단열재란?/단열재의 종류,원리, 특징은?/무기질, 유기질/저항성,반사형

단열재란? / Building insulation

글라스울은 석면의 대체 단열재로 저렴하고 효과가 좋다!

▶ 단열재란 일정한 온도가 오랫동안 유지되고 외부로부터 열손실, 열의 유입을 적게 하기 위한 재료를 말합니다. 공기의 열전도율은 0.025W/m·k로, 웬만한 단열재보다 매우 성능이 좋지만, 공기는 유동적이기 때문에 단열재 역할을 하지 못합니다. 그렇기 때문에 공기는 기본적으로 밀폐돼 있어야 하며, 밀폐된 상태에서 단열의 효과를 발생시킬 수 있습니다.  하지만 건축물에서 완전 밀폐란 거의 불가능하기에 복층 유리 사이의 공기층 등을 제외하고 단열성을 갖지 못합니다. 따라서 대부분의 단열재는 특정 물질의 구성재로 공기층을 가두는 방으로 만들어 지는 것이 특징입니다.

 

▶ 단열재를 사용 온도 따라서 구분해보면 ① 100℃ 이하의 ‘보냉재’, ② 100∼500℃의 ‘보온재’, ③ 500∼1,100℃의 ‘단열재’, ④ 그리고 1,100℃ 이상의 ‘내화단열재’로 나눌수 있습니다. 단열재는 되도록 열전도율을 낮게 하기 위해서 다공질이 되도록 만드는 것을 원칙으로 합니다. 여기서 다공질이란 재료에 작은 공기구멍이 있기 때문에 단열에 효과적인 구조를 말합니다. 단열재의 종류는 다양하며 각각의 단열재가 갖는 열전도율값을 서로 차이가 있습니다. 단열성능에대한 시험성적서를 확인하고, 단열재마다 취급방법이 다르기 때문에 이를 충분히 숙지하고 공사를 진행해야 합니다.
 

무기질과 유기질/단열재 재질에 따른 분류

비드법 1종 / 저렴하고 사용,취급이 편하다.

▶  무기질 단열재는 열에 강하지만 흡수성이 큰 재료의 단열재를 말합니다. 접합부 시공성이 우수하며 암면, 유리면 등은 성형된 상태에서의 기계적 성질이 낮기 때문에 벽체에는 시공하는게 힘든게 단점입니다. 유리질, 광물질, 금속질, 탄소질 등이 있습니다.

 

•  유리질 단열재 : 유리면 
• 광물질 단열재 : 석면, 암면, 펄라이트
• 금속질 단열재 : 규산질, 알루미나질, 마그네시아질 등으로 고온용 내화 단열재로 사용함
• 탄소질 단열재 : 탄소질 섬유, 탄소분말 등으로 성형 

▶ 유기질 단열재는 열에 약하지만 흡수성이 낮은 재료의 단열재를 말합니다. 그렇기 때문에 독자적으로 사용하지 않고 다른 재료와 복합적으로 사용해야 합니다. 화학적으로 합성한 물질을 이용해 단열재로 사용하는 것으로 흔히 ‘스티로폼’으로 불리는 발포폴리스티렌, 발포폴리우레탄, 발포염화 비닐, 기타 플라스틱 단열재 등이 있습니다. 

 

▶ 다른 형태의 단열재로는  아티론/아이스그란/퍼라이트/질석을 이용한 단열재/셀룰로스 단열재/ 요소발포단열재/염기성 탄산마그네슘 단열재/코르크판/광재면/다포유리 등이 있습니다.

 

 

 

단열재의 특성은?

아이소핑크는 열전도가 가장 낮고 습기에 강합니다.

① 열전도율

단열재에서 가장 중요한건 역시 열전도율입니다. 열전도율 값(숫자가 작을수록 성능이 좋음)은 단열재의 사용 온도에 의해 변하는 경우가 있습니다. 따라서 두 종류 단열재의 열전도율 값을 비교할 때에는 반드시 몇 ℃의 온도에서의 열전도율 값인지 확인해야  합니다. 또 열전도율 값은 단열재의 밀도와 관계가 있습니다. 같은 원료와 구성의 단열재라도 밀도가 작으면 열전도율 값은 작아지게[ 됩니다. 단열재는 본래 내장된 기체, 공기에 의해 단열 성능을 발휘합니다. 따라서 단열재는 내장된 공기와 구성 재료와의 체적비에 따라 열전도율 값이 다르게 나오는 것이입니다.

 
② 화학적 특성

화학적 특성의 경우 단열재가 다른 재료와 접촉할 경우, 그 자체가 화학적인 작용을 일으켜서 침식할 수도 있습니다. 대부분의 단열재는 화학적으로 안정적이기 때문에 위험성이 낮은 편이지만 비드법/스티로폼 단열재의 경우에는 화학적으로 약한 편이기 때문에 접착제 사용 시  침식될 수 있으니 주의해야 합니다.

 

③ 물리적 특성

물리적 특성은 단열재의 역학적 강도에 대한 문제를 말합니다. 대부분의 단열재는 역학적 강도가 취약하기에 구조체를 겸할 수 없습니다. 단열재는 일반적으로 다기포의 구성을 가진 연한 재료로 운반 또는 시공 중 파손되지 않도록 주의하도록 합니다.

 
④ 흡수성

단열재에서 공기층이 단열 효과를 갖게 한다. 이 공기층에 공기 대신 물이 찬다면, 물의 열전도율 값으로 바뀌므로 단열 효과는 떨어질 수밖에 없습니다. 특히, 물과 접촉하는 유기질 단열재는 그 자체가 부식되고 내장재와 외장재 등에 심각한 손상을 입힐 수 있습니다.

 

⑤ 불연성

건축용 단열재는 불연성에 대해 특히 신경을 써야 합니다. 단열재가 연소성이 있으면 화재가 발생했을 경우, 그 부분이 불길 역할을 하기 때문입니다. 유기질 단열재와 플라스틱 계열의 폼 단열재는 불연성 소재가 아닙니다. 이러한 단열재는 제조 과정에서 자기 소화성을 갖도록 난연 처리를 한 것입니다. 원료가 광물질인 글라스울이나 암면 단열재는 일반적으로 불연재에 속합니다..

 

⑥ 시공성

시공성은 단열재의 취급 용이성을 말합니다. 이는 공사 현장까지 운반뿐만 아니라 건축공사 시 가공 및 설치도 용이해야 한다.

 

단열재의 원리는?

 

단열재의 원리는 크게 저항형 단열과 반사형 단열이 있으며, 최근에는 두 가지를 혼합해서 사용하기도 한다.

 

▶ 저항성 단열재란 가장 보편적으로 널리 사용되는 원리로 비드법 등의 단열재를 사용합니다. 스티로폼과 같이 내부에 무수한 공기주머니가 열의 전달을 방해해 단열성능을 갖는 것이 원리입니다. 비드법, 글라스울이 저항성 단열재 원리로 만들어지며 부피에 비해 그 무게가 아주 가벼운게 특징입니다.  같은 무게에서 최대한 부피를 크게 하면 내부에 공기층이 많이 생기게 되는 원리로 만든 것이 바로 스티로폼(비드법)입니다.

 

▶ 반사형 단열재란 열의 분자를 반사시켜 단열을 하는 원리의 단열재 입니다.거울처럼 반짝이는 금속성 재질의 얇은 막을 이용해 햇빛과 열을 반사시켜 단열하는 방법입니다. 단열재의 부피나 두께가 얇고 중량이 가벼우며 건축물의 벽 두께를 줄일 수 있습니다. 하지만 공기층을 확보하지 않으면 단열 효과를 거두기 어렵기 때문에 시공 시 각별한 주의가 필요합니다.

 

단열재 소재의 종류와 특징은?

무기질 단열재의 종류와 특징

유기질 단열재의 종류와 특징

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