단열성능 측정 방법
출처: http://www.aprbuildingservices.com.au/C1_Energy_Smart_Housing.html
5. 단열성능 측정 방법
1) R-VALUE
모든 단열재는 열전달을 제한하는 성능을 평가합니다. 이것은 열 저항 또는 저항으로 알려진 R-값으로 표현됩니다. R-값은 절연체로서의 성능에 대한 지침으로, R-값이 높을수록 단열 효과는 커집니다. R-값은 미터법의 m²·K/W를 사용하여 표현합니다.
① m²는 지정된 두께의 재료를 1m 제곱한 것을 의미합니다.
② K는 재료를 가로 지르는 1°의 온도차(켈빈 또는 섭씨)를 나타냅니다.
③ W는 재료를 가로 지르는 열 흐름의 양을 W로 나타냅니다.
동일란 R-값을 갖는 제품은 서로 동일한 단열 효과를 제공하며, 올바르게 설치되었다고 가정합니다. 제조업체의 정보를 사용할 수 없는 경우, R-값은 다음에 포함된 데이터 및 방법을 사용하여 계산할 수 있습니다.
① Australian Standard AS 2627.1(1993): Thermal insulation of dwellings
② The Australian Institute of Refrigeration, Air Conditioning and Heating handbook
2) U-VALUE
때때로 단열재는 R-값보다는 U-값으로 평가됩니다. U-값은 재료 또는 건물 요소(열 투과율)를 통한 열 전달을 측정하는 반면, R-값은 열 전달에 대한 저항을 측정합니다. U-값은 종종 기술적인 문헌을 이용하여 사용되며, 특히 유리의 열적 특성을 나타내며 열 손실과 열 이득을 계산합니다. U-값은 R-값의 역수이며 R=1/U 또는 U=1/R, 예를 들어 R-값이 2.0이면 U-값은 1/2 또는 0.5입니다.
U-값은 미터법 단위(W/m²·K)를 사용하여 표현합니다.
① W는 재료를 가로 질러 전송되는 열의 양을 의미합니다.
② m²은 지정된 두께의 재료를 1m제곱한 것을 의미합니다.
③ K 또는 ‘degree Kelvin’은 재료의 온도 차이를 나타냅니다.
3) 사용 예
전체 R-값이 1.7인 단열된 벽돌 벽은 U-값이 0.588(W/m²·K, 즉 1을 1.7로 나눈 값)입니다. 이것은 내부 및 외부 온도가 1° 차이가 나는 경우, 벽의 각 1m²에 0.588W의 열이 전달됨을 의미합니다.
[벽 전체의 R-값]
6. 단열 제품의 종류
다음은 사용 가능한 단열 재료의 범위에 대한 일반적인 정보를 제공합니다. 호주의 표준은 대부분의 단열 제품을 포함합니다. 제품이 호주 표준을 준수하는 경우, 우수한 수준의 성능 및 신뢰성을 기대할 수 있습니다. 표준이 존재하지만, 성능의 최적화를 보장하기 위해 제품이 독립적으로 시험되었는지 확인하는 것이 중요합니다.
이는 National Association Testing Authorities에서 실시해야 합니다.
1) 대부분 단열재
대부분의 단열재는 재료 내에 갇혀있는 수백만 개의 작은 공기 주머니를 포함합니다. 이 공기는 재료의 단열 효과를 제공하므로, 대부분의 단열재는 압축하지 않는 것이 중요합니다. 대부분의 단열재는 펠트, 블랭킷, 롤 및 보드 형태로 사용할 수 있으며, 펌핑, 날리거나 또는 손으로 밀어 넣어 사용할 수 있습니다.
(1) 펠트 및 블랭킷
① 그라스울(glasswool)
ⓐ 녹은 유리로 만든 유연한 매트의 미세 섬유
ⓑ펠트 또는 블랭킷으로 이용 가능
ⓒ 일반적으로 R-값이 명확히 표시된 DIY 팩으로 판매
ⓓ 압축하거나 축축하게 하면 안 됨
ⓔ 설치하는 동안 모든 끝과 가장자리는 견고하게 연결해야 함
ⓕ 블랭킷은 특정 유형의 설치를 위해 롤로 제조되며, 예를 들어 경사진 지붕이나 평평한 지붕 밑에 사용
ⓖ 블랭킷은 펠트보다 얇고 밀도가 높으며, 한 면에 반사 호일을 부착하여 사용할 수 있음
② 락울(rockwool)
ⓐ 고온에서 녹은 화산암으로 만들어져 미세 섬유로 펠트화
ⓑ 펠트 또는 블랭킷으로 이용 가능
ⓒ 그라스울보다 밀도가 높기 때문에 단위 두께 당 R-값이 더 높음
ⓓ 그라스울보다 우수한 흡음 성능
ⓔ 일반적으로 그라스울보다 비쌈
ⓕ 다른 특성은 유리섬유와 비슷함
[락울(rockwool)]
그라스울(glasswool)과 락울(rockwool)은 함께 ‘미네랄 울(mineral wool)’ 단열재이라고 합니다. 피부와 상부 호흡 기관을 자극할 가능성이 있기 때문에, 장갑과 안면 마스크를 포함한 모든 보호 복을 설치 중에 착용해야합니다.
③ 천연 양모
ⓐ 양털로 제조되어 단열재로 펠트나 블랭킷으로 만들어짐
ⓑ 세척 공정 중에 해충 및 부식 방지제로 처리한 새로운 세척된 양모로만 제조됨
ⓒ 양모의 방수 처리는 제조사의 시험 결과가 필수적이며, 4개월 이상 경과하면 안 됨
ⓓ 대부분의 펠트와 블랭킷은 폴리에스테르 혼방 소재로 되어 있어 침전과 압축을 줄임
ⓔ 자연적으로 화염 저항성이 있지만, 함성 섬유를 첨가하면 인화성이 증가함
ⓕ 다른 종류의 양모가 동일한 두께에 대해 서로 다른 R-값을 제공할 수 있음
④ 폴리에스터(polyester)
ⓐ 폴리에스터 섬유(재생 PET병 포함)로 만든 유연성의 펠트
ⓑ 펠트 또는 블랭킷으로 이용 가능
ⓒ 미네랄울과 비슷한 물리적 성질을 가지고 있지만, 과민성이 없으며 물리적 또는 건강상의 위험이 없음
ⓓ 타지 않지만 고온의 직사광선에 노출되면 녹음
(2) 충전 단열재
이러한 유형의 단열재는 촘촘하지 않은 형태로 공급되며 잘게 조각나거나 과립화된 물질로 이루어지며, 일반적으로 공급자나 제조업체가 설치합니다. 알맞은 단열 덮개를 제공하기 위해서는 정확하게 설치해야 합니다. 배기 팬, 이중 벽, 천장 환기 및 조명 장치를 통해 절연물이 떨어지는 것을 방지하기 위해 장벽을 설치해야합니다. 충전재는 시간이 지남에 따라 정착되어 그 효과가 감소될 수 있습니다.
이 유형의 단열재는 25° 피치 미만의 평평하거나 얕게 기울어진 천장에 더 적합합니다. 일부 rockwool 단열재를 제외하고 충전 단열재는 천장에만 적합합니다.
[충전 단열재]
① 셀룰로오스 섬유
ⓐ 폐기된 종이를 분쇄하여 미세한 솜털로 만듬
ⓑ 인화성을 줄이기 위해 난연성 화학 물질로 처리함
ⓒ 다른 유형의 대부분 단열재보다 구입 및 설치 비용이 저렴함
ⓓ 품질과 설치가 크게 다를 수 있음
② 천연 양모
ⓐ 천연 양털을 잘라 만듬
ⓑ 순수하고 새롭게 세척된 양털로만 이루어지며 합성 섬유 또는 염색되거나 재활용된 물질을 함유하면 안됨
ⓒ 싼 털의 등급이 일반적으로 사용되며, 작은 가죽을 포함할 수 있음: 성능에 영향을 주지 않아야 함
ⓓ 세척 과정 중에 해충 및 부식 방지제로 처리
ⓔ 다른 특성은 천연 양모 매트 및 블랭킷과 유사함
③ 과립화 암석
ⓐ 충전 형태의 암면
ⓑ 발수제로 처리한 경우, 발수제는 이중 벽돌 및 벽돌 벽을 채우기 위해 사용할 수 있음
(3) 보드
이 단열재는 벽과 천장에 주로 사용합니다.
① 발포폴리스티렌
ⓐ 경질, 폐쇄 셀 폴리스티렌 방수 보드
ⓑ 높은 압축 강도
ⓒ 난연제를 함유하고 있으며, 불연성 표면(석고보드, 벽돌 또는 반사 호일)에만 설치
ⓓ 단위 두께 당 매우 높은 R-값
ⓔ 일반적으로 다른 종류의 단열재보다 저렴
2) 열반사 단열재
열반사 단열재는 고 반사성 알루미늄 호일의 얇은 시트로 만들어지며, 광택된 표면에서 열을 반사하면서 소량만 흡수 및 방출합니다. 최대한의 효과를 내기 위해서는 정지된 공기층과 함께 결합되어야합니다.
[열반사 단열 및 열 흐름]
열반사 호일 단열재에서 제공되는 R-값은 대부분 단열재에서 제공되는 R-값과 동일합니다. 열반사 호일의 R-값은 방향, 두께 및 온도 차이가 있는 인접 공기 공간의 특성에 의해 영향을 받습니다. 열반사단열재와 대부분 단열재를 결합하여 적절한 성능을 얻을 수 있으며, 전문 열반사단열재를 사용하여 신중하게 설치해야합니다. 틈이나 찢어지면 성능이 크게 떨어지며 표면에 먼지가 쌓일 수도 있습니다.
(1) 얇은 열반사 호일
ⓐ 유리섬유 강화재로 종이에 적층된 호일
ⓑ 롤로 공급
ⓒ 일반적으로 서까래와 지붕 사이에 대는 얇은 판자 및 벽 단열에 사용
ⓓ 양쪽 호일은 한쪽 면보다 더 효과적이지만, 양쪽 면은 공기 공간을 마주보아야하며, 방수입니다.
ⓔ양면 호일은 일반적으로 눈부심 방지 코팅을 하며, 이는 단열재의 유효 성능을 10% 감소시킵니다.
① 다중 셀 열반사단열재
ⓐ 분할에 의해 분리된 2개, 3개 또는 4개의 적층된 호일로 1, 2 또는 3층 셀 구조
ⓑ 제품에 따라 천장 들보 위에 설치하거나 벽 스터드 사이에 설치할 수 있음
ⓒ 틈새를 통한 공기 이동을 방지하기 위해 견고하게 서로 맞대어야합니다.
ⓓ R-값은 셀의 수와 다른 재료 사이에 정지된 공기층이 있어야함
② 대부분 단열재에 호일 접착
ⓐ 반사 호일을 펠트, 블랭킷 또는 단열보드에 접착
ⓑ 호일이 공기 공간을 마주 보도록 설치하면 단열 효과 증대
ⓒ 블랭킷은 성당과 같은 건물의 천장에 설치하면 좋음