에너지 효율적인 건물 개보수방법(3)
출처: http://insulationmanufacturers.org.uk/wp-content/uploads/2013/03/BRUFMA-Retrofit-doc.pdf
3. 스프레이 적용 단열
지붕, 축사, 저장 탱크, 덕트 및 파이프는 일반적으로 스프레이 우레탄폼(PUR/PIR)을 사용하여 단열합니다. 이 작업은 전문 장비를 사용하여 두 개의 액체(PPG 및 MDI)를 혼합(시스템)하여 표면에 분사하여 접착합니다. 스프레이 PUR/PIR 단열시스템은 표면이 매우 고르지 않으며, 수직 표면, 지붕, 천장, 바닥의 밑면, 벽의 내부 및 외부 표면에도 적용할 수 있습니다.
이 스프레이 우레탄폼은 두께 50mm까지 적용되며, 두꺼운 단열재가 요구되는 경우 단열재의 최종 두께에 도달하기 위해 발포된 두께에 추가로 적용할 수 있습니다. 이 과정에서 발포하는 폼은 틈새, 균열 및 개방된 조인트를 채우고 밀봉하여 건물의 기밀성을 개선하고 종종 누수를 밀봉합니다. 통상적으로 적용되는 적절한 내후성 상부 보호 코팅재와 함께 외부 지붕 적용에서, 분사된 우레탄폼(PUR/PIR) 단열재의 높은 기계적 강도는 정상적으로 사람이 통행할 수 있음을 의미합니다.
1) 단열 적용
아래의 표는 서로 다른 열관류율 값을 얻기 위해 여러 재료의 단열 두께를 비교합니다.
스프레이 우레탄폼(PUR/PIR) 단열재의 적용은 건물의 단열을 개선하고 및 에너지효율을 향상시키는 매우 다양하고 견고한 방법입니다. 이 우레탄폼 스프레이 방법은 다른 단열 방법으로는 맞출 수 없는 독특한 기능과 이점을 제공합니다.
2) 이점 및 특징
우레탄폼(PUR/PIR) 스프레이 적용 단열시스템의 이점과 특징은 아래와 같습니다.
① 사용 가능한 모든 단열재에 최상의 열 성능을 제공합니다.
② 연속적인 단열층을 확보하고 열교 최소화 또는 제거합니다.
③ 50년을 초과하여 유용하게 사용할 수 있습니다.
④ 정상적인 통행에 영향을 주지 않습니다.
⑤ 기밀성을 크게 향상 시키고 공기 누설로 인한 열손실을 줄일 수 있습니다.
⑥ 습기 침투를 방지합니다.
3) 일부 추가적인 내용
미네랄울 평지붕 단열재는 반복되는 사람의 통행으로 인해 두께의 편차가 발생할 가능성이 있으며, 이는 내열성을 손상시키고 물이 고이는 현상을 초래하여 내후성 막의 파손을 증가시킬 수 있습니다. 우레탄폼 (PUR/PIR) 스프레이 단열재를 적용하는 계약자는 표준에 따라 작업을 하는지 확인해야합니다. 화재성능 요구사항을 확인하고 단열재가 규정을 준수하는지 확인합니다.
[폴리우레탄(PUR) 스프레이로 외부 지붕 단열]
4) 사례 연구(공장 지붕)
1983년 초, 스프레이 폴리우레탄 단열재는 공장 지붕에 적용되었습니다. 결과적으로 열 손실이 크게 감소하였고 에너지 요금이 낮아졌습니다.
5) 배경
이 공장은 대형 정밀제품 제조공장으로 총 바닥 면적은 19,621m²입니다. 공장은 두 개의 구간으로 구분되며, 하나는 기계와 조립 공장으로 구성되며 다른 하나는 조립 공장과 작은 사무실로 구성됩니다. 벽은 벽돌, 유리 및 금속으로 구성되었으며 건물의 평균 높이는 13.6m입니다. 지붕은 38%를 덮고 있는 특수한 유리로 퍼린(purlins)에 지지되는 보호된 금속 시트로 만들어졌습니다.
개조되기 전에 공장 난방은 공장 전체에 4m 높이로 설치된 39개의 98.4kW 가스온풍기와 제조 공장에 3개의 300kW 가스온풍기가 바닥에 설치되어 있습니다. 공장에는 온도 편차를 줄이기 위해 70개의 공기 재순 환 팬이 장착되어 있지만, 지상에서 생성되는 빠른 공기 속도로 발생하는 불쾌함으로 거의 사용하지 않았습니다.
이 계획은 에너지 효율성을 입증하는 정부 계획의 일부였기 때문에 단열이 적용되기 전/후에 에너지 소비가 기록되었습니다.
6) 개선 내용
폴리우레탄단열재는 지붕 금속의 외부 표면에 직접 분사되고 35mm 두께로 유리가 있습니다. 단열재는 스프레이 도포된 엘라스토머 코팅(elastomeric coating)으로 덮여 0.5mm 두께의 방수 처리가 되었습니다.
[참고: 엘라스토머 코팅] http://www.dowconstructionchemicals.com/na/en/pdfs/832-00209.pdf
원래 수은 증기 램프는 400와트의 고압 나트륨 타입으로 대체되었는데, 지붕의 유리창이 단열재로 덮여 있었음에도 불구하고 공장 안에 조명 수준이 증가했습니다. 조명시스템을 변경하여 및 연간 전력소비 비용 을 줄였습니다.
7) 비용 및 이점
계획 비용은 아래의 표에 나와있습니다. 지붕 단열재 설치의 직접적인 결과로 실현된 연간 절감액은 ₤100,562/년으로 추산되며, 이는 2.3년 단순 투자 회수 기간을 의미합니다.
지붕에서 열관류율 값이 그림에서와 같이 7.78W/m²·K에서 0.6W/m²·K로 개보수 단열의 결과로 열손실 감소크기를 나타냅니다. 에너지소비 모니터링의 결과 지붕 단열에 따른 공간 난방에 사용된 에너지는 51,760GJ/년에서 17,400GJ/년으로 떨어졌음을 입증하였습니다. 이러한 이점은 아래 그림에 나타나있습니다.
[개선 개량 모니터링 결과]
공장에 설치된 원래의 히터 2/3는 개보수 작업 후 더 이상 작업 온도를 유지할 필요가 없어 영구적으로 폐기되었습니다. 단열재는 외부에 설치하여 보수하는 동안 공장 가동은 정상적으로 가동되었습니다.