출처: https://mcrma.co.uk/?s=PROFILED+METAL+ROOFING+DESIGN+GUIDE
http://www.mcrma.co.uk/pdf/mcrma_t14.pdf
2) 컴퓨터 모델링
(1) 원리
승인된 문서 L2의 B4는 계산된 열관류율 값에 대한 결합 방법이 금속으로 연결한 경로가 포함된 요소에
서는 적용되지 않는다고 명시하고, 보다 일반적인 경우 BS EN ISO 10211-2 및 BS EN ISO 10211-1,
금속 외장의 경우 BRE EN IP 5/98로 사용자를 안내합니다. 이 모든 방법은 광범위한 소프트웨어 패키지
를 사용하여 건축 세부 사항을 통해 온도 및 열 흐름에 대한 2차원 및 3차원 모델링을 기반으로 합니다.
BS EN ISO 10211-1에서 표준화된 열 모델은 분석할 구성을 여러 개의 균일한 재료 블록으로 나눈 다음
모두에 2차원 또는 3차원 격자를 도입합니다. 아래 그림은 전형적인 레일과 브래킷이 있는 이중 스킨
시스템에 부과된 2차원 격자의 예를 보여줍니다.
[스페이서에 대한 격자]
내부와 외부 온도 및 열전달 계수가 정의된 후, 모델은 격자 선이 교차하는 각 마디에서 온도와 열 흐름
을 계산하기 위해 정확도가 증가하는 일련의 접근을 수행합니다. 내부 표면과 같은 특정 관심 지점에서
열관류율 값과 온도를 계산할 수 총 열 흐름을 표시할 수 있습니다.
이 모델은 내부 및 외부 상태가 안정적이라고 가정하고 열전도율과 같은 재료 특성은 온도 변화에 영향을
받지 않습니다. 모델이 정확한 결과를 제공하려면 다음이 필수적입니다.
□ 모델은 열교로부터 가교의 존재에 영향을 받지 않는 열 흐름 지역 또는 열교 사이의 대칭선으로 확장합
니다.
□ 마디를 정의하는 격자는, 특히 매우 다른 열전도율을 갖는 재료가 근접하게 접촉하는 영역에서 적절하게
지정됩니다.
BS EN ISO 10211-1은 이 두 요소 모두에 대한 지침을 제공하지만, 적절한 격자의 정의가 어려울 수
있으며, 특히 금속 지붕과 외장(샌드위치패널 및 홑강판과 같은 징크강판)의 경우 a) 지붕의 넓이와 비교
하여 작은 스페이서를 포함할 수 있고 b) 금속과 단열재가 직접 접촉하고 있어 상당한 경험이 필요합니다.
잘못된 격자의 정의는 계산된 열관류율 값의 10~20%의 오차를 유발할 수 있습니다.
(2) 2차원 모델링
[참고: https://blog.naver.com/bauhaushong/220261081497]
많은 금속 벽 및 지붕 시스템(샌드위치패널 및 홑강판과 같은 징크강판)에는 Z 스페이서 또는 스페이서
레일과 내장 및 외부 시트 형상과 같은 직선형 앵글이 포함되어 있으며 서로 직각을 이루면서 아주 작은
상호 작용을 합니다.
[지붕 형상과 직각인 스페이서]
따라서 이것은 아래 그림과 같이 2차원에서 개별적으로 모델링할 수 있으며, 결과를 결합하여 구조의
실제 열관류율 값을 제공할 수 있습니다. 모델이 직사각형 요소를 처리함에 따라, 내부 및 외부 형상은
일련의 단계로 근사치를 계산했으며, 이는 무시할 수 있는 오류를 발생시킨다는 것을 유의해야합니다.
[Z 스페이서로 인한 온도 및 열 흐름의 왜곡]
[내부 형상으로 인한 온도 및 열 흐름의 왜곡]
[외부 형상으로 인한 온도 및 열 흐름의 왜곡]
BRE EN IP 5/98은 영국에서 일반적으로 사용되는 일부 유형의 단열된 이중 금속 지붕 및 벽 시스템
(샌드위치패널 및 홑강판과 같은 징크강판)의 열 성능을 결정하는 절차에 대해 설명합니다. 내부 강판과
외부 강판 사이에 다양한 금속 연결 경로로 인한 열교를 고려한 절차는 다른 단순화된 방법보다 현실적
이며, 그러한 시스템의 열 성능을 합리적으로 정확하게 평가할 수 있습니다.
BS EN ISO 10211-1과 완벽하게 호환되는 2차원 컴퓨터 패키지 KOBRU는, a) 스페이서와 내장 사이에
25mm 공기 틈이 있고, b) 스페이서와 내장 사이에 25mm의 단열재가 있고, c) 스페이서와 내장 사이에
50mm의 단열재가 있는, 3개의 다른 레일과 브래킷 스페이서 및 Z 스페이서 지붕의 열관류율 값을 계산
하기 위해 사용되었습니다. 그 결과 레일과 브래킷 스페이서는 열 성능에 거의 영향을 미치지 않으며,
브래킷이 적어도 미터 간격으로 떨어져 있으면 무시할 수 있음이 밝혀졌습니다.
Z 스페이서의 경우 열관류율 값은 단열 두께, 스페이서 중심 및 단열재 열전도율의 함수로 계산되며, IP
에는 이러한 매개 변수의 모든 조합에 대해 열관류율 값을 읽을 수 있는 그래프가 포함됩니다.
이 열관류율 값은 단열재 위에 모든 연속적인 공기 공간의 효과와 단열재를 간헐적으로 압축하는 내부
강판의 영향을 보정할 수 있습니다.
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(3) 3차원 모델링
[참고: https://blog.naver.com/kharn712/221296824558]
BRE EN IP 5/98 및 KOBRU는 개별 또는 결합된 2차원 단면으로 완전히 표현될 수 있는 선형 형상을 포
함하는 Z 스페이서 또는 레일과 같은 구조를 위해 열관류율 값을 계산하는 현실적인 방법을 제공합니다.
그러나 일부 구조물에는 지붕을 가로지르거나 위에 규칙적으로 반복되는 알루미늄 클립과 같은 구조
요소를 포함하여 국부적이고 상대적인 심한 열교를 일으킵니다. 이것들은 일반적으로 각각의 경우에
대해 개별적으로 개발되어야하는 완전한 3차원 모델로 분석되어야하며, 복잡한 세부 사항에 대해 어렵고
시간이 많이 걸리는 과정입니다.
3차원 분석을 수행할 수 있는 많은 소프트웨어 패키지가 있습니다.
BRE는 TRISCO라는 패키지를 사용하며, BS EN ISO 10211-1과 완벽하게 호환되므로 승인된 문서 L2
의 요구 사항을 충족합니다.
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