단열공사는 어떻게 시공관리 되어야 하는가? lml1130 2008.01.07 19:48 |
조회 215 |
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건축물의 단열공사란 단열성능을 갖춘 재료를 구조물의 요소에 설치하여 건축물 내, 외부간 열
적성능교환 즉, 필요한 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 차단시키는 공사를 의미한다.
여기서 열의 이동을 차단하기 위한 목적으로 사용되는 단열성능을 갖춘 재료란 비중과 열전도
율이 낮은 재료 를 사용하는 것이 일반적이며 크게 무기질계와 유기질계로 나눌 수 있는데 이
를 통틀어서 단열재(thermal insulating material)라고 부른다.
단열공사는 그 재료의 선택과 품질관리에 따라서 단열성능에 큰 차이를 보이게 되는데 이러한
요구성능을 구 현하기 위해서는 단열재료의 요구성능과 단열공법의 선정 그리고 시공 시의 품
질관리가 종합적으로 이루어져야 한다.
특히 단열성능을 확보하기 위하여 우수한 단열재를 두껍게 사용한다고 해도 시공이 불량하게
되면 단열성능이 저하되고 목적하는 바를 이룰 수 없으므로 효율적인 시공관리계획이 반드시
필요하다.
2. 단열의 필요성
1) 결로방지 등에 다른 쾌적한 실내환경 조성
2) 냉난방 부하의 저감으로 인한 에너지의 효율적 이용
3) LCC(life cycle cost)관점에서 유지관리비 절감과 건축물의 경제성 제고
3. 열전달의 3요소별 특성
1) 대류 對流
공기의 위치가 바뀜(이동)에 따라서 열이 전달되는 것을 말하는데 공기가 이동을 하면 이동
부위로 기존의 열 이 옮겨 가는 것을 의미한다.
복층유리(pair glass)와 같은 진공상태를 유지하게 되면 대류에 의한 열의 이동을 방지할 수
있다.
2 ) 전도 傳導
어떤 물질(개체 단위)을 통해 분자의 열진동으로 열이 물질 안의 고온 부분에서 저온 부분으
로 흐르는 현상을 말하 며 열전도율이란 이렇게 어떤 물질을 통해 열이 전도하는 정도를 나
타내는 수치를 의미한다.
열전도율은 같은 물질이라도 비중과 직접적인 관계를 맺고 있는데 비중이 낮을 수록 열전도
율이 낮고 단열 재가 물을 흡수하여 함수율이 높아지면 열전도율이 증대되어 단열성능이 저
하되는데 열 전도율이 낮다는 의 미는 단열 성능 즉, 열을 차단하는 성능이 우수하다는 의미
한다.
3) 복사 輻射
물체의 표면으로 부터 열이 방사(放射)되어 그 파장이 주위로 퍼져 나가는 것으로서 그 대표
적인 것이 우리고유 의 문화인기도 한 온돌에 의한 난방방식이다.
공기에 의해 열이동을 뜻하는 대류와는 다른 뜻이므로 혼돈해서는 안된다.
4. 단열재료의 분류 및 요구성능
1) 단열재의 분류
(1) 무기질계
- 유리섬유(glass wool) :유리원료를 녹인 유리액이 미세한 구멍을 통하여 섬유상으로 나오
는 것을 냉각시 킨 것으로서 단열성 및 흡음은 섬유사이의 고정공기를 이용한 것이다.
- 질석 (vermiculite) : 흑운모 등 운모질 원석을 고온으로 소성하여 팽창시킨 것으로서 낮은
비중에 의한 단 열 및 흡음성을 갖춘 것이다.
- 퍼라이트 (perlite) : 진주석을 고온 소성한 것으로서 비중이 낮고 내열성이 우수하여 단열
재 및 경량골재 로 널리 사용된다.
- 암면 (rock wool) : 암석을 전기로로 용융하여 작은 구멍을 통하여 분출시키면서 냉수나
압축공기를 이용 하여 냉각시켜 섬유화한 것으로서 내구성이 우수한 단열재이다.
(2) 유기질계
- 섬유판 : 천연의 목질섬유 등을 이용한 셀룰로즈(cellulse)섬유판과 볏짚, 펄프 및 면등 식
물섬유를 이용한 연질섬유판 등이 있다.
- 폴리스틸렌 폼(poly styrene form) : 일반적으로 스티로폼이라고 불리우는 것으로서 가장
널리 사용되고 있는 대표적인 판상형 단열재이다.
- 우레아 폼(urea foam) : 요소수지에 프레온 가스를 사용한 것으로서 거품형식으로 발포하
면서 팽창 경화되는 특성을 가졌다.
(3) 기타
- 경질 우레탄 폼, ALC판넬 등이 있다.
2) 단열재료의 요구성능
(1) 열전도율이 낮을 것
(2) 흡수율이 낮고 비중이 작을 것
(3) 인체에 유해한 인자가 발생하지 않고 시공성이 좋을 것
(4) 부피가 적고 어느 정도 기계적 강도를 갖출 것
(5) 현장의 시공성이 좋을 것
5. 단열공법의 종류별 특성 및 시공 시 유의사항
1) 재료형상에 의한 분류
(1) 성형판 단열공법
공장에서 판상형으로 제작된 것으로서 스틸렌 폼(form), 경질 우레탄 폼, 섬유판 등으로서
시공이 간편하여 널리 사용되고 있지만 접합부가 발생하므로 빈틈이 없이 시공해야 하며
파이프 주변 등도 정밀하게 시공을 해야 한다.
특히 유리섬유 암면 섬유판 등 blanket형의 단열재는 시공 시 단열재가 눌려서 그 부피가
줄어들지 않도록 주의해야 한다.
(2) 발포형 단열공법
폼(foam)형식의 용기에 든 것을 현장에서 바로 발포시켜서 단열성능을 갖게 한 공법으로
복잡한 형상에도 시공이 가능하고 공간벽에 적용 시 밀실하게 충전이 가능하여 시공성과
단열성능이 좋지만 팽창압에 의한 문틀 등 부재의 변형에 주의해야 하는데 최근에는 옥상
의 단열과 방수를 겸용한 마감재로도 널리 적용되고 있다.
(3) 뿜칠형 단열공법
예전에는 석면 암면 등이 주를 이루었으나 이 재료들이 인체에 유해하다고 해서 펄라이트
나 천연섬유재를 많이 사용하고 있으며 주차장 등의 지하실 천정이나 철골의 내화피복 등
에 널리 사용되고 있는데 복잡한 구조에도 시공이 가능하고 기계화 시공이 가능하지만 두
께관리가 어렵고 비산에 의한 주변 보양이 필요한 단점이 있다.
재료를 미리 교반하여 시공하는 습식공법과 nozzle 앞에서 단열재와 접착제가 합해지는
건식공법으로 나눌 수 있다.
(4) 기타
펄라이트나 질석 그리고 식물성 섬유를 접착제 또는 물과 교반하여 바르는 미장공법과 경
량콘크리트재(ALC)를 쌓는 조적공법 그리고 경량콘크리트를 타설하는 타설공법 등 습식
에 의한 공법 등이 있다.
2) 시공부위에 의한 분류
(1) 지붕단열
지붕층에 단열재를 설치하는 것으로서 지붕 밑면에 설치하는 공법과 지붕 윗면에 설치하는
방법이 있는데 지붕 방수층 윗면에 설치하는 외단열이 구조체 및 방수층에 가해지는 열변
형이 최소화되고 단열의 효율성 이 높지만 콘크리트나 시멘트 mortar에 의한 별도의 보호
누름층이 필요하다.
천정의 반자틀 위에 시공하는 공법 적용 시는 단열재가 반자틀 사이에 꼭 끼도록 재단하여
틈이 없도록 천 정바닥에 밀착시키고 슬라브와 단열층 사이에 통기구를 설치하여야 한다.
(2) 벽단열
토대에서 처마까지 벽면에 단열재를 시공하는 것으로서 벽면의 내, 외측 또는 벽돌벽 등의
중간층에 단열 재를 설치하는데 공법의 선정 시에는 시공성 및 단열의 효율성 등을 고려해
야 한다.
(3) 바닥단열
최하부 바닥단열은 방습층 위 즉, 고온부에 단열재를 설치하고 그 위에 보호누름층을 만들
어서 바닥에서 올라오는 습기와 냉교(cold bridge)를 차단시킬 수 있도록 해야 하는데 보
호누름층 타설 시 단열재가 움직 이지 않도록 tape를 붙여두는 것이 좋다.
특히 지면과 닿는 부분은 반드시 내투습성이 우수한 비닐 등의 재료를 이용한 방습층을 설
치하고 단열재를 설치해야 하는데 이는 지반에서 올라오는 습기를 단열재가 흡수했을 경
우 단열재의 비중이 높아지고 흡습에 의한 비중 상승은 단열성능을 저하시키기 때문이다.
3) 설치위치에 의한 분류
(1) 외단열공법
단열재를 구조체 외측에 설치하는 것으로서 외기로부터 발생되는 냉,교 (coldbridge/heat
bridge)를 차단하여 축열시간이 늦여짐에 따라 구조체를 보호할 수 있어 단열의 효율성이 우
수하지만 시공이 어렵고 공사비가 증액되는 단점이 있다.
특히 한냉지에 중단열이나 내단열 적용시 단열층 계면의 응축수 발생에 의한 겨울철 동해방
지 등에 유리하기 때문에 겨울철 온도가 많이 내려가는 지역 등에는 외단열 공법의 적용이 효
율적이다.
(2) 중단열공법
단열재를 조적조 이중벽 등 중간층에 설치하는 것으로서 단열재는 일반적으로 판상형의 것을
많이 사용하고 있으며 현장발포형(foam)적용 시 빈틈없이 체워지므로 단열성능이 우수하다.
판상형 단열재 적용 시에는 단열재를 안벽에 밀착하여 붙이고 틈새가 없도록 설치해야 하며
단열재의 접합부는 테핑에 의해서 단열층이 연속되도록 해야 한다.
(3) 내단열공법
단열재를 구조체 내부에 설치하는 것으로서 시공이 간편하고 공사비가 비교적 저렴하며 공기
에 영향을 받지 않을 수 있으나 단열의 효율성이 낮고 구체가 외기의 영향을 받이 열화될 수
있으며 내부결로 발생우려가 높다.
7. 결론
구조물 축조 시 골조가 완성되고 나면 가장 중요하게 여겨야 할 사항이 방수공사와 단열공사인
데 단열공사가제대로 되지 않으면 외기에 의한 열손실과 냉, 난방부하의 상승은 에너지의 불필
요한 손실에 따른 건축물의 전생애기간의 소요비용인 LCC(life cycle cost)관점의 유지관리비
부분에서도 적잖은 문제점으로 지적될 수가 있을 것이다.
또한 단열과 밀접한 관련을 갖고 있는 결로발생에서도 내부결로는 구체의 열화를 촉진하고 표
면결로는 곰팡이 를 유발시키는 등 쾌적한 실내환경 조성에 악영향을 미치므로 이의 방지를 위
해서는 효율적인 단열공법의 적용은 반드시 필요하다고 할 수 있다.
이러한 단열공법의 적용 시에는 시공성도 중요하지만 단열의 효율성을 먼저 살펴야 할 것이며
아무리 좋은 단열재를 사용한다고 해도 제대로 된 시공이 이루어지지 않으면 단열성능을 저하
시킬 수 있으므로 단열의 연속성을 확보하고 냉, 열교를 차단할 수 있는 완전한 단열공사가 되
도록 시공관리 되어야 목적하는 바 품질구현이가능할 것으로 사료된다.
출처 : [직접 서술] 직접 서술