기술자료
2-02. 벽체의 온도구배
2-02. 벽체의 온도구배온도구배는 외기온과 내기온이 정해질 경우 벽체내부의 온도 변화를 계산하는 것이다.
이 온도구배로 판단할 수 있는 것이 많기 때문에 온도구배와 습도에 따른 결로점을 찾는 것을 아는 것은 중요하다.
이 온도구배로 판단할 수 있는 것이 많기 때문에 온도구배와 습도에 따른 결로점을 찾는 것을 아는 것은 중요하다.
온도 구배계산의 프로세스는 다음과 같다.
1) 총 열전도저항 계산
각 재료의 열전도율을 다음과 같다.
마감재 : 0.55 W/mk
단열재 : 0.036 W/mk
콘크리트 : 2.4 W/mk
열저항의 계산은 다음과 같다.
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구분 |
열저항 (㎡k/W) |
|---|---|
|
실외측표면열전달저항 |
0.043 |
|
마감재 열저항 |
0.1/0.55 = 0.18 |
|
단열재 열저항 |
0.12/0.036 = 3.33 |
|
콘크리트 열저항 |
0.2/2.4 = 0.083 |
|
실내측표면열전달저항 |
0.11 |
|
열저항의 합 |
3.746 |
2) 온도변화량 계산(Ri)
재료층 단위면적당 열류량(Ri) = 실내외온도차 / 열저항 = 30 / 3.746 = 8.0 W/㎡
3) 온도변화 계산
온도변화 = Ri x 각 재료별 열저항
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구분 |
Ri x 열저항 |
온도변화 ℃ |
실외측부터의 온도변화 ℃ |
|---|---|---|---|
|
실외측표면열전달저항 |
8 x 0.043 |
0.344 |
-9.656 |
|
마감재 |
8 x 0.18 |
1.44 |
-8.216 |
|
단열재 |
8 x 3.33 |
26.64 |
+18.424 |
|
콘크리트 |
8 x 0.083 |
0.664 |
+19.088 |
|
실내측표면열전달저항 |
8 x 0.11 |
0.88 |
+20 |
이 것을 다시 그림으로 옮기면 다음과 같다.
상기 그림에서 단열재의 내부쪽 표면 온도는 약 19℃ 라고 이야기할 수 있다.
이 것이 온도 구배이다.
이미지상의 콘트리트 두께가 20cm인데 12cm로 오타 표현된거죠?
혹 그럴경우에 대비해 별도 이미지를 만들었습니다. ^^;
위에 내용중에
2) 온도변화량 " 이라는 표현이 쪼끔 이상한것 같습니다.
8W/m2 = 8j/s.m2은 "단위면적당 열손실부하" 또는 저는" 단위면적당 에너지 이동속도" , "단위면적당 초당 에너지 이동량" 으로 이해하고 있습니다.
표면온도 구하는 수업에서 배웠는데. 학생들이 잘 이해를 못하고 넘어갔던 부분입니다.
W라는 단위에 대해서 "부하" 라는 단어는 그 의미를 제대로 표현해 주지 못 하는 것 같습니다.
감사합니다. 그럼 저도 "단위면적당 열류량" 으로 정리하도록 하겠습니다.
감사합니다.
위 그림이 외단열로 되어 있는데 내단열로 그림을 바꾼다면
실외측과 실내측 표면열전달은 똑같은 건지요?
그래서 첨부 사진같은 온도구배형식이 맞는지 묻고 싶습니다..
실직적으로 결로 곰팡이는 내단열로된 주택이 대부분 문제 있는관계로
시공과자재 관련 공부중입니다.
감사합니다...
내단열로 했을시 단열재의 누락이나 방습이 되지 않아 콘크리트 면에 수증기가 침투시
결로 발생률이 높다는 이유가 되는건지요?
기타 그림 비교로 결로,곰팡이 발생 관해 인식할수 있는건 또 뭐가 있나요?
그러나, 많이 전문적이라 전공자가 아니면 접근하시기 어렵습니다. 프로그램도 필요하구요..
이 다음 부터는 재료의 투습부터 시작하셔야 하는데... 협회 홈페이지 우측 상단의 투습단위변환 이라는 곳에 들어가시면 실내외 온습도에 따른 수증기압을 알 수 있게 해 놓았습니다.
그 숫자를 바꾸어 가면서 여름과 겨울에 어느 방향으로 수증기가 움직이는지를 알 수 있습니다.
전 전문적인 이론과 계산식은 싫습니다..ㅋ .머리가 못 따라가요..
상식적인 선에서 시공 과 자재를 설명하려 하는데 그래도 쉽지가 않네요..자재를 판매하면서 자재의 헛점(?) 허황된 이론으로 포장된 자재 참으로 많고 또는 좋은자재도 많지만 스스로 시공 경험으로 전문가라 남의 얘기는 죽어도 안듣는 시공업자의 잘못된 시공도 참으로 많습니다.
많은 도움 받고 있습니다.감사합니다.
지역별 건축물부위의 열관류율표 보면
예로 외기에 직접 면하는 경우 중부지역 0.270 W/m2k 로 나와 있는데
이것은 위 외단열 그림처럼 콘크리트와 단열재,내장재를 포함한 열관류를 의미하는건지요?
또한 그림을 명확히 보여드리려고.. 두께 역시도.. 마감재라고 보기 어려운 10cm로 잡았기 때문에.. 현실에 비교하기는 어렵습니다.
제가 가는 자취방입니다... 저 빨간색으로 곰팡이가 발생하는데 곰팡이는 델타T가 20이상이면 발생하는것 아닌가요?? 이를 막기 위한 방으로 무엇이 있나 궁금합니다. 물론 환기가. 당연한 것이긴 하지만. 제가 집에 없다가 돌아오면 곰팡이가 있어서 드리는 질문입니다.
통상 표준온습도 (20℃, 50%)의 실내공기 온도 조건에서 벽체의 온도가 12.6℃ 도 보다 낮다면.. 잠재적 위험성이 있다고 봅니다.
이를 예방하는 것은 일단..
1. 겨울철 실내 온습도를 표준조건에 가깝게 살도록 노력 (온습도계필요)
2. 그래도 발생하면 단열보강 조치
입니다.
다음과 같은 그림이 있습니다. 내화재(JIC HOKUSEI)의 열전도율은 위에 보다시피 0.1 입니다.
아래 그림의 <2>구간이나 <3>구간이 65℃가 나오도록 내화재의 필요최소 두께를 구할 수 가 있나요?
아니면 구할 수 있으려면 필요한 값은 무엇이 필요한가요? 열류량이 필요한가요?
단순히 외기와 내기온도가 정해져야 알수있는 식만으로 구할 방법을 몰라서 질문을 드립니다. 단순하게 외기온도를 미지수를 두었을때 열류량이라는 미지수가 생겨서 방법이 생각이 나질 않습니다.
바쁘실텐데 질문을 드려서 죄송합니다.
단순히 그림에서 단열재만 있을때 <2>구간을 65도로 나오도록 최소 두께를 구할 수 있나요?
사실 무슨 뜻인지 잘 모르겠습니다.
65도가 나온다는 뜻은... <1>번의 온도가 그 이상된다는 의미인가요?
외부에 고온을 가할려고 합니다
따라서 외기온도가 미지수일 때 에폭시(sikadur)가 녹는점인 65도가 나오도록 내화재의 최소두께를 구할려고 합니다
마지막으로 내화재와 에폭시의 두께가 정하고 열을가해 에폭시가 녹는점까지 외기온도를 가한 실험값이 있을때 이때의 실험값으로 구한 열류량으로 각 외기온도에 따른 에폭시가 녹는점까지의 내화재최소두께를 정해도 됩니까?
열류량은 시간도 관계가 있기 때문입니다.
즉, 65도가 녹는점이라 할 때, 외부온도가 65도일지라도, 이 조건이 충분히 오랜 시간동안 지속된다면.. 에폭시는 녹습니다.
그래서 보통 내화를 이야기할 때, 시간을 같이 이야기하는 것입니다.
단순히 수계산으로 해볼려다가....시간이라는 변위도 있네요....소프트웨어는 무엇을 사용해야하는지 알고 있습니다.고맙습니다
온도차는 열을 흐르게 하는 힘이므로 회로에서 전류를 흐르게 하는 힘인 전압(V), 열류량은 전류(I), 열저항은 저항(R), 재료들은 회로에 연결된 부하들 이군요.
재료들이 직렬연결이므로 합성 열저항도 전기회로와 같이 단순합으로 구하고, 직렬회로에서 흐르는 전류량은 부하마다 일정하므로 각 재료의 열류량도 일정한 거구요.
오옴의 법칙이 V=I x R이므로 온도차 또한 열류량에 열저항을 곱한 것과 일맥상통하네요. 전기의 법칙이나 열전달의 법칙이나 자연법칙의 일관성이 참 신통방통합니다 ^^
이러한 수학적 배경으로 인해 온도구배는 재료내에서 선형변화 기울기를 갖게 되는데, 실제의 재료내부 변화양상도 선형기울기가 맞는 건가요?
콘크리트 단일벽체일 경우 x점 위치에서의 온도를 온도구배로 구할 수 있나요?
실내 열전달률과 실외 열전달률은 없는 상태입니다
그리고 표면열전달저항이 없다면, 실외온도와 실내온도를 잇는 단순한 하나의 직선 그래프이므로, 어떤 의미가 있는지는 잘 모르겠습니다.
처음표에서 열저항의 단위는 ㎡K/W인데,
온도변화 계산표에서 열저항에 Ri를 곱해줬을 때,
온도 변화의 단위가 섭씨로 바뀌는 것이 맞는건가요?