기술자료
6-05. 아존단열바와 폴리아미드단열바
6-05. 아존단열바와 폴리아미드단열바알루미늄 프레임의 단열성능 향상
알루미늄은 금속이기 때문에 열전도율이 매우 높다.
이 금속제의 프레임으로 단열성능을 제대로 가지기 매우 어렵다는 뜻이다. 그러므로 알루미늄프레임은 열의 전달을 막기위해 중간에 열교를 끊는 소재를 삽입하게 되는데, 이 방식을 크게 두가지로 나누고 있다. 하나는 "아존", 또 다른 하나는 "폴리아미드"이다.
아존은 엄밀히 제품명이며, 소재는 폴리우레탄으로 만들어 진다.
아래 사진은 알루미늄에 폴리우레탄(아존)을 넣어 열교를 끊은 것을 상징적으로 보여주고 있는 사진이다.
그러나, 불행하게도 이렇게 훌륭해 보이는 프레임도 PVC 프레임에 비하면 열적 성능이 매우 낮다.
열의 전달이라는 것은 결국 열전도율과 그 길이로 이루어지기 때문이다. 아존이라는 것이 열전도율이 낮지만, 그 길이가 매우 짧아 열교차단을 하기에는 그 한계가 분명하기 때문이다.
그러므로, "싼 단독주택을 원하는 건축주를 위한 제언" 글에도 언급하였지만, 싼 알루미늄프레임을 주거시설에서 사용하면서 결로를 막겠다는 것은 불가능에 가깝다.
실내 습도가 높은 주거시설에서 결로를 막을 수 있을 정도의 성능을 가진 알루미늄프레임은 너무나 비싸지기 때문에 결국 사용할 수 없기 때문이다.
즉, 아래 사진 정도의 일반적인 아존단열바 프레임으로 주거시설에서 결로를 막기는 역부족이라는 뜻이다.
(사진만으로는 아존이라는 것을 이 정도만 사용해도 실내측에 결로가 전혀 안생길 것 같아 보이지만, 사진을 찍은 상태의 온습도를 조금만 조절하면 나올 수 있는 사진이다. 보통 박람회 장에서 아래 사진과 같이 제품을 설치해 놓고, 사진과 같은 현상을 보여주고 있는 회사가 있는데, 습도가 낮은 박람회장에서는 충분히 가능한 사진이다. 즉, 무슨 조작같은 것은 없다는 것이다. 그러나 분명한 것은 실제 물리적 성능은 사진의 느낌만큼은 아니라는 거다.)
주거시설에서 결로를 견디기 위해서는 아래 프레임정도는 되어야 하는데, 2014년 초 기준으로 우리나라에는 아직 없을 뿐더러 있다하더라도 단독주택에서 원만해서는 공사비 측면에서 접근하기 어려울 것이다.
아래 사진은 풀리아미드로 열교를 끊은 제품이다.
아존이 더 나은가, 폴리아미드가 더 나은가는 큰 의미가 없는 논쟁이다. 이 소재를 사용해서 어떻게 디자인된 프레임인가.. 가 더 중요하다.
그러나, 현재까지의 성능에서는 두 종류가 별 차이가 없으나 성능이 올라갈 수록 폴리아미드를 이용한 바가 유리해 질 수 밖에 없다. 이는 아래에 이어서 설명된다.
이 글은 비록 단독주택과는 거의 무관하나, 업무시설이라 할지라도 알루미늄바를 사용하는데 있어서 필요한 정보를 제공하는데 목적이 있다.
1. 아존(폴리우레탄)사용 프레임
아존바 샘플
아존을 이용한 알루미늄바 중에서 가장 흔한 단면일 것이다. 이처럼 유리가 들어가는 부분에서 열교를 줄이기 위해 아존이 사용된다.
아래 사진처럼 아존층을 2개로 나누어 삽입한 경우도 있다. 흔한 경우는 아니다.
프레임의 성능이 높아질 수록 폴리아미드를 이용한 바가 유리해 지는 것은 아래 아존바의 생산과정을 보면 이해 할 수 있다.
아존바는 녹은 폴리우레탄을 주입한 후, 바를 뒤집어 알루미늄을 커팅해서 만들어 진다.
그러므로, 위 아래로 모두 작업을 위한 공간이 들어가야 하므로, 아존 층을 여러개 층으로 나누어 생성할 수가 없다.
아존바 제작 순서
즉, 아래 공장의 실사진 처럼 폴리우레탄을 용융하여 주입하는 형식이다.
알루미늄 아존바의 제작 공정 사진
2. 폴리아미드 사용 프레임
그에 반해 폴리아미드 알루미늄바는 제작된 폴리아미드를 후가공으로 삽입하는 형식을 취한다.
개별적 강성은 아존보다 떨어지지만, 이른바 고성능프레임에서 요구하는 열교차단를 자유자재로 디자인할 수 있다는 장점이 있다.
아래 그림이 폴리아미드바를 삽입한 알루미늄바를 잘 나타내고 있다.
그러나, 아래 정도의 열교차단은 아존을 이용한 알루미늄바와 성능차이가 거의 없다.
아래는 알루미늄 슬라이딩 창호 프레임을 폴리아미드를 사용한 경우의 예이다.
이처럼 폴리아미드는 바 디자인의 자유도가 높다.
폴리아미드 슬라이딩 바
아래 사진은 폴리아미드바의 실제 샘플 단면이다. 대부분 아래 사진과 같이 검정색을 띈다.
아래는 폴리아미드를 이용한 고성능 알루미늄프레임이다.
열교의 차단 거리가 이정도는 되어야 높은 성능을 구현할 수 있다.
아래 사진은 패시브하우스에서 요구하는 열관류율을 만족하는 알루미늄프레임이다.
일단 보기만 해도 비싸보인다.
결국 앞으로도 자금의 여유가 매우 많으신 분이 아니라면 패시브하우스의 프레임은 PVC가 주도할 것으로 보인다.
국가적으로 점차 높은 성능의 창호를 요구하고 있고, 비록 지금은 유리와 프레임의 평균열관류율로 시험되므로 프레임의 성능이 유리 성능에 묻혀 있지만, 시간이 지날 수록 지금의 알루미늄 프레임으로 버틸 수 있는 한계에 다다르고 있다.
즉, 알루미늄프레임도 그저 "단열바" 하면 끝나는 시대가 가고 있다는 의미이다.
우리나라 알루미늄프레임 시장의 질적 성장을 위해서라도 하루 빨리 유리와 프레임의 평균으로 성능을 표기하는 현재 시스템에서 벗어날 필요가 있다.
감사합니다.
패시브하우스용 프레임 사진은 참! 인상적입니다.
아존을 제품명아닌 우리말로 하면 뭐라고 해야 할까요?
고밀도 폴리우레탄 정도로 바꿔쓰면 잘 쓴것인지 궁금합니다.
아직 활성화가 안되어서 그런지 인지도는 굉장히 낮죠.. 품질역시.. 신뢰는 못하겠습니다만..
조심히 탐색해 보도록 하겠습니다.
감사합니다.
우리나라의 등급을 보실 때는 항상 유리와 프레임의 평균 성능이라는 것을 유의하시길 바랍니다.
즉, 그 것이 정말 프레임이 좋아서인지, 유리의 성능에 묻어 가는 것인지 확인하실 필요가 있다는 의미입니다.
하지만, 알루미늄창호도 점차 좋아지려 한다는 사실은 맞습니다.
"due to their high durability and strength"
위키피니아에 나온 내용으로 보면 비단(실크), 나일론, 아라미드 등이 폴리아미드 계열인데, 강성이 좋은것 같습니다.
검토 후 정리할 내용이 있다면 정리해 보겠습니다.
관련논문2.pdf 는 논문은 아니었습니다.
용융점과 관련된 논문은 없는지 궁금하구요.
추가되는 자료가 있으시다면 댓글말고, 협회 메일로 주시면 감사하겠습니다.
그런데, 유리와 프레임의 복합열관류율은 어떻게 구해지는 건가요? 벽체에서 구하는 방식인, "열관류의 역수의 합의 역수"로 구하지 못할거 같아서요 (벽체는 재료가 열전달 방향으로 쌓여있어서 가능하겠으나....유리와 프레임은 수평 배열이라...)