건물벽체의 열관류율 및 온도구배

목차

Ⅰ. 서론 --------------------1
1.1 연구의 개요 -------------1
1.2 연구의 목적 -------------1
1.3 연구의 범위 -------------1
1.4 연구의 진행방법 ------------1

Ⅱ. 본론 ------------------------2
2.1 열의 법칙 ----------------2
2.1.1 열의 성질------------------------2
2.1.1.1 열에너지 -----------------2
2.1.1.2 온도 ---------------------3
2.1.1.3 온도의 척도 --------------4
2.2 열용량 ------------------------5
2.2.1 외기온도와 실내온도의 변화 --------------6
2.2.2 열용량의 특성을 이용한 토속건축 --------------6
2.3 열의 전달 --------------------7
2.3.1 전도(conduction) --------------7
2.3.2 대류(convection) --------------11
2.3.3 복사(radiation) ---------------12
2.3.3 방사율과 흡수 -----------------13
2.4 열관류율 ------------------------14
2.4.1 열관류 현상 -----------------14
2.4.2 열관류 저항 -----------------14
2.4.3 단일벽체의 열전도 저항 ------------------15
2.4.4 열관류율 계산 -----------------15
2.4.5 온도구배(Temperature gradient) -------------15
2.5 단열(Thermal Insulation) ----------------------16
2.5.1 단열성능의 모델 -----------------------16
2.5.2 단열재료(Insulating Materials) --------------------17
2.5.3 단열재료의 성질(Properties of Insulators) ---------17
2.5.4 단열재의 종류 --------------------------------18

Ⅲ. 실제 구조체의 열관류율 계산 ------------------------22
3.1 공기층일 경우 -----------------------------------22
3.2 우레아폼일 경우 ---------------------------------24

Ⅳ. 결론 ----------------27

Ⅴ. 참고문헌 ------------27

Ⅵ. 부록 ----------------28
6.1 열관리의 중요성 ----------------28
6.2 건축법규에서 규정하고 있는 열관류율 --------------29
6.3 열관류율 계산 프로그램 ----------------30
6.4 공사현장 사진 첨부 --------------------31

본문내용

고시원 후방20M에 위치한 공사현장)
3.1. 공기층일 경우
실내기온 : 25℃
외기온도 : -5℃
적벽돌 열전도율 : 0.67 kcal/mh℃
Rair(40mm) : 0.18 m2hc/kcal
발포폴리스티렌 열전도율 : 0.03 kcal/mh℃
콘크리트 열전도율 : 1.4 kcal/mh℃
시멘트몰탈 열전도율 : 0.72 kcal/mh℃
외표면 열전달율 : 15 kacl/m2hc
내표면 열전달율 : 9 kacl/m2hc
단열층 상세도
재료
단위
열전도율(k)
두께(d)
컨덕턴스(C)
열저항(R)
비고
kcal/mh℃
m
kcal/㎡h℃
㎡h℃/kcal
외부표면
15
0.07
적 벽 돌
0.67
0.09
7.44
0.13
공 기 층
0.04
0.18
발포폴리스티렌
0.03
0.05
0.6
1.67
콘크리트
1.4
0.15
9.33
0.11
몰 탈
0.72
0.005
144
0.01
내부표면
9
0.11
3.1.1. 총 열관류 저항값
= + + +
= + ( + + + ) + +
=
3.1.2. 열관류율
= = =
3.1.3 손실열량
= = =
3.1.4. 경계온도
= = =
재료
단위
열저항(Ri)
온도강하(Ti)
경계면온도(T)
비고
㎡h℃/kcal
℃
℃
외부표면
0.07
0.93
-5
-4.07
적 벽 돌
0.13
1.72
-2.35
공 기 층
0.18
2.38
0.03
발포폴리스티렌
1.67
22.08
22.1
콘크리트
0.11
1.45
23.56
몰 탈
0.01
0.13
23.69
내부표면
0.11
1.45
25.14
오차 0.14
3.1.5. 온도구배
온도구배 그래프
Isomatric
3.2. 우레아폼일 경우
재료
단위
열전도율(k)
두께(d)
컨덕턴스(C)
열저항(R)
비고
kcal/mh℃
m
kcal/㎡h℃
㎡h℃/kcal
외부표면
15
0.07
적 벽 돌
0.67
0.09
7.44
0.13
우레아폼
0.032
0.04
0.8
1.25
발포폴리스티렌
0.03
0.05
0.6
1.67
콘크리트
1.4
0.15
9.33
0.11
몰 탈
0.72
0.005
144
0.01
내부표면
9
0.11
3.2.1. 총 열관류 저항값
= + + +
= + ( + + + + ) + +
=
3.2.2. 열관류율
= = =
3.2.3. 손실열량
= = =
3.2.4. 경계온도
= = =
재료
단위
열저항(Ri)
온도강하(Ti)
경계면온도(T)
비고
㎡h℃/kcal
℃
℃
외부표면
0.07
0.61
-5
-4.39
적 벽 돌
0.13
1.14
-3.25
우레아폼
1.25
11
7.75
발포폴리스티렌
1.67
14.70
22.45
콘크리트
0.11
0.97
23.42
몰 탈
0.01
0.09
23.51
내부표면
0.11
0.97
24.48
오차 0.52
3.2.5. 온도구배
Ⅳ. 결 론
공기층 대신 우레아폼을 넣을 경우 공기층보다 우레아품의 열저항값이 상당히 크므로 온도구배 그림에서 우레아폼 층에서 급격한 온도변화를 볼 수 있으며 따라서 내부 온도의 유지에 더 효과적인 것을 알 수 있다.
현장 시공자의 말을 들어본 결과 일반 주택의 경우 경제성의 문제를 들어 95%이상이 발포폴리스티렌을 쓰고 있으며, 공기층은 아래로부터 1전(10mm)정도 만든다고 한다. 본 구조물이 정확히 수직으로 올라가지 않기 때문에 상부층으로 갈수록 그 틈이 더 벌어져 자연스레 공기층이 만들어진다고 함.
현장답사를 통한 건물의 경우 외벽마감으로는 적벽돌을 사용하고 있었으며 내벽마감으로는 모르타르를 사용한후 벽지를 바를 예정이였음.
주택의 경우는 5cm짜리 발포폴리스티렌을 사용하며 그 단열성이 뛰어나다고 함. 다른 제품의 경우 경제성에서 문제가 되기 때문에 일반 주택공사에는 거의 사용하지 않는다고 함.
Ⅴ. 참고문헌
이경회, 손장열 역 1993. 건축환경과학. 기문당 pp. 295～300, 381～389
이건영 외 1명 공저 1994. 건축환경공학. 일진사 pp. 43～53
이상우 외 9명 공저 1996. 건축환경계획론. 태림문화사. pp. 47～51
R.McMullan 著 1993. 건축환경과학. 태림문화사.
http://sound.wonkwang.ac.kr
Ⅵ. 부 록
6.1 열관리의 중요성
단열이 필요한 공간
(부록 그림1 - 단열이 필요한 공간)
How Dwellings Lose or Gain Heat
(부록 그림2 - How Dwellings Lose or Gain Heat)
6.2 건축법규에서 규정하고 있는 열관류율
※ (부록 표-1) 지역별 건축물 부위의 열관류율(제 21조 관련, 단위 : kcal/m2.h.℃)
건 물 부 위
중부
(서울,경기도,인천,
충북,강원도)
남부
(충남,대전,전북,광주
,전남,경북,경남,대구,부산)
제주도
거실의 외벽,최하층에 있는 거실의 바닥(외기에 면하는 바닥을 포함)
0.5 이하
0.65 이하
1.0 이하
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕
0.35 이하
0.45 이하
0.65 이하
공동주택의 측벽
0.4 이하
0.6 이하
0.7 이하
거실의 외기와 접하는 창(이중창 또는 복층유리로 시공하는 경우를 제외)
2.9 이하
3.1 이하
5.0 이하
※ (부록 표-2) 건축물에 사용되는 단열재의 두께 기준표(제 21조 관련)
건 물 부 위
지 역
암면,유리면,난연성 발포폴리스틸렌폼,요소발포 보온재 (단위:mm)
기타재료 : 열전도 저항이 다음의 값에 해당하는 재질의 두께일것
(단위:m2.h.℃/kcal)
거실의 외벽,최하층에 있는 거실의 바닥(외기에 접하는 바닥을 포함)
중부
50 이상
1.6 이상
남부
40 이상
1.25 이상
제주도
30 이상
1.0 이상
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕
중부
80 이상
2.5 이상
남부
60 이상
1.9 이상
제주도
40 이상
1.25 이상
공동주택의 측벽
중부
70 이상
2.2 이상
남부
50 이상
1.6 이상
제주도
40 이상
1.25 이상
6.3 열관류율 계산 Program
※ 서울대학교건축환경계획연구실에서 개발한 자바로 작성한 웹시뮬레이션 프로그램
6.4 공사현장 사진 첨부
단열재 시공현장
단열층
적벽돌
발포폴리스티렌
시멘트
우레아폼
내부마감
외부마감
현장에서 한컷

키워드

건물벽체,   열관류율,   온도구배