[단열재 부분] 단열재의 종류와 특성(위치별 포함)

[단열재의 종류와 특성]

 

1. 단열재

 단열재란 전도, 대류, 복사에 의한 열의 흐름을 크게 줄일 수 있는 단일 재료 또는 여러 재료의 조합을 말하며 이러한 재료로는 섬유질, 미립자, 막, 블록이나 공기층, 개방형 혹은 폐쇄형 셀과 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 단열재의 유효 열전도계수는 몇 가지 특성에 의 이것은 고체물질이 상호 연결된 방법에 따라 크게 달라진다. 

 

2 . 단열재는 열흐름의 열적 기능

1) 열손실이나 열획득을 줄여 에너지를 절약한다.

2) 표면온도 강하로 나타나는 표면결로를 방지한다.

3) 난방이나 냉방이 필요없거나 불가능할 때 실내기온의 변동을 줄여준다.

4) 공간내의 온도 변동을 줄임으로써 재실자의 쾌적감을 증진시킨다.

5) 방화재로서의 가치를 높이는 것도 있다.

 

3. 단열재의 부가적인 기능

1) 벽, 천정, 바닥 등의 구조적 강도를 증진시킨다. 

2) 표면 마감의 용이성을 제공한다. 

3) 침기와 투습을 방지한다.

4) 화재나 추운 온도조건 등으로부터 구조체의 피해를 막거나 줄여준다.

5) 소음이나 진동을 줄인다.

 

4. 단열재의 분류

1) 무기질 단열재 

 무기질 단열재는 유리질, 광물질, 금속질, 탄소질 등으로 나눌 수 있다. 

- 유리질 단열재 : 유리면 

- 광물질 단열재 : 석면, 암면, 펄라이트 등 

- 금속질 단열재 : 규산질, 알루미나질, 마그네시아질 등으로 고온용 내화단열재로 사용 

- 탄소질 단열재 : 탄소질 섬유, 탄소분말 등으로 성형 

 

 무기질 단열재의 일반적인 장단점은 열에 강하고 접합부 시공성이 우수하나 흡습성이 크고 암면, 유리면 등은 성형된 상태에서의 기계적인 성질이 우수하지 못해 벽체에는 시공하기가 힘들다는 것이다. 

 

2) 유기질 단열재 

 유기질 단열재는 화학적으로 합성한 물질을 이용하여 단열재로 사용하는 것으로 흔히 ‘스티로폼’으로 불리는 발포폴리스티렌, 발포폴리우레탄, 발포염화 비닐, 기타 플라스틱 단열재 등이 있다. 유기질 단열재는 흡습성이 적고 시공성이 우수하지만 열에 약한 것이 가장 큰 단점이다. 그러므로 독자적으로 사용되지는 못하고 다른 재료와 복합적으로 사용되어야 한다. 

 

5. 단열재의 세부종류와 특성

1) 유기질 단열재

1-1 EPS( Extended Polystyrene Sheet ) / 비드법 단열재, 스치로폴 ,발포 폴리스틸렌

 그 밀도에 따라 등급을 구분할 수 있으며 통상 30kg/㎥이 가장 단단하며 열전도특성도 가장 뛰어나다. 장점은 현장에서 절단 등의 가공이 쉽다는데 있으며 시공방법에 따른 단열성능의 오차가 적다. 단점은 열에 취약하고 화재 시 인체에 해로운 가스를 발생시킬 수 있으므로 내단열재로의 사용은 피해야 한다. 주의점은 흡수율이 약 2~4%대로 상대적으로 흡수율이 높으며 이에 따라 단열성이 급격이 저하될 수 있으므로 직접 물에 닿는 부위에 시공은 불가하다. 그러므로 주로 지상층 외벽에 적용 되어야 한다. 그러나 미네랄 울보다 함수율이 적으므로 고온다습, 호수주변, 겨울철 일교차가 큰 지역에서 사용가능하다. 접착 모르타르 사용 시 단열재의 40% 이상 사방으로 돌아가며 접착제를 붙이고 중간에 몇 군데 더 첨가하여 공기층을 없애야 한다.

 

1-2 XPS( Extruded Polystyrene Sheet ) / 압출법 보온판 ,아이소 핑크

 통상적으로 흡수율이 거의 없다. 그러므로 직접 물에 닿는 부위에 적용하여도 단열성능을 보장받을 수 있으므로 지하층 외벽에 적용이 가능하다. 동일한 밀도의 비드법 보온판보다 단열성능이 높으므로 벽체두께를 줄이거나 동일한 두께로 단열효과를 더 필요시 외벽 단열에 사용 할 수 있다.

 

1-3 폴리우레탄 폼 ( Polyurethane Foam )

 폴리 우레탄폼은 POLYOL 와  ISOCYANATE 를 주제로하여 발포제 , 촉매제 , 안정제 , 난연제등을 혼합시켜 얻어지는 발포 생성물로서 , 주로 고성능 단열재로 사용되고 있으며 , 특히 보냉용 단열재로 전 산업에 걸쳐 사용 되고 있다 . 

폼의 겉보기 밀도(bulk density)를 비교적 자유롭게 조절할 수 있으며, 아울러 어디에서나 현장에서 간단히 발포시킬 수 있다. 사용하는 원료 글리콜의 종류에 따라 폴리에테르폼과 폴리에스터폼으로 나눌 수 있는데, 앞의 것은 유연성이 좋고 뒤의 것은 공업용 폼으로 쓰기에 알맞게 딱딱하다. 따라서 이와 같이 만들어지는 폼은 초연질(超軟質)·연질·반경질(半硬質)·경질 등의 여러 가지 굳기를 가진다.

 

1-4 수성 연질 폼

 최근에 개발된 뿜칠형 단열재이다. 일반 우레탄폼 단열재와 비슷하지만 물을 베이스로 한 단열재이기 때문에 친환경적이다. 열전도율 측면이나 기존 섬유단열재의 문제점인 열교현상을 방지하는 최신공법이나 별도의 기계장치가 필요하고 재료가 고가인 단점을 갖고 있다. 수성 연질 폼은 기포구조로서 재료는 1%에 공기가 99%로 이루어진 단열기포 형상 Spray 분사로 100배의 팽창 효과를 지닌다. 난영성 제품으로 화재시 유해가스가 발생하지 않으며 매끄러운 면에도 접착성이 우수하다. 

 

1-5 우레아 폼

 요소수지를 경화제와 공기를 사용하여 현장에서 발포시켜 시공부위에 주입 또는 분사시키는 단열재로서 폴리우레탄폼이 석유수지계 원료인데 비하여 우레아 폼은 요소수지계 원료이므로 가격이 저렴하고 내열성도 다소 높은 편이다. 우레아 폼은 분사식 단열재의 일종으로서 현장시공이 편리한 제품이다. 우레아 폼과 폴리우레탄 폼과의 구별은 요소수지계 원료인 것과 석유수지계 원료인 것의 차이가 있을 뿐 단열, 방음의 성능을 발휘하는데에는 큰 차이가 없다. 현장에서 사용할 때는 폴리우레탄 제품과 크게 구분을 하지 않고 사용한다.

 

1-6 네오 폴 ( Neopor )

 흑연 함침공법에 의한 재료를 사용해 복사에 의한 열에너지의 투과를 막아주는 기능을 한다. 기존 단열재보다 15 – 20 % 얇은 두께로 시공이 가능하고 화석연료 사용을 50% 가량 줄여 준다고 한다. 

 

1-7 에너포르

 신개념 비드법 2종. 건축법상 가 등급 단열재 – 종래의 발포 폴리스틸렌에 흑연을 첨가하여 결정구조상 복사열흡수 개념을 도입했다. 동일비중의 단열재에 비해 열전도율이 10 – 20% 향상된 시술제품이며 열을 흡수하는 흑연을 첨가하여 동일기준의 기존 단열재에 비해 단열 성능이 20% 향상된 고효율 단열재이다. 높은 단열 성능으로 공간적, 경제적 최소화로 보다 향상된 에너지 및 자원의 절감 효과를 주는 친환경 제품이고 독립된 미세한 기포구조로 이루어져 습기, 곰팡이 등으로부터 영향을 받지 않는 웰빙 제품이다.

 

1-8 폴리에스터 흡음 단열재 ( T – MAX )

 P0lyester 100%를 열압착 시켜 제조. 항균 및 방취효과가 우수하며 건물의 벽, 천장, 바닥 등의 흡음 단열 내외장재이다.

 

2)무기질 단열재

2-1 그라스 울 ( Glass Wool )

 원료로 규사, 장석, 석회석 등을 1,500 – 1,600 도에서 용융하여 원심분리공법으로 섬유화한 후 Binder를 첨가하여 집면, 경화 제품화한 단열재이다. 불연성으로 불에 강하고, 단열, 흡음성이 양호하며 특히 화재의 위험이 있는 곳에는 무기질 제품사용이 필요하여 점차 사용이 확대되고 있다. 수분흡수로 인한 단열성 저하와 압축침하로 인한 유효두께 감소가 우려되므로 사용에 유의해야한다.

 

2-2 미네랄 울 (Mineral Wool ) / 암면

 원료로 현무암, Slag, 안산암의 내열성이 높은 규산칼슘계의 광물을 1,500 – 1,700도C의 고열로 용융액화 시켜 고속 회전 원심분리 공법으로 만든 순수 무기질 섬유로 인체에 유해한 석면재질과는 전혀 다른 제품이다. 사용온도의 범위가 내열도 650도로 불연재로서 일반건축, 칸막이, 내화벽, 기타 산업용으로 널리 쓰인다. 내단열재로 사용 할 시는 습기를 조절하는 능력이 떨어져 시간이 지나면서 곰팡이의 서식지가 될수 있으므로 추가로 보통 방습 Foil 사용하며 시공 시 전기배선 등의 틈이 생겨 습기가 유입되지 않도록 철저한 차단이 필요하다. 대부분의 아파트에서 지하실 냄새의 원인이 되고 있으며, 겨울철 습기가 여름철 냉방으로 인해 증발하지 못하고 더욱 심해질 수 있어 주의가 필요하다. Glass wool이나 미네랄 울의 방습능력을 보충하는 자재를 추가로 사용하기도 한다.

 

2-3 나무섬유 제품 (황토 접목 ) - PAVACLAY

 열전도율이 낮고 열축적능력이 높으며 습기로부터의 위험을 줄일 수 있다. 온도의 변화가 천천히 이루어 진다. ( 밀도와 관계가 있다) 황토는 습기조절능력과 복사열 반사능력이 탁월하여 내장재로 적합하다. 

 

2-4 섬유질 단열재 (셀룰로오스 화이버)

 종이 재활용 단열재. 폐지와 전분, 수지를 혼합하여 수증기로 발포, 압출 성형하는 발포 단열재이다. 열이나 소리를 거의 전달하지 않으며, 또 목질섬유 특유의 흡· 방습성에 의해 적당한 습도를 유지하는 작용이 있다. 1940년에 미국에서 생산을 시작했으며 70년대 오일쇼크 시 주택의 천정 블로우잉용 단열재로서 생산이 증가하는 등 구미에서 수요가 급속히 확대되었다. 천연 소재라는 점, 리사이클 제품이라는 점, 제조시 고온의 에너지를 사용하지 않는다는 점(省에너지), 단열효과가 크다는 점 등이 큰 특징으로서 최근의 고기밀·고단열 주택에 대한 요구 상승에 따라 주택 메이커 등에서도 기대를 걸고 있는 재료가 되고 있다.

 

 

[단열재의 종류와 위치별 특성]

 

 

1. 내단열
내단열은 일반적으로 아파트 거실이나 방에 있는 플라스틱 창호 주변입니다.
창호를 주위로 상부 (내부측)천정, 좌우(내부측) 벽면, 바닥등에 설치되는 단열재입니다.

천정에는 (천정내부에 있어서 보이지는 않습니다.) 보통 두께10MM의 판상 단열재를 설치합니다. 발코니와 외기로 부터 내부의 열을 보호합니다.
내부측 좌우 벽면에는 단열재를 설치하는 경우도 있고, 단열몰탈을 시공하는 경우도 있습니다.
바닥은 기포콘크리트라고, 일반 몰탈에 공기방울을 발생하는 약품을 첨가하여 다공성 바닥 콘크리트 설치합니다. 이 공기방울이 단열층을 형성합니다.

 

2. 외단열
외단열은 일반적으로 빌라, 저층 오피스, 오피스텔등의 건물에 많이 사용됩니다. 철근콘크리트 벽체 외부에 단열재를 설치하고, 보강메쉬를 부착하여 드라이비트 라는 외장재를 도포합니다. 외부에 단열재를 설치하다 보니 외장까지 고려해야 하므로 드라이비트라는 외장재를 많이 사용합니다.

가끔 빌라의 벽체를 손으로 두드려보면 "퉁,퉁"하고 물리는 소리가 날것입니다.
둘이 아니고 드라이비트라는 외장재로 시공한 것입니다. 다른 마감재에 비해 가격이 저렴하고, 시공이 간편합니다. 색상도 자유로이 표현할수 있어서 시공초기에는 매우 아름답습니다. 하지만 2~3년 정도 지나면 때가 타기 시작한다는 단점이 있습니다.

 

3. 중단열
중단열은 시멘트벽돌 사이에 단열재를 설치하는 공법입니다.
일반적으로 학교, 공장, 관리사무실, 노인정등에 주로 사용합니다.
단열재의 양면에 다른 마감재가 설치되므로 단열재를 위한 특별한 마감을 고려하지 않아도 된다는 장점이 있으나, 마감벽체의 두께가 두꺼워 진다는 단점이 있습니다.

여기서 단열재의 종류에는 일반적으로 스치로폴(스치로폴, 스티로폼-상표 이름입니다.)과 유리섬유, 단열몰탈 등의 재료가 있습니다.