축열조

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축열조

1 개 요

최근 공조(空調)에 있어 에너지절약 시스템으로 축열식 히트펌프시스템이 보급되고, 일반 사무소 빌딩에 건물의 지중보 사이를 이용하여 축열조를 설치하는 경우가 많다.

축열조의 구조는 냉수 또는 온수를 보다 효율적으로 보호 유지하고 이용할 수 있도록 되어야 한다. 축열조의 단열방수공법으로서는 이전부터 많은 종류가 사용되었고, 각각 장단점이 있지만 최근에는 단열방수 메이커와 시공업자가 일체되어 책임시공체제를 취하여 단열방수공사가 실시되는 경우가 많다.

축열조의 단열방수층에 요구되는 성능은 축열조의 규모(깊이, 넓이), 사용온도의 다양화에 따라 엄격해져야 하며, 방수설계시 다음과 같은 사항을 고려한다.

① 방수성이 커야한다.

완전방수를 기대할 수 있으며 더우기 재료 및 접합부가 장기간 고온수(高溫水)에 견뎌낼 수 있어야 한다.

② 방습성이 커야한다.

수증기의 투과가 크면 결로수(結露水)에 의한 단열성능이 저하하기 때문에 투습저항(透濕抵抗)이 높은 것이 필요하다

③ 바탕과의 고정성(固定性)이 좋아야 한다.

바탕콘크리트에 대한 단열재,방수층 모두 장기(長期)의 고정성(접착성)이 필요하다.

④ 내열성이 커야 한다.

온수조(溫水槽)의 경우는 약 50℃, 냉수조(冷水槽)에는 5℃전후, 냉온반복의 경우는 5∼50℃의 온도변화에 대하여 단열재의 변형, 방수층의 파단 등을 일으켜서는 안된다.

⑤ 내수압성이 커야 한다.

최근 규모가 큰 축열조가 늘고 있어서 방수층 단열재가 1 kg/cm²정도의 수압에 장기간 견뎌내야 한다.

⑥ 지하수의 침입에 영향을 받지 않아야 한다.

축열조에는 공조설비 배관류의 부식방지를 위해 각종약품(방청제)이 투여된다. 방수재료는 이것으로 인해 열화되거나 반대로 수질을 악화시켜서는 안된다.

⑦ 내구성이 커야 한다.

축열조는 기능상 또는 비용관계상 수조내의 물을 수년에 한번 정도 밖에는 뺄 수가 없기 때문에 관리에 부담이 없는 장기내구성이 필요하다.

2 방수재료

축열조의 방수재료로는 많은 종류가 있지만, 크게 나누면 합성고분자 시트방수, 시멘트계 방수, 도막방수로 나뉘어 진다. 아스팔트 방수공법은 시공상 곤란한데다 작업안전성등의 문제로 현재 거의 실시되지 않는다. 현재 시행되고 있는 시멘트계 방수공법은 일반적으로 수지혼입 모르터라고 불려지며 합성고분자 에멀젼 (아크릴계, 에틸렌산소비닐 공중합체계, 스틸렌브티지엔고무계 등)을 모르터에 혼입함으로써 방수성, 내균열성을 향상시킨다.

또한 2액경화형수지(液硬化型樹脂)로써 에폭시수지 모르터를 사용하는 공법도 행해지고 있다. 도막방수제에는 내열성, 내구성으로 인하여 에폭시수지계의 종류가 많이 사용되고 있다. 그러나, 시공시, 수조내의 고습한 작업 환경으로 인한 도막형성이 불충분하게 되기 쉽기 때문에 주의하지 않으면 안된다.

합성고분자 시트방수에서 현재, 절연공법에 의한 염화비닐수지시트가 사용되는 이유는 방수성, 내열성,내구성을 갖추고 있기 때문이다.

가황고무계시트의 경우는 시트 접합부의 방수 신뢰성에 문제가 있기때문에 수조류의 방수에는 사용되지 않는다. 염화비닐시트의 접합은 용착(유기 용제와 열융착의 병용)으로 되었기 때문에 접합부가 일체되어 방수의 신뢰성이 높다. 또 절연공법은 방수시트가 구체 및 단열재와는 절연되어 있기 때문에 바탕 거동 추종성(구체콘크리트에 발생하는 균열추종성, 또는 온도변화에 따른 단열재 팽창수축에 대한 추종성)이 좋고, 따라서 장기의 방수안정성이 높다고 말할 수 있다.

축열조의 단열방수공법에는 단열재와 방수재 등이 사용되며 단열재로서는 합성수지발포체(合成樹脂發泡體)가 많이 사용되고 있다. 합성수지 발포체에는 누름나옴 발포폴리스틸렌에 대표되는 독립기포형(獨立氣泡型) 단열판과 경질우레탄에 대표되는 현장 발포 단열재(뿜기공법)의 두가지가 전체의 95%이상을 점유하고 있다. 경질 우레탄폼의 초기 단열성능은 좋으나, 흡수성, 흡습성이 크고, 장기간의 사용에는 방수성능의 저하나 지하수의 칩입에 따른 단열성능이 저하되는 일이 있으므로 주의해야 한다.

3 방수공법

축열조의 방수시공시 주의할 점은 지하수 침입에 대한 대책이다.

지하수의 침입을 막으려면 축열조의 위치를 지하외벽이나 저반(底盤)으로 부터 지하수가 침입하지 못할 곳에 설치하는 것이 바람직하지만, 실제로는 어렵다. 더구나 최근에는 건물의 지하도 깊어지고 땅속 깊은 곳에 축열조가 설치되기 때문에 지하수의 압력이 높다. 그렇기 때문에 콘크리트 구체표면에 침투성방수제 등의 방수가 시공되어 있어도, 장래에 지하수의 침입을 완전히 막는 것은 불가능하다. 그러므로 단열방수층 자신이 침입수에 대하여 기능상 영향을 받지 않도록 배려할 필요가 있다.

이 공법의 경우 방수시트가 구체, 단열재와 절연되어 있기 때문에 이들 사이를 통하여 칩입수(浸入水)를 간단히 배출할 수 있으며, 또한 단열재의 일부를 배수로로 설치함으로써 침입수의 흐름을 원활하게 할 수 있다.

일반적으로 대규모 축열조가 되다보면, 온수 또는 냉수를 효율적으로 잘 이용하기 위하여 수조를 세분함으로써, 각수조를 연속구조로 하기 때문에 간막이벽이 되는 지중보에 관통된 연결관이 설치된다. 이 연통관부(連通管部)는 흐르는 물에 의해 힘이 드는 부분이 경우에 따라서는 인통구(人通口)의 역할도 겸할 뿐만 아니라 특히 방수상의 강도가 요구된다.

축열조의 천정부에는 급매수용 배관, 온도나 수위 검출기, 만볼 등의 관통물이 설치되지만 단말실에 방수시공을 소홀히 하면 문제가 된다. 특히 온수축열조의 경우, 수조내 수증기압이 높기 때문에 방수 불량부분으로 부터 수증기가 투과하여 천장의 단열재가 흡습할 뿐만 아니라 내부결로를 일으킴으로써 단열성능이 저하되며 결과적으로 축열효율이 떨어짐은 물론 여름철에 축열조 상부의 슬래브, 벽에 표면결로를 일으킨다.