주거용 천정(다락방)을 위한 반사단열과 저방사 단열재(4)
출처: http://www.energyattic.com/wp-content/uploads/2016/09/Buyers-Guide-to-Radiant-Barrier.pdf
4) 부식시험(Corrosing testing)
방사율(emissivity)은 방사단열 또는 열반사단열재 제품의 성능에 중요하기 때문에, 제조업체는 방사율이 지속적으로 보장되도록 해야합니다. 전통적으로 복사 차단과 반사단열재는 물에서 쉽게 부식되는 반응성 금속인 알루미늄을 사용했기 때문에, 일반적으로 수행되는 부식 테스트는 제품이 고온 및 고습도 수준에서 시간이 지남에 따라 노출된 제품이 열 및 습도 또는 “내식성(corrosion resistance)”을 견디는 방법에 대한 이해를 얻는 것이 필요합니다.
ASTM C 1313은 방사단열재 및 열반사단열재를 ASTM D 3310 “접착 재료의 부식을 결정하기 위한 표준 시험방법(Standard Test Method for Determining Corrosivity of Adhesive Materials)”에 따라 용기에 재료 의 작은 샘플을 물에 담그고 7일 동안 71℃로 설정된 오븐에 밀폐 용기를 넣는 것을 권장합니다. 7일 후, 재료의 부식 흔적을 육안으로 검사합니다. 결과는 1~5의 척도로 평가합니다.
ASTM C 1224는 ASTM C 1258 “단열재용 증기 지연의 고온 및 습도 저항에 대한 표준 시험방법(Standard Test Method for Elevated Temperature and Humidity Resistance of Vapor Retarders for Insulation)”에 따라 열반사단열재를 시험하기를 권장하며, 이것은 49℃ 및 95% 상대 습도로 설정된 환경 챔버에 샘플을 넣어 시험할 것을 권장합니다. 이 시험은 ASTM D 3310과 같이 온도를 낮추고 장기간에 걸쳐 수행하기 때문에 매우 가혹한 시험입니다.
그러나 방사단열재와 열반사단열재에 적용되는 이러한 시험은 두 가지 문제가 있습니다.
① 위의 시험은 방사단열재와 열반사단열재 간의 중요한 차이를 보여주기에는 충분하지 않습니다. 시험에서는 눈에 뜨게 영향을 줄 정도로 가혹한 시험 환경이 필요합니다.
② 이 유형의 제품에 특히 중요한 방사율이 성능의 주요 지표이기 때문에 육안 검사 등급이 너무 주관적이며 특정 빈도가 낮습니다.
제품 간에 객관적인 비교를 위해, 각각 샘플을 90℃의 물(100% 상대 습도)에 15분 동안 매달아 두었습니다. 높은 온도와 습도로 인해 샘플을 현저하게 부식시키는데, 약 15분이 소요되었습니다. 그런 다음 각 제품이 얼마나 영향을 받았는지를 수치적으로 결정하기 위해 방사율 측정을 하였습니다.
부식으로 인한 성능 손실을 비교하고 방사단열재와 열반사단열재 간 내식성을 비교하기 위한 참고 자료로, 아래의 결과는 부식 시험 전과 후에 대해 각각의 제품에 방사율을 보여줍니다.
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제품 유형 |
방사율(Emissivity) |
반사율(Reflectivity) |
||
|
시험 전 |
시험 후 |
시험 전 |
시험 후 |
|
|
알루미늄호일+폴리에틸렌 폼+알루미늄호일 |
0.035 |
0.080 |
96.5% |
92.0% |
|
금속필름+부직포+금속필름 |
0.050 |
0.078 |
95% |
92.2% |
|
금속필름+다이아몬드형 직물+금속필름 |
0.030 |
0.372 |
97% |
62.8% |
|
알루미늄호일+직물+알루미늄호일 |
0.035 |
0.070 |
96.5% |
93.0% |
|
직접–금속 짠 직물 |
0.040 |
0.037 |
96% |
96.3% |
이 결과에서 확실하게 나타나는 두 가지가 있습니다.
① 직접–금속 짠 직물은 실제로 개선되었습니다. 금속을 부식시키도록 고안된 조건에 노출되면 알루미늄의 방사율을 낮추는 것은 불가능하기 때문에, 직접–금속 짠 직물의 방사율 감소는 오차 범위가 0.003 이상 인시험 방법으로 인한 것 같습니다. 이것은 금속필름+부직포+금속필름이 알루미늄호일+폴리에틸렌 폼+ 알루미늄호일 제품보다 더 좋거나 좋을 수 있다는 것을 의미합니다.
② 금속필름+다이아몬드형 직물+금속필름의 방사율이 초기에 0.030(순수 알루미늄의 기본적인 방사율)으로 시작하여 크게 증가하였기 때문에, 고온 다습한 영향으로 제품이 완전히 코팅되지 않고 보호되지 않는다 는 결론을 이끌어 냈습니다. ASTM C 1313은 방사단열재의 방사율이 0.1이하로 정의하고 있으며, 그래서 금속필름+다이아몬드형 직물+금속필름은 이와 같은 부식 후 더 이상 복사단열재로 간주되지 않습니다.
[부식시험 준비]
[부식시험]
이러한 결과가 현장에서 발생하면, 저방사단열재나 열반사단열재를 제거하고 반사 장벽으로 사용할 수 있는 제품으로 교체해야합니다. 알루미늄호일+폴리에틸렌 폼+알루미늄호일 및 알루미늄호일+직물+알루미늄호일은 방사율이 낮아짐에도 불구하고 거의 변하지 않습니다.
알루미늄이 부식되면 알루미늄 산화물이 표면 위에 형성됩니다. 산화알루미늄은 방사율이 더 높지만 일반적으로 투명하기 때문에 재료의 방사율은 산화 알루미늄 층 밑에있는 것으로 결정됩니다. 금속화된 필름의 알루미늄은 막 두께가 나노미터(nanometers)의 두께에 불과하기 때문에 알루미늄의 많은 부분이 산화되어 아래의 고 방사율의 고분자 필름만 남게 됩니다.
알루미늄 호일의 두께는 미크론(microns)이므로, 표면에 알루미늄 산화물이 쌓여도 여전히 알루미늄 호일이 노출되어 있습니다. 금속화된 필름보다는 알루미늄 호일을 사용하는 다른 제품에서도 유사한 결과가 나타납니다. 동일한 방사율로 시작하는 알루미늄 호일 제품, 그러나 부식 후 다른 방사율을 가지는 알루미늄 호일의 다른 두께는 산화에 대한 추가적인 장벽을 제공하거나 천공의 차이를 제공할 수 있으며, 이는 습기가 알루미늄 호일의 더 깊은 층에 더 잘 접근할 수 있게 합니다.
보호되지 않은 알루미늄에 방사율의 증가는 상당히 두드러질 수 있습니다. 사실 여기에서 설명된 부식시험은 수증기 대신 액체 물로 수행된 시험인 만큼 가혹하지 않습니다.
ASHRAE는 건물 및 HVAC 산업을 위한 다양한 단열재의 방사율 및 열 저항값(R-값)을 제공하며, 가시적인 응축을 갖는 알루미늄 호일의 평균 방사율을 0.30(반사율 70%) 및 응축 현상이 “명확하게 보이는” 알루미늄 호일의 방사율은 0.70(반사율 30%)입니다.
[부식시험 결과]
일반적인 재료의 방사율 값:
http://support.fluke.com/find-sales/Download/Asset/3038318_6251_ENG_A_W.PDF
ASHRAE가 기술한 것만큼 시험이 가혹하지는 않지만, 이 결과에 따르면 직접–금속 짠 직물 제품 유형은 변하지 않았고, 알루미늄 호일 제품 유형은 방사율이 2배 이상 증가한 반면, 진공 금속필름 또는 직물은 알루미늄 호일보다 부식을 잘 견디는 잠재성이 있음을 보여줍니다. 모든 코팅이 동일하게 반응하는 것은 아니지만 금속필름+부직포+금속필름은 알루미늄 호일과 동등하게 반응합니다. 물론 이러한 모든 조건은 코팅되지 않은 금속필름보다 선호합니다.