12) 전력 수요 감소
단열재를 사용하면 실내 온도를 안정하게 유지하면서 열 부하를 및 전력 수요량을 감소시킵니다. 일반적으로 전력 소비는 kWh입니다. 연간 에너지수요(AED, Annual Energy Demand)를 계산하기 위해 다음 공식을 사용합니다.
AED = Q전체 × N/100
여기서 N은 사용 일수입니다.
연간 전력 소비량의 양이 건물의 성능을 결정합니다. 건물 성능 계수는 바닥 면적에 따라 다음 관계에서 계산할 수 있습니다.
BPF =AED / 바닥 면적
건물성능계수(BPF, Building Performance Factor)는 에너지 소비 측면에서 건물 유형을 결정하는 데 사용되며, 높은 에너지 건물은 연간 250kWh/m² 이상을 소비하고, 중간 에너지 건물은 매년 평균 100~200kWh/m²을 사용하며, 저에너지 건물은 매년 50kWh/m²을 소비합니다.
[에너지 분류 표준]
13) 오일 소비 감소
매년 약 300리터의 기름이 단열되지 않은 주택을 위해 냉방 및 난방을 위한 전기 생산을 위해 연소하는 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 단열 기술을 사용하여 최대 60%까지 절약할 수 있습니다. 에너지수요와 바닥 면적의 연간 석유 소비량(리터/m²) 사이의 관계를 결정하기 위한 근사 방정식은 다음과 같습니다.
오일 소비 = 1.5 × Exp(리터/m²)
14) 온실 효과
온실가스는 적외선을 흡수하고 열이 대기로부터 빠져나가지 못하게 하는 대기 중의 복합 가스일 수 있습니다. 온실가스는 지구 온난화 현상에 영향을 줍니다.
[온실가스]
주거용 건물 부문은 온실가스 증가에 큰 영향을 미치며, 기후에 가장 큰 피해를 줍니다. 전통적인 주택은 매년 7,000kg 이상의 이산화탄소를 대기로 방출합니다. 바닥 면적의 연간 CO2 배출량과 에너지수요 사이의 관계를 결정하는 대략적인 공식은 다음과 같습니다.
CO2 배출량 = 3.5 × Exp(BPF/120)
(1) 오일 소비와 CO2 배출에 대한 추가 계산의 예
그림과 같이 10m×5m×3m 크기의 주택에 단열된 벽과 천장이 있습니다. 복사 및 대류 열전달의 영향은 무시합니다. 다른 열원을 통해 얻은 열로 인해 4000W를 추가합니다. 계산은
① 건물을 통해 전달되는 총 열
② 냉방의 결과 건물 내에서 연간 전력 소비량(120일 동안 냉방 사용을 전제함)
③ 건물의 효율성
④ 연간소비량에 따른 발전소의 석유소비량
⑤ 발전소의 CO2 배출량
K미장=1, KEPS=0.05, K=0.3, K석고=0.8
① 열전달
○ 미장 R1 = x1/k1 = 0.02/1 = 0.02
○ EPS R2 = x2/k2 = 0.04/0.05 = 0.8
○ 써모스톤 R3 = x3/k3 = 0.24/0.3 = 0.8
○ 석고 R4 = x4/k4 = 0.02/0.8 = 0.025
○ 전체 저항 R = R1 + R2 + R3 + R4 = 1.645
○ U = 1/R = 0.608W/m²·K
○ A = (10×3×2) + (5×3×2) + (10×5) = 140m² 벽과 지붕의 전체 면적
○ Q = U A(Ti-T0) = 0.508 × 140 × (45-28) = 1957W
② 연간 전력 수요
Q전체 = 1957 + 4000 = 5957W
AED = Q전체 × N = 5957 × 120/100 = 7148kWh
③ BPF = AED/바닥 면적 = 7148/50 = 143kWh/m² 중간 에너지 주택
④ 오일 소비 = 1.5 × Exp(BPF/120) = 1.5 × Exp(143/120) = 5리터/m²
⑤ CO2 배출량 = 3.5 × Exp(BPF/120) = 12kg/m²
15) 열화상
FLIR, FLUKE 및 MSA와 같은 열화상 카메라를 사용하여 열 화상 이미지를 캡쳐할 수 있습니다. 열화상 이미지는 우수하거나 열악한 단열 수준의 차이를 설명하는 데 사용됩니다. 벽을 통한 열 손실은 여러 색상으로 강조 표시됩니다. 방출되는 방사선의 양은 온도에 따라 증가하므로, 따라서 따뜻한 물체는 차가운 물체의 파란색에 대해 빨간색으로 나타납니다.
(1) 예: 아래 그림은 겨울에 건물의 열화상 이미지를 보여줍니다.
[단열 전 열화상]
[단열 후 열화상]
[겨울철 창문의 열화상]
(2) 열화상 설명: 단열재가 없는 열 화상에서 열은 벽과 다른 건물 요소를 통해 쉽게 전달됩니다. 따라서 외부 면은 빨간색과 노란색에 가깝습니다. 다른 단열 후 열 화상에서, 열은 내부에 축적되고 외부 면은 동일한 주위 온도를 가지므로 청색 및 녹색으로 나타납니다.
16) 경제적 효과
단열재의 품질은 우수한 단열 요건을 충족하고 에너지소비를 줄이기 위해 선택됩니다. 공정을 보다 경제적으로 하기 위해서는 다음 요인에 따라 건물의 단열재를 신중하게 선택해야합니다.
① 단열재 양과 두께
② 단열재 및 인건비
③ 건물에 절약되는 에너지 양. 따라서 절약된 비용
단열재의 경제적 가치는 단열재 비용에서 일정 기간 동안 절약되는 냉장 장치의 비용을 뺀 것과 동일합니다. 건물의 완전한 단열은 건축 비용을 최대 20%까지 증가시키는 것으로 밝혀졌지만, 이 비용은 몇 년 안에 전력비가 낮아져서 복구될 것입니다. 일부 국가는 전력비를 면제하여 저에너지주택을 장려합니다. 일부 단열재의 비용은 아래와 같습니다.
[일반적 단열재 평균 비용]