단열재: 단열 이점 외
출처: http://www.aprbuildingservices.com.au/C1_Energy_Smart_Housing.html
Ⅶ. 단열재
이 장의 내용은 단열재의 장점, 단열재의 종류 및 단열 성능을 측정하는 방법에 대해 설명합니다. 단열재 선택 및 설치에 대한 지침이 제공됩니다.
1. 단열 이점
단열재는 가정에서 에너지 효율을 높이는 가장 효율적인 방법입니다. 건물 외장의 단열재는 겨울동안 열을 유지하는데 도움이 되지만, 여름에는 열을 배출하여 쾌적함을 개선하고 에너지를 절약합니다. 주택의 단열은 난방 및 냉방 에너지의 45~55%를 절약할 수 있습니다.
아래 표는 단열재를 설치할 때 난방 및 냉방 에너지절감 효과를 보여줍니다.
[단열재에 의한 일반적인 에너지절약]
단열재의 이점은 이래와 같습니다.
① 쾌적함이 일 년 내내 향상됩니다.
② 난방 및 냉방 비용을 40%이상 절약할 수 있습니다.
③ 이것은 약 5~6년 안에 비용을 회수할 수 있습니다.
④ 재생 불가능한 자원을 절약하고 온실가스 배출량을 줄이는 냉난방 필요성이 적습니다.
⑤ 벽과 천장의 응축을 거의 제거합니다.
⑥ 일부 단열재는 방음용으로 사용될 수 있습니다.
2. 단열재 작동 원리
단열재를 설치하지 않은 주택은 겨울철 많은 열 손실과 여름철 열 획득으로 영향을 받을 수 있습니다.
모든 재료는 열의 통과를 측정할 수 있습니다. 금속, 유리 또는 공기와 같은 일부 재료는 보다 열이 쉽게 전달되도록 합니다. 동물의 모피 또는 양모, 두꺼운 직물 그리고 정지된 공기는 열 흐름에 훨씬 강하며 절연체라고 합니다.
‘단열재’라는 용어는 열 흐름에 대한 실질적인 저항을 제공하는 재료를 의미합니다. 이러한 재료가 건물의 천장, 벽 및 바닥에 설치되면 건물의 안과 밖으로 열 흐름이 줄어들고, 난방 및 냉방의 필요성이 최소화됩니다.
천장과 벽은 단열될 수 있지만, 넓은 영역에 보호되지 않은 유리가 있거나 고정된 벽 통풍구와 틈새, 외부 문과 창문 주변에 균열이 있는 경우 열 손실은 겨울에 여전히 발생할 수 있습니다. 단열을 보완하기 위해 적절한 내부 창 덮개(장식하는 천이 있는 커튼) 및 외풍 차단이 필수적입니다.
단열재는 항상 창문의 차양과 결합되어야 하고, 여름철에는 적절한 환기가 이루어져야합니다. 음영이 없으면, 창문을 통해 주택으로 들어오는 열은 단열재에 의해 갇혀 불편함을 유발합니다.
3. 열전달의 이해
열이 전달되는 세 가지 방법, 즉 복사, 대류 및 전도가 있습니다. 겨울철 따뜻한 석고 천장은 이러한 다양한 열전달 방법의 예를 제공합니다.
1) 복사(radiation)
복사는 햇빛이나 화재에서 열이 나는 것과 같이, 피부가 감지할 수 있는 직접적인 열입니다. 뜨거운 물체의 표면에서 방출되는 복사열(적외선)은 더 서늘한 물체로 직접적으로 이동합니다. 복사열 전달의 경우, 추운 밤에 따뜻한 석고보드 천장에서 더 차가운 지붕 타일로 열이 방출됩니다.
[복사열 전달]
2) 대류(convection)
대류는 가스 또는 액체의 이동을 통해 열을 전달합니다. 예를 들어, 공기가 따뜻해지면, 따뜻한 공기는 상승하고, 더 차가운 공기로 대체됩니다. 이것은 열을 전달할 수 있는 사이클 또는 대류를 생성합니다. 대류 열전달(convective heat transfer)과 함께 천장 위의 따뜻한 공기층이 상승하여 차가운 지붕 표면과 접촉하게 되고, 지붕 재료에 약간의 열을 잃음으로써 냉각되고, 그런 다음 이러한 과정이 반복되어 석고보드로 떨어집니다.
[대류 열전달]
3) 전도(conduction)
전도는 재료 내의 따뜻한 부분에서 차가운 부분 또는 서로 접촉하는 두 재료 사이의 열 전달입니다. 공기와 같은 가스는 열을 잘 전달하지 못합니다. 고체, 특히 금속은 훨씬 열을 쉽게 전달합니다. 전도성 열 전달의 경우, 주택 내부의 열은 다음 층으로 열을 전달하는 석고보드 천장의 아래층을 따뜻하게 합니다.
[전도 열전달]
4. 단열의 원리
열 흐름에 대한 저항은 다른 방법으로 작용하는 대부분의 단열 또는 반사 단열의 사용으로 달성됩니다.
1) 대부분 단열
대부분의 단열은 구조 내에서 수백만 개의 작은 공기 주머니 또는 기타 가스를 포착합니다. 이 공기 주머니는 열 흐름에 대한 저항력을 제공합니다. 대부분의 단열재는 복사, 대류 및 전도된 열 흐름을 감소시킵니다.
[대부분 단열과 열 흐름]
2) 반사 단열
반사 단열은 밀폐된 공간을 교차하여 복사열 전달을 줄임으로써 작동하며, 예를 들어 벽돌과 석고보드 사이에 단열재를 넣습니다. 벽이나 지붕 밑의 호일은 여름철 실내에서 방사열을 반사합니다. 최소 25mm의 정지된 공기층(밀폐된 공기 공간)이 있으면 가장 효과적으로 반사할 수 있습니다. 최상의 성능을 위해 반사 단열재는 깨끗하고 먼지가 없어야합니다.
[열 흐름과 반사 단열]