출처: https://mycourses.aalto.fi/pluginfile.php/272892/course/section/60458/Lec08_Thermal_Insulation.pdf
3. 건축 단열재
단열은 열 접촉에서 물체 사이의 열 전달(온도가 다른 물체들 사이의 열 에너지 전달)을 줄이는 것입니다.
① 화석 연료에서 사용되는 에너지 양을 줄이는 것이 지속 가능성을 증진시키는 데 가장 중요한 요소입니다.
② 단열재는 CO2 배출량을 감소시킬 수 있는 가장 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
③ 단열재 사용을 통한 절약된 에너지는 제조에 사용된 에너지보다 훨씬 큽니다. 건물이 ‘낮은 열’ 표준을 달성해야만 단열재의 내재된 탄소가 중요해집니다.
1) 일반 건물 단열재
다음의 기본 재료 및 복합 재료에 해당하는 경우 여러 유형의 건물 단열재를 사용할 수 있습니다.
(1) 무기 재료
① 유리, 암석 및 슬래그 울과 같은 섬유질 재료
② 규산 칼슘, 접착된 펄라이트, 질석 및 세라믹 제품과 같은 셀룰러 재료
(2) 유기질 재료
① 셀룰로오스, 면, 목재, 펄프, 줄기 또는 합성 섬유와 같은 섬유질 재료
② 코르크, 발포 고무, 폴리스티렌(EPS), 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PUR), 폴리이소시아누레이트(PIR) 및 기타 중합체와 같은 셀룰러 재료
(3) 금속 또는 금속화된 반사 막. 이것은 효과적이기 위해 공기가 가득 차거나 대피된 공간을 향해야합니다.
(1) 무기질 재료
① 그라스 미네랄울(Glass mineral wool insulation)
용융된 유리로 만들어지며, 일반적으로 20~30% 재활용 산업 폐기물 및 소비 이후의 재료로 만들어집니다. 재료는 바인더를 사용하여 배열된 유리섬유로 모직과 비슷한 질감을 형성합니다. 이 공정은 유리 사이에 많은 작은 공기 주머니를 가두고, 이러한 작은 공기 주머니는 높은 단열 특성을 나타냅니다. 재료의 밀도는 압력 및 바인더 함량을 통해 변할 수 있습니다.
[그라스울 단열재]
○ 그라스울은 장섬유를 가지고 있음
○ 소리에너지의 큰 흡수
○ 불연성재료, 불연성 등급 A1
○ 최대 사용온도 230℃
○ 내화 및 용용온도 약 700℃
○ 재료의 높은 탄성 및 높은 인장강도
○ 취급 중 기계적 손상에 대한 저항성
[그라스울 단열재의 특성]
② 스톤 미네랄울(Ston mineral wool)
스톤 미네랄울은 약 1600℃의 온도에서 용융된 암석의 제품으로 공기 또는 증기로 불어넣어 생산됩니다. 보다 진보된 제품 기술은 실을 생산하는데 사용되는 과정과 같은 고속 회전 헤드에서 용융된 암석을 회전시키는 것에 기초합니다. 최종 생성물은 전형적으로 직경이 2~6㎛인 미세하고 서로 얽힌 섬유입니다. 미네랄울은 바인더, 종종 삼량체 및 먼지를 줄이기 위해 오일을 포함할 수 있습니다.
[스톤 미네랄울 단열재]
○ 미네랄울은 화산에서 비롯된 백운석, 휘록암 및 현무암으로 만들어집니다.
○ 미네랄울은 섬유가 짧음
○ 소리에너지의 큰 흡수
○ 불연성재료, 불연성 등급 A1
○ 최대 사용온도 750℃
○ 1000℃ 이상의 높은 용융 온도
○ 낮은 인장강도
○ 취급 중 기계적 손상에 매우 강함
[미네랄울 단열재의 특성]
③ 미네랄울 단열재의 생산 공정
그라스울 및 암면 단열재는 뛰어난 열 성능을 제공하는 섬유기반 제품입니다. 두 가지 모두 풍부하고 현지에서 공급되며 재생 가능한 천연 자원으로 만들어집니다. 모래와 현무암은 미네랄울의 기본 원료입니다.
ⓐ 원료: 원료는 측정되고 용해로로 보내집니다.
○ 암면: 암면 또는 재활용 물질 + 에너지
○ 그라스울: 원료는 모래, 석회석 및 소다회뿐만 아니라 생산 공정에서 재활용된 부스러기
ⓑ 용해로: 원자재는 일반적으로 1,300℃~1,500℃의 매우 높은 온도의 가열로에서 용해됩니다.
ⓒ 스피닝: 용광로에서 나오는 용해 방울은 섬유로 뽑아집니다. 방울은 빠르게 회전하는 플라이 휠에 떨어지거나 혼합물은 빠르게 회전하는 스피너의 작은 구멍을 통해 흡입됩니다. 이 과정은 그것을 섬유로 만듭니다.
ⓓ 바인딩: 소량의 결합제가 섬유에 첨가됩니다. 제품의 구조와 밀도는 최종 용도에 따라 조정됩니다.
ⓔ 경화: 미네랄울은 약 200℃의 경화 오븐에서 경화됩니다.
ⓕ 절단: 미네랄울은 롤, 배트, 보드로 필요한 크기와 모양으로 절단되거나 다른 제품과 함께 사용하기 위해 맞춤 제작될 수 있습니다. 부스러기와 다른 광물성 실 찌꺼기는 다시 생산 공정으로 재활용되어 투입물과 에너지 요구량을 더욱 감소시킵니다.
ⓖ 포장: 탄성으로 인해, 광물 섬유는 포장 중에 압축되어 부피를 줄일 수 있습니다. 이것은 더 저렴하고 다루기 쉽게 만들고 운송으로 인한 탄소 배출량을 줄이는 결과를 가져옵니다.
[미네랄울 단열재의 생산 공정]
[참고] https://www.eurima.org/about-mineral-wool/production-process.html
또한 단열재별 사용 적정온도에 대한 자료를 올려드립니다. 참고하시기 바랍니다.
http://tiac.ca/wp-content/uploads/2015/12/TIAC_Guide_English_2013-Section-02.pdf
[단열재 사용 온도]