건물의 단열재

Building insulation
온타리오주 미시소가의 아파트 내 공통 단열 응용 프로그램
미네랄 울 단열재

건물 단열재는 건물에서 열 [1]관리를 위한 단열재로 사용되는 모든 물체입니다.건물 내 단열재의 대부분이 보온 목적이지만, 이 용어는 방음, 방화 및 충격 단열재(예를 들어 산업 애플리케이션에 의한 진동)에도 적용된다.종종 이러한 기능 중 여러 가지를 동시에 수행할 수 있는 능력을 위해 절연 재료가 선택됩니다.

단열재는 건물에 [1]대한 중요한 경제 및 환경 투자입니다.단열재를 설치함으로써 건물의 냉난방 에너지 소비량이 줄어들고 거주자의 열 변동도 줄어듭니다.건물에 단열재를 추가하는 것은 특히 에너지 생산이 탄소 [2][3]집약적인 지역에서 중요한 기후변화 완화 전술이다.지방정부 및 국가정부와 공공사업자는 그리드 에너지 사용과 관련된 환경 영향 및 인프라 비용을 줄이기 위해 효율성 프로그램의 일환으로 신규 및 개조된 건물에 대한 단열 노력을 장려하기 위한 인센티브와 규제를 혼합한 경우가 많다.

단열재

단열재의 정의

단열은 일반적으로 건물의 적절한 단열재 및 설계 적응을 사용하여 열 손실과 [1][4]이득을 줄이기 위해 인클로저를 통한 열 전달을 느리게 하는 것을 말합니다.열전달은 실내와 [4]실외의 온도차에 의해 일어난다.열은 전도, 대류 또는 방사선에 의해 전달될 수 있습니다.전송 속도는 전파 [4]매체와 밀접하게 관련되어 있습니다.열은 천장, 벽, 바닥, 창문 및 문을 통해 전달됨으로써 손실되거나 획득됩니다.이러한 열 감소 및 획득은 일반적으로 환영받지 못합니다.이는 HVAC 시스템에 대한 부하를 증가시켜 에너지 낭비를 증가시킬 뿐만 아니라 건물 내 사람들의 온열 쾌적성도 감소시킵니다.건물의 단열재는 거주자의 [5]온열 쾌적성을 실현하는 데 중요한 요소입니다.단열재는 원치 않는 열 손실이나 이득을 감소시키고 난방 및 냉방 시스템의 에너지 수요를 감소시킬 수 있습니다.적절한 환기 문제를 반드시 다루지는 않으며 방음 수준에 영향을 미칠 수도 있고 영향을 미치지 않을 수도 있습니다.좁은 의미에서 단열재는 열손실을 늦추기 위해 사용되는 단열재(셀룰로오스, 유리양털, 락양털, 폴리스틸렌, 우레탄폼, 버미큘라이트, 펄라이트, 목재섬유, 식물섬유(카나비스, 아마, 면, 코르크 등), 재생면 데님, 짚, 동물섬유(양털), 시멘트, 토양 r 등)을 말합니다.열 전달의 주요 모드인 전도, 방사선 및 대류 재료에 대처하기 위한 다양한 설계와 기술을 수반할 수 있다.

위 목록에 있는 대부분의 물질은 물질의 분자 사이에 많은 양의 공기 또는 기타 가스만 보유하고 있습니다.그 가스는 고체보다 열을 훨씬 적게 전도한다.이러한 재료는 낮은 열 전달 효율로 열을 단열하는 데 사용할 수 있는 가스 공동을 형성할 수 있습니다.이러한 상황은 동물과 새의 털에서도 발생하며, 동물의 털은 열 손실을 줄이기 위해 작은 가스 주머니의 낮은 열 전도율을 사용할 수 있습니다.

반사 단열재(방사성 장벽)의 효과는 일반적으로 열원에 면한 공역에서 표면의 반사율(방출량)에 의해 평가된다.

벌크 절연의 효과는 일반적으로 R-값으로 평가되며, 이 중 2가지 메트릭(SI)(KwWmm−12 단위)과 미국 관행(°F·ft2·h/B 단위)이 있다.전자는 후자의 0.176배 또는 열전도율 또는 U값 W이다.예를−1 들어 미국에서는 다락방에 대한 절연 기준이 최소 R-38−2 US 단위(R-6.7 또는 SI 단위 0.15의 U 값과 동일)[6]가 권장된다.영국의 동등한 표준은 기술적으로 비교할 수 있으며, 승인된 문서 L은 일반적으로 부동산의 나이와 지붕 시공 유형에 따라 0.11 ~ 0.18의 지붕 면적에 대한 평균 U 값을 요구한다.새로운 건물은 이전 버전의 규정에 따라 지어진 것보다 더 높은 기준을 충족해야 한다.단일 R 값 또는 U 값은 각 건물의 건설 품질 또는 지역 환경 요소를 고려하지 않는다는 것을 깨닫는 것이 중요합니다.건설 품질 문제에는 불충분한 증기 장벽과 통풍 방지 문제가 포함될 수 있습니다.또한 절연재 자체의 특성 및 밀도가 매우 중요합니다.대부분의 국가에서는 적절한 표준이 유지되고 있는지 확인하기 위해 승인된 설치 프로그램을 검사하거나 인증하는 제도가 있습니다.

단열재의 역사

단열재의 역사는 다른 재료에 비해 그리 길지 않지만,[7] 인류는 단열의 중요성을 오랫동안 인식해 왔다.선사시대, 인간은 야생동물과 악천후로부터 피난처를 만드는 활동을 시작했고, 인간은 단열재 [7][8]탐사를 시작했다.선사시대 사람들은 동물의 가죽, 모피, 갈대, 아마, 짚과 같은 식물 재료를 사용하여 주거지를 지었는데, 이러한 재료들은 처음에는 의류 재료로 사용되었는데, 그들의 주거지가 임시적이기 때문에 그들은 쉽게 얻고 [7]가공할 수 있는 옷에 사용된 재료를 사용할 가능성이 더 높았기 때문이다.동물 모피와 식물 제품의 재료는 분자 사이에 많은 양의 공기를 포함할 수 있으며, 이는 열 교환을 줄이기 위해 공기 공동을 형성할 수 있습니다.

이후 인류의 긴 수명과 농업의 발달로 일정한 거주지, 흙으로 덮인 집, 석조 가옥, 동굴 주택이 [7][8]생겨나기 시작했다.이러한 재료의 고밀도는 열전달 시차효과를 일으켜 내부 온도변화가 느려질 수 있습니다.이러한 효과는 겨울에는 따뜻하고 여름에는 시원함을 유지하며, 또한 흙이나 돌과 같은 재료들을 쉽게 구할 수 있기 때문에, 이 디자인은 러시아, 아이슬란드,[7] 그린란드와 같은 많은 곳에서 매우 인기가 있습니다.

유기물들은 사람들이 악천후로부터 스스로를 보호하고 [8]따뜻함을 유지하는데 도움을 줄 수 있는 피난처를 짓기 위해 최초로 이용 가능한 것들이었다.그러나 동물이나 식물 섬유와 같은 유기 물질은 오랫동안 존재할 수 없기 때문에 이러한 천연 물질은 단열재에 대한 사람들의 장기적인 요구를 충족시킬 수 없습니다.그래서 사람들은 더 [8][9]내구성이 좋은 대체품을 찾기 시작했다.19세기에 사람들은 더 이상 단열재로 천연 재료를 사용하는 것에 만족하지 않고 유기 재료를 가공하여 최초의 단열 [8]패널을 생산했습니다.동시에 점점 더 많은 인공 재료들이 생겨나기 시작했고, 락울, 섬유 유리, 발포 유리, 중공 [9]벽돌과 같은 다양한 인공 단열재들이 개발되었습니다.

단열재의 중요성

단열재는 건물에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.따라서 쾌적성에 대한 요구가 높기 때문에 모든 [10]방의 완전 난방을 위해 소비되는 에너지가 커집니다.에너지 소비의 약 40%는 건물에서 발생하며, 주로 난방 또는 냉방을 통해 소비됩니다.충분한 단열은 건강한 실내 환경을 보장하고 구조 손상에 대비한 기본 작업입니다.또한 높은 에너지 소비를 처리하는 데 중요한 요소이며 건물 외피를 통과하는 열 흐름을 줄일 수 있습니다.단열이 잘 되면 건물에 다음과 같은 이점이 있습니다.

1. 건물 [10]외피 내부에 습기가 형성되어 건물 파손을 방지한다.단열재를 통해 실내 표면의 온도가 위험 수준 이하로 떨어지지 않도록 하여 결로 및 [10]곰팡이 형성을 방지합니다.Building Damage 보고서에 따르면 건물 손상의 12.7%, 14%가 곰팡이 [11]문제로 인한 것이라고 합니다.건물 내 단열재가 충분하지 않으면 건물 내부의 높은 상대 습도는 결로를 초래하고 최종적으로 곰팡이 [11]문제를 야기합니다.

2.[10] 건물에 거주하는 사람들에게 쾌적한 온열 환경을 조성합니다.보온성이 뛰어나 겨울에도 건물 내 온도가 충분히 높고,[12] 여름철에도 비교적 낮은 기온을 제공하여 동일한 수준의 보온 쾌적성을 실현합니다.

3. 불필요한 난방 또는 냉방 에너지 입력 감소단열재는 건물 외피를 통한 열 교환을 줄여 냉난방 기계는 에너지 [13]투입을 줄이면서 동일한 실내 공기 온도를 달성할 수 있습니다.

계획 및 예시

주택에 필요한 단열재의 양은 건물 설계, 기후, 에너지 비용, 예산 및 개인 취향에 따라 달라집니다.지역 기후에 따라 요구 사항이 다릅니다.건축 법규는 종종 화재 안전 및 에너지 효율에 대한 최소 기준을 설정하는데, 이는 LEED와 같은 친환경 인증의 지속 가능한 아키텍처의 맥락에서 자발적으로 초과할 수 있다.

건물의 단열 전략은 에너지 전달 모드와 건물의 이동 방향 및 강도를 신중하게 고려하는 데 기초해야 합니다.이것은 하루 종일 그리고 계절에 따라 달라질 수 있다.특정 상황에 맞는 적절한 설계, 재료의 올바른 조합 및 건축 기법을 선택하는 것이 중요합니다.

미국

미국의 단열 요건은 모든 상업용 [14]및 일부 주거용 건물에 대한 미국 에너지 표준인 ASHRAE 90.1을 준수합니다.ASHRAE 90.1 규격은 규범적, 건물 외피 유형, 에너지 비용 예산 등 다양한 관점을 고려합니다.그리고 표준에는 몇 가지 의무적인 단열 [14]요건이 있습니다.ASHRAE 90.1의 모든 단열 요건은 기후 구역으로 나뉩니다. 즉, 건물에 필요한 단열량은 건물이 위치한 기후 구역에 따라 결정됩니다.단열 요구사항은 R-값으로 표시되고 연속 단열 R-값은 두 번째 [14]지표로 표시됩니다.다양한 유형의 벽(목재 프레임 벽, 강철 프레임 벽 및 질량 벽)에 대한 요건이 [15]표에 나와 있습니다.

규범적 절연 최소 R-값 요건(°F·ft2·h/B)
나무틀 벽 철골 벽 질량벽
구역 비거주용 레지덴셜 비레지덴셜 레지덴셜 비레지덴셜 레지덴셜
1 13 13 13 13 NR 5.7
2 13 13 13 13+7.5 5.7 7.6
3 13 13 13+3.8 13+7.5 7.6 9.5
4 13 13+3.8 13+7.5 13+7.5 9.5 11.4
5 13+3.8 13+7.5 13+3.8 13+7.5 11.4 13.3
6 13+7.5 13+7.5 13+7.5 13+7.5 13.3 15.2
7 13+7.5 13+7.5 13+7.5 13+15.6 15.2 15.2
8 13+15.6 13+15.6 13+7.5 13+18.8 15.2 25.0

단열재를 추가해야 하는지 여부를 결정하려면 먼저 집에 이미 단열재가 얼마나 있는지, 어디에 있는지 확인해야 합니다.자격을 갖춘 가정용 에너지 감사관은 정기적인 전체 에너지 [16]감사에 단열 검사를 포함합니다.그러나 다락방과 같은 가정의 특정 영역에서 자가 평가를 수행할 수 있습니다.여기서 자를 사용하여 육안 검사를 통해 추가 [17]단열 효과를 얻을 수 있는지 여부를 파악할 수 있습니다.

미국 내 절연 요구의 초기 추정치는 미국 에너지부의 ZIP 코드 절연 계산기로 확인할 수 있습니다.

러시아

러시아에서는 풍부하고 값싼 가스의 가용성으로 인해 단열성이 떨어지고 과열되며 비효율적인 에너지 소비가 발생하고 있습니다.러시아 에너지 효율 센터는 러시아 건물들이 과열되거나 난방이 부족하며 종종 [18][19]필요 이상으로 50% 더 많은 열과 뜨거운 물을 소비한다는 것을 알아냈다.러시아에서 배출되는 모든 이산화탄소2 중 53%는 난방과 [20]건물용 전기를 통해 생산된다.그러나 구소련권에서의 온실가스 배출량은 여전히 1990년 수준을 [citation needed]밑돌고 있다.

러시아의 에너지 법규는 1955년에 제정되기 시작했고, 규범과 규칙은 건물 외피의 성능과 열 손실을 처음으로 언급했으며, 그들은 건물 [21]외피의 에너지 특성을 규제하기 위한 규범을 형성했다.그리고 러시아 에너지 코드(SP 50.13330.2012)의 최신 버전은 [21]2003년에 발표되었다.러시아의 에너지 코드는 ABOK와 같은 정부 기관이나 비정부 기관의 전문가들에 의해 제정되었다.러시아의 에너지 법규는 1955년 이후 수차례 개정돼 1995년 버전은 난방용 m2당 에너지 소모를 20%, 2000년 버전은 40% [21]줄였다.또한 이 법규에는 건물의 단열에 대한 필수 요건이 있으며, 주로 건물 쉘에서 발생하는 열 손실에 초점을 맞춘 자발적 조항도 포함되어 있다.

호주.

다음 항목도 참조하십시오.미스터 플러피와 에너지 효율이 뛰어난 주택 패키지

호주의 단열 요건은 건물 위치의 기후를 따릅니다. 아래 표는 기후에 따른 최소 단열 요건이며, 이는 호주 건축 법규(BCA)[22]에 의해 결정됩니다.호주의 건물은 지붕, 천장, 외벽 및 건물의 다양한 구성요소(더운 기후의 베란다 지붕, 벌크헤드, 바닥 [23]등)에 단열재를 적용합니다.격벽(높이가 다른 천장 사이의 벽 부분)은 온도 수준이 [24]동일하므로 천장과 동일한 단열 수준을 가져야 한다.그리고 호주 건물의 외벽은 모든 종류의 열 [25]전달을 줄이기 위해 단열되어야 한다.벽과 천장 외에도 호주의 에너지 법규는 모든 [25]층이 아닌 바닥의 단열재도 요구하고 있습니다.융기된 목재 바닥은 단열재를 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 가장 낮은 목재 아래에 약 400mm의 토양 간극이 있어야 하며, 리프팅 슬래브 및 지면 슬래브와 같은 콘크리트 슬래브도 동일한 방법으로 단열되어야 한다.

기후별 최소 지붕 단열 수준 — 온화한 온도, 알파인 열 손실 감소가 주요 우선 사항입니다.
위치 예시 최소 절연 수준(총 R-값(mK2/W))
지붕/천장*[26] 벽[26]
빅 주 멜버른 4.1 2.8
캔버라, ACT 4.1 2.8
호바르트 4.1 2.8
감비에 산, SA 4.1 2.8
빅 주 발라랏 4.1 2.8
노스웨스트 주 Thredbo 6.3 3.8
*지붕의 상부 표면 흡광도 값이 0.[27][page needed]4 이상인 경우 이러한 최소 단열 수준은 더 높습니다.

중국

중국은 지리적 [28]지역별로 구분되는 다양한 기후 특성을 가지고 있다.그 결과, 중국에는 단열재를 포함한 건물 설계를 식별하는 5개의 기후대가 있습니다.(초저온대, 한랭대, 여름과 한랭대, 여름과 한랭대, 겨울과 한랭대).[29]

독일.

독일은 1977년에 건축 에너지 효율의 요건을 제정해,[30] 2002년에 건축 퍼포먼스에 근거하는 에너지 절약 조례(EnEV)가 도입되었습니다.또한 2009년판 에너지 절약 조례에서는 건물 쉘의 보온에 대한 최소 R 값을 증가시키고 기밀성 [31]테스트 요건을 도입했습니다.2013년 에너지 절약 조례(EnEV)는 천장의 단열 요건을 명확히 했습니다.그리고 천장이 채워지지 않을 경우, 위층의 난방실 위에 있는 접근 가능한 천장에서 단열이 필요하다고 언급했습니다.[U-Value는 0.24W/(m2•K)[31] 미만이어야 합니다]

네덜란드

네덜란드의 건축령(Boubesluit)은 주택 개조와 신축 주택의 구별을 명확히 하고 있다.새로운 빌딩은 완전히 새로운 주택으로 간주되지만, 새로운 추가 및 확장도 새로운 빌딩으로 간주됩니다.또한 일체형 건물 표면의 25% 이상을 변경 또는 증축한 리노베이션도 신규 건축물로 간주한다.따라서 철저한 리노베이션에서는 네덜란드의 단열재를 위한 새로운 건축 요건을 충족해야 할 가능성이 있습니다.리노베이션이 소규모인 경우에는 리노베이션 지시가 적용됩니다.리노베이션의 예로는 캐비티 벽의 후단열과 지붕 보드에 대한 경사진 지붕의 후단열 또는 타일 아래에 대한 후단열 등이 있습니다.모든 리노베이션은 최소 Rc 값인 1.3 W/mK를 충족해야 합니다.현재 절연의 절연 값(합법적으로 취득한 레벨)이 높을 경우 이 값은 [32]하한으로 카운트됩니다.

뉴질랜드

뉴질랜드의 새 주택과 작은 건물에 대한 단열 요건은 건축 법규와 표준 NZS 4128:[33][34]2009에 명시되어 있다.

최소 시공 R 값(mK2/W)
존 1과 존 2 존 3
지붕/천장 2.9 3.3
벽들 1.9 2.0
플로어 1.3 1.3
윈도 및 글레이징 0.26 0.26
천창 0.26 0.31

구역 1과 2는 와이헤케 섬과 그레이트 배리어 섬을 포함한 북섬의 대부분을 포함한다.구역 3은 북섬, 남섬, 스튜어트 섬 및 채텀 [34]제도의 위도 남위 39°50' 북쪽(만화위카 북쪽 포함)의 타우포 구, 루아페후 구 및 랑기티케이 구를 포함한다.

영국

단열 요건은 건물 규정에 명시되어 있으며 잉글랜드와 웨일즈에서는 기술 내용이 승인된 문서 L이 열 요건을 정의함에 따라 발행되며, 최소 표준을 설정하면 지붕 및 벽과 같은 요소에 대한 U 값을 다음과 같은 다른 요소와 교환할 수 있습니다.전체 건물 에너지 사용 평가에서 ating system을 사용합니다.스코틀랜드와 북아일랜드는 유사한 시스템을 가지고 있지만 세부 기술 표준은 동일하지 않다.이 기준은 최근 몇 년 동안 여러 번 개정되었으며, 영국이 저탄소 경제로 이행함에 따라 보다 효율적인 에너지 사용이 요구되고 있다.

다양한 기후의 기술 및 전략

한랭 기후

추운 기후에서의 전략

주택 단열재의 단면적.

추운 환경에서는 건물에서 나오는 열의 흐름을 줄이는 것이 주된 목표입니다.건물 외피의 구성요소인 창문, 문, 지붕, 바닥/기초, 벽 및 공기 침투 장벽은 모두 열 [35][36]손실의 중요한 원천입니다. 그렇지 않으면 단열이 잘 된 가정에서 창문은 열 [37]전달의 중요한 원천이 됩니다.표준 단일 유리의 전도 열손실에 대한 저항은 약 0.17mkKwW2−1 또는 일반적인 이중 유리의 2배 이상의 R 값에 해당한다(유리 울 배트의[38] 2-4mkKwW와2−1 비교).손실은 양호한 풍화, 벌크 단열 및 비절연성(특히 비태양 표면) 유리의 양을 최소화함으로써 줄일 수 있다.실내 열복사는 또한 스펙트럼 선택(저방사율, 저방사율) 유리의 단점이 될 수 있다.일부 절연 유리 시스템은 R 값을 두 배에서 세 배까지 증가시킬 수 있습니다.

추운 기후에서의 테크놀로지.

진공 패널과 에어로겔 벽면 단열재는 뉴잉글랜드,[39] 보스턴 등 한랭지대의 주거용 건물과 상업용 건물의 에너지 성능과 단열 효과를 높일 수 있는 두 가지 기술이다.과거에는 단열성능이 높은 단열재 가격이 매우 [39]비쌌다.재료산업의 발달과 과학기술의 발달로 20세기 들어 단열재 및 단열기술이 점점 더 많이 등장하여 건축 단열재 선택지가 다양해지고 있습니다.특히 한랭 기후 지역에서는 한파로 인한 열 손실(침입, 환기, 방사선)에 대처하기 위해 대량의 단열재가 필요하다.검토할 가치가 있는 테크놀로지는 다음 두 가지가 있습니다.

진공 절연 패널(VIP)에 기반한 외부 절연 시스템(EIFS)
주요 기사:진공 절연 패널

VIP는 매우 높은 [40]내열성으로 유명하며, 내열성이 기존 발포 단열재보다 4~8배 높아 기존 재료에 비해 건물 쉘에 대한 단열재 두께가 얇아졌습니다.VIP는 보통 코어 패널과 금속 [40]인클로저로 구성됩니다.코어 패널 생산에 사용되는 일반적인 재료는 흄 및 침전 실리카, 오픈셀 폴리우레탄(PU), 다양한 종류의 섬유 유리입니다.또한 코어 패널은 금속 인클로저로 덮여 진공 환경을 형성하며, 금속 인클로저는 코어 패널을 진공 [40]환경에 유지할 수 있습니다.이 재료는 열성능이 높지만 지난 20년간 높은 가격을 유지하고 있습니다.

에어로겔 외부 및 내부 벽면 단열재.

에어로겔은 1931년 [41]사무엘 스티븐스 키슬에 의해 처음 발견되었다.액체 부분이 기체로 대체되는 일종의 젤로,[41] 실제로 공기의 99%로 구성되어 있습니다.이 재료는 기존 플라스틱 폼 절연 재료에 비해 상당히 높은 인치당 R-10의 비교적 높은 R 값을 가집니다.그러나 가공의 어려움과 낮은 생산성으로 인해 Aerogels의 [41]개발이 제한되고 있으며, 이 재료의 원가는 여전히 높은 수준을 유지하고 있습니다.미국에서는 단 두 회사만이 이 상업용 에어로겔 제품을 제공하고 있다.

더운 기후

더운 기후에서의 전략

뜨거운 환경에서, 열 에너지의 가장 큰 원천은 태양 [42]복사이다.이는 창문을 통해 건물에 직접 진입하거나 건물 외피를 주위보다 높은 온도로 가열하여 건물 [43][44]외피를 통한 열 전달을 증가시킬 수 있습니다.표준 단일 유리의 태양 열 이득 계수(SHGC)([45]태양열 투과율 측정)는 약 78-85%가 될 수 있습니다.태양으로부터의 적절한 음영, 밝은 색상의 지붕, 스펙트럼 선택(열반사) 페인트와 코팅, 그리고 엔벨로프의 나머지 부분에 대한 다양한 유형의 단열재를 통해 태양열 이득을 줄일 수 있습니다.특수 코팅된 유리는 SHGC를 약 10%까지 줄일 수 있습니다.복사 장벽은 더운 [46]기후의 다락방에 매우 효과적입니다.이 응용 프로그램에서는 추운 기후보다 더운 기후에서 훨씬 효과적입니다.하향 열 흐름의 경우 대류가 약하고 방사선이 공기 공간 전체의 열 전달을 지배합니다.방사 장벽이 효과를 발휘하려면 적절한 공극에 직면해야 합니다.

고온 다습한 기후에서 냉방을 사용하는 경우 건물 외피를 밀봉하는 것이 특히 중요합니다.습한 공기 침투의 제습은 상당한 에너지를 낭비할 수 있다.한편, 일부 건물 설계는 일반적인 바람으로부터 대류 냉각을 제공하기 위해 냉난방 대신 효과적인 교차 환기를 기반으로 합니다.

고온 기후에서의 기술

이집트와 아프리카와 같은 고온 건조한 기후 지역에서, 여름의 열 쾌적함은 주요 질문입니다, 도시 지역의 에너지 소비의 거의 절반이 사람들의 열 쾌적함을 위한 수요를 만족시키기 위해 에어컨 시스템에 의해 고갈됩니다, 고온 건조한 기후 지역의 많은 개발도상국들은 여름에 전력 부족 때문에 어려움을 겪습니다.냉각기 [47]사용 증가이러한 [48]상황을 개선하기 위해 쿨 루프라고 불리는 새로운 기술이 도입되었다.과거에는 건축가들이 열질량 재료를 사용하여 온도의 쾌적성을 높였습니다.열량이 높으면 낮 동안 열 전달 속도가 느려지고 실내 온도를 일정 범위로 유지할 수 있는 시간 지연 효과가 발생할 수 있었습니다(고온과 건조한 기후 지역은 보통 낮의 온도 차이가 큽니다).그리고 밤).

쿨루프는 태양 반사율과 열방출량을 기반으로 한 저비용 기술로, 태양 [47][48]복사를 반사하기 위해 반사 재료와 밝은 색상을 사용한다.태양 반사율과 열 방출량은 지붕의 열 성능을 결정하는 두 가지 핵심 요소이며, 약 30%의 태양 복사가 [48]하늘로 반사되기 때문에 단열 효과도 개선할 수 있습니다.지붕의 형태도 고려 중인데, 곡면 지붕은 기존 [47][49]형태에 비해 태양 에너지를 덜 받을 수 있습니다.한편, 이 기술의 단점은 높은 반사율이 시각적 불편을 야기할 것이 분명하다.한편, 지붕의 높은 반사율과 열방출량은 건물의 난방 부하를 증가시킵니다.

방향 - 수동 태양 설계

주요 기사 : 수동형 태양열 건물 설계

건물 요소(예: 창문, 문, 히터)의 최적 배치는 건물과 일반적인 바람에 대한 태양 복사의 영향을 고려함으로써 단열재에서 중요한 역할을 할 수 있다.반사성 라미네이트는 폴 축사, 차고 및 금속 건물에서 수동 태양열을 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

건설

창문에 대한 설명은 단열 유리 및 4중 유리를 참조하십시오.

건물 봉투

온열 엔벨로프는 주택의 조건부 또는 거주 공간을 정의합니다.다락방 또는 지하실은 이 구역에 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다.내부에서 외부로의 공기 흐름을 줄이면 대류 열 전달을 [50]크게 줄일 수 있습니다.

또한 낮은 대류 열 전달을 보장하려면 건물 건설(기상화)과 절연 [51][52]재료의 올바른 설치에 주의를 기울여야 합니다.

건물 내 공기 흐름이 자연스럽지 않을수록 인간의 쾌적함을 유지하기 위해 더 많은 기계 환기가 필요합니다.높은 습도는 기류가 부족하여 결로, 건축자재를 썩게 하고 곰팡이나 박테리아와 같은 미생물의 성장을 촉진하는 중대한 문제가 될 수 있습니다.습기는 또한 열교(아래 참조)를 만들어 단열 효과를 크게 감소시킬 수 있다.공기 교환 시스템은 이러한 문제를 해결하기 위해 능동적 또는 수동적으로 통합될 수 있습니다.

서멀 브리지

서멀 브릿지는 열전도를 가능하게 하는 건물 외피 내의 포인트입니다.열은 최소 저항 경로를 통해 흐르기 때문에 열 브리지는 에너지 성능 저하의 원인이 될 수 있습니다.서멀 브릿지는 열 흐름이 단열재로 인해 중단되지 않는 온도 차이를 가로질러 연속 경로를 만들 때 생성됩니다.단열재가 잘 되지 않는 일반적인 건축 자재는 유리와 금속입니다.

건물 설계는 구조물의 일부 영역에서 단열 용량이 제한될 수 있습니다.일반적인 구조 설계는 스터드 벽을 기반으로 하며, 열교량은 목재 또는 강철 스터드 및 조이스트에 일반적으로 사용되며, 일반적으로 금속으로 고정됩니다.가장 일반적으로 충분한 단열재가 부족한 지역은 건물의 모서리이며, 전기 박스(배출구 및 조명 스위치), 배관, 화재 경보 장치 등 시스템 인프라를 위한 공간을 확보하기 위해 단열재를 제거하거나 교체한 지역입니다.

서멀 브릿지는 예를 들어 완전히 단열되기 전에 외벽의 일부를 차단하는 등 비협조적인 구조에 의해서도 만들 수 있습니다.벽면 캐비티 내에 단열재가 없는 접근할 수 없는 빈 공간이 있으면 열 브리징의 원인이 될 수 있습니다.

일부 단열재는 젖었을 때 열을 더 쉽게 전달하므로 이 상태에서 열 브릿지를 형성할 수도 있습니다.

열전도는 교량의 단면적을 줄이거나 교량 길이를 늘리거나 열교량을 줄임으로써 최소화할 수 있습니다.

열교 효과를 줄이는 방법 중 하나는 외벽 위에 절연 보드(예: 폼 보드 EPS XPS, 목재 섬유 보드 등)를 설치하는 것입니다.또 다른 방법은 벽 [53]내부의 열 파괴를 위해 단열재 골조를 사용하는 것입니다.

인스톨

일반적으로 단열재는 숨겨져 있기 때문에 건축 중 단열재는 리모델링보다 훨씬 쉽고, 단열재에 도달하기 위해서는 건물의 일부를 해체해야 합니다.

국가에 따라 에너지 효율과 환경적 요인을 고려하여 어떤 단열재가 건물에 가장 적합한지에 대한 규제가 다릅니다.추운 기후가 따뜻한 기후보다 설치 비용에 더 많은 투자를 필요로 하기 때문에 지리적 위치도 필요한 단열재 유형에 영향을 미칩니다.

자재

주요 기사:건축 단열재

건물 단열재에는 기본적으로 벌크 단열재와 반사 단열재의 두 가지 유형이 있습니다.대부분의 건물은 건물 전체의 단열 시스템을 구성하기 위해 두 가지 유형의 조합을 사용합니다.사용되는 단열재 유형은 건물 열 전달의 세 가지 형태 각각에 대해 최대 저항을 생성하기 위해 일치합니다. 즉, 전도, 대류 및 방사입니다.

단열재의 분류

세 가지 열 교환 방법에 따라 건물에서 사용한 대부분의 단열재는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.전도성 및 대류성 절연체 및 복사열 장벽.그리고 다른 재료를 구별하기 위한 더 상세한 분류가 있다.많은 단열재는 분자 사이에 작은 공기 공동을 만들어 작동하며, 이 공기 공동은 물질을 통한 열 교환을 크게 줄일 수 있습니다.그러나 열 전달을 방지하기 위해 공기 공동을 기능 요소로 사용하지 않는 두 가지 예외가 있습니다.하나는 반사 단열재로 금속박을 한쪽 또는 양쪽에 부착하여 방열 장벽을 형성함으로써 큰 공역을 형성하는데, 이 단열재는 주로 방열 전이를 감소시킨다.재료에 부착된 광택 금속 호일은 방사선 열 전달을 막을 수 있을 뿐이지만 열 전달을 멈추는 효과는 현저할 수 있습니다.공기 공동을 적용하지 않는 또 다른 단열재는 진공 단열재입니다. 진공 단열 패널은 모든 종류의 대류와 전도를 막을 수 있으며 복사 열 전달도 크게 줄일 수 있습니다.그러나 진공 패널의 가장자리가 열 브릿지를 형성하여 진공 단열 효과를 떨어뜨릴 수 있기 때문에 진공 단열 효과도 재료의 가장자리에 의해 제한됩니다.진공 단열재의 효과는 진공 패널 면적과도 관련이 있습니다.

전도성 및 대류성 절연체

벌크 인슐레이터는 건물 안팎의 전도성 열 전달 및 대류 흐름을 차단합니다.공기는 열의 전도성이 매우 낮기 때문에 좋은 단열재가 됩니다.전도성 열전달에 저항하기 위한 단열재는 섬유, 내부 발포체 또는 플라스틱 기포 사이의 공기 공간과 다락방과 같은 건물 내 공동 공간을 사용합니다.이는 능동적으로 냉각되거나 난방되는 건물에서는 유용하지만 수동적으로 냉각되는 건물에서는 문제가 될 수 있습니다. 환기 또는 방사선에 의한 적절한 냉각 준비가 필요합니다.

섬유 단열재

섬유 재료는 공역을 [55]균등하게 분포시키는 작은 직경의 섬유로 만들어진다.일반적으로 사용되는 재료는 실리카, 유리, 락 울, 슬래그 울입니다.유리 섬유와 미네랄 울은 이러한 유형에서 가장 널리 사용되는 두 가지 단열재입니다.

셀 단열재

세포 절연은 서로 [55]분리된 작은 세포로 구성됩니다.일반적으로 셀룰러 소재는 유리와 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리우레탄과 같은 발포 플라스틱입니다.

복사열 장벽

주요 기사: 복사 장벽

복사 장벽은 공기 공간과 함께 작동하여 공기 공간 전체의 복사 열 전달을 줄입니다.복사 단열재 또는 반사 단열재는 열을 흡수하거나 통과시키는 대신 열을 반사합니다.복사 장벽은 하향 열 흐름을 줄이는 데 자주 사용됩니다. 상향 열 흐름이 대류에 의해 지배되는 경향이 있기 때문입니다.즉, 다락방, 천장 및 지붕의 경우 더운 [44]기후에서 가장 효과적입니다.또한 서늘한 기후에서 열 손실을 줄이는 역할도 합니다.단, 벌크 절연체를 추가하면 훨씬 더 큰 단열 효과를 얻을 수 있습니다(위 참조).

일부 복사 장벽은 스펙트럼 선택성이 뛰어나며 다른 파장에 비해 적외선 방사선의 흐름을 우선적으로 감소시킨다.예를 들어, 저방사율(low-e) 창문은 빛과 단파 적외선 에너지를 건물 안으로 전달하지만 실내 가구에서 발생하는 장파 적외선 방사선을 반영한다.마찬가지로 특수 열반사 페인트는 가시광선보다 더 많은 열을 반사할 수 있으며, 그 반대도 가능합니다.

열방출률 값은 복사 장벽의 효과를 가장 잘 반영할 수 있습니다.일부 제조업체는 이러한 제품에 대해 '동등한' R-값을 인용하지만, R-값 테스트는 실험실 환경에서 총 열 손실을 측정하고 순 결과(방사선, 전도, 대류)[citation needed]를 담당하는 열 손실 유형을 제어하지 않기 때문에 이러한 수치를 해석하거나 오해의 소지가 있을 수 있다.

먼지 또는 습기의 막은 방사율을 변화시키고 그에 따라 복사 장벽의 성능을 변화시킬 수 있습니다.

친환경 단열재

친환경 단열재는 환경에 미치는 영향이 적은 단열재를 일컫는 용어입니다.단열재인지 아닌지를 판단하기 위해 일반적으로 받아들여지는 접근방식은 라이프 사이클 어세스먼트(LCA)를 실시하는 것입니다.많은 연구들이 그들의 적용에서 단열재의 환경적 영향을 비교했다.비교 결과, 가장 중요한 것은 응용 프로그램의 기술 요건을 충족하는 제품의 절연 값입니다.두 번째 순서 단계에서만 재료 간의 구별이 관련이 있습니다.벨기에 정부가 VITO에[56] 의뢰한 보고서가 그러한 연구의 좋은 예이다.이러한 결과를 그래픽으로 표현할 수 있는 귀중한 방법은 스파이더 다이어그램입니다.

「 」를 참조해 주세요.

자재
설계.
건설
다른.

레퍼런스

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외부 링크

Wikibooks는 다음과 같은 주제에 대한 책을 가지고 있습니다: Do-It-Your-Yourself/House_instructions