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출처: 바른 목조주택 짓기 원문보기 글쓴이: 장길산
- | 실내표면열전달저항 Ri= 1/αi |
실외표면열전달저항 Ro=1/α0 | |
외기에 간접 면하는 경우 |
외기에 직접 면하는 경우 | ||
거실의 외벽 (측벽 및 창,문 포함) | 0.11 | 0.11 | 0.043 |
최하층에 있는 거실 바닥 | 0.086 | 0.15 | 0.043 |
최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕바닥 | 0.086 | 0.086 | 0.043 |
공동주택의 층간 바닥 | 0.086 | - | - |
※ 고시 2001-118호 기준의 [별표4]자료임
쉽게 설명하자면 열이 벽을 뚫고 들어가는 것보다 벽에서 빠져나오는 것이 훨씬 쉽다고 이해될 수 있다.
그러므로, 상기 "다"번 항목을 제대(?)로 계산해 보면 다름과 같다.
실내표면열전달저항 : 0.11 ㎡k/W
ⓐ 콘크리트의 열저항 = 0.2/1.73 = 0.116
ⓑ 단열재의 열저항 = 0.1/0.034 = 2.94
외표면열전달저항 : 0.043 ㎡k/W
ⓒ 열저항의 합계 = 0.11 + 0.116 + 2.94 + 0.043 = 3.209 ㎡k/W
ⓓ 전체 열관류율 = 1/3.209 = 0.312 W/㎡k
별 차이가 없다고, 왜 하냐고 이야기하시는 분들의 목소리가 들리는 듯 하다. 흠.. 정확한 과정이 그렇다는 이야기이다.
** 조금 더 직접적인 예를 들면 열전도율은 자동차의 연비와 비교될 수 있다.
예를 들어 1리터에 15km를 가는 차에서 이 연비인 15km가 열전도율이고,,
이 차에 20리터의 연료를 채우면 몇킬로를 갈 수 있는가? 에서 나오는 답은 15x20=300km 가 나오는데.. 이 300km 가 열관류율이며,
이 수치를 역수로 한 1/300=0.003이 차의 거리저항(?)이라는 용어를 붙힐 수 있는데.. 이 것이 열저항과 개념이 같다.
참고로 중공층의 열저항도 알아보자
[기준 별표5] 열관류율 계산시 적용되는 중공층의 열저항
공기층의 종류 |
공기층의 두께 da (cm) |
공기층의 열저항 Ra |
(1) 공장생산된 기밀제품 |
2 cm 이하 |
0.086×da(cm) |
2 cm 초과 |
0.17 | |
(2) 현장시공 등 |
1 cm 이하 |
0.086×da(cm) |
1 cm 초과 |
0.086 | |
(3) 중공층 내부에 방사율이 0.5이하의 |
(1) 또는 (2)에서 계산된 열저항의 1.5배 |
공기의 열전도율은 알려진대로 매우 성능이 좋다. (0.025W/mk) 웬만한 단열재 보다도 더 좋다.
가끔 외장재와 단열재사이의 공기층이 단열 역할을 할 수 있는가? 에 대한 질문은 받는데.. 결론적으로 말하자면 전혀 단열재 역할을 하지 못한다. 이유는 공기가 유동적이기 때문이다.
공기는 기본적으로 밀폐되어져 있어야 단열성능을 갖는다. 그러므로 건축물에 있어서 완전밀폐란 존재할 수 없기 때문에 복층유리사이의 공기층 등을 제외하고는 단열성을 전혀 갖지 못한다고 생각하면 된다.
상기 기준 표에 의하면 현장시공에 있어서 1cm 이상의 공기층의 경우 두께에 상관없이 열저항이 0.086 ㎡k/W 로 되어져 있다. 이를 열관류율로 변환하면 11.62 W/㎡k 이기 때문에 단열성은 무시해도 될 정도이다.
건축물의 설비 등에관한 규칙 내용 중 지역별/부위별 열관류율제한 표를 올린다.
2010년 11월5일자로 변경이 되었는데, 참고적으로 신/구 법령을 아래위로 함께 개시를 한다.
** 2010년 11월5일 개정 법령 : [규칙 별표 4] 지역별 건축물 부위의 열관류율표
(제21조관련, 단위 : W/㎡K) | |||||
건축물의 부위/ 지역 |
중부지역1) |
남부지역2) |
제 주 도 | ||
거실의 외벽 |
외기에 직접 면하는 경우 |
0.36 이하 |
0.45 이하 |
0.58 이하 | |
외기에 간접 면하는 경우 |
0.49 이하 |
0.63 이하 |
0.85 이하 | ||
최상층에 있는 거실의 반자 |
외기에 직접 면하는 경우 |
0.20 이하 |
0.24 이하 |
0.29 이하 | |
외기에 간접 면하는 경우 |
0.29 이하 |
0.34 이하 |
0.41 이하 | ||
최하층에 있는 거실의 바닥 |
외기에 직접 |
바닥난방인 경우 |
0.30 이하 |
0.35 이하 |
0.35 이하 |
바닥난방이 아닌 경우 |
0.41 이하 |
0.41 이하 |
0.41 이하 | ||
외기에 간접 |
바닥난방인 경우 |
0.43 이하 |
0.50 이하 |
0.50 이하 | |
바닥난방이 아닌 경우 |
0.58 이하 |
0.58 이하 |
0.58 이하 | ||
공동주택의 측벽 |
0.27 이하 |
0.36 이하 |
0.45 이하 | ||
공동주택의 |
바닥난방인 경우 |
0.81 이하 |
0.81 이하 |
0.81 이하 | |
그밖의 경우 |
1.16 이하 |
1.16 이하 |
1.16 이하 | ||
창 및 문 |
외기에 직접 |
공동주택 |
2.10 이하 |
2.40 이하 |
3.10 이하 |
공동주택 외 |
2.40 이하 |
2.70 이하 |
3.40 이하 | ||
외기에 간접 |
공동주택 |
2.80 이하 |
3.10 이하 |
3.70 이하 | |
공동주택 외 |
3.20 이하 |
3.70 이하 |
4.30 이하 |
** 구 법령 : [규칙 별표 4] 지역별 건축물 부위의 열관류율표
(제21조관련, 단위 : W/㎡K , 괄호안은 단위 : Kcal/㎡h℃) | |||||
건축물의 부위/ 지역 |
중부지역1) |
남부지역2) |
제 주 도 | ||
거실의 외벽 |
외기에 직접 면하는 경우 |
0.47 (0.40)이하 |
0.58 (0.50)이하 |
0.76 (0.65)이하 | |
외기에 간접 면하는 경우 |
0.64 (0.55)이하 |
0.81 (0.70)이하 |
1.10 (0.95)이하 | ||
최상층에 있는 거실의 반자 |
외기에 직접 면하는 경우 |
0.29 (0.25)이하 |
0.35 (0.30)이하 |
0.41 (0.35)이하 | |
외기에 간접 면하는 경우 |
0.41 (0.35)이하 |
0.52 (0.45)이하 |
0.58 (0.50)이하 | ||
최하층에 있는 거실의 바닥 |
외기에 직접 |
바닥난방인 경우 |
0.35 (0.30)이하 |
0.41 (0.35)이하 |
0.47 (0.40)이하 |
바닥난방이 아닌 경우 |
0.41 (0.35)이하 |
0.47 (0.40)이하 |
0.52 (0.45)이하 | ||
외기에 간접 |
바닥난방인 경우 |
0.52 (0.45)이하 |
0.58 (0.50)이하 |
0.64 (0.55)이하 | |
바닥난방이 아닌 경우 |
0.58 (0.50)이하 |
0.64 (0.55)이하 |
0.76 (0.65)이하 | ||
공동주택의 측벽 |
0.35 (0.30)이하 |
0.47 (0.40)이하 |
0.58 (0.50)이하 | ||
공동주택의 |
바닥난방인 경우 |
0.81 (0.70)이하 |
0.81 (0.70)이하 |
0.81 (0.70)이하 | |
그밖의 경우 |
1.16 (1.0)이하 |
1.16 (1.00)이하 |
1.16 (1.00)이하 | ||
창 및 문 |
외기에 직접 면하는 경우 |
3.84 (3.30)이하 |
4.19 (3.60)이하 |
5.23 (4.50)이하 | |
외기에 간접 면하는 경우 |
5.47 (4.70)이하 |
6.05 (5.20)이하 |
7.56 (6.50)이하 | ||
중부지역 : 서울특별시, 인천광역시, 경기도, 강원도(강릉시, 동해시, 속초시, 삼척시, 고성군, 양양군 제외), 충청북도(영동군 제외), 충청남도(천안시), 경상북도(청송군)
남부지역 : 중부지역과 제주도를 제외한 전 지역 |
** 지금까지 에너지해석에서 가장 어려운 내용을 설명하였다. 특히 건축설계를 하시는 분들은 이 내용이 괴로움 그 차체일 것이다. 하지만 반드시 넘어야 할 벽이다. 몇번 읽으시면 이해가 되시리라 믿는다.
열전도, 관류, 저항을 더 쉽게 설명해 놓은 글이 있다면 적극 추천해 주시길 바란다. 건축분야의 노벨상이라는 프리츠커상은 그런 분께 드려야 한다고 생각한다.
** 에너지관리공단에서 벽체의 전체 열관류율을 쉽게 계산할 수 있도록 만들어놓은 표를 링크한다.
즐겨찾기 해놓으시면 많은 도움이 되시리라 생각한다.
열관류율계산 프로그램 -> http://www.kemco.or.kr/building/v2/buil_cert/uvalue_w.htm
** 참고사항으로 각 재료별 열전도율표를 첨부한다.
* 단열재 열전도율
재료 | 열전도율(W/mk, at 20℃) | 밀도 (kg/㎥) |
압출법보온판특호 | 0.027 이하 | 35 |
압출법보온판 1호 | 0.028 이하 | 30 |
압출법보온판 2호 | 0.029 이하 | 25 |
압출법보온판 3호 | 0.031 이하 | 20 |
비드법보온판 1호 | 0.036 이하 | 30 |
비드법보온판 2호 | 0.037 이하 | 25 |
비드법보온판 3호 | 0.040 이하 | 20 |
비드법보온판 4호 | 0.043 이하 | 15 |
경질우레탄폼보온판 1종1호 | 0.024 이하 | 45 |
경질우레탄폼보온판 1종2호 | 0.024 이하 | 35 |
경질우레탄폼보온판 1종3호 | 0.026 이하 | 25 |
경질우레탄폼보온판 2종1호 | 0.023 이하 | 45 |
경질우레탄폼보온판 2종2호 | 0.023 이하 | 35 |
경질우레탄폼보온판 2종3호 | 0.028 이하 | 25 |
미네랄울(암면) 벨트 | 0.037 이하 | 40~70 |
미네랄울(암면) 1호 | 0.037 이하 | 71~100 |
미네랄울(암면) 2호 | 0.036 이하 | 101~160 |
미네랄울(암면) 3호 | 0.038 이하 | 161~300 |
그라스울(64K) | 0.035 이하 | 64 |
그라스울(48K) | 0.036 이하 | 48 |
그라스울(32K) | 0.037 이하 | 32 |
그라스울(24K) | 0.038 이하 | 24 |
무기섬유(암면) 뿜칠재 습식,반습식 |
0.042 이하 | - |
상기 열전도수치는 일반적으로 알려진 수치이며, 각 재표의 정확한 열전도율은 각 제품공급사의 시험성적서를 확인할 것.
* 기타재료열전도율
재료 | 열전도율(W/mk, at 20℃) | 밀도 (kg/㎥) |
동 | 370 | 8900 |
청동(75Cu, 25Sn) | 25 | 8600 |
황동(70Cu, 30Zn) | 110 | 8500 |
알루미늄/합금 | 200 | 2700 |
강재 | 53 | 7800 |
납 | 34 | 11400 |
아연도금철판 | 44 | 7860 |
스데인레스강 | 15 | 7400 |
시멘트물달 | 1.40 | 2000 |
무근콘크리트 | 1.63 | 2000 |
철근콘크리트 | 2.80 | - |
KS F4099에 의한 현장타설용 기포콘크리트 0.4폼 |
0.13 | 300~400 |
KS F4099에 의한 현장타설용 기포콘크리트 0.5폼 |
0.16 | 401~500 |
KS F4099에 의한 현장타설용 기포콘크리트 0.6폼 |
0.19 | 501~700 |
콘크리트벽돌 | 1.60 | 1700~2000 |
내화벽돌 | 0.99 | 1700~2000 |
붉은벽돌 | 0.78 | - |
시멘트벽돌 | 1.40 | - |
기포콘크리트블록(경량) | 0.70 (현장조건으로는 1.1) | 870 |
기포콘크리트블록(중량) | 1.00 (현장조건으로는 1.25) | 1500 |
자기질타일 | 1.80 | - |
세라믹타일 | 1.28 | - |
대리석 | 2.80 | 2600 |
화강석 | 3.30 | 2700 |
기와 | 0.35 | - |
천연슬레이트 | 1.50 | 2300 |
함판 | 0.15 | 400~650 |
텍스 | 0.20 | - |
파티클보드 | 0.15 | 400~700 |
목재(경량) | 0.14 | 400 |
목재(보통량) | 0.17 | 500 |
목재(중량) | 0.19 | 600 |
바닥재 - 플라스틱계 | 0.19 | 1500 |
바닥재 - 아스팔트계 | 0.33 | 1800 |
방습막 (PS 필름) | 0.21 | 700 |
방습막 (PE필름) | 0.05 | - |
아스팔트루핑 (17kg) | 0.19 | 870 |
아스팔트루핑 (22kg) | 0.27 | 920 |
아스팔트루핑 (30kg) | 0.34 | 979 |
아스팔트펠트(방수층) (17kg) | 0.11 | 688 |
아스팔트펠트(방수층) (22kg) | 0.14 | 762 |
아스팔트펠트(방수층) (26kg) | 0.22 | 671 |
알루미늄복합패널 | 0.50 | - |
벽지 - 비닐계 | 0.27 | - |
벽지 -종이계 | 0.21 | 700 |
석고보드 | 0.22 | 700~800 |
방수석고보드 | 0.24 | 700~800 |
상기 열전도수치는 일반적으로 알려진 수치이며, 각 재표의 정확한 열전도율은 각 제품공급사의 시험성적서를 확인할 것.