 플라스틱 튜브를 압력 게이지에 연결하고 팬에서 멀리 떨어진 외부로 다시 연결합니다. 팬이 장착된 폴리에틸렌 필름의 구멍을 통해 튜브를 통과시킵니다. 필름과 팬이 계단의 문에 있는 경우, 창문의 틈을 통해 호스를 빼낸 다음 틈을 테이프로 감습니다.

 

   ⑤ 팬을 시작하고 속도를 조정하여 20~30Pa의 압력 차이를 주지만 10Pa 이상이어야합니다. 만약 10Pa 압력 차이를 설정할 수 없는 경우, 밀봉될 수 있는 더 큰 공기 누출이 있을 수 있습니다.

 

   ⑥ 문이나 창을 약간 열어 압력 차이와 공기 흐름 방향이 올바른지 점검합니다. 공기는 틈새를 통해 유입되어야합니다. 점검 후 문/창을 닫습니다.

 

 8) 개선을 위한 누설/위치 식별

 

     창문과 문 개구부, 조인트, 바닥, 천장 또는 중간 벽과의 연결부 및 덕트와 파이프 관통부의 주변의 공기 누출 문제가 종종 있습니다.

 

   ① 팬을 가동한 후 손으로 누수 가능 위치와 크기를 대략적으로 파악합니다.

 

   ② 연기, 풍속계 또는 열화상 카메라를 사용하여 누출 위치를 찾습니다. 사용 방법에 대한 자세한 설명은 해당 지침을 주의 깊게 읽습니다. 누출을 발견하면, 필요한 다음 단계를 수행하여 누출을 줄이거나 완전히 제거합니다.

 

[열화상 카메라, 풍속계, 연기를 사용한 누출 추적]

  (1) 열화상 카메라

 

       실외 온도가 실내(가능한 한 10)보다 최소 5낮은 경우 열화상 카메라를 사용하여 누출을 찾을 수 있습니다. 경우에 따라 더 큰 온도 차이를 만들기 위해 테스트를 수행하기 전에 최소 12시간 동안 테스트 영역의 온도를 상승시켜야 할 수도 있습니다. 그러나 공기 누출이 열교와 혼동될 수 있으므로 카메라는 풍속계로 보완해야합니다.

 

  (2) 풍력계

 

       손으로 공기 누출이 발견된 위치 및/또눈 누출이 의심되는 위치 옆에 풍속계를 주의하여 배치합니다. 기류가 흐르도록 정렬되었는지 확인합니다. 감지된 모든 누출은 결과를 해석하고 누출의 결과를 결정하기 어려울 수 있으므로 완전히 밀봉되어야합니다.

 

  (3) 연기통/연기 연필

 

       제조업체의 지침에 따라 연기통 또는 연기 연필을 사용합니다. 연기의 일부 유형은 흡입해서는 안되므로 경고 문구를 읽습니다. 손으로 공기 누출이 발견되거나 누출이 의심되는 위치를 향해 조심스럽게 연기를 내뿜습니다. 건물의 압력이 양이면 누출을 감지하기 위해 연기를 사용하는 것이 더 적합합니다. 이러한 경우 팬 방향을 반대로 바꿉니다.

 

   ① 팬을 끄고 새는 곳을 모두 막습니다.

 

   ② 팬을 다시 켜서 검사를 반복합니다(적절한 양 또는 음압). 공기 누출이 없어야합니다.

 

   ③ 검사보고서 양식을 작성합니다. 이것은 완벽한 기밀성을 얻기 위해 다른 아파트 등에서의 작업이나 검사에 도움이 될 수 있는 검사로부터의 피드백을 제공할 것입니다.

 

       필요한 경우 여러 테스트 구역/아파트에서 검사를 반복합니다.