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단열

출처: https://www.researchgate.net/publication/338208869_Insulation_Materials_For_Undergraduate_Students_4_th_Class

 

 

 

2. 단열

 

 

 1) 단열재

 

     환경 온도가 높거나 낮든 외부에서 내부로 또는 그 반대로 다양한 열 전달(전도, 대류 및 복사) 방법을 방지하거나 감소시키는 물질입니다.

 

 2) 단열의 장점

 

   ① 주택의 부분을 통해 전달되는 열을 줄입니다.

   ② 주택의 난방이나 냉방에 필요한 에너지를 줄입니다.

   ③ 건물의 내부 온도를 안정적으로 유지합니다.

   ④ 건축 요소의 온도를 안정적으로 유지하여 긴 수명을 유지합니다.

   ⑤ 에너지 비용을 줄입니다.

   ⑥ 발전소의 연료 연소를 줄입니다.

   ⑦ 온실가스 배출을 줄입니다.

 

 3) 단열재의 분류

 

  (1) 구조에 의한 분류

 

   ① , , 코르크, 고무 및 셀룰로오스와 같은 유기 재료

   ② 유리, 석면, 암면, 펄라이트, 질석 및 규산 칼슘과 같은 무기 재료

   ③ 알루미늄 호일 및 주석 반사물과 같은 금속

 

  (2) 모양에 따른 분류

 

   ① : 유연성의 정도와 압력 및 굽힘의 능력이 다양함. 이것은 그라스울, 암면, 폴리에틸렌 및 호일 세라믹 롤과 같이 못으로 고정될 수 있습니다.

   ② 시트: 폴리에틸렌 층, 폴리스티렌, 코르크 및 셀룰로오스와 같은 특정 치수 및 두께가 있습니다.

   ③ 액체 또는 기체 유체: 폴리우레탄 및 에폭시와 같은 유전체 층을 형성하기 위해 붓거나 분무합니다.

   ④ 알갱이: 분말과 알갱이는 일반적으로 벽 사이의 공간에 배치되며 다른 재료와 혼합될 수 있습니다. 이러한 물질의 예는 알갱이화 된 코르크 및 중합체입니다.

 

 4) 상업용 절연체

 

     전열은 내부와 외부의 열 교환을 감소시키는 모든 지연시스템 및 과정을 말합니다. 더운 기후에서 건물의 단열은 건물에 열이 들어가지 않도록 설계되었습니다. 따라서 단열재를 사용하면 열 전달이 줄어듭니다. 가장 중요한 단열재는 그라스울, 코르크, 폴리우레탄 및 기타 고분자 재료와 피난 패널입니다. 공기는 열전도율 계수가 낮고 모든 곳에서 가용성 때문에 최고의 단열재 중 하나라는 것을 여기에서 언급해야 합니다.

 

  (1) 가장 일반적인 절연체

 

   ① 셀룰로오스: 목재 또는 재생지로 만들어지며 물과 먼지 흡수에 취약합니다.

   ② 코르크: 이것은 코르크 나무에서 가져온 것입니다. EPS라고하는 석유 제품으로 산업화할 수 있습니다. 그것은 패널 형태로 생산되며 열 및 음향 절연체로 사용됩니다.

   ③ 그라스울: 건물과 보일러 및 급수장은 물론 건물 단열에도 널리 사용됩니다.

   ④ 암면: 건물과 창고를 분리하는 데 사용됩니다.

   ⑤ 폴리우레탄: 일반적으로 균열을 채우기 위해 단열 패널 또는 폼으로 사용됩니다.

 

   ⑥ 폴리스티렌: EPS XPS 유형

   ⑦ 에어호일: 2개의 알루미늄 호일로 구성되며 공기 포함 폴리에틸렌 재질로 만들어진 기포. 알루미늄 층은 여름에 태양 복사를 반사하는 반면 기포는 높은 공기 차단으로 인해 벽을 통한 열 전달을 줄입니다. 이 재료는 물과 공기 누출에 대한 우수한 절연체입니다.

   ⑧ 폴리카보네이트 패널: 이 시트는 경량 패널이며, 단열을 위해 공기 공간이 있는 충격을 견딜 수 있도록 여러 층으로 구성되어 있습니다.

   ⑨ 반사 재료: 알루미늄 패널, 반사 페인트 등. 이 재료는 외벽에 태양 복사를 반사하는 데 사용됩니다.

   ⑩ 난연시트: 이것은 단열 능력 외에도 화재 성장을 지연시키는 능력이 특징인 목재 패널입니다.

 


 5) 상변화물질(PCM)

 

     결과적으로 액체와 고체 상 사이에서 진동하는 물질은 주변 온도에 따라 열을 흡수하거나 방출합니다. 파라핀 및 염수화물과 같은 상변화 물질로 작용할 수 있는 많은 물질이 있습니다. 이 물질은 낮에는 대기가 뜨겁고 밤에는 시원하고 온난한 기후에서 사용될 수 있습니다. 따뜻한 날에 이 물질은 실내 공기로부터 열을 흡수하여 액체 상태가 됩니다. 추운 밤에는 재료가 열을 방출하고 다시 고체 상태가 됩니다. 이 과정을 반복함으로써, 실내 공기 온도는 전지없이 안정적으로 유지됩니다.

 

[PCM 행동]

    석고는 다음과 같은 사양으로 상변화 건식 벽을 생산했습니다.

 

   ① 상변화 물질는 마이크로날 파라핀입니다.

   ② 파라핀의 작은 구체(직경 5~10)는 아크릴 표피로 알갱이화 되어있으며, 견식 벽체에서 석고와 혼합됩니다.

   ③ 녹는 온도는 24이며, 32까지 작동할 수 있습니다.

   ④ 열 용량은 125W/m²입니다.

 

[마이크로날 파라핀]

 6) 절연체의 열적 특성

 

     열전도계수와 같이 전도 계수가 작을수록 열 전달에 대한 저항이 우수합니다. 다른 열적 특성은 반사성, 흡수성, 열용량, 밀도, 열팽창 계수 및 열교 계수입니다.

 

  (1) 열전도율: 열을 전도하는 것은 재료의 특성입니다. 열 전달은 열전도율이 낮은 재료보다 열전도율이 높은 재료에서 더 높은 속도로 발생합니다. 이에 따라 열전도율이 높은 재료는 방열판 용도에 널리 사용되며, 열전도율이 낮은 재료는 단열재로 사용됩니다. 재료의 열전도율은 온도에 따라 다릅니다. 열전도의 역수는 열 저항이라고합니다. 전도계를 사용하여 재료의 열전도을 측정하는 여러 가지 방법이 있습니다. 열전도율 단위는 W/m·K입니다.

 

[일반 절연체의 열전도율]

[일반적인 건축 자재의 열전도율]

[일반적인 재료의 열전도율]

[일반적인 가스의 열전도율]

 

  (2) 반사율: 표면에서 전체 입방 방사선에 대한 반사 방사선에 대한 비율입니다. 반사율의 양에 영향을 미치는 요인은 표면을 미세 조정하는 색상과 수준입니다. 아래의 표는 일부 재료의 반사율 값을 보여줍니다.

 

[일반적인 재료의 반사율]

  (3) 흡수율: 이것은 표면에 의한 흡수된 방사선의 비율입니다. 표면의 색은 흡수량에 영향을 줍니다. 아래는 일부 재료의 흡수율 값을 보여줍니다.

 

[일반적인 색의 흡수율]

  (4) 열용량: 재료가 열을 저장하는 능력입니다. 열용량이 높은 재료를 열 질량이라고 합니다.

 

  (5) 밀도: 특정 부피 물질의 질량입니다. 단위는 kg/m³입니다.

 

  (6) 열팽창계수: 이것은 온도 변화의 결과로 재료의 부피 변화량입니다.

 

  (7) 열교 계수: 이것은 열교라고하는 특정 영역에서 열 전달량을 설명합니다. 열교는 건물 외피의 면적으로 주변 지역에 비해 열 전달이 가장 높아 건축자재의 실패, 습기 확산, 곰팡이 성장 등을 초래합니다. 이어한 영역으로는

 

   ① 천장과 벽 사이의 조인트

   ② 창문과 벽 사이의 연결 부분

   ③ 말뚝과 기초