출처: http://rdh.com/wp-content/uploads/2014/04/Other-Considerations.pdf
#4: 발코니 및 다양한 열교차단 계획에 대한 열 모델링 고려사항
1. 발코니 및 노출된 슬래브 가장자리 설계 변수의 열 영향 분석
일련의 열 모의시험을 수행하여 다양한 설계 변수가 벽 조립의 열 성능 및 실제 R-값에 미치는 영향을 평가
했습니다. 다음과 같은 설계 변수가 고려되고 분석되었습니다.
① 단열된 슬래브 가장자리, 노출된 슬래브 가장자리, 눈썹 돌출(2in 깊이) 및 발코니 돌출의 비교
② 슬래브 두께(6in, 8in 및 10in)의 영향
③ 마루 마감의 영향(없음/타일, 카펫 및 밑받침, 경재 및 밑받침)
④ 슬래브 및 슬래브 꼭대기에 내장된 복사 튜브의 영향
⑤ 다음과 같은 발코니 열교 차단 해법 또는 제품의 비교
– 단열 유무에 관계없이 구조적인 컷아웃
– 단열재와 관계없이 집중 보강 철근
– 발코니 단열재 랩(다양한 적용 범위)
– 다양한 전도성(R-값)으로 생산된 발코니 열교차단재
이러한 설계변수는 다른 실제 단열계획(R-2, R-5, R-10, R-20)을 대표하는 4가지 단순화된 외부 단열 콘크
리트 벽면 R-값 상황으로 분석되었습니다. 이 가능한 단열 계획의 범위에서 각 변수의 상대적 중요성을 입증
하기 위해 수행되었습니다. 에너지법 R-값 요구 사항은 R-10~R-20 범위이며, “녹색”건물의 경우 더 높을 수
있지만, 많은 건물은 R-2~R-5 범위로 상대적으로 열악한 열 성능 벽이 건설됩니다. 이 분석을 위한 기본 열
모델은 평가된 변수와 함께 아래와 같습니다.
2. 노출된 슬래브 가장자리와 발코니 R-값 영향
첫 번째 분석은 바닥에서 바닥까지 8′-8″ 높이 벽면의 전체 실제 R-값에 대한 슬래브 가장자리의 열 및 에너
지 영향에 대해 평가합니다. 4가지 외벽 단열의 경우 R-2, R-5, R-10 및 R-20에 대해 시험되었습니다.
아래 표의 결과는 다양한 돌출 깊이로 단열재를 통해 노출된 슬래브 가장자리의 결과로 전체 벽 조립의 실제
R-값을 비교합니다.
슬래브 가장자리 종류에 대한 벽 조립 R-값 영향]
외부 단열된 벽의 경우처럼, 노출된 슬래브 가장자리는 벽 조립의 전체 R-값에 큰 영향을 미칩니다.
이 영향은 인접한 벽에서 R-2~R-20의 실제 외벽 단열이 있는 경우 R-값이 11%에서 62%로 감소합니다.
결과는 또한 일단 슬래브 가장자리가 외부(내부 단열된 벽 조립에서 일반적임)에 노출되면 실제 R-값은 현저
하게 감소합니다. 실제로 외부 여분의 콘크리트는 시스템에 매우 작은 “단열”을 제공하며, 어떤 경우에는 실
제 R-값이 약간 높아집니다.
3. 슬래브 가장자리 두께의 R-값 영향
두 번째 분석은 바닥에서 바닥까지 8′-8″ 높이 벽면의 전체 실제 R-값에 대한 슬래브 두께(6″~10″)의 영향
을 평가합니다. 6″(150mm) 콘크리트 벽면에 설치된 R-2, R-5, R-10 및 R-20의 외부 단열 4가지 사례가
시험됩니다. 발코니에 대한 결과는 이전에 설명한 것과 매우 유사하며, 노출된 슬래브 가장자리 상황에 대해
서만 데이터가 제공됩니다.
아래의 표의 결과는 슬래브 가장자리 두께의 결과로 전체 벽 조립의 실제 R-값을 비교합니다.
그림에서 알 수 있듯이 슬래브 가장자리 두께는 증가된 두께가 크게 나타나지 않더라도 전체 벽 R-값에 상당
히 중요한 영향을 미칩니다. 이것은 단열되는 벽과 관련하여 단열되지 않는 슬래브 부분의 면적 중량이 증가
했기 때문입니다. 슬래브 가장자리 두께의 영향은 R-2 벽면의 경우 9%에서 13%, R-20 벽면의 경우 56%에
서 65%의 전체 감소합니다.
[슬래브 가장자리 두께]
[슬래브 가장자리 두께에 대한 벽 조립의 R-값 영향]
4. 내부 바닥마감 및 바닥내 복사열의 R-값 영향
세 번째 분석은 바닥에서 바닥까지 8′-8″ 높이 벽면에 대한 전체 실제 R-값에 대한 내부 바닥마감의 열 영향
을 평가합니다. 이러한 바닥마감 결과에는 바닥내 복사열이 R-값에 미치는 영향도 포함됩니다. 6″(150mm)
콘크리트 벽면에 설치된 R-2, R-5, R-10 및 R-20의 외부 단열 4가지 사례가 시험됩니다. 노출된 슬래브
가장자리, 다른 깊이 발코니에 대한 결과는 이전에 설명한 것과 매우 유사하므로, 6′ 발코니 상황에 대한 데이
터만 제공됩니다. 바닥내 복사열 경우를 제외한 모든 경우는 공기가열난방시스템을 가정합니다.
복사열은 미완성 또는 세라믹타일 바닥을 가정합니다.
아래 그래프의 결과는 다른 내부바닥 재료와 전체 벽 조립의 실제 R-값을 비교합니다.
천장은 노출된 콘크리트입니다. 보는 바와 같이, 내부바닥 마감은 발코니(1% 미만)에서 벽 조립의 R-값에
무시할 수 있습니다. 실내 복사열과 다른 공기 가열시스템을 함께 사용하면 전체 조립의 R-값(1%)이 약간
감소합니다. 이것은 따뜻한 콘크리트 슬래브에서 증가된 표면 전달의 결과입니다.
[바닥마감 및 바닥내 복사열]
5. 다양한 발코니 열교차단 해법 및 제품의 R-값 비교
일련의 열 모의시험에서 다음과 같은 열교차단 해법 또는 열교차단재 제품으로 벽 조립의 실제 R-값을 결정
했습니다. 제품의 각 건축비와 노출된 발코니 길이당 설치비와 일반적인 비용이 제공됩니다.
① 단열과 상관없이 구조적 컷아웃
② 단열과 상관없이 집중 보강
③ 단열재로 발코니 감쌈(다양한 적용)
④ 다양한 전도성과 함께 생산된 발코니 열교차단재
6. 다양한 발코니 열교차단 해법 및 열교차단재의 R-값 비교
다양한 발코니 열교차단 해법을 위한 실제 R-값은 다음 도표와 부록의 표에 있습니다. 여기에 제시된 실제
R-값은 8″ 슬래브가 있는 8′-8″ 높이 벽에 대한 것입니다. 짧은 벽의 실제 R-값은 슬래브 가장자리의 큰
영역 영향으로 낮아집니다. 4가지 다른 발코니 열교차단 해법/열교차단재는 다음과 같습니다.
① 구조용 컷아웃: 슬래브의 60%가 빈 공간인 12″ 컷아웃과 나머지 40%는 끝에서 전체 슬래브 하중을 수용하
도록 보강됩니다. 이 공간은 안전상의 측면에서 난간 또는 화분으로 보호되어야합니다. 단열재는 현재 노출
된 슬래브 가장자리에 배치되거나 배치되지 않을 수 있습니다. 벽 단열과 일치하는 단열 수준이 필요합니다.
[빔 보강과 구조 절단]
② 집중된 보강: 모든 슬래브 보강재를 일련의 작은 기둥을 만들기 위해 슬래브의 40% 영역 내에 배치하는
상황으로 구성됩니다. 보강재 사이의 60% 영역에서 콘크리트는 2″(50mm) 압출법보온판으로 단열되거나
비 단열 생태로 유지됩니다.
[단열과 상관없이 집중 보강]
③ 단열 감쌈: 노출된 발코니의 상단과 하단에 2″(50mm) 압출법보온판으로 감싸 다양하게 구성됩니다.
[단열재 감쌈(다양한 깊이 적용)]
④ 발코니 열교차단: 전도성의 발코니 Schoeck Isokorb® 열교차단재로 구성됩니다.
Schoeck Isokorb® 열교차단재는 2.5″(80mm) 및 4.75″(120mm) 깊이 열교차단을 위해 R-2.5~R-5.7
범위의 제품이 제공됩니다.
[발코니 및 슬래브 가장자리 열차단을 목적으로 생산된 열교차단재]
[발코니 열교차단 해법과 열교차단재의 벽 조립에서 실제 R-값 비교]
6. 다양한 발코니 열교차단 해법에 대한 비용과 선형열관류율(Ψ)
선형열관류율(Ψ)은 아래 그림에 표시되어 있습니다. 이 값은 이전 페이지에서 계산된 R-값과 동일한 방법입
니다. 부정적인 열투과율은 발코니가 없는 벽보다 발코니 상세가 더 단열되어 있음을 보여줍니다. 아래 그림
은 밴쿠버에서 2012년 가을 건축 및 재료비에 기초한 각 발코니 배치의 대략적인 비용이 제공되며, 추가 상세
는 부록에 나와있습니다.
[발코니 열교차단 해법과 열교차단재 비용 비교]
[발코니 열교차단 해법과 열교차단재 선형열관류율 비교]
7. 결론
건물 외장시스템에서 열교는 벽 조립의 실제 R-값에 크게 감소시킵니다.
더 엄격한 건축법, 에너지 표준 및 거주자의 기대를 충족시키기 위해 더 높은 R-값으로 변화함에 따라 열교의
감소가 필요할 것입니다. 많은 건물에서 노출된 슬래브 가장자리 및 발코니는 가장 중요한 열교 요소 중 하나
입니다.
이러한 열교의 영향을 줄이기 위한 다양한 방법이 비용, 성능, 특성으로 다양하게 제공됩니다. 이들 중 일부는
슬래브 가장자리의 외부 단열, 발코니 철근 보강, 경질 폼 단열재로 발코니 감쌈 또는 Schoeck Isokorb®
열교차단재와 같은 시스템 사용을 포함합니다. 이러한 열교차단시스템을 사용하면 건물 외장 단열 성능을
크게 향상시킬 수 있습니다. 겨울철에 실내표면 온도가 높아지면 응축 및 유기물 성장의 잠재성이 줄어들고
건물 거주자의 열 쾌적성이 향상됩니다.
전반적으로 발코니 슬래브 가장자리 열교차단시스템은 건축물의 열 성능을 유지하면서 건물 에너지소비를
줄이고 열 쾌적성을 개선하며 점차 엄격해지는 건축법 요건을 충족시키면서 설계자에게 건축에 자유를 제공
합니다. 이러한 시스템은 현재 일반적으로 북미 건설현장에서는 흔하지 않지만, 산업이 발전함에 따라 이러한
시스템을 건물 설계에 결합하는 것이 보편화 될 것입니다.
8. 다양한 발코니 열교차단 해법과 열교차단재의 R-값 비교
다음 표는 발코니와 다양한 해법이 있는 벽 조립의 실제 R-값을 요약되어 있습니다. 열교차단(표준 실행)이
없는 상황과 비교하여 각 해법의 개선 백분율을 각 R-값과 함께 표시됩니다.
입증된 바와 같이 “해법”은 열교차단이 없는 표준 방식보다 효과적이지 못하지만 발코니 열교차단이 매우 잘
수행되어, 결과적으로 실제 R-값이 높아집니다.
