경질우레탄폼단열재의 흡수율, 열팽창 및 비열 용량
6. 물과 습기에서의 행동
수분 저항성 측면에서 건물 구성 요소의 기능적 효율성은 건물 및 지하 수분뿐만 아니라, 운송, 보관 및 조립 중 강수에 대한 단열재의 작용에 크게 좌우됩니다. 증기 확산으로 인해 건물 구성 요소의 표면에 응축 수분과 건물 구성 요소의 단면에 응축이 또한 작용합니다.
경질우레탄폼단열재는 공기로부터 수분을 흡수하지 않습니다. 폐쇄된 셀 구조로 인해, 경질우레탄폼은 물을 흡수하거나 이동하지 못하며, 즉 모세관현상이 없습니다. 이러한 관계로, 건물의 일반적인 수분은 열전도율을 증가시키지 않습니다. 수증기 확산은 구조물의 관점에서 적절히 설치되지 않은 경질우레탄폼단열재에서 수분을 증가시킬 수 없습니다. 예를 들어 수증기 장벽이 없는 곳이나 평평한 지붕에 있는 에어 포켓이나 밀폐 결함 때문입니다.
1) 28일 동안 물에 담근 후 흡수
실험실 테스트에서, 경질우레탄폼단열재가 영구적으로 물에 둘러싸여 있는 경우, 물의 흡수는 확산 및 응축을 통해 발생할 수 있습니다. EN 12087에 따른 28일 침수 테스트에서 60mm 두께의 경질우레탄폼단열재 (밀도 35kg/m3)로 측정한 흡수율은 일반적으로 약 1.3%입니다.
경질우레탄폼단열재재가 주변 단열재로 사용되는 경우 항상 습기에 노출될 수 있습니다.
2) 확산과 응축 및 습기/서리 조건에서 수분 행동
주변 단열재로 경질우레탄폼단열재를 사용하면 단열재가 항상 지면과 직접 접촉하기 때문에 습기 및 서리의 영향에 대한 노출이 증가합니다. EN 12088에 따라 측정된 확산 및 응축으로 인한 경질우레탄폼단열재의 최대 흡습량은 약 6%입니다. 독일에서 수행된 테스트에서 표면재가 없는 경질우레탄폼단열재의 서리/ 해동 조건이 반복되는 조건에서 습기에 대한 행동은 약 2%~7% 사이의 값으로 산출되었습니다.
3) 수증기 확산 저항 계수 μ
수증기 확산 저항 계수(μ)는 건물 구성 요소의 수분 관련 행동을 결정할 때 가장 중요한 변수입니다.
μ 값은 건물 구성 요소 층의 수증기 확산 저항이 동일한 공기 두께(μair=1)보다 얼마나 큰지 지정합니다.
경질우레탄폼단열재의 수증기 확산 저항 계수는 EN 12086에 따라 결정됩니다.
이것은 밀도와 제조 방법에 달려있습니다. 재료에 코팅 또는 외장이 있는 경우, 수증기 확산 저항(기호 Z) 에 대한 명시된 수준을 지정해야합니다. 특정 용도에서 건물 구성 요소의 수분 관련 계산의 경우, 덜 유리한 값을 가정해야합니다.
4) 확산 층 두께의 공기층 sd
공기층의 확산–등가 두께(sd)는 층 두께(m)와 확산 저항 계수(μ)의 곱입니다.
sd = μ · s
건축에서 적용에 따라, 120mm 두께의 경질우레탄폼단열재는 40×0.12=4.8m~200×0.12=24m의 sd 값을 가집니다.
7. 열팽창
열의 영향으로 모든 재료가 팽창합니다. 열팽창 계수는 온도가 1 켈빈 상승할 때 재료별 열팽창을 나타냅니다. 폐쇄 셀 플라스틱에서, 셀 구조의 가스 압력은 또한 팽창에 영향을 미칩니다.
경질우레탄폼의 열팽창 계수는 특히
① 밀도
② 표면
③ 건물 구성 요소 층에 대한 단열재의 부착(있을 경우)
④ 선택된 온도 범위
연성인 표면과 밀도가 30~35kg/m3인 경질우레탄폼단열재에서 측정한 결과 3~7×10⁻⁵·K⁻¹의 열팽창 계수가 나타났습니다. 표면이 없고 밀도가 30~60kg/m3인 경질우레탄폼단열재의 선형 열팽창 계수는 5~8×10⁻⁵·K⁻¹입니다. 표면이 없는 고밀도의 경질우레탄폼의 열팽창 계수는 5×10⁻⁵·K⁻¹입니다.
이 값은 기판에 부착되지 않았거나, 팽팽하게 장착되지 않은 보드 또는 절단 부분/몰딩에 적용됩니다.
밀도와 관련하여 측정한 –60℃에서 +20℃의 온도 범위에서 표면이 없는 경질우레탄폼단열재의 열팽창
8. 비열 용량 및 열저장 용량
1) 비열 용량 cp
비열 용량 cp는 재료의 1kg 질량을 1K 증가시키는 데 필요한 열에너지의 양을 나타냅니다. 비열 용량 cp는 J/(kg·K) 단위로 측정됩니다.
더 많은 열용량을 가진 재료를 1K만큼 온도를 높이려면 더 많은 열에너지가 필요합니다. 반대로, 더 적은 열용량을 가진 재료에서 1K의 온도 증가를 생성하기 위해 더 적은 에너지가 필요합니다.
EN 12524에 따라, 이 계산된 값은 불안정한 경계 조건을 가진 건물 구성 요소의 열전도율에 대한 특수 계산에 사용됩니다.
2) 열저장 용량 C
건물 구성 요소의 열저장 용량은 포함된 개별 건축 자재의 비열 용량에 영향을 받습니다.
축열 용량 C에서 J/(m2·K)는 온도가 1K 상승할 때 표면적이 1m2이고, 두께가 균일 한 건축 자재가 저장할 수 있는 열의 양을 말합니다. 열저장 용량 C에서 J/(m2·K)=비열(c)×밀도(r)×층 두께(d)
상시 표에서 목모 보드의 열저장 용량은 경질우레탄폼단열재의 열저장 용량의 수 배입니다. 여름에 실내 기후 조건에서, 이러한 차이는 무시해도 좋습니다.
컴퓨터를 사용 열 모의시험을 실내 기후에 대한 다양한 경사 지붕 구조에서 단열재 유형의 영향을 조사 했습니다.
[여름철 가장 더운 날의 외부 및 내부 온도: 일광 차단 없이]
태양 차단이 없으면, 실내 온도는 오후에 31℃에 이르렀습니다. 실내에서 측정한 온도는 다양한 단열재의 열저장 용량이 아무런 관련이 없다는 것을 의미합니다. 실내 온도는 최대 0.6K 차이가 있었습니다.
[여름철 가장 더운 날의 외부 및 내부 온도: 일광 차단]
지붕의 창문이 태양으로부터 차단되면 오후에 실내 온도가 외부의 온도보다 분명 낮습니다. 실내 온도는 항상 25℃ 이하로 유지됩니다.
여기에서도, 단열재의 종류는 실내 온도에 큰 영향을 미치지 않습니다.
컴퓨터 모의시험 결과는 다음과 같이 나타납니다.
① 태양 복사는 여름의 실내 기후에 주요한 영향을 미치는 요인이며, 따라서 창문에서의 효과적인 태양 보호가 쾌적한 실내 조건을 조성합니다.
② 다양한 단열재의 열저장 용량은 여름철 실내 온도에 거의 영향을 미치지 않습니다.
좋은 단열은 여름에도 실내 기후 조건을 향상시킵니다. 두께가 두꺼운 경우 열전도율이 낮은 단열재는 외부 건물 구성 요소를 통한 열 유입을 감소시킵니다.