가스 장벽이 있는 경질 우레탄 폼 단열재(우레탄보드)의 장기 열 저항(3)
출처: http://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2004%20B9%20papers/054_Mukhopadhyaya.pdf
7.모델링 도구
IRC/NRC에서 개발된 분산 매개 변수 연속체 또는 DIPAC 모델은 발포 단열재의 LTTR을 평가하는 도구로 최근에 사용되어 왔고, 사용되었습니다. 이것은 단열재에서 시간의 함수로 발포제의 분압을 해결하고, 열전 도율을 계산하여 시간의 함수로 전체 R-값을 결정합니다. DIPAC 1차원 모델의 기본 사항에 대해 지금까지 논의된 여러 간행물을 이용할 수 있습니다.(Bomberg 1988; Bomberg and Kumaran 1995) 그러나 DIPAC 1차원 모델은 발포제의 측면 확산 성분, 즉 외장재에 평행한 가스의 유동을 수용하기 위한 효과적인 설비를 가지고 있지 않습니다.
DIPAC 2차원 모델은 이 프로젝트에서 발포제의 측면 확산 구성 요소를 모델에 통합하기 위해 특별히 개발 되었습니다. DIPAC 2차원 모델은 면에 평행하게 절단된 3개의 다른 층을 고려합니다. 외부 층은 중심 층 또는 코어 층과 다른 성질을 갖는 경질 우레탄 폼 단열재를 나타냅니다. 이것은 외부 층을 통한 측면 가스 확산을 허용합니다. 또한 각각의 외부 표면에는 불 침투성 외장재를 모의 시험하는 데 사용되는 접촉 저항이 제공됩니다.
DIPAC 2차원 모델의 목적은 노화 시간과 경계 조건의 함수로서, 각 측면에 외장재가 제공된 판을 통한 열 유속을 계산하는 것입니다. 이를 위해, 면과 슬래브를 주어진 수의 층으로 나누고 노화 시간을 시간 단계의 수로 계산됩니다. 이러한 계산에 사용된 재료 특성 중 일부, 예를 들어 밀도, 적외선 복사에 대한 소광 계수 또는 유효 가스 확산 계수는 일부 제품의 경우 슬래브에 따라 다를 수 있습니다. 따라서 입력에 사용된 모든 재료 특성은 슬래브 중간 및 각 표면의 세 위치에서 측정됩니다. 지정된 보간 함수를 사용하여, 각 층에 대한 물질 특성을 계산할 수 있습니다.
8. 실험 관측
실험실 및 현장 시험은 많은 양의 유용한 정보를 생성합니다. 그러나 선택된 결과만 체계적인 방식으로 다음 단락에서 제시합니다.
1) 전체 두께 시편의 실험실 노화
3가지 경질 우레탄 폼 단열재의 초기 및 노화(제품 A: 405일, 제품 B: 342일, 제품 C: 545일) 열 저항에 대한 평균값이 [그림3]에 나와 있습니다. 각 경질 우레탄 폼 단열재(polyiso)에 대한 6개의 시편에서 얻은 초기 결과는 모든 관측치가 [그림3]에 보고된 평균 열 저항 값의 ±2% 이내임을 보여줍니다. 결과의 변화는 거의 비슷한 추세로 특정 노화 기간 후에도 관찰되었습니다. 노화로 인해 경질 우레탄 폼 단열재 시편 A, B 및 C의 평균 열 저항은 각각 28%, 2% 및 10% 감소했습니다.
[불 침투성 경질 우레탄 폼 단열재 전체 두께에서 평균 열 저항]
경질 우레탄 폼 단열재 B는 노화로 인한 열 저항의 변화는 작았으며(약 2%), 예상된 실험 편차 범위 내에 있습니다.
2) 얇은 시편의 실험실 노화
앞에서 언급한 바와 같이 이 연구 프로그램에서 두 종류의 얇은 경질 우레탄 폼 단열재 시편을 시험했습니다. 표면 시편은 실험1과 실험3, 코어 시편의 실험은 실험2와 실험4입니다.
(1) 얇은 표면 시편의 관찰(실험1과 실험3)
얇은 표면 시편의 일반적인 노화 곡선은 외장재에 틈새가 있거나, 없는 것의 전형적인 곡선이 [그림4]에 나와 있습니다(즉, 시간에 따른 열 저항 감소). 이 결과는 경질 우레탄 폼 단열재 시편 A, B 그리고 C에서 얻은 것입니다. 이 얇은 시편은 주변 실험실 조건에 노출되었습니다. 노출 기간은 9개월 이상 지속되었습니다.
[얇은 슬라이스 조각의 열 특성 변화(실험1)]
[외벽에 틈새가 없는 제품 A]
[외벽에 틈새가 있는 제품 A]
[외벽에 틈새가 없는 제품 B]
[외벽에 틈새가 있는 제품 B]
[외벽에 틈새가 없는 제품 C]
[외벽에 틈새가 있는 제품 C]
이러한 노화 곡선은 노출 초기에 빠른 노화를 보여주며, 경질 우레탄 폼 단열재 시편 A 및 C에 대한 노화 율을 거의 안정적인 값으로 감소시킵니다. 그러나 경질 우레탄 폼 단열재 시편 B의 경우, 이러한 변화가 분명하지 않습니다. 경질 우레탄 폼 단열재(polyiso) 시편 A, C 및 B의 서로 다른 노화 특성은 하나의 경질 우레탄 폼 단열재(polyiso)의 노화 특성이 다른 단열재와 다를 수 있으며, 이 프로젝트에서 수행된 것처럼 하나 이상의 경질 우레탄 폼 단열재(polyiso) 시편을 조사할 필요가 있음을 증명합니다. 또한 경질 우레탄 폼 단열재 시편 A와 C의 외장재에 틈새가 존재하면 초기 단계에서 노화율이 높아진다 는 사실을 알 수 있습니다.
이 현상의 결과가 [그림5a] 및 [그림5b]에 나타난 바와 같이 결과가 노화 비율(즉, 임의의 특정 시간에서 열 저항률 대 초기 열 저항률의 비)로 표시되는 경우 더 분명합니다. 표면 시편의 초기 노화율 증가에대한 한 가지 가능한 설명은 공기(불활성 가스)의 침투가 셀 가스의 질량 조성을 변화시켜 경질 우레탄 폼 단열재의 유효 열전도율을 감소시킨다는 것입니다.
[외장재와 평행한 발포제의 측 방향 유동으로 인한 노화]
[틈새가 있고, 없는 얇은 슬라이스 제품 A]
[틈새가 있고, 없는 얇은 슬라이스 제품 C]