*****본 논문은 2020년도 한국연구재단 연구비 지원에 의한 결과의 일부임. 과제번호:2020R1I1A3A04037786. *****스타빌엔지니어링 대표(주저자: [email protected]) *****스타빌엔지니어링 과장([email protected]) *****쌍용건설 건축기술팀 차장([email protected]) *****한라대학교 건축학과 교수(교신저자: [email protected])
건축물 창 주위 열교 저감 시공방법에 관한 연구*
Study on the Thermal Bridge Reduction Method Between Windows
and Walls
김웅회** ․ 강경하*** ․ 박철용**** ․ 권영철*****
Woong Hoe Kim** ․ Kyoung Ha Kang*** ․ Cheol Yong Park**** ․ Young Cheol Kwon*****
Abstract
The technology to prevent heat loss, condensation and mold generation around windows by ensuring continuity of insulation between windows and walls by using thermal bridge-breaking blocks around windows was reviewed. The results of comparing the effect of thermal bridge-breaking blocks around windows are summarized as follows. 1) The linear thermal transmittance through heat analysis was 0.089 W/m ․ K, showing improvement of about 63% in heat loss prevention. 2) The equivalent U-value through the actual plant test was 0.787 W/m2․ K, which showed improvement in insulation performance by about 52%. 3) The condensation prevention performance through the actual plant test was shown to be improved by about 50% to 0.078 TDR. 4) The outdoor surface temperature through thermal imaging was measured 0.5°C to 0.6°C which was 1°C lower thanks to the heat loss prevention around windows, and the indoor surface temperature around windows was 15.7°C which was 2°C higher thanks to the high insulation performance of the thermal bridge blocks. 5) The analysis of the annual energy demand of the building showed that heating energy was reduced about 35% with 30.67 kWh/m2․ a. 6) Structural analysis confirmed the structural stability of concrete cross section defects that occur when constructing the thermal bridge-breaking block around a window, and the structural stability of concrete cross section defects was found out to be ensured even with the minimum reinforcement ratio.
Keywords : Thermal Bridge-Breaking Block between Windows and Walls, Linear Thermal Transmittance, Equivalent U-value, Building Energy, Condensation
1. 서 론
국토교통부에서는 2020년 공공부문 제로에너지 건축물 의무화, 2025년 민간부문까지 제로에너지 건축물을 의무화하는 제로에너지 건축물 로드맵을 발표하였다(국토교통부, 2019). 이러한 로드맵에 따라 건축물 에너지절약설계기준에서는 단열성능 기준을 독일의 패시브하우스 기준까지 강화하였다 (국토교통부, 2017). 2018년 9월 1일자로 강화된 “건축물의 에너지절Fig. 1. Present Detail between a Window and a Wall 약설계기준”에서는 지역별, 부위별 건축물의 열관 류율 기준을 규정하고 있다. 본 기준에서는 중부지 역을 세분하여 중부1지역과 중부2지역으로 나누어 지역별, 부위별 열관류율을 다르게 적용하고 있다. 중부1지역의 외기에 직접 면한 공동주택 외벽과 지 붕의 열관류율은 모두 0.15W/m2･K 이하를 만족하 여야 하며, 중부2지역의 외기에 직접 면한 공동주택 외벽과 지붕의 열관류율은 각각 0.17W/m2･K 이하, 0.15W/m2･K 이하를 만족하여야 함을 알 수 있다. 더불어 [서식 1] 에너지절약계획 설계 검토서에서는 외피 열교부위의 단열 성능(W/m･K)에 대한 평가 를 할 경우 추가 배점을 부여하고 있고, 이를 위해 [별 표 11]에 벽체 및 슬래브 접합부위를 대상으로 선형 열관류율(W/m･K)을 제시하고 있다. 한편, 에너지 절약형 친환경 주택의 건설기준에 의 한 에너지 절감률은 최대 60% 까지 강화하여 2018 년 12월부터 시행해 오고 있다(국토교통부, 2020). 이러한 제로에너지 건축물을 구현하기 위해서 건축 물에 적용되는 단열 시공방법이 기존 내단열에서 외 단열로 서서히 변화되고 있다. 외단열 공법은 차가 운 외기를 원천적으로 차단하고 실내 콘크리트의 축 열 성능을 활용함으로써 난방에너지 손실량을 최소 화할 것으로 기대된다. 그런데 외단열 공법을 적용함에 있어 시공의 편의 성 등을 이유로 창 주위의 단열재를 결손시키고 시 공하는 경우가 발생하고 있다. 이러한 단열재 결손 은 열교 현상으로 이어져 창 주위 벽체 온도가 부분 적으로 낮아지게 되며, 이로 인하여 실내에서는 결 로 및 곰팡이가 발생할 수 있는 환경을 제공한다(Fig. 1). 곰팡이는 실내공기질을 악화시켜 호흡기 계통에 좋지 않은 영향을 미치므로 원천적으로 발생하지 않 도록 주의하여야 한다. 특히 열교는 단열성능이 높아질수록 더 크게 영향 을 미치는 것으로 알려져 있어 제로에너지 건축물을 지향하는 현재 상황에서는 더더욱 세심한 검토가 필 요하다(문선혜 외, 2011). 그럼에도 현재 국내 기준 에서는 앞에서 언급한 바와 같이 벽체 및 슬래브 접 합부에 대해서만 열교를 고려하도록 하고 있으며, 창 주위 열교에 대해서는 고려하고 있지 않다. 패시브 하우스 기준에서는 벽체 또는 슬래브 접합부 뿐 아 니라 창 주위까지 포함하여 열교가 발생할 수 있는 부위에 대한 전체적인 검토를 수행할 것을 강제하고 있으며, 선형열관류율 해석을 통하여 0.01W/m･K 이하를 만족하도록 하고 있고, 선형열관류율을 고려 하지 않을 경우 해당 열관류율에 0.1W/m2･K를 더 한 값으로 기준 적합성을 검토할 것을 제안하고 있 다(Arnold Janssens et al., 2007).
본 연구에서는 외단열 공사시 건축물 창 주위 마 감 시공을 위한 단열재 결손으로 인한 창호 주변의 열 손실 및 내부 결로를 원천적으로 방지할 수 있는 L자 형 열교 차단재(TBB, Thermal Bridge-Breaking Block) 의 창 주위 선형열관류율 개선효과를 검토하고자 한다. 이를 통하여 설계자에게는 창 주위의 열손실 을 획기적으로 방지할 수 있는 디테일 정보를 제공 함과 더불어 시공자에게도 내 ․ 외부 마감 시공성을 개선시킨 시공방법을 제시함으로써, 결과적으로 건축물 에너지 효율 향상 및 내외부 마감 품질 향상, 연속된 단열공사로 결로 및 곰팡이 발생 억제 등이 가능한 창 주위 선형열관류율 개선에 기여하고자 한다.
Fig. 2. Proposed Detail between a Window and a Wall
Fig. 3. Configuration of Thermal Bridge-Breaking Block
Fig. 4. Thermal Bridge-Breaking Block for Remodeling
2. 창 주위 열교 차단재의 구성
정부의 제로에너지 건축물 정책에 기여하는 창 주 위 열교 저감 시공방법은 건축물 창 주위의 단열재 결손을 보완하기 위해 비드법보온판 1종3호를 이용 하여 신축의 경우 L자형 열교 차단재를 콘크리트 벽 체와 타설 일체로 시공하고, 기축의 경우 L자형 열교 차단재를 후시공하여 벽체 외단열과 연속성을 갖도 록 하는 것이 특징이다(Fig. 2). 이러한 열교 차단재 는 4개의 코너형과 코너형을 연결하는 4개의 일자형 으로 구성되며, 각각은 콘크리트와 일체가 되도록 홈이 있는 본체와 외부 마감 및 창호 설치 시공의 편 의성을 제공할 목적으로 콘크리트 타설 후 제거되는 메움재로 구성되어 있다(Fig. 3). 열교 차단재를 사 용한 건축물 창 주위의 열교 저감 시공방법의 절차 는 먼저 시공 전 적용할 부위에 대한 설계도면 및 시 방 적합성을 검토하고, 다음으로 벽체 거푸집 설치 및 창호 거푸집 설치 후 열교 차단재를 설치한다. 이 어서 콘크리트 타설 후 양생이 되고 거푸집 탈형과 동시에 열교 차단재의 메움재를 제거한다. 이후 외 단열을 위한 단열재와 창호를 설치하고 내 ․ 외부 마 감작업을 진행하는 것으로 마무리된다. 기축의 경우 에는 기존 골조에 열교 차단재를 후시공 앵커를 이 용하여 시공한다는 것이 다르다(Fig. 4).3. 창 주위 열교 차단재의 성능 평가
창 주위 열교 차단재를 사용한 열교 저감 공법을 대상으로 전열해석을 통한 선형 열관류율, 창과 벽 체 사이 열교를 고려한 실플랜트 비교 실험, 결로방 지 설계기준에 의거한 결로 실험, Mock-Up 세대 구 성을 통한 열화상 비교 촬영, 에너지 소요량 비교 예 측, 그리고 구조안정성 해석 및 내풍압 실험 등을 실 시하였다(김웅회, 2020). 3.1 전열해석을 통한 선형 열관류율 비교 선형 열관류율에 대한 시뮬레이션은 열교 차단재 를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대하여 비 교 분석하는 것으로 ISO 15099를 참고하여 분석하 였다. 시뮬레이션 결과 선형 열관류율은 열교 차단 재를 적용하지 않은 경우 0.239W/m･K인데 비해 열 교 차단재를 적용한 경우 0.089W/m･K로 나타나 약 63% 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 5, 6). 3.2 벽체-창호 실플랜트를 이용한 상당 열관류율 실험 창호주위에 열교 차단재를 적용한 벽면과 창호에 대한 열관류율 실험은 KS F 2278 「창호의 단열성 시Fig. 5. Analysis Result without Thermal Bridge-Breaking Block
Fig. 6. Analysis Result with Thermal Bridge-Breaking Block
Fig. 7. Test Specimen Specification with Thermal Bridge-Breaking Block
Fig. 8. Sensor Location for Condensation Test
험방법」에 준하여 실시하였다. 시험체의 구성으로 벽체는 콘크리트 200mm, 단 열재 100mm로 구성하였고, 창틀 재질은 합성수지, 유리 구성은 외창 및 내창 모두 일반 5mm로 된 이중 창으로 구성한 후 열교 차단재를 적용할 경우와 적용 하지 않은 경우에 대하여 실험을 수행하였다(Fig. 7). 실험 결과 열교 차단재를 적용하지 않은 경우 상당 열 관류율은 1.623W/m2･K로 나타났고, 열교 차단재를 적용한 경우 0.787W/m2･K로 나타나 약 52% 정도 창호주위의 단열성능이 개선되는 것으로 나타났다. 3.3 결로 실험 열교 차단재를 적용하지 않은 경우와 적용하는 경우에 대한 결로 시험방법은 국토교통부고시 제 2016-835호 「공동주택 결로 방지를 위한 설계기 준」 준용하되 온도센서의 설치 위치는 열교 차단재 의 목적에 맞게 창호는 창 중앙과 창틀 중앙 및 모 서리에만 설치하고, 벽체는 창틀 중앙 및 모서리로 부터 열교 차단재가 설치되는 벽체 중앙부 및 벽체 쪽 단부와 벽체 중앙부 등 각각 3곳씩 설치하였다 (Fig. 8).
Fig. 9. TDR where Without and With TBB
Fig. 10. Mock-Up Unit Without and With TBB
Fig. 11. Outdoor Thermal Video Image
시험체의 구성은 앞선 열관류율 실험을 위한 실플 랜트 실험에서와 동일하게 구성하였다(Fig. 7). 항온 실 공기온도 24.63°C, 상대습도 49.89%, 저온실 공기 온도 -14.77°C를 기본으로 각 부위별 측정온도를 이 용하여 온도차이비율(TDR, Temperature Difference Ratio)을 계산한 결과는 Fig. 9와 같다. 열교 차단재 를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 온도차이비 율(TDR)을 비교함으로써 창호주위의 표면결로 방 지효과를 비교평가하면, 전체적으로 열교 차단재를 적용하는 경우 TDR이 적용하지 않은 경우의 TDR에 비해 낮은 값을 보이는 것을 알 수 있으며, 이것은 열 교차단재를 설치한 경우 표면온도가 실내온도와 차 이가 적다는 것을 나타내는 지표이므로 표면온도를 높게 유지할 수 있어 표면결로 발생을 사전에 예방 하는 효과가 있음을 알 수 있다. 열교차단재를 적용 하지 않은 경우 대비 열교차단재를 적용한 경우 8개 지점의 평균 TDR이 벽체는 0.105 대비 0.079, 벽체 와 열교 차단재 접합 부위는 0.144 대비 0.075, 열교 차단재 부위는 0.175 대비 0.078, 창틀은 0.079 대비 0.069로 나타나 열교 차단재 설치 부위와 벽체와의 접합 부위에서는 50% 이상 향상되는 것을 확인할 수 있다. 3.4 Mock-Up 세대 열화상 촬영 비교 열교 차단재 설치 여부에 따른 열손실을 확인하기 위하여 열교 차단재를 설치하지 않은 세대와 열교 차단재를 설치한 세대를 각각 Mock-Up 세대를 구성 하여 실내 ․ 외 표면온도를 열화상 촬영을 통해 확인 하였다(Fig. 10). 열교 차단재가 설치되지 않은 세대와 열교 차단재 가 설치된 세대의 창호주위를 각각 구역별 최소 및 최대, 구역 평균값을 외부에서 측정한 결과는 Table 1과 같다(Fig. 11). Table 1로부터 열교 차단재를 설치하지 않은 세대 의 창 주위 평균 표면온도는 상부(Bx1), 하부(Bx3),
Table 1. Outdoor Surface Temperature (°C) Without TBB With TBB Bx1 Max 4.2 Bx2 Max 1.3 Min 2.4 Min 0.4 Average 2.8 Average 0.5 Bx3 Max 3.6 Bx4 Max 1.1 Min 1.6 Min 0.0 Average 2.4 Average 0.5 Bx5 Max 4.3 Bx6 Max 1.1 Min 1.3 Min 0.2 Average 1.1 Average 0.6
Table 2. Indoor Surface Temperature (°C) Without TBB With TBB Sp1 13.7 Sp1 16.6 Sp2 13.4 Sp2 16.9 Sp3 13.2 Sp3 15.2 Sp4 13.1 Sp4 15.2 Sp5 12.9 Sp5 15.0 Sp6 13.0 Sp6 15.0 Average 13.2 Average 15.7
(a) Without TBB (b) With TBB Fig. 12. Indoor Thermal Video Image
Fig. 13. View of Model Building
우측부(Bx5)가 각각 2.8°C, 2.4°C, 1.1°C였으며, 열 교 차단재를 설치한 세대의 창 주위 평균 표면온도 는 상부(Bx2), 하부(Bx4), 좌측부(Bx6)가 각각 0.5°C, 0.5°C, 0.6°C로 나타나 열교 차단재를 설치한 세대에 서는 실내 난방에너지가 외부로 손실되는 것이 차단 되어 열교 차단재를 설치하지 않은 세대와 비교하여 온도가 낮은 것을 확인할 수 있다. 실내측 표면온도는 실내온도 20°C를 유지한 상태 에서 열화상을 촬영한 결과 Table 2와 같이 열교 차 단재를 설치한 세대는 평균 15.7°C, 열교 차단재를 설치하지 않은 세대는 평균 13.2°C로 2.5°C 높게 측 정되었다(Fig. 12). 기온 20°C에서의 습도에 따른 노 점온도를 감안하면, 열교 차단재가 설치되지 않은 세대는 상대습도가 60% 이상일 때 결로가 발생하는 반면 열교 차단재가 설치된 세대는 상대습도 75% 까지 결로가 발생하지 않기 때문에 결로 방지성능이 향상됨을 알 수 있다. 3.5 열교 차단재를 사용한 건축물의 열성능 평가 열교 차단재 설치 여부에 따른 에너지 요구량을 검 토하기 위하여 건축물 에너지 해석 알고리즘인 ISO 13790 기반의 Energy+ 프로그램으로 에너지 해석 을 수행하였다. 지상5층 규모(연면적 2923.86m2)의 공공업무시 설을 대상으로 하였으며(Fig. 13), 창 주위 열교 차단 재 설치 유 ․ 무에 따라 선형열관류율은 각각 0.089 W/m･K, 0.239W/m･K을 적용하였다(Fig. 5, 6). 이 때 벽체의 경우 선형열관류율은 아래 식과 같이 면, 선, 점을 통해 발생하는 값을 계산하도록 ISO 10211
(a) Without TBB (b) With TBB Fig. 14. Result of Heating Energy Demand Analysis
에 규정되어 있지만, 창 주위 선형열관류율은 명확 한 지침이 없어 본 규정을 준용하여 창호의 열관류 율(면)과 창 주위의 선형열관류율(선)을 더하는 방 식으로 고려하였으며, 따라서 창 주위 열교 차단재 를 설치하지 않은 경우 열관류율은 1.803W/m2･K, 열 교 차단재를 설치한 경우 열관류율은 0.993W/m2･K 를 적용하였다.
(1) “면” “선” “점” 여기서, : 구조체를 통한 총 열류량(W) : 실내 온도(°C) : 실외 온도(°C) : 선형 열관류율(W/mK) : 선형 열교의 길이(m) : 점 열관류율(point thermal transmittance) (일반적으로 점 열교의 영향은 무시할 수 있음, ISO 14683) 이상의 내용으로 해석을 수행한 결과, 열교 차단재 를 적용하지 않은 경우 대상 건물의 난방에너지 요 구량은 47.21kWh/m2･a, 열교 차단재를 적용한 경 우는 30.67kWh/m2･a로 나타나 열교 차단재를 적 용할 경우 약 35%의 난방에너지 요구량이 줄어드는 것으로 분석되었다(Fig. 14). 3.6 열교 차단재 적용에 따른 구조안정성 평가 창틀 거푸집 설치 후 열교 차단재와 타설되는 콘크 리트와의 일체성을 위해 콘크리트에 매립되면 열교 차단재가 적용된 부분에 대해 콘크리트의 결손이 발 생된다. 창 주위 콘크리트 단면 결손에 따른 구조적 안정성 확보 여부를 구조해석을 통하여 확인하였다. 상세 해석을 위해 콘크리트 단면 결손이 발생하는 부위를 Plate 요소로 고려하여 풍하중 40m/s를 균 등하게 재하하면 2.763kN/m2 정도로 등분포 활하 중(주거용 건축물의 거실 등분포활하중 = 2.0kN/m2) 을 재하한 것과 같은 효과이며, 검토 결과 응력상 최 소 철근비 배근으로 가능하지만 기준에 따라 수직 및 수평 철근의 간격은 벽두께의 3배 이하(70mm×3
Fig. 15. Result of Structural Analysis
Fig. 16. Construction Flow
= 210mm) 또는 450mm 이하로 설계해야 하기 때 문에 단배근 D10@200으로 배근하면 충분한 것으 로 나타났다(Fig. 15).
4. 창 주위 열교 차단재의 시공성 평가
제로에너지 건축물 구현과 열교 저감을 위해 적용되 고 있는 외단열 공법에서 창 주위에 발생되는 단열재 끊김 현상을 해결하기 위해 열교 차단재를 사용한 건 축물 창 주위 열교 저감 시공 공법은 거푸집 설치 후 열 교 차단재를 바로 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 열교 차단재가 콘크리트 구조체와 일체화 될 수 있도 록 고안되었으며, 외벽에 설치되는 단열재와의 연속성 을 확보하여 열교를 획기적으로 차단한 시공방법이다. 창 주위 열교 차단재 시공방법은 신축 건축물의 경 우 외벽 거푸집을 설치하고 창틀 거푸집을 설치한 후 코너형 열교 차단재와 일자형 열교 차단재를 각 각 설치한 후 벽체 철근을 배근하고 내벽 거푸집을 설치한 다음 콘크리트를 타설하고 양생한 후 내 ․ 외 부 거푸집을 탈형한다. 거푸집 탈형 후 열교 차단재Fig. 17. Thermal Bridge-Breaking Block Fixing for Remodeling 의 메움재를 뜯어낸 후 창틀을 설치하고 내 ․ 외부 마 감공사를 함으로써 마무리된다(Fig. 16). 기존 건축 물에 창 주위 열교 차단재를 적용할 경우 시공방법 은 신축과 달리 콘크리트 타설 없이 열교 차단재를 시공하여야 하므로 단열재 고정용 화스너를 코너형 에는 2개소, 일자형에는 300mm 간격으로 길이에 따라 개수는 가변적으로 적용하여 시공하는 것을 표 준으로 하고 있다(Fig. 17). 창 주위 열교 차단재 시공은 기존 공정에 비해 추 가되는 공정이지만 이후 마감공정에서 건축물 내 ․ 외부 마감을 동시에 진행할 수 있어 공사기간의 증 가는 없는 것으로 나타났다. 콘크리트 타설 후 거푸 집 제거시 창 주위 열교 차단재의 손상이 없도록 주 의해야 하며, 특히 창틀 거푸집 제거 과정에서 열교 차단재가 손상될 경우 동일 소재 또는 동등 이상의 소재를 이용하여 보수하는 것을 원칙으로 한다.
5. 결론 및 제언
건축물에서 창 주위 단열 끊김에 따른 열교가 발생 하면 창 주위에는 결로 및 곰팡이가 발생된다. 이런 문 제점을 해결하기 위해 개발된 창 주위 열교 차단재를 적용할 경우 건축물 창 주위의 단열을 연속시킴으로 써 열교 현상을 원천적으로 저감시켜 결로 및 곰팡이 에 의한 실내공기 저해 요인을 차단할 뿐 아니라 에너 지 손실을 획기적으로 줄임으로써 난방 효율 향상을 이끌 수 있다. 창 주위에 열교 차단재를 적용하면 건축 물의 에너지 효율성을 높이고 결로현상 등 하자 발생 요인을 제거하여 유지관리의 편리성을 높일 수 있다. 특히 창 주위 열교 차단재는 콘크리트를 타설하기 전에 선시공하기 때문에 콘크리트가 타설로 일체화 될 수 있으며, 거푸집 제거 후 열교 차단재의 메움재 를 뜯어내어 창틀 시공을 원활하게 할 수 있는 시공 편리성을 지니고 있다. 제로에너지 건축물을 구현하기 위해서 뿐만 아니 라 건축물의 내부 공간 활용 극대화와 열교 저감을 위해 외단열이 일반적으로 사용되고 있다. 외단열 공법이 적용되는 부위 중 창 주위는 외부 마감을 위 해 일부 단열재 결손이 발생되고 있으며, 그로 인한 열손실이 발생된다. 이러한 열손실 발생으로 인하여 건축물 실내에서는 결로와 곰팡이가 발생되는 것으 로 보고되고 있다. 이러한 창 주위 단열 끊김으로 발 생하는 열교를 원천적으로 차단하기 위하여 창 주위 열교 차단재를 적용하는 공법을 개발하였다. 전열해석, 실플랜트 상당 열관류율 실험, 실플랜트 결로 실험, 열화상 촬영을 통한 실내 ․ 외 표면온도 분 포, 에너지 해석 및 구조해석 및 내풍압 실험 등을 통하 여 열교 차단재의 성능을 확인한 결과는 다음과 같다. (1) 전열해석을 통한 창호 주위의 선형 열관류율은 열교 차단재를 적용하지 않을 경우 0.239W/m･K 에서 열교 차단재를 적용할 경우 0.089W/m･K 로 약 63% 감소하는 것으로 나타났다. (2) 실플랜트 실험을 통한 상당 열관류율은 열교 차 단재를 설치한 경우와 그렇지 않은 경우 각각 0.787W/m2･K, 1.623W/m2･K 으로 나타나 열 성능이 약 52% 개선되는 것으로 확인되었다. (3) 실플랜트 실험을 통한 결로 방지성능은 열교 차 단재를 설치한 경우와 그렇지 않은 경우 창호주 위의 TDR 값이 각각 0.078과 0.175로 계산되어 50% 이상 개선되는 것으로 나타났다. (4) 열화상 촬영을 통한 실외 표면온도는 열교 차단재 를 적용하지 않은 경우 1.1∼2.8°C, 열교 차단재를요 약 본 연구는 창 주위 열교 차단재를 이용하여 창과 벽 사이 단열의 연속성을 확보하여 열손실을 방지하고 결로 및 곰 팡이 발생을 억제하는 기술에 관한 것으로, 창 주위 열교 차단재를 적용한 경우와 그렇지 않은 경우를 비교한 결과를 정리하면 다음과 같다. 1) 전열해석을 통한 선형 열관류율은 0.089W/m･K로 열손실이 약 63% 개선되는 것으로 나 타났다. 2) 실플랜트 실험을 통한 상당 열관류율은 0.787W/m2･K로 단열성능이 약 52% 개선되는 것으로 나타났 다. 3) 실플랜트 실험을 통한 결로 대응성능은 TDR 0.078로 약 50% 개선되는 것으로 나타났다. 4) 열화상 촬영을 통 한 실외 표면온도는 0.5~0.6°C로 1°C 정도 낮게 측정되어 열손실이 적음을 확인하였고, 실내 표면온도는 15.7°C로 2°C 정도 높게 측정되어 단열성능이 높음을 확인하였다. 5) 건축물의 연간 에너지 소요량을 해석한 결과 30.67 kWh/m2･a로 난방에너지가 약 35% 정도 절감되는 것으로 나타났다. 6) 창 주위 열교 차단재를 시공할 경우 발생하 는 콘크리트 단면 결손에 따른 구조적 안정성을 구조해석을 통하여 확인한 결과 콘크리트 단면 결손 부위는 최소 철 근비 배근으로도 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 주제어 : 창 주위 열교 차단재, 선형 열관류율, 상당 열관류율, 건축물 에너지, 결로 적용한 경우 0.5∼0.6°C으로 나타났으며, 실내 표면 온도는 열교 차단재를 적용하지 않은 경우 13.2°C, 열교 차단재를 적용한 경우 15.7°C로 나타나 열교 차단성능이 향상되는 것으로 확인되었다. (5) 열교 차단재 유무에 따른 건축물의 연간 에너지 요구량을 해석한 결과 각각 30.67kWh/m2･a, 47.21kWh/m2･a로 나타나 열교 차단재를 적용 할 경우 35% 정도 난방에너지가 절감되는 것으 로 확인되었다. (6) 창 주위 열교 차단재를 시공할 경우 발생하는 콘 크리트 단면 결손에 따른 구조적 안정성을 구조 해석을 통하여 확인한 결과 콘크리트 단면 결손 부위는 최소 철근비 배근으로도 구조적 안정성 을 확보할 수 있음을 확인하였다. 건축물의 에너지 효율을 향상시키기 위해 단열설 계기준이 패시브하우스 수준으로 강화됨에 따라 상 대적으로 열교에 의해 손실되는 에너지가 많아지게 되며, 그러한 열손실은 표면온도를 낮추게 되며 결 과적으로 열교 부위에 결로 및 곰팡이가 쉽게 발생 될 수 있다. 지금까지 열교 부위는 벽과 벽, 벽과 슬래 브 등 구조체의 접합부위만을 대상으로 검토가 되어 왔지만, 본 기술과 같이 창 주위 열교에 대해서도 상 세한 검토가 수반되어야 할 것이다. 특히 제로에너 지 건축물 의무화에 맞춰 고단열 설계가 이루어지고 있는 현시점에서 이러한 열교 부위에 대한 상세한 검토가 반드시 단열설계와 함께 이루어질 수 있도록 제도적 기반이 마련되어야 할 것이다.
참고문헌
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