3. 결과
1) 수치 계산의 결과
아래 그림은 다른 표면에 직면한 준불연 경질우레탄폼단열재 폴리이소시아누레이트(PIR)로 절연된 코너를 통과하는 열흐름을 보여줍니다. 전 단원의 식(2)를 사용하여 알루미늄 호일을 표면으로하고 PIR로 절연된 벽 코너와 표면재 없이 PIR로 단열된 벽 코너 사이의 계산된 열흐름 차이는 ΔΦ=0.484W/m이고, 다른 표면의 시편의 ΔΦ=0.001W/m입니다. 이 수치는 알루마늄 호일이 다른 표면 소재에 비해 구조물을 통과하는 열흐름을 증가시켰다는 것을 증명했으며 평가되어야합니다.
[PIR로 절연된 벽 코너를 통과하는 열흐름 속도, 서로 다른 표면을 향함: (a)알루미늄 호일
(b)다층 알루미늄 표면 (c)복합 종이 표면 (d)플라스틱 표면]
아래 표와 같이 얻어진 결과는 다층 알루미늄 표면, 복합 종이 표면 또는 플라스틱 표면을 사용할 때 열교의 값이 동일함을 보여줍니다. 이는 이러한 표면이 PIR 단열재의 열전도율에 가까운 매우 유사한 열전도율을 가지므로 열교 값에 미치는 영향이 매우 작기 때문입니다. 알루미늄 호일의 경우처럼, 매우 얇은 표면이라도 상황을 악화시킬 수 있습니다. 표면이 없는 PIR 단열재를 사용할 때, 계산된 U-값은 PIR 자체와 유사한 열전도율을 갖는 표면과 함께 PIR을 사용한 경우에 가까웠습니다.
[계산 결과]
모델링된 벽 코너에서, 10mm 폴리우레탄 접착제 층은 PIR 단열 조인트에 사용되어 조인트에서 알루미늄 호일은 연결 PIR 단열재의 외부 표면에 있는 알루미늄 호일과 접촉하지 않도록 했습니다. 알루미늄 표면을 사용한 PIR의 결과는 다른 선택과 다르고 나머지 표면이 있는 코어의 값이 동일하다는 점을 감안할 때, 면이 없는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR로 단열된 코너를 분석하기로 결정했습니다. 아래 그림은 어떤 표면도 없이 PIR로 절연된 코너를 통과하는 열흐름의 강도를 보여주며, 그러나 두 준불연 경질우레탄폼 단열재 PIR 사이의 조인트에는 폴리우레탄 접착제가 있습니다.
[표면이 없는 PIR로 절연된 벽 코너를 통한 열유량]
표면재가 없는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR과 알루미늄 표면재가 아닌 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR이 있는 코너는 동일한 값을 갖는 것으로 관찰되었으므로, 알루미늄이 아닌 경우 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR 표면재를 평가하지 않기로 결정했습니다. 복합 종이, 다층 알루미늄 표면 또는 플라스틱 표면으로 직면한 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR은 표면이 없는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR과 동일한 결과를 제공했다고 말할 수 있습니다. 이 연구에서 이후의 모든 비교는 알루미늄 표면재가 있는 준불연 경질우레탄폼단열재와 표면재가 없는 준불연 경질우레탄폼단열재 사이에 이루어졌습니다.
또 다른 모델링된 코너 구조는 이 틈새에 폴리우레탄 접착제를 사용하여 단열재 사이의 조인트를 향하는 알루미늄 호일을 표면재를 제거한 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR이었습니다. 이 구조의 열유량은 아래 그림과 같습니다. 이 구조는 조인트에 폴리우레탄 접착제와 표면재가 없는 준불연 경질우레탄폼단열재로, 상기 그림5에 주어진 구조물과 비교할 수 있습니다. 이 두 구조물 사이의 열흐름의 차이는 ΔΦ=0.088W/m로 거의 중요하지 않다고 평가할 수 있습니다.
[단열재 사이의 조인트에 알루미늄 호일이 없고 조인트에 폴리우레탄 접착제가 있는 알루미늄 호일 표면 PIR로 절연된 벽 코너를 통한 열유량]
폴리우레탄폼 접착제는 조인트에 일반적으로 사용되지 않으므로, 조인트에서 면하는 알루미늄 호일이 인전반 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR 보드의 내부 표면과 외부 표면에 있는 PIR 단열 알루미늄 호일면과 접촉하는 상황을 고려했습니다. 비교를 위해, 폴리우레탄 접착제를 사용하지 않고 직면하지 않는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR에 대한 또 다른 실험을 수행했습니다. 이 실험은의 결과는 아래 그림과 같습니다.
[(a)알루미늄 호일 표면 PIR, 조인트에 폴리우레탄 접착제 없음, (b)조인트에 폴리우레탄 접착제가 없고 표면이 없는 PIR 단열된 벽 코너를 통한 열유량]
선형 열교가 계산되었고, 그 값은 알루미늄 호일 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR(그림a)로 절연된 벽 코너의 경우 Ψ=-0.005W/(m·K), 직면하지 않고 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR(그림b)로 절연된 벽 코너의 경우 Ψ=-0.041W/(m·K)입니다. 이것에서 알 수 있듯이, 알루미늄 호일 직면이 아닌 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR로 절연된 벽 코너의 열교를 계산할 때, 두 단열재 사이의 코너 조인트에 있는 폴리우레탄 접착제를 평가할 수 없습니다. 이 두 가지 변종 사이의 열흐름 차이는 ΔΦ=0.72W/(m·K)였으며, 이는 조인트에 폴리우레탄 접착제를 사용하지 않고 벽 코너 구조를 통과하는 열흐름이 상승했음을 의미합니다.
준불연 경질우레탄폼단열재 PIR의 조인트의 알루미늄 호일을 통해 증가하는 외부로의 열흐름을 줄이기 위해 아래 그림과 같이 조인트에서 면을 제거해야했습니다. 이 경우 선형 열투과율 값 Ψ=-0.037W/(m·K)입니다. 그런 다음, 알루마늄 호일 면이 있는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR, 제거된 알루미늄 호일, 조인트의 폴리우레탄 접착제와 조인트의 폴리우레탄 접착제가 없는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR(그림b) 사이의 열흐름 차이는 식(2)를 사용하여 계산했으며, 이 값은 ΔΦ=0.08W/m로 그림6에 나타난 구조보다 8.5배 낮습니다.
[조인트에 폴리우레탄 접착제가 없고 알루미늄 호일이 제거된 알루미늄 호일 표면
PIR로 절연된 벽 코너를 통한 열유량]
수치 실험의 모든 결과는 상기 표 [계산 결과]에 요약되어 있습니다.
2) 열 차단이 있는 시편을 통한 열전달의 실험적 측정 결과
알루미늄 앏은 호일 표면과 다층 알루미늄 표면이 있는 연속 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR과 순환 삽입을 가진 통일 단열재의 실험적 측정 결과, 면의 일부가 열흐름과 평행하게 위치하여 열교를 만들었을 때 아래 표에 요약되어 있습니다.
[실험 측정의 결과]
상기 표에서 열저항은 알루미늄 호일과 다층 알루미늄 표면을 가진 준불연 경질우레탄폼 단열재 PIR 샘플 모두에서 매우 유사하다는 것을 알 수 있습니다. 알루미늄이 더 열전도성 물질이기 때문에 알루미늄을 가진 샘플의 내열성은 약간 더 높았습니다. 따라서 열흐름에 수직으로 더 강렬한 열 전파가 발생하여 측면 열 손실이 발생하고 측정 정확도가 감소합니다. 그러나 이 측정은 비교적이었습니다. 얻은 열저항의 차이는 실험 결과에 큰 영향을 미치지 않았습니다.
순환된 삽입, 즉 서로 다른 면과 연속 샘플에서 서로 다른 표면에서 형성된 열교를 사용하여 측정된 등가 열저항, 즉 서로 다른 면으로부터 형성된 열교는 서로 다르고 연속적인 샘플과 다릅니다. 알루미늄 표면 시편의 측정된 열저항은 열교가 형성된 동일한 시편의 등가 열저항보다 약 2배 더 컸으며, 이러한 다중 알루미늄 표면의 열저항 차이는 약 33%였습니다. 알루미늄 호일로 형성된 열교가 있는 시편의 등가 열저항은 다층 알루미늄 표면으로 만들어진 삽입이 있는 시편보다 약 20% 낮습니다. 두 시편의 열교의 열전달 값을 비교하면, 알루미늄 표면의 경우 이 값이 거의 두 배가 된 것을 알 수 있습니다.
4. 토론 및 결론
수치 실험과 실험 측정 결과는 알루미늄 면의 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR 단열재로 단열된 벽 코너에서 상당한 열 손실이 발생했음을 확인했으며, 이러한 구조의 선형 열교의 열투과율을 계산할 때 고려해야합니다. 수치 실험의 결과는 U-값이 0.15W/(m²·K)인 벽의 조인트를 통과하는 열흐름(각 벽 1m 당)은 벽 높이의 1m당 0.484W였습니다.
중형 단독 주택의 경우 연간 3~4kWh/m²에 달하였습니다. 알루미늄 호일 삽입은 삽입 면적이 시편 측정 면적의 약 0.1%에 불과하지만 100mm 두께 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR의 열 저항을 두 번 감소시킨 것이 실험 측정 결과 분명히 드러났습니다.
알루미늄 호일 외장이 아닌 다른 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR은 단열된 벽 코너 조인트의 수치 실험은 벽 조인트를 통한 열전달에 미치는 영향을 평가할 수 없음을 보여주었습니다. 이러한 면과 테스트된 벽을 연결하는 열흐름은 0.001W를 초과하지 않았으므로, 따라서 건물의 열손실에 큰 영향을 미치지 않았습니다.
알루미늄 외장이 있는 준불연 경질우레탄폼 단열재 PIR로 단열된 모델링된 벽 코너를 통한 열전달 분석에서 코너를 만드는 두 단열재 사이의 접촉에 따른 열 전달 차이가 관찰되었습니다. 수치 실험은 알루미늄 호일이 마주보는 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR로 단열된 벽 코너에 대해 두 가지 경우에 수행되었습니다. 폴리우레탄 접착제가 단열재 사이의 접촉 조인트에 사용되었을 때(그림4a) 및 조인트에 폴리우레탄 접착제가 없는 경우(그림 7a).
두 번째 경우, 연결 단열재 중 하나의 외부 및 내부 알루미늄 면은 다른 단열재 접촉 표면의 알루미늄 면에 의해 결합되었습니다. 폴리우레탄 접착제를 사용한 구조에 대한 열 결합 계수값 L2D는 0.2834W/(m·K)이고 폴리우레탄 접착제가 없는 구조의 경우 0.2948W/(m·K)였습니다. 이것은 조인트를 통한 열흐름에 대한 준불연 경질우레탄폼단열재 PIR의 표면 사이에 접착제 층을 사용하여 접촉을 차단하는 효과가 벽 조인트 높이 1m당 약 0.23W임을 의미합니다.
시편의 상단 및 하단 표면은 삽입된 열전도성 순환의 표면으로 결합되었으며 시편은 열유량계 장치에서 측정되었습니다. 수치 실험의 결과 벽 코너를 통한 열전달에 대한 이 표면의 영향이 최소인 것으로 나타났지만, 예상외로 연속 시편과 순환 삽입된 시편을 다층 알루미늄 처리된 면과 비교할 때 열저항이 33% 감소한 것으로 나타났습니다. 이는 열유량계 장치의 상단 및 하단 측정판을 향하는 순환 삽입의 접촉으로 인해 열유량계의 셀 데이터가 변경될 수 있습니다.
수치 모델링 및 실험 측정 결과를 요약하면 두 개의 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재를 알루미늄 외장과 결합하는 데 사용된 폴리우레탄 접착제 층이 두 가지 방식으로 작동한다고 말할 수 있습니다. 폴리우레탄 접착제의 열전도율이 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재보다 높았기 때문에 조인트를 통한 열전달이 증가했으며, 다른 한편으로는 경질우레탄폼은 한 단열재의 면이 다른 단열재의 내부 및 외부 면을 결합하는 것을 방지했습니다. 따라서 벽 코너 조인트를 통한 전체 열전달을 줄입니다. 따라서 실험 측정 결과만으로 내부 및 외부 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재의 알루미늄 표면재 사이의 열흐름 방향으로 조인트를 형성하지 않는 것의 중요성을 결정할 수 있었습니다.
이 연구는 벽 코너에 알루미늄을 향한 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재를 설치하기 위한 조건을 정의할 만큼 광범위하고 상세하지 않습니다. 알루미늄 외장이 있는 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재의 영향은 중요한 것으로 나타났습니다. 그러나 외장이 제거된 후 가스 확산으로 인해 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재의 열전도율이 증가할 때, 외장이 제거된 준불연 경질우레탄폼 PIR 단열재의 코너를 통한 열전달이 사용 시간에 따라 어떻게 변하는지는 명확하지 않습니다. 따라서 이러한 질문에 대한 답을 찾기 위한 추가 연구가 계획되어 있습니다