ALC 벽돌
생각열기 4 단열재의 종류와 기능에 대해 알아보기
1. 단열재
단열재료는 열의 이동을 가능한 한 억제할 목적으로 사용되는 재료 전체를 총칭하며, 상온에서 열전도율의 값이 0.05 ㎉/mh℃ 내외의 값을 갖는 재료라 할 수 있다.
단열재는 건축물의 벽이나 지붕 내부 또는 바닥 등에서 불필요한 열의 유입 및 필요한 열의 유출을 차단하여 에너지 절약을 촉진시키기 위한 목적으로 사용한다.
열의 이동을 억제하는 목적으로 사용되는 단열재료는, 종래는 저온역에서는 보냉재, 상온에서부터 중온까지는 보온 재, 이보다 고온역에서 사용되는 재료를 단열재라고 분류하였으나, 최근에는 3자를 총체적으로 단열재라 부르고 있다.
2. 단열재 특징
단열재는 보통 다공질의 재료가 많으며, 열전도율이 낮을수록 단열성능이 좋은 것이라 할 수 있다.
열에 대하여는 같은 두께인 경우, 경량재료인 편이 단열에 더 효과적이고, 열을 표면에서부터 반사해 버리는 재료도 단열재료의 일종이라 할 수 있다.
단열재료의 대부분은 흡음성도 우수하므로 흡음재료로서 이용된다.
<출처. http://blog.naver.com/sbsim68/130078627942>
3. 단열재의 선택방법
단열재는 내부의 기포 또는 공기층에 의해 단열이 되며 일반적으로 비중이 낮을수록 단열효과가 크며 선택 시에는 다 음과 같은 조건을 갖춘 제품을 선택하여야 한다.
① KS 표시가 있는 허가제품을 선택한다.
② 장시간 사용온도에 대해 견딜 수 있는 것이어야 한다.
③ 열전도율이 작아야 한다. (보온단열효과 증대)
④ 사용 장소에 대한 강도가 있어야 한다.
⑤ 장시간 사용에 대한 변질 변형이 적어야 한다.
⑥ 불연성이어야 하며 연소시에는 유해가스가 발생하지 않는 것이어야 한다.
<출처. http://www.kemco.or.kr/building/v2/house/house_1_2.asp>
4. 단열재 종류
단열재의 종류는 매우 다양하며, 용도와 상황에 따라 다양하게 적용되고 있다.
종류 품목 특징 내용
유기질 단열재
발포폴리스티렌 장점 단열성, 경량, 강도, 방습성, 방수성, 시공성, 내약품성 우수
단점 내열온도가 낮음, 난연재를 첨가하여 건축용 단열재로 사용
용도 건물보온재, 완충포장재, 부양재, 아이스박스, 장식용 구조용재
압출발포폴리스티렌 장점 경량 . 강도 . 단열성 우수
흡수성 및 흡습성이 거의 없음, 수명이 긴 편임
단점 내열온도가 낮음, 난연재를 첨가하여 건축용 단열재로 사용
용도 건축물 보온재, 특수건축용, 토목용, 축사용
우레탄폼 장점 단열성과 흡음성 우수, 간편한 시공
단점 사용기간 경과에 따라 부피가 줄어듦, 산에 약함, 가격이 비싼 편임,
용도 단열재, 냉장고 시트, 차량 . 공장기기 단열, 부력재, 항공기 방음재, 배관 보온
우레아폼 장점 내열성 우수, 저렴한 가격
단점 수축이 심함, 흡수성이 큼, 산 . 알칼리에 약함, 압축강도에 약함, 유독성 가스 방출
용도 건축물 보온재, 흡음재
무기질 단열재
암면 장점 내열성이 높음, 온도가 높음, 내화학성 우수
단점 흡수성이 있음, 시공이 어려움 강도가 약해 바닥용으로 부적당 용도 보온재, 건축내장재, 주택용 단열재,
건축물의 흡음 . 차음
유리섬유 장점 내풍성 및 전기절연성 우수
산성에 강함, 탄력성 있음
단점 흡수성이 강함, 별도로 방수처리를 해야 함
용도 건물벽 보온단열 및 방음재
산업용 열설비 보온단열, 공조냉동설비 보온
기타
퍼라이트 장점 경량으로 단열성, 내화성, 내화학성, 흡음성 우수
단점 곰팡이에 부식성이 있음
흡수성이 크고, 외부마감재로는 사용 불가 용도 건축, 화학공장 고온 단열재
1. 지구의 에너지 문제를 인식하고 에너지를 절약할 수 있는 방법 찾아보기
전 세계적으로 ‘에너지’의 한계를 더욱 실감케 하고 있다 . 이에 대해 우리가 전체적인‘에너지’절약에 기여하기 위하여 실천할 수 있는 것이 무엇이 있는지 생각해 보고 나열해 보자 .
그리고 , 특히 건물에서 냉 . 난방비를 줄일 수 있는 방법에 대해서 생각해 보고 구체적으로 적어보자 .
2. 동영상을 보고 생활쓰레기로 인한 환경문제에 대해 생각해보자
몸풀기 환경, 미래 그리고 디자인에 대한 프로그램 주제 이해하기
10. 학생용 워크북 해설
3. 업사이클링에 대한 용어 이해하기
4. 프로젝트를 진행하기 위한 팀명과 구호를 정해보자
5. 팀원에 따른 역할을 정해보자
재사용(reuse) 쓰고 버린 물건을 손질하여 원래의 용도대로 다시 사용하는 것 재활용
(recycling)
다 쓴 물건을 원료나 재료로 원래의 용도 또는 그것에 가까운 용도의 제품으로 다시 만들어 쓰는 것
업사이클링 (Upcycling)
버려지는 제품을 재활용(Recycling)하는 차원을 넘어 디자인을 가미 하는 등 새로운 가치를 더해(Upgrade) 전혀 다른 제품으로 재생산하는 것을 말한다.
▶ 버려지는 캔을 활용하여 연필꽂이, 화분, 조명 등 생활인테리어적인 효과를 볼 수 있다.
팀명 구호
구분 이름 역할
멘 토 팀원1 팀원2 팀원3
Upgrade + Recycling = Upcycling
1. 건축물에서의 열의 전달 방법에 대해 알아보자.
2. 건축물 공간에서 열이 어떻게 전달되는가에 대해 생각해 보고, ( )안에 전도, 대류, 복사 중 적당한 용어를 적어보자.
구분 전도 대류 복사
정의 이웃한 분자들의 충돌에 의 해 열이 전달되는 현상
밀도차에 의해 물질을 구성 하는 분자들이 순환하면서 열에너지를 이동시키는 현상
태양열과 같이 물질을 통하 지 않고 빛이나 전자기파의 형태로 열이 전달되는 현상
열 전달 물질 고체 기체, 액체
-건물에 있어서 열의 경로
▶
여름 : 냉방을 하기 위해 실내의 기온은 외기온보다 낮고 많음ex. 에어컨 : 차가운 공기가 아래로 내려옴 → 아래 있던 따뜻한 공기가 위로 올라가 차가 워짐 → 방 전체가 시원해짐
▶
겨울 : 난방으로 인해 실내의 기온은 높아져 실내에서 실외로 열이 빠져나감ex. 난방기구 : 따뜻한 공기가 위로 올라감 → 위에 있던 차가운 공기가 아래로 내려와 데 워짐 → 방 전체가 따뜻해짐
벽이나 바닥, 실내공기의 사이에는 ( )에 의해 열이 전달된다. 벽이나 바닥재 안에서는 ( )에 의해 열이 전달된다. 벽에서 외부공간으로 ( )와 ( )에 의해 열이 전달된다. 창유리, 개구부 에서는 낮에 햇빛이 실내로 들어오는데, 이것은 ( )에 의한 작용이다.
생각열기 1 건축공간에서의 열의 이동에 대해 이해하기
3. 열의 이동량과 계산방법에 대해 살펴보자.
●
열전도율 : 뜨거운 면에서 차가운면으로 물체속의 열이 전도하는 정도를 나타낸 값
●
열전도열량 : 단체 또는 단체라고 볼 수 있는 물질 내에서 열이 이동하기 쉬운 정도를 나타낸다.
1m 입방체 재료의 서로 상대하는 양면에 1℃의 온도차가 있을 경우, 그 재료의 단위면적 1㎡를 1시간에 통과하는 전체열량 Q는?
여기서 θ : 재료의 고온면 온도(℃), θ
i 0: 재료의 저온면 온도
건축에서는 통상적으로, 평균온도 20℃에서의 λ를 표준치로 이용한다.
일반적으로 단열재료라고 불리는 것은 상온에서 λ가 0.1kcal/m.h.℃) 이하인 재료를 말한다.
[대표적인 건축재료의 열전도율]
재 료 열전도율
[W/m.℃] 재 료 열전도율
[W/m.℃] 재 료 열전도율
[W/m.℃]
강재 판유리
44~48 0.7~0.8
목재 연질섬유판 목편 시멘트판 석고보드
0.12~0.19 0.05 0.16 0.14 0.15
카펫 플라스틱 타일 아스팔트 싱글
0.073 0.19 0.11
콘크리트
ALC 벽돌
1.1 0.15 0.6
유리섬유 모르타르 스티로폼 경질우레탄
0.04~0.05 0.04~0.06 0.03~0.04 0.027 모르타르
플라스터 벽체 흙
1.1~1.3 0.6 0.7~0.9
물 얼음 공기
0.6 2.2 0.022
생각열기 2 단열에 대해 알아보기
1. 단열이란?
건축은 여름에는 될 수 있는 한 밖으로부터 실내로 열이 유입되지 않도록 하고, 겨울에도 될 수 있는 한 실내로부터 바깥으로 열이 빠져나가지 않도록 하는 대책이 필요하다.
이를 위해서 실내와 실외와의 사이의 벽이나 창 등에 있어서 열을 통하기 어렵게 하면 좋다. 그것이 단 열의 개념이다.
☞ 물체와 물체 사이에서 열이 이동하지 못하게 막는 것
▶ 이중 유리창 속에는 공기가들어 있어서 열이 나가거나 들어오는 것을 막아 준다.
<건축물에 단열을 이용한 예>
<출처. 양일호.한 권으로 끝내는 교과서 실험관찰 3·4학년, 2011, (주)북이십일 아울북>
▶ 집의 외벽에는 벽 돌과 벽돌 사이의 약 5cm정도 사이 에 기포 콘크리트 나 스티로폼을 넣 어 단열효과를 높 인다.
<단열 이미지>
추운 날 두꺼운 옷을 입으면 어느 정도 추위를 견딜 수 있는 것은 의복에 의하여 열이 몸밖으로 빠
져나가기 어렵기 때문이다. 건물을 단열하는 경우에도 의복과 마찬가지로 단열재로 건물 전체를 감
싸면 열이 빠져나가는 것을 어느 정도 막을 수 있다.
2. 단열과 공기와의 관계를 살펴보자.
작은 공기덩어리에는 열을 통하기 어렵게 만드는 어떠한 힘이 있다. 왜 그럴까?
고체, 액체, 기체에 열이 있다는 것은 그 물질을 구성하는 원자나 분자가 운동하고 있는 상태로, 열이 이 동하는 것은 직접 옆의 원자나 분자로 전달되는 것이다
아래에서 ( )안의 단어중 적절한 단어를 선택하시오.
<공기가 정지하고 있는 경우>
- 원자, 분자가 단단히 묶여 있는 물질(예: 금속, 콘크리트)은 열이 전달되기 (쉽다, 어렵다) - 기체인 공기는 공기분자 사이의 거리가 멀기 때문에 열이 전달되기 (쉽다, 어렵다)
<공기가 움직일 때>
- 공기 자체가 열을 운반하기 때문에 열이 전달되기 (쉽다, 어렵다)
<단열과 기포의 관계>
* 공기덩어리가 좁은 상태로 들어가 있으면 그만큼 공기 자체가 운동하기 어렵기 때문이다.
<정지공기>
▶ 기포가 없어서 단열성이 나쁘다. ▶ 작은 기포가 있어서 단열성이 좋다. ▶ 큰 기포가 있어서 단열성이 나쁘다.
대류 전도
전도
전도
전도
3. 다음은 건물의 단열효과 차이를 알아보자. 단열성능이 높은 건물과 그렇지 않은 건물에서 단열효 과의 구체적인 차이는 무엇일까? ( )안에 ‘곧바로, 천천히’ 중 하나를 선택하여 적으시오.
단열효과 난방을 시작했을 때 실온변화 난방을 멈췄을 때 실온변화
단열성능이높은 건물 ( ) 방안이 따뜻해진다. ( ) 실온이 내려간다.
단열성능이
낮은 건물 ( ) 방안이 따뜻해진다. ( ) 실온이 내려간다.
4. 단열재를 설치하는 방법(단열공법)에 대해 알아보자.
단열재를 설치하는 방법은 단열재의 위치에 따라 외단열, 중단열, 내단열로 나누어진다.
공법에 따라 건물의 열손실 및 결로의 가능성 등이 달라지므로 실의 용도와 재료에 따른 적절한 선택이 필요하다.
외단열의 특징은 콘크리트 외부를 감싸고 있기 때문에 콘크리트 자체적으로 단열이 되고 내단열은 콘크 리트는 냉기에 노출이 되어있는 상태에서 내부면을 단열하는 것이다.
<단열공법>
•
내단열 : 단열재를 안쪽(실내쪽)에 배치하는 공법•
외단열 : 단열재를 바깥쪽(외기쪽)에 배치하는 공법•
중단열 : 벽과 벽 사이에 단열재를 충진하여 시공하는 방법<A> 내단열 <B> 중단열 <C> 외단열
구조체 단열층 구조체 단열층 구조체 단열층 구조체
옥외 옥외
옥외 실내 실내 실내