#1: 효율적인 R-값 및 에너지법규 준수에 대한 슬래브 열교의 영향
열교(Thermal Bridging)는 건물을 둘러싼 단열 요소를 열 흐름이 우회할 때 발생합니다. 다리는 스터드/플레이트,
프레임 및 외장 지지대, 대형 기둥, 전단벽, 노출된 바닥 슬래브 가장자리와 돌출된 발코니와 같은 건축 구성 요
소를 통해 발생합니다. 열교는 지붕, 바닥 및 낮은 수준의 조립을 발생하지만, 종종 높은 수준의 벽 조립에서도
가장 두드러지게 나타납니다.
열교를 통한 열 흐름은 중요하고 전체를 둘러싼 영역에 비해 불균형하기 때문에, 외관상 잘 단열된 건물도 종종
건축법의 단열규정, 설계자의 의도 및 거주자의 기대치를 충족시키지 못하는 경우가 있습니다.
창문의 열 성능은 주변 벽에 비해 상당히 낮기 때문에 건물에서 가장 큰 열교로 간주됩니다.
그러나 노출된 콘크리트 슬래브 모서리 및 발코니는 약 R-1의 유효 열 저항값을 갖는 큰 영향을 줄 수 있습니다.
창문과 문 다음에, 노출된 콘크리트 슬래브 가장자리와 발코니는 다층 건물에서 두 번째로 큰 열교의 근원을
차지할 수 있습니다.
건축 업계는 열교에 대한 영향을 더 나은 이해로 벽에서 외부에 연속적으로 단열재를 사용하는 것이 보편화 되어
건물의 외피를 열적으로 개선하기 시작했습니다. 그러나 종종 바닥 슬래브 모서리와 발코니의 영향은 종종 간과
됩니다. 동시에 노출된 슬래브 가장자리와 돌출된 발코니 또는 “눈썹” 요소의 건축 모습이 점점 보편화되고 있습
니다.
많은 설계자는 이러한 상대적으로 작은 요소들이 건물의 전반적인 성능에 거의 영향을 미치지 않거나 특정 외관
을 얻기 위해 불가피한 절충안으로 본다고 믿고 있습니다. 불행하게도, 노출된 슬래브 가장자리와 발코니의 영향
은 이 보고서에서 보여 주듯이 매우 중요합니다. 이러한 요소의 상대적 영향은 단열 법규의 변경 또는 지속 가능
한 건물계획에 의해 보다 높은 단열된 벽이 필요하기 때문에 증가합니다.
최근 몇 년간 열교에 대한 업계의 이해가 향상되었지만, 현재의 건축법 및 단열 표준–캐나다의 국가 건축법(Nati
-onal Building Coad of Canada), 국제 에너지절약법(International Energy Conservation Code), ASHRAE 90.
1-에는 열적으로 파괴된 슬래브에 대한 특정 요구 사항이 없습니다. 또한 이러한 법규와 표준은 노출된 슬래브
가장자리 및 발코니와 같은 조립 사이의 접점에서 표준 준수를 평가할 때, 열 투과율 계산(U-값)에서 열교가
어떻게 처리되어야하는지 분명하게 다루지 않습니다.
또한 일부 법규 및 표준은 투영의 단면적이 특정 기준을 충족하는 경우 구조 슬래브의 영향을 무시할 수 있도록
설계자가 무시할 수 있도록 해석될 수 있습니다. 명확성과 일관성이 없기 때문에 콘크리트 발코니에서 실제로
크게 간과되는 경우 많습니다.
생략된 부분의 일부는 다음을 기반으로 한 것으로 보여집니다.
① 세부 사항이 전체 외피에 작은 영역이기 때문에 전체 에너지사용과 전반적인 열 성능에 중요한 영향을 미치
지 않는다는 믿음
② 경험상 복잡한 3차원 열 흐름 경로가 있는 모든 열교를 정량화하기에는 너무 많은 노력이 필요
③ 발코니 슬래브와 같은 표준 세부 사항에 대한 포괄적인 열투과율 데이터 부족
슬래브 가장자리와 발코니에서 열교 영향을 최소화하고 점차 엄격해지는 에너지법규 요건 및 거주자 요구에 따
라 지속적인 자유로운 건축 설계를 허용하는 해결을 시장에서 이용이 가능합니다.
RDH(rdhbe.com)는 노출된 슬래브 가장자리와 발코니의 열관리, 쾌적성, 에너지 및 비용 영향을 연구하였습니다.
이 매개변수와 관련하여 입증된 해결방법과 그 의미에 대한 설명을 제공합니다. 이 첫 번째 보고서는 발코니 및
슬래브 가장자리 열교 및 해결이 효과적인 R-값 및 북미 에너지법규 준수에 미치는 영향을 구체적으로 다룹니다.
1. 노출된 슬래브 가장자리 및 발코니 열교 연구 결과입니다.
RDH는 캐나다의 기후 지역에서 주거용 건물의 중간층 및 고층에서 노출된 슬래브 가장자리와 발코니의 열
영향을 정량화하기 위한 연구 조사를 수행했습니다. 노출된 슬래브 가장자리와 발코니의 효과적인 벽의 R-값,
실내 온도, 실내 열 쾌적성에 미치는 영향을 평가하였습니다. 공간 난방과 냉각 하중은 또한 노출된 슬래브
가장자리 및 발코니를 통해 에너지손실을 정량화하고 발코니 및 슬래브 가장자리에 열교차단재 제품이 사용
될 때 일반적인 상황에서 달성할 수 있는 공간 조건 절감을 결정하기 위해 원형 다중 주거용 건물에 각 기후
구역에서 모델링 되었습니다.
이 연구는 다음 주제를 다룹니다.
① 다양한 북미 벽 조립의 내부 표면 온도, 선형 투과율 값(Ψ), 실제 R-값의 정량화와 슬래브 가장자리와
발코니가 노출되지 않고 다양한 발코니 열교 차단 방법
② 바닥 마감, 내부 슬래브 난방 및 발코니 깊이를 포함한 다양한 열 모델링 매개 변수 평가
③ 몇 가지 대체 발코니 열 차단방법, 단열 방법 및 제조된 열 차단 제품의 실질적인 열 성능의 비교
④ 슬래브 가장자리 및 발코니가 노출된 다중 주택 주거 건물 및 다양한 열교 차단에 대한 공간 조절(난방 및
냉방) 에너지 소비 비교
이 보고서 #1의 4는 발코니 및 슬래브 가장자리 열교차단재 제품이 실제 R-값 및 에너지법규 준수에 미치는
영향을 구체적으로 다룹니다. 보고서 #2는 열적 쾌적함을 다루고 보고서 #3은 에너지소비 및 비용절감에
대해 다룹니다. 보고서 #4는 발코니에 대한 열 모델링 고려 사항을 다루고 대체 열교 차단 전략을 비교합니다.
2. 방법론: 북미 벽 조립에서 노출된 콘크리트 슬래브 가장자리 및 발코니의 열 모델링
콘크리트 슬래브 가장자리에서 열교는 벽 단열재를 우회하는 열의 결과는 전체 벽의 실제 R-값을 줄입니다.
이 결과 외벽 근처에서 열적 불편함을 유발시킬 뿐만 아니라, 다음과 같은 경우 실제 R-값이 중요합니다.
① 건축법 준수
② 에너지법규 준수와 잠재적인 균형 경로(규정, 건물 외피 균형 또는 전체 건물에너지 모델링)
③ 건물 공간 조절 부하(난방 및 냉방)
④ 전체 건물 에너지소비
이 연구의 일부로 노출된 슬래브 가장자리와 발코니의 영향은 북미 내에서 일반적으로 구축된 여러 가지 벽
조립품과 다양한 단열 두께에 대해 열 모델링되었습니다. 실제 R-값은 3차원 제한된 요소 열 모델링 소프트
웨어인 Heat3을 사용하여 계산되었습니다. 이 프로그램은 ISO 10211 표준에 따라 입증되었으며, 연구원 및
컨설턴트가 건물 외피의 조립 및 상세의 3D 실제 R-값을 계산하기 위해 많은 열 모의시험을 수행하는 데
널리 사용됩니다. RDH는 또한 공개된 보호용 핫박스 실험실 테스트 및 ASHRAE 90.1 열 데이터를 통해
소프트웨어 결과를 자체 확인했습니다.
[발코니가 있는 콘크리트 다중 층 건물의 벽 조립을 통과하는 열교 경로
(또는 노출된 슬래브 가장자리와 눈썹과 같은 다른 기능)]
R-값을 계산하기 위해 Heat3 소프트웨어에서 다양한 다른 입력이 사용되었습니다. 모델은 게시된 재료 특성
및 표준 경계 조건을 사용하여 작성되었습니다. Heat3는 조립을 통한 열 흐름을 결정하기 위해 유한 차이
계산(finite difference calculation)을 수행하고, 그 다음 온도 차이로 나누어 U-값을 결정합니다. U-값의 역수
는 R-값입니다.
[Schoeck Isokorb® 제품과 같은 특수 목적의 현장 타설 콘크리트 열교차단재의 열 영향을 평가함]
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