설계/시공관련 질문

발코니 온도 관련

1 조정환 11 5,047 2014.10.12 12:33
관리자님 홍도영님 안녕 하셨는지요?
삼년동안 여러 어려움과 시행착오를 거쳤지만 초기 목표에 근접한 주택을 여러분들의 도움으로 완공  단계에 이르렀습니다. 정말 감사 드립니다^^.
 
비난방 발코니 온도에 관해서 질문 드리겠습니다.
열관류율 계산 프로그램에 16mm 페어 유리창을 계산해보면 열관류율 3.62 에 실외온도 -5도 일때
실내 표면온도가 4.61도 라고 나오는데 이 4.61도의 온도와 발코니 내부의 공기 온도와의 상관관계에 대해서 알고 싶습니다. 실내 표면온도와 실내 공기온도와는 차이가 있을 것 같은데요.
 
그리고 실외온도가 변했을 때 실내 표면온도도 비례해서 변화하는지요?
 예를들면 -5도에서 -10도로 변했을 때에는 실내 표면온도가 어찌 변하는가 하는 것입니다.
 
발코니 내부가 최소 얼지 않을 정도의 성능을 가진 창호를 설치하려는데 기준을 잡기가 어렵네요.
참고로 발코니가 긴 직사각형인데 지붕과 바닥과 긴수직벽 1면(11m)이 단열면이고, 긴수직벽 1면(11m)과 짧은 수직벽 2면(1.2m)이 높이 2.3m의 창호 면입니다.  감사합니다.
 
 
 
 

Comments

G 홍도영 2014.10.13 06:07
엄격한 의미로는 그 열관류 계산에서 얻으신 내부 표면온도는 별 의미는 없습니다. 어차피 겨울철 윈터가든이라고 하는 이 공간은 난방이 되지 않기에 외기에 가깝기에 그렇습니다.

여기서 두가지 사항을 분리해서 보아야 합니다.

1. 기존의 공동주택의 발코니 처럼 단열선이 거실의 외벽인 경우
2. 단열선이 발코니 외부쪽 창호가 설치된 경우 입니다.

외부의 발코니의 단열성능과 발코니 창호의 성능이 일반 외피의 단열성능과 창호성능이라면 큰 문제가  되지는 않지만 현재 공동주택의 경우처럼 발코니 외부에 창호가 설치되는 경우는 문제가 있습니다. 특히 창호의 성능이 골조보다 단열성능이 더 좋으면 실내의 창호성능에 따라 그리고 실내 수증기의 발코니 유입 정도에 따라 다르지만 그런 경우는 골조에 특히, 열교지역인 구석에 곰팡이와 결로가 발생을 하고 반대로 발코니 골조의  단열성능이 더 좋고 실내에서 습기가 유입이 되면 창호유리의 표면에 일차적으로 결로가 발생을 합니다.
즉, 실내쪽의 창호를 통한 수증기가 어느 정도로 발코니에 유입이 되는가? 이것이 문제의 핵심입니다.
내부의 창호의 기밀확보가 문제시 된다면 차라리 흔히 말해서 기밀이 전혀 없는 그런 발코니 공간을 만드시던가 아니면 비난방 구간이라 할지라도 발코니도 같은 성능의 좋은 창호와 외피마감을 하시길 바랍니다. 그렇다 할지라도 겨울철 환기는 다른 공간과 마찬가지로 이루어져야 합니다. 일반적으로 빨래를 건조하는 공간이기에 그렇습니다. 현재의 공동주택의 문제점은 이런 연관관계가 아주 모호해졌기에 그렇습니다. 저는 직접적인 바람만 막아주는 그런 단열성능이 그리 좋지 않은 발코니를 추천합니다. 그렇다 할지라도 창호외의 외피는 경우에 따라서는 단열을 해야 하는 경우도 있습니다.
더불어 중요한 것은 위의 말씀으로는 건물의 평면과 더불어 발코니의 열교관계를 알 수가 없기에 꼭 무엇이 좋다라고 말씀드리기는 어렵습니다. 좀 더 깊은 토의를 위해선 도면과 구체적인 정보가 필요합니다.
M 관리자 2014.10.13 11:18
홍선생님이 자세한 답을 주셨으므로, 첨언만 하도록 하겠습니다.

협회 열관류율 계산프로그램은 "창호"에 적용될 수 없습니다. 이는 복층유리와 같이 "공장에서 제작된 밀폐된 공기층"에 대한 계산은 불가능하기 때문입니다.

그리고, "얼지 않는"이라는 목적을 달성하기 위해서는 건축물에 대한 모든 정보가 다 필요합니다. 그러므로 홍선생님이 쓰신 것처럼 답변이 사실상 불가능합니다.ㅠㅠ (이 정보라는 것이 도면만을 의미하지도 않습니다. 시공이 도면에 의거 하여 제대로 된다는 전제가 깔려야 합니다.)

일단 법이 정한 열관류율에 맞추시는 것이 중요해 보입니다.

감사합니다.
1 조정환 2014.10.13 19:29
두분 말씀 감사 합니다.
정보가 부족하다고 하셔서 그림을 그려서 올리겠습니다.
시공이 제대로 되었다는 전제하에 말씀해 주시면 좋겠습니다.

2*8 각재 고정은 스테인레스 201 T3 로 700 간격으로  설치 했습니다.
1 조정환 2014.10.13 20:12
급하게 올리느라 빠진것들이 있네요.

왼쪽 그림이 2층 발코니이고 2층 거실 및에 1층이 방(난방 공간)입니다.
2*8각재의 가로간격은 약 600이고 스테인레스 T3, 50*50*70~80 ㄱ자 앵글로 고정했습니다.
 왼쪽 그림의 알미늄 샤시와 시멘트 사이딩이 만나는 부분의 통기층은 모든 부분을 그라스울로
틀어 막았습니다. 다만 시멘트 사이딩의 겹친부분(통기층쪽 삼각형으로 뜨는부분)은 현실적으로 막기가 어려워 뚤려 있는 상태 입니다.
 왼쪽 그림의 발코니 하부 압출법 단열재와 연결되는 거실외벽 단열재는 거실바닥 높이까지 압출법을 사용했습니다.
 발코니 전면 창호가 난간 상하부 모두 유리로 마감하려는데 단열성능(최하 빙점 이상)이 여의치
않으면 하부는 개방감이 없어도 샌드위치 패널 T50~75으로 마감 하려 합니다.
 
이상입니다^^.

아! 그리고 그림에 그라스울 15k라고 써넣은 것이 의아 하실것 같아서 말씀 드리는데
 R19가  R11 두께로 눌린 제품을 그라프트지 벗겨내고 시공해서 제가 대략 계산에 의해
적어 넣은 수치 입니다..
M 관리자 2014.10.13 20:34
네.. 안그래도 15k를 여쭈어 보려 했었습니다.

발코니의 향은 어떻게 되는 지요?
1 조정환 2014.10.13 20:40
네 남서향 입니다.
G 홍도영 2014.10.13 21:08
먼저 도면상으로는 열교는 해결이 되었습니다. 그러기에 좋은 창을 설치해도 문제는 없습니다.  그리고 내부에서 창호나 기타 틈을 통해 수증기가 발코니로 전달이 되지 않는다고 보겠습니다. 위에서 초기 계산하신 조건은 내부가 상온 20°C일 것으로 보입니다. 그런 경우 발코니 창의 단열성능이 좋지 않기에 계산하신 것 처럼 결로가 생기는다는 의미 입니다. 하지만 실제 난방을 하지 않는 발코니 공간은 조금은 다릅니다.
예를 드리지요.
단열성능이 1,7 W/m²K 정도하는 창호를 발코니에 설치한다 하더라도 그 발코니의 실내 기온을 일반 실내처럼 20도와 50%의 상대습도를 주고 본다면 우리가 연결되는 간봉주위는 결로가 10% 생기게 되고 발코니의 온도를 12도로 내리고 상대습도를 그대로 50%를 주면 결로가 생기지는 않습니다. 즉, 발코니 공간의 상대습도가 결정적인 요소라는 말씀입니다.

말씀하시는 "얼지 않는다" 라는 표현은 하는 사람마다 다르지만 저에게는 감자가 얼지 않는 그런 온도 약 12도 정도를 봅니다. 공도주택 계단실 정도가 됩니다. 흔히 말하는 0°C를 생각할 수도 있겠지요. 그래서 지하는 보통 난방을 하지 않더라도 약 80mm정도의 단열을 그런 이유에서 일반적으로 합니다. 지하와는 다르게 발코니는 복사열로 인한 열손실이 많기에 내부에서 전달되는 열이 없을 경우에는 한파가 지속되는 겨울철에는 이 온도를 확보하기는 어렵습니다. 공동주택의 경우는 계단실과 연결되는 벽이나 문 기타 외피에서 어느 정도 열이 공급이 되지만 위의 사례에서는 어렵다고 보여집니다. 그리고 낮시간 햇빛을 저장해서 밤시간에 온도가 내려가는 것을 억제할 수 있는 그런 외피구조도 아니기에 열관류가 높은 예를 들어 위에서 말씀하신 3,62정도의 창호를 상쇄하기는 무리가 있습니다. 열을 뺏기는 면적이 너무 많기에 말입니다.

제가 보는 결로은 그렇습니다. 어차피 이공간을 겨울에도 사용할 목적이라면 열관류를 경제성을 고려해서 1-1,5 정도의 수준으로 하시고 수증기 발생이 없게 하시며 수증기 발생이 집중되는 경우는 환기를 더욱 적극적으로 하셔야 합니다.
계산을 한 번 더 하자면 2,4m x 2,4m 창호의 경우, 유리의 간봉을 swissspacer V를 설치하고 유리를 Ug=0,7 정도로 보고 전체 열관류가 약 0,84가 됩니다. 이런 경우는 발코니 공간의 실내온도가 5°C그리고 상대습도가 72%까지 내려간다고 할지라도 간봉주위에 결로가 생기지는 않습니다. 안전하기는 하지만 비 경제적입니다. 그리고 충분히 사용이 자유로운 폭도 아니기에 저는 위에서 언급한데로 1에서 1,5정도그리고 간봉을 좋은 것을 사용하며 개폐가 가능한 창문을 여러개 확보를 하겠습니다. 아무리 좋은 일등급 창호를 사용하더라도 간봉이 좋지 않으면 필요 없는 투자가 됩니다.

U값은 내리고 여름철 야간이나 혹은 원하는 환기를 기본으로 그리고 차양장치가 있는 경우는 g값을 높을 것을 사용하시길 바랍니다.
M 관리자 2014.10.13 21:11
먼저.. 올려주신 정보로 동결온도까지 내려가느냐 그렇지 않느냐는 거의 뜬구름잡기에 가까움을 전제로 말씀드립니다.

왜냐하면 일사량/축열/열교/창호성능/실내에서의 복사열량 등이 복합적인데.. 첫번째 일사량만 하더라도 몇일동안 해가 비치지 않는 날에는 어쩔 수 없이 동결온도까지 내려갈 수 있고, 난방공간을 장시간 비워두고 사용하지 않으셔도 그럴 수 있으며, 축열량이 부족해서 새벽의 온도가 그 만큼까지 내려갈 수도 있기 때문입니다. 또한 앞집이 얼마큼 떨어져 있느냐도 상관이 있습니다.
물론 지역에 따른 구름계수(담천공비율)도 알아야 합니다.

그 모든 것을 떠나서 현재 그림으로 볼 때, 통상적인 상황에서... 로이 복층유리에 PVC 프레임창호면 동결온도는 벗어날 수 있을 것으로 보입니다.
하지만, 그림상 알루미늄프레임 안에 창호를 끼워넣으실 것은 안됩니다. 동결온도를 떠나서 결로가 매우 심할 것입니다. 알루미늄프레임이 외기에 직접 노출되지 않도록 수정될 필요가 있어 보입니다.

감사합니다.

ps. 글을 적는 사이 홍선생님께서도 글을 올려 주셨네요..
같이 참고하시면 방향을 찾으실 수 있으리라 생각됩니다.
G 홍도영 2014.10.13 21:17
그리고 한가지!
실내를 20도로 보고 중간에 발코니 비난방 공간이 있고 외기의 온도변화에 따라 발코니 창의 내부 표면온도를 구하는 것은 그리 간단한 일이 아닙니다. 단순 열관류 계산과는 차이가 있습니다. 발코니 공간의 온도가 일정하는 것을 기준으로 하면 표면의 온도를 쉽게 찾아 내지만 발코니의 공기온도도 변하면서 표면온도까지 변화하는 것은 특별한 프로그램이 있어야 가능합니다.
1 조정환 2014.10.13 22:00
두 선생님 참 대단하십니다. 방향을 확실하게 짚어 주시네요.
개인들마다 여러 어려움들이 있어 항상 옳은 방향으로만 갈수는 없는지라 말씀해주신 두분의
의견을 최대한 반영하여 마무리 하도록 하겠습니다.

이제 끝이 보입니다. 저의 보금자리가 완성되고 나면 언제라도 말씀 하십시오. 제가 두분 선생님께
 소주 한잔 사드리겠습니다^^.  아참 홍선생님은 독일에 계시지요. 소주 한잔하시러 귀국하시긴
좀 거시기 허네요.

두분 선생님 감사 합니다..
1 조정환 2014.12.12 11:33
두분 선생님 실내 습도 질문드린 김에 얼마전 발코니를 완성 했기에 결과를 말씀드리겠습니다.

우선 시공은
 하부에서 1000까지는 샌드위치 패널 100T로 시공하고 그위는 일반 복층유리 pvc 창호를 설치
했습니다. 말씀하신 로이복층유리로 하면 좋았겠습니다만 발코니 길이가 11m나 되고 일반창호
재고가 있어서 재활용 했습니다. 마땅한 자재가 없어서 알미늄 후레임을 사용 했는데 외부쪽에
eps 2종1호 20T로 밀실하게 채우고 외부에 pvc쫄대로 마감 했습니다.

결과는
 낮에 외부 -5도 일때 내부 20도 이상까지 올라갑니다. 새벽 해뜨기전 외부 -9도 일때 내부
-1.7도가 나왔습니다. 목표가 발코니 수도가 얼지않는 것이었었는데 현재 상태로는 확인한바
얼지는 않았습니다. -9도 이하의 날씨가 여러날 계속 된다면 얼지않을까하는 생각을 합니다.

 북동쪽에도 작은 주방 발코니가 있는데 같은 형식이고 샌드위치 패널을 1200으로 했습니다.
낮에 외부가 -5도 일때 내부 4도 이었고 새벽녁 외부 -9도일때 내부 -2.6가 나왔습니다.
여기는 수전 끝에 자바라가 물을 틀면 바로 뚤리는 정도로 얼었습니다.
-9도이하의 날이 계속되면 아마도 수전이 얼거 같습니다. 물을 안써도 되는 공간이라 별문제는 없습니다만 햇빛을 받는 쪽과 안받는쪽 그리고 창호를 통한 열원이 있는쪽과 없는쪽의 차이가 보입니다.

 이상입니다. 수고 하세요^^