우레탄판넬 선택 가이드(1)

1. 배경
2. 소개

1) 샌드위치판넬이란?       2) 샌드위치판넬과 다른 시스템의 비교       3) 샌드위치판넬 벽 및 지붕을 선택하는 이유       4) 우레탄판넬의 용도       5) 성과 기준       6) 우레탄판넬 두께 편차       7) R값 비교       8) 우레탄판넬 선택       9) 선택 완료

3. 우레탄판넬 테스트 및 인증

1) 화재       2) 구조       3) 목록       4) 열 투과율       5) 단열재 물리적 특성       6) 물 침투       7) 공기 침투

4. 생산 공정

1) 제품 설명

5. 설계 변수

1) 열 효과         2) 우레탄판넬 겹침       3) 샌즈위치판넬 지붕 경사       4) 우레탄판넬 지붕 관통

6. 설치

1) 지지 두께 및 정렬       2) 우레탄판넬 배치       3) 우레탄판넬 정돈       4) 우레탄판넬 클립 및 고정 장치  5) 우레탄판넬 코킹 및 씰링       6) 요약

7. 상세 도면

1) 수직 우레탄판넬 디테일       2) 수평 우레탄판넬 디테일       3) 지붕 우레탄판넬 디테일

8. 특징 및 이점

1. 배경

MCA(Metal Construction Association)은 1983년 비영리 조직으로 설립되었습니다. 협회의 주요 목적은 건축에서 금속의 광범위한 사용을 촉진하는 것입니다. MCA는 이러한 공통 목적을 위해 다양한 산업 부문을 통합니다.

2. 소개

1) 우레탄판넬이란?

1960년대부터 상업, 산업 및 냉장 건물의 사용자 및 설계자는 미관, 우수한 열 효율, 설치 편리성 및 전반적인 구조적 무결성을 위해 우레탄판넬에 의존해 왔습니다. 가장 일반적인 형태의 우레탄판넬은 도장된 강판의 두 표면 사이에 끼워진 경질 단열재입니다. 우레탄판넬은 용도에 따라 다양한 형상과 크기로 성형됩니다. 강판 또는 알루미늄 판넬 표면은 공기, 물 및 수증기 장벽을 만듭니다. 표면은 가혹한 조건에 강하고 다양한 마감, 효과 및 색상으로 제공됩니다. 우레탄판넬 단열재는 발포 플라스틱 또는 광물 섬유(그라스울단열재 또는 미네랄울단열재)로 만들 수 있습니다. 폼 단열재는 발포하거나 적층될 수 있습니다.

발포 폼은 강판 사이에 액체 또는 거품 형태로 주입됩니다. 발포 폼은 화학 반응을 일으켜 강판 표면에 접착되어 내부 공간을 채우고 일관된 열 값을 유지하고 습기, 곤충 및 설치류 침투에 저항하는 견고한 일체형 우레탄판넬을 만듭니다. 우레탄판넬은 라미네이팅 공정으로도 제조할 수 있습니다. 이 방법에서 미리 경화된 폼 보드 저장은 구조용 접착제로 미리 성형된 강판 표면에 접착되고 고무 롤러 프레스 작업에서 압력을 받게 됩니다. 두 가지 유형의 우레탄판넬은 모두 공장에서 제어되는 균일한 폼 두께로 일관된 단열 성능을 제공합니다. 미네랄울판넬 및 그라스울판넬은 라미네이트 폼 우레탄판넬과 유사한 공정을 사용하여 생산됩니다.

2) 우레탄판넬과 다른 시스템의 비교

우레탄판넬 시스템은 다른 금속 벽 및 지붕 시스템에서 볼 수 있는 동일한 이점 및 기능과 “폼” 판넬에서만 볼 수 있는 몇 가지 고유한 이점을 제공합니다. 우레탄판넬은 외부 외장, 단열/구조재 및 내장으로 구성된 완전한 공장 조립 벽 또는 지붕입니다. 우레탄판넬은 단일 요소로 설치되어 다른 단열 벽 및 지붕 시스템에 대한 여러 설치 단계와 달리 거의 모든 날씨에서 무결성에 대한 위험 없이 더 빠르게 건물을 완성할 수 있습니다.

벽 판넬 및 지붕 판넬은 오래 지속되는 다양한 마감 및 색상으로 제공됩니다. 강판 표면의 고유한 이점과 결합하면 우레탄판넬은 다른 외부 시스템보다 유지 관리가 덜 필요하고 가장 까다로운 성능 요구 사항을 충족합니다.

우레탄판넬은 높은 단열 값과 내장된 열 차단 기능을 제공하여 현장 조립품보다 우수한 단열 성능을 건물 소유주에게 제공합니다. 우레탄판넬 면의 암/수 조립을 통해 물, 증기 및 공기 장벽을 쉽게 달성할 수 있으며 내부 면으로 금속 전도성이 없기 때문에 열 성능이 향상됩니다.

우레탄판넬은 대규모 상업 및 산업 시설에 매우 빠르게 설치됩니다. 저온 저장고, 격납고, 제조 공장, 식품 가공 시설, 사무실 건물 및 컨벤션 센터와 같은 구조물은 탁월한 적용이 입증되었습니다. 이러한 현장에서는 일반적인 바람 조건에서 높은 우레탄판넬의 강도를 활용하기 위해 1~3m 범위의 지지 거트 간격이 사용됩니다. 강판 표면은 일반적으로 구조적 무결성과 우레탄판넬 평탄도를 유지하면서 재료 비용을 최소화하기 위해 성형 또는 줄무늬 패턴과 함께 사용되는 22, 24 및 26 게이지 강판으로 제조됩니다.

구조적으로 우레탄판넬은 또한 많은 설계 기능을 제공합니다. 조인트 크기 변화, 조인트 노출 폭, 곡선형 및 성형 판넬, 성형된 코너 판넬, 끝 접힘 및 처리, 더 두꺼운 평면 표면 및 고성능 도장은 일반적인 설계 기능 중 일부입니다. 이러한 제품은 고성능 커튼월의 구성 요소로도 사용되었으며 대규모 작업별 모형에서 성공적으로 테스트되었습니다.

금속 및 비금속의 다른 제품 선택과 비교할 때 우레탄판넬 벽 및 지붕 시스템은 다양한 설계 및 성능 기능을 제공하는 동시에 저렴한 비용으로 신속한 건물 밀폐에 대한 오늘날의 요구에 부응하는 비용 경쟁력이 있는 고성능 시스템을 제공합니다. 이러한 우레탄판넬은 대형 경공업/ 창고 건물 및 저온 저장고에서 복잡한 고성능 건축 분야에 이르기까지 다양한 비주거용 시장에서 성공적으로 사용되었습니다.

이 가이드라인은 제품을 소개하며 제품 및 성능 기준을 다룹니다. 제품 적용 항목, 특장점 요약, 가이드 사양 포인트, 샘플 상세 정보를 제공합니다.

3) 우레탄판넬 벽 및 지붕을 선택하는 이유

아래 표와 같이 특징 및 이점에 표시된 바와 같이 건물 밀폐와 관련된 모든 혜택이 제공됩니다. 설계자는 평면에서 성형 판넬, 색상, 질감, 우레탄판넬 폭, 조인트 크기 선택 및 조인트 방향에 이르기까지 다양한 설계 선택을 제공합니다. 설계자는 또한 우레탄판넬 단열 값에서 스팬 길이, 부하/스팬 기능에 이르는 제품 성능을 선택할 수 있습니다. 설치자는 빠른 일정 요구에 대응하여 기존 구조와 비교하여 빠르게 조립하는 제품이 있습니다. 또한 무게 차이는 특히 지진이 심한 지역에서 프레임 및 기초 절약 효과를 제공합니다. 건축주는 난방 및 냉방 비용을 낮추고 에너지 효율이 높은 건물 외장을 얻을 수 있습니다.

우레탄판넬의 설치 효율은 날씨의 영향을 덜 받기 때문에 다른 판넬보다 설치 효율이 높으며 소유자는 현재 사용 가능한 제품 중 최고의 수명 주기 비용 중 하나로 고성능 시스템을 얻을 수 있습니다. 설치 속도는 오늘날 많은 현장의 핵심입니다. 설치의 복잡성과 크기에 따라 우레탄판넬은 적절한 인양 장비를 사용할 경우 매우 빠르게 설치할 수 있습니다.

또 다른 주요 기능은 사전 도장된 금속의 장점으로 공장에서 적용된 다양한 색상의 고성능 마감을 제공합니다. 이러한 내식성의 고성능 고분자 도장은 판넬의 수명을 연장시켜 다른 많은 외부 시스템 선택보다 우수한 우레탄판넬을 만들 수 있습니다. 내부 도장은 높은 빛 반사율뿐만 아니라 손쉬운 청소 및 세척을 제공합니다. 이러한 각 속성은 식품 가공 시설에서 매우 중요합니다.

스타코, 석재 또는 블록 성형과 지붕용 건축의 경우 개질 역청 또는 EPDM과 비교할 때 우레탄판넬의 불침투성 외부 및 내부 강판 표면의 장점이 두드러집니다. 현장에서 조립되거나 적용되는 다른 재료와 비교할 때 우레탄판넬은 시스템 성능에 대한 설치자의 영향을 최소화합니다. 이 결과는 현장에서 품질이 향상되고 날씨에 대한 무결점 및 외관이 개선됩니다. 많은 구성 요소를 하나로 결합하면 최고의 현장 품질과 설치 속도를 제공합니다.

4) 우레탄판넬의 용도

우레탄판넬의 우수한 성능 특성과 경쟁력 있는 설치 비용으로 인해 많은 상업, 산업, 기관 및 저온저장고에서 사용됩니다. 일반적으로 시장은 저온저장고(CS, Cold Storage), 기관, 상업 및 산업(ICI) 및 건축으로 시장을 구별하는 주요 제품 차이점은 다음과 같습니다.

① 저온 저장고(CS): 우레탄판넬 두께 > 4″, 일반적으로 수직 성형 강판, 단위 R-값당 최저 비용

② 기관, 상업 및 산업(ICI): 우레탄판넬 두께 2″-4″, 일반적으로 수직형 우레탄판넬, 단위 R-값당 중간 비용

③ 건축: 우레탄판넬 두께 2″-4″, 일반적으로 수평으로 경량 성형 우레탄판넬 또는 평면 판넬, 단위 R-값당 비용이 가장 높습니다.

이러한 시장의 예는 다음과 같습니다.

① 기관, 상업 및 산업(ICI): 공항 격납고, 제조 건물, 유통 센터

② 기관, 상업 및 산업(ICI) 및 건축: 은행 건물, 교회, 사무실, 학교 및 대학

③ 건축: 스포츠 시설

④ 저온 저장고(CS): 식품 저장 및 가공 시설

5) 성과 기준

우레탄판넬은 건축 법규 및 FM인증 기관의 성능 및 시험 요구 사항을 충족하도록 제조됩니다. 우레탄판넬은 화재, 구조, 열 저항, 열 투과율, 폼 단열재 특성, 누수 및 기압 차이에 대해 시험되었습니다. 경우에 따라 특정 건축 조건에 대해 이러한 우레탄판넬 내부에 추가 열 장벽이 필요할 수 있습니다.

대부분에서 전체 규모 테스트는 화재시 제품의 현장 성능을 나타내기 위해 수행해야 합니다. 이러한 테스트에는 IBC 준수에 필요한 Intertek 및 FM 인증과 같은 독립적인 테스트 기관에서 수행되는 소규모 및 대규모 룸 코너 테스트와 더불어 다층 테스트(NFPA 285)기 포함됩니다. 우레탄판넬을 지정하기 전에 제조업체는 IBC에 설명된 일련의 화재 테스트를 판넬이 준수하는지 입증하도록 요청해야 합니다.

특정 제한 사항에 따라 법규에 의해 불연성 재료가 요구되는 경우 적절한 인증된 우레탄판넬을 사용할 수 있습니다. 선택한 제품이 지정된 프로젝트 및 지정된 위치에 대한 관리 법규의 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.

벽 판넬 및 지붕 판넬 설계는 부압 및 정압 풍하중에 대한 대표적인 구조 테스트를 통해 검증됩니다. 제조업체는 우레탄판넬의 하중 지지 용량에 영향을 미치는 모든 요소가 분석되었고 현장 요구 사항을 충족하는지 확인하는 계산을 제공해야 합니다.

폼 단열재는 재료의 강도 및 노화 특성을 결정하기 위해 일련의 물리적 성능 테스트를 거칩니다. 폼은 (1) 밀도, (2) 전단 강도, (3) 인장 강도, (3) 습도 노화, (5) 열 및 저온 노화, (7) 단열 효율, (8) 노화 안정성 및 (9) 인화 및 발화 특성에 대해 측정됩니다. 전체 조립을 테스트하여 필요한 압력 차이에서 제어되지 않는 물 또는 공기 누출이 없는지 확인합니다. 이러한 기준과 관련된 테스트 및 인증의 세부 사항은 가이드라인의 단원3을 참조합니다.

우레탄판넬의 주요 기능 중 하나는 열 성능입니다. 열 성능은 일반적으로 폼 단열재 R-값과 판넬 조립 열 투과율 또는 열관류율 요인의 두 가지 방법 중 하나로 설명됩니다. 이 둘의 차이점을 이해하는 것은 매우 중요합니다. R-값과 U-인자는 사용자가 입력한 R-값과 U-인자가 시험 방법, 시료 구성 및 공기막 효과를 포함하는 데 있어 호환성이 있다고 확신하지 않는 한 열 전달 방정식 R=1/U를 사용하여 비교해서는 안 됩니다.

(1) 폼 단열재 R-값은 일반적으로 폼 단열재의 R-값만 제공하는 ASTM C518에 의해 결정됩니다. 이 숫자는 일반적으로 조인트 또는 프레임 효과 또는 틈새 저항을 설명하지 않습니다.

(2) 우레탄판넬 조립 U-계수는 핫 박스 테스트(일반적으로 ASTM C 1363)에 의해 결정되며 조인트 효과와 틈새 저항을 고려합니다. 또한 일반적으로 공기막 저항도 포함합니다.

레탄판넬은 벽 시스템의 경우 두께가 1~6″일 때 일반적으로 7~48 범위의 R-값을 제공하고 두께가 1¹/₂~6″일 때 지붕 시스템의 경우 10~48 범위의 R-값을 제공하는 폼 단열재를 가지고 있습니다.

우레탄판넬의 열관류율은 일반적으로 제조업체에서 구할 수 있습니다. 테스트 표본에는 발생할 수 있는 모든 열 비효율을 설명하기 위해 판넬 측면 조인트가 포함되어 있습니다. 대부분의 판넬은 사실상 모든 우레탄판넬 설계의 측면 조인트가 외부 및 내부 강판 표면 사이에 자연적인 열 차단을 가지고 있기 때문에 매우 우수합니다.

6) 우레탄판넬 두께 편차

이 제품은 현장에서 조립된 유리섬유 시스템보다 두 배 이상의 단열 효율을 제공합니다. 이 표에서 볼 수 있듯이 폴리우레탄/폴리이소시아누레이트(PUR/PIR) 단열재는 R-값만 볼 때 가장 효율적입니다. 또한 스터드 공간에 배치된 단열재는 열교로 인해 효과가 떨어집니다. 따라서 기존 조립과 우레탄판넬을 비교하기 위해서는 R-값이 아닌 U-요인을 고려해야 합니다.

예를 들어 IECC 2015에 따라 기후 구역5의 금속 프레임 벽 조립을 고려해야 합니다. 베이스 라인 조립은 4″ 스터드 벽 공간 단열재에 R-13 유리 섬유와 최대 U-계수 0.064Btu/hr-sf-F에 대한 R-7.5 연속 단열재입니다. 연속 단열재(R-6.5″)에 폴리이소시아누레이트를 가정하면 총 단열재 두께는 명목상 5″입니다. 4″ 유리 섬유 + 1″ PUR/PIR) 이것을 0.064Btu/hr-sf-F보다 상당히 낮은 U-요인을 가질 수 있는 2¹/₂″ 우레탄판넬과 비교합니다. 많은 건물의 경우 이는 동일한 외형 치수에서 더 많은 가용 바닥 면적을 확보할 수 있다는 의미입니다.

우레탄판넬은 평평한 표면과 폼 단열재 사이의 복합 작용으로 인해 구조적으로 매우 강합니다. 2″ 우레탄판넬의 경우 20~30psf 범위의 대부분의 풍하중 요구 사항은 7~10피트(2~3m) 스팬 조건을 충족할 수 있습니다. 우레탄판넬 용량은 종종 음의 풍하중에서 패스너 시스템의 성능에 의해 제어됩니다. 모든 제품에 하중 부하 스팬 데이터를 사용할 때 음의 부하 성능을 확인합니다. 또한 우레탄판넬은 일반적으로 지지벽 또는 전단 칸막이 벽으로 사용하도록 설계되지 않았습니다.

우레탄판넬 설치는 항상 설계 전문가가 지역 건축법의 요구 사항을 준수하도록 설계해야 합니다.

7) 우레탄판넬 선택

우레탄판넬 선택의 주요 변수는 필요한 열 값을 충족하는 데 필요한 두께입니다. 열 값이 결정된 후 선택한 두께의 우레탄판넬이 구조적 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 구조 스팬 테이블을 검토해야 합니다. 폭이 좁은 우레탄판넬은 일반적으로 판넬 면적당 더 많은 패스너가 있기 때문에 음(상승)의 하중을 고려할 때 더 강합니다.

우레탄판넬의 가장 일반적으로 강판은 G90 아연 도금(ASTM A653) 강판, AZ 50 또는 AZ 55 알루미늄 아연 합금 도장(ASTM A792) 강판, 내부 및 외부 표면용 알루미늄입니다. 내부 및 외부 면 모두에 대한 더 두꺼운 두께 조합은 하중/스팬 기능, 남용에 대한 저항 및 미적 필요에 대한 요구 사항에 따라 사용할 수 있습니다.

8) 선택 완료

벽 판넬 및 지붕 판넬은 일반적으로 내부 및 외부 표면 모두에 사전 도장 마감됩니다. 일반적으로 외부 마감은 25㎛(프라이머 포함) PVDF 입니다. 실리콘 변성 폴리에스터 페인트는 일반적으로 저온 저장고 건물의 외부 마감재로 사용됩니다.

일반적으로 내부 마감은 20㎛(프라이머 포함) 표준 폴리에스터로 빛을 반사하고 유지하기 쉬운 흰색 또는 베이지입니다. USDA 승인 마감재는 식품 가공 및 보관에 필요한 경우에도 사용할 수 있습니다. 극한 환경에서 추가 보호 기능을 제공하기 위해 우레탄판넬의 내부 및 외부면 모두에 졸(sol)과 같은 특수 도장을 사용할 수 있습니다.