열관류율 계산법

[목수네]

허진화 2012-07-07 10:37:36 반갑습니다. 단열제 연구하는 허진화입니다.   열전달 용어에 대해 의외로 어려워들 하시는 것 같아 몇자 적어봅니다.   열전달 용어를 잘 이해하시려면 단위를 유심히 보시면 이해가 빠르실 겁니다.   1. 열전도율(W/mK,K 값)   -> 열전도의 개념은 막대기(직선)로 이해하시면 편이 좋습니다.       상황>>>  친구들과 식당에서 삼겹살에 소주를 먹는 상황을 그려봅시다.             친구A는 쇠젓가락을 사용했고 친구B는 나무젓가락으로 삼겹살을 먹었습니다.           둘이 동시에 불판 위에 사용하던 젓가락을 걸쳐 놓고 그동안 못다한 이야기를 합니다.           얼마 후 삼겹살를 먹기 위해 젓가락을 들었을 때 어떤  상황이 벌어질까요?           (질문의 의도가 열전도율을 설명하기 위함이니 나무젓가락이 불에 탔다고는 생각하지 않겠습니다.)             당연히 경험적으로 A의 젓가락이 더 뜨겁겠지요. 철의 열정도율이 나무보다 높아서 그렇습니다.           두 젓가락의 길이가 틀리다면 어떨까요? 쇠젓가락은 3 m(가정입니다.) 나무젓가락은 15 cm..           직관적으로 결과가 떠오르지 않을 것입니다.           그래서 열전도율의 단위가 W/mK 입니다.           서로다른 두 물체의 열전달 정도를 비교하기 위해서 사용하는 용어입니다.             다시말해  열이 동일 조건(1 m, 1K 차이)에서 전달되는 정도가 열전도율 입니다.    2.열관류율(W/m2K, U값)   - 열전도율과 틀린 거라고는 m 가 m2 으로 변한 것 밖에 없습니다.       계산하는 방법은 열전도율을 두께로 나눠주면 됩니다.       동일 면적(가로x세로)에서 열이 전달되는 정도로 이해하면 됩니다.     패시브하우스에서 벽체의 열관류율은 최소 0.15 W/m2K 를 요구하고 있죠..   3. 열저항(m2K/W, R값)   - 열관유율의 역수, 복합재료의 열관유률을 구할 때 필요합니다.       벽 구성이 서로다른 재료가  연속적으로 사용되었을 때 열관유율 값을 구하기 위해 사용합니다.   예) 벽이 콘트리트 20 cm(K=2.4), EPS 단열제 10cm(K=0.034) 로 구성되었을 때 열관유율 값은?       ==> 단순히 더하여 열관유률 값을 구한다면             벽체의 열관유율 = 콘크리트 열관류율 + 단열제 연관류률                                     = 2.4/0.2 + 0.034/0.1                                     = 12 W/m2K + 0.34 W/m2K                                     = 12.34 W/m2K ( 단열제를 사용해서 열관유율 값이 더 올라가 버리는 결과가 생김)                 이를 해결하기 위해 열저항 값을 사용합니다.               역수로 만들면 큰 값은 작게 변하고 작은 값은 크게 만들어 집니다.             벽체의 열관유율 = 1/( 콘크리트 열저항 + 단열제 열저항)                                     = 1/ (0.083 + 2.941)                                     =  0.331 W/m2K