(2) 사용에서 절약된 에너지
이 자료의 서론에서 설명한 것처럼, 단열재의 에너지절감 잠재력은 단열재가 설치 될 건물의 에너지 효율적 성능에 필수적입니다. 여기에 간략하게 설명된 것처럼 단열재를 통한 열전달을 설명할 때 세 가지 다른 방법이 사용됩니다.
① 열전도율(W/m·K)
재료가 열을 잘 전달하는 정도를 나타냅니다. 이것은 재료의 한쪽면의 온도 차이(Kelvin degrees)로 인해 주어진 두께(m)의 사각형 영역을 통해 전달되는 열의 양(W)입니다. 재료의 열전도율이 낮을수록 열전달에 저항하는 재료의 능력이 커지므로 단열재의 유효성이 커집니다. 예를 들어, 공기는 0.025W/m·K의 낮은 열전도율을 가지지만(그리고 다른 가스들과 함께 단열 재료로 사용되어 왔음), 구리는 401W/m·K(그리고 빠른 열전달을 위해 조리기구 바닥에 자주 사용됩니다)의 열전도율을 가집니다. 일반으로 사용되는 단열재는 열전도율이 0.019W/m·K~0.046W/m·K인 경향이 있습니다.
② 열 저항(m2·K/W)
열 저항(R-값)의 측정값은 m2·K/W입니다. 이것은 재료의 양면에 온도 차(Kelvin degrees)를 곱한 재료의 평방미터를 통해 열(W)이 전달되는 비율입니다. 열 저항(R-값)이 높을수록 단열의 효율성은 높아집니다. 재료의 열 저항은 열전도율로 재료의 두께(m)를 나눔으로써 계산됩니다.
③ 열관류율(W/m2·K)
열관류율(U-값)의 측정값은 W/m2·K입니다. 이것은 물질이 얼마나 열을 잘 전달하는지를 설명합니다. 열의 양(W)은 재료의 평방미터를 통해 전달되고 재료의 한쪽면의 온도 차(Kelvin degrees)를 나눈 비율입니다. 이는 열 저항(R-값)의 역수(1/R)입니다. U-값이 낮을수록 단열이 더 잘 됩니다.
이러한 측정 중 첫 번째인 열전도율을 사용하여 [표4]는 다양한 밀도 및 온도에서 다양한 단열재의 일반적인 열전도율을 나타냅니다.
단열재 종류 | 밀도(kg/m3) | 평균 온도(℃) | 열전도율(W/m·K) |
미네랄울 | 10~200 | 10 | 0.037~0.031 |
암면 | 20~200 | 10 | 0.033~0.034 |
발포폴리스티렌(EPS) | 15~30 | 10 | 0.038~0.033 |
압출법보온판(XPS) | 28~45 | 10 | 0.027~0.026 |
페놀폼(PF단열재) | 35~60 | 10 | 0.018~0.022 |
경질우레탄폼(PIR) | 32~50 | 10 | 0.023 |
경질우레탄폼(PUR) | 35~50 | 10 | 0.023 |
코르크 | 112 | 10 | 0.038 |
박리된 질석 | 109 | 10 | 0.066 |
[표 4] 다양한 단열재의 일반적인 열전도율
평균 온도 10℃에서 비교하면, 페놀폼(PF단열재) 35~60kg/m3은 박리된 질석 9kg/m3보다 열전달 저항력이 우수합니다. 한편 15~30kg/m3의 발포폴리스티렌(EPS)는 112kg/m3 코르크와 비슷한 수준의 열전도율을 가지고 있습니다. 이것은 재료의 밀도가 제품을 결정하기 위해 사용될 수 없음을 보여줍니다. 열전도율 값은 상기에서 설명한 바와 같이 구현된 에너지와 함께 고려해야하며, 발포폴리스티렌(EPS)는 구현된 에너지 면에서 성능이 떨어집니다.
또한 알루미늄 호일을 사용하는 신제품은 재료의 열전도율을 개선하기 위해 생산됩니다. 이러한 제품을 사용하면 열전도율 값이 감소하기 때문에 단열재를 비교할 때 복잡성이 더 합니다. 단열재를 지지하기 위해 추가적인 스터드(stud) 작업이 필요할 수 있으나, 벽의 두께가 증가될 수 있기 때문에 다양한 두께와 밀도의 단열재가 건물 설계에 영향을 미칠 수 있습니다.
[주택에서 단열]