설계/시공관련 질문

그라스울판넬 단열 성능이 궁금합니다.

G 그라스울단열 25 14,736 2021.05.20 10:59
그라스울 벽체를 열관류율 테스트한 시험성적서인데 열저항값이 1.51이네요

75t 벽체인데 열전도율 환산하면 0.049w/mk 정도로 계산되어지는데 맞나요?


 

그라스울 벽체 75T 단열성(열관류율)성적서1.jpg

 

그라스울 벽체 75T 단열성(열관류율)성적서2.jpg

 

그라스울 벽체 75T 단열성(열관류율)성적서3.jpg

 

그라스울 벽체 75T 단열성(열관류율)성적서4.jpg

 

그라스울 벽체 75T 단열성(열관류율)성적서5.jpg

Comments

2 TBBlock 2021.05.20 11:47
맞습니다.

열저항 R = 1/U 이므로
열관유률 U = 1/R = 1/1.51 = 0.6623 W/m2K
열관유률 U= k/m 이므로 k = U x M = 0.6623 x 0.075 = 0.0497 W/mK 입니다.
G 그라스울단열 2021.05.20 12:06
TBBlock님 답변 감사드립니다. 그라스울 단열재 열전도가 대략 0.033~0.034w/mk 가등급으로 알고 있는데, 협회에 나와있는 공식으로 계산해보니 대충 0.049w/mk 열전도율이 나오길래 계산법을 잘못 이해하고 있나 싶어서 질문글을 올렸습니다.
벽체는 보통 48K 밀도를 쓰는것으로 알고 있는데, 열전도율 수치가 0.049w/mk 라면 라등급 단열재에 해당되는거 같은데 이건 왜 그런건지요?
M 관리자 2021.05.20 12:44
그런데.. 이 시험성적서는 철판에 붙어 있는 글라스울이기에.. 전도율로의 환산은 안될 것 같습니다.
G 그라스울단열 2021.05.20 12:58
관리자님 답변 감사합니다. 열반사단열재도 열관류율로 단열성능을 가늠하는것으로 알고 있는데, 열전도율로 환산이 안되는 것인가요? 그라스울판넬은 강도 유지를 위해 수평결 그라스울 단열재를 재단해서 수직으로 세워 넣는것으로 알고 있는데 혹시 이 부분 때문에 열전도율 값이 많이 떨어지는게 아닌가요?
M 관리자 2021.05.20 13:01
네 복합재질은 열전도율 환산이 불가능합니다.  연전도율은 말 그대로 단일소재의 특성값이니까요..
수직 수평도 영향이 있겠지만.. 아마도 빈틈이 있어서 일 것 같습니다.
G 그라스울단열 2021.05.20 13:11
관리자님 답변 감사합니다. 관리자님 답변대로라면 그라스울 열전도율값이 48k 기준 0.033~0.034w/mk 인것으로 알고 있는데요. 철판 영향으로 열전도율값이 0.049w/mk 라면 그라스울 단열재보다 열전도율이 떨어지는 흰색 스티로폼의 경우는 이보다 더 떨어지고, 같은 가등급의 검정색 2종 스티로폼의 경우도 열전도율값이 0.049w/mk로 측정될수 있다는 말이 되는거 같은데요. 그럼 판넬로 사용하면 단열성이 엄청 떨어진다고 생각해야하나요? 실제 열관류율 값으로 저렇게 나온다면 시중에 판매되는 법정 허용치 판넬 두께는 모두 허가가 날수 없는 것 아닌가요?
2 TBBlock 2021.05.20 13:23
판넬 joint 부분(연결부위)에서 발생하는 열교의 영향으로 추정됩니다.

글라스울의 수직수평에 따른 열전도율 차이는 그리 크지 않습니다.
M 관리자 2021.05.20 14:43
TBBlock 님..
그럴 수 있겠네요. 시험성적서의 시험체에 조인트가 하나 있네요..

그라스울단열 님...
다른 단열재로 추정되는 것은 어렵습니다. 복합소재이므로, 다른 소재는 그 소재의 시험성적서를 확인해 보셔야 할 것 같습니다.
6 티푸스 2021.05.20 15:24
그라스울은 섬유방향과  섬유직각방향의 열전도율 차이는 약 10~15% 정도인 것으로 압니다.
섬유질 단열재가 갖고 있는 특성 때문이라고 이해하시면 될 것 같고요
EPS패널이나 우레탄패널과 같은 유기단열재 패널은 그라스울패널과 달라 같은 이유로의 차이는 없다고 보시면 될듯합니다. 
패널간의 조인트 열교로 인한 성능 저하는 생각보다 어마무시하게 많습니다.
조인트열교를 고려한 열관류율 0.15 이하 성능 발현이 그래서 어려운 과제입니다.
패널로 집을 지으시려는 분들은 조인트 열교와 기밀성 부족에 따른 손실을 고려하셔야겠습니다.
3 주안홍 2021.05.20 16:28
유투브에서, 창호 시험성적서 보면 값 좋게 나오려고 실리콘 떡칠에 픽스창으로 한다더니..
샌드위치 패널은 조인트가 있는 상태로 시험성적을 진행했네요. 신기합니다. ^^;
M 관리자 2021.05.20 16:39
시험체의 크기가 2x2 미터라서... 어쩔 수 없었던 것 같습니다.^^
G 그라스울단열 2021.05.20 17:06
답변이 그 사이 많이 해주셨네요. 모두 감사드립니다. TBBlock님 말씀처럼 중간 이음새 부분때문에 그럴수도 있겠네요. 티푸스님 말씀처럼 검색해보니 그라스울 수평결 열전도율이 0.034w/mk 정도 인것이 수직결로 테스트하면 평균 0.044w/mk정도 나온다고 작성되어있는 판넬회사 자료가 있더군요. 이건 소비자를 속이는 행위인거 같은데요. 가등급이라고 이야기하면서 실제로는 다등급인거잖아요. 요즘 샌드위치판넬로 집 짓는 영상도 유튜브 많이 나오는데 불이 많이 나니깐 그라스울판넬을 알아보는 중이었는데 단열이 엉망이네요
6 티푸스 2021.05.21 09:44
'그라스울단열'님!
아니요, 그렇게 이해하시면 아니 됩니다.
모든 단열재의 등급은 열전도율 기준입니다.
통상 대부분의 섬유질 단열재는(그라스울, 암면 등)은 수평결로 사용됩니다.
샌드위치 패널로 제작하는 경우 패널의 강성 확보 차원에서 수직결로 세분하여 제작하게 됩니다.
이렇게 제작된 패널(복합재질)은 열전도율로 성능을 구분하지 않고 열관류율로 성능을 구분해야 합니다. 그것이 EPS패널이던, PU패널이던 사실 기준은 같아야 합니다.
그러므로 샌드위치 패널로 단열을 하는 경우, 단열규정에 적합하게 적용하기 위해서는 '가'등급~ '라'등급의 두께 기준이 아니라 "열관류성능"을 기준으로 적용해야 할 것이라고 봅니다.
G 그라스울단열 2021.05.21 11:12
티푸스님 답변 감사드립니다. 답변 내용을 읽어보니 이해가 쉽게 잘 갑니다.
다만, 알려주신대로 수직결 열전도율을 검색해보니 일반적으로 사용되는 그라스울 단열재는 수평결이고 이때 열전도율은 0.034w/mk 가 맞지만, 샌드위치패널은 강도 유지때문에 재단을 해서 수직결로 넣을수 밖에 없는 구조라고 하더군요. 이때 강도 유지는 할 수 있지만 단열성능은 평균 0.043~0.044w/mk까지 떨어진다고 하더라구요.
시중에 판매되는 샌드위치패널은 철판 사이에 사용되는 단열재가 흰색 스티로폼, 검정색 2종 스티로폼, 그라스울, 우레탄폼 4가지 정도가 있던데, 흰색 스티로폼은 나등급, 검정색 2종 스티로폼은 가등급, 그라스울 가등급, 우레탄폼 가등급으로 구분되더군요.
이 중에 화재에 가장 안전한 것이 그라스울이길래 자재를 알아보던차였는데, 판넬에 사용되는 그라스울은 수직으로 세워서 만드니까 단열이 가등급이 아닌 다등급으로 바뀐다고 그러는데, 제가 알아본바로는 시중에 판매하는 그라스울판넬은 죄다 가등급이라고 이야기를 하니깐 단열이 엉망이네 그런겁니다. 솔직히 이거는 소비자를 속이는 행위인거지 않습니까?
수직결 열전도율 0.043~0.044w/mk에서 조인트 열교로 인해 열저항값이 1.51로 나온것이라면, 티푸스님이 알려주신대로 스티로폼판넬이나 우레탄판넬은 열저항값이 1.51보다는 높게 나오겠네요.
그리고, 티푸스님이 알려주신대로 '열관류성능'을 기준으로 적용을 해야한다면 모든 판넬제품은 지금보다 두께를 많이 두껍게해야 건축허가를 받을 수 있을거 같은데요.
한가지 궁금한점이 생기는 것이 협회 홈페이지 열관류율 계산기를 통해 현재 건축법 기준으로 열관류율을 맞추어 자재선정을 하여 시공을 한 열관류율 값이 실제 '열관류성능' 테스트에도 동일하게 나올까라는 생각이 드네요.
혹시 판넬이 아닌 일반 건축물 외단열 시공하는 방식으로 열관류율 값 맞추어 시공을 하여 '열관류성능'을 받은 성적서가 있을까요?
이론적인 열관류율값과 시공후 실제 '열관류율' 측정값이 동일하다면, 판넬은 열교에의해 떨어지는게 확실해질것 같은데요. 그러면 티푸스님이 알려주신대로 판넬제품으로 시공시에는 '열관류성능'을 기준으로 적용을 하면 가장 이상적이겠네요.
M 관리자 2021.05.21 11:23
복합소재의 단일 제품 (각각 다른 소재가 접착 등의 방법으로 일체화된 하나의 제품)은 열관류율시험만 허용을 하고 있습니다.

예를 들어서..
외벽의 구성이 (안쪽 부터) 석고보드 - 샌드위치판넬 - 조적 의 순서라면...

석고보드 - 조적 - 철판 - 글라스울 - 철판 - 조적 의 합산 열관류율로 허가가 날 수 없습니다.
즉 협회 열관류율 계산기로 계산 될 수 없다는 의미입니다.

이 경우는...
[석고보드 - 샌드위치판넬 - 조적] 으로 이루어진 전체 벽체에 대한 시험성적서를 별도로 받거나...
또는 샌드위치판넬만의 열관류율 시험성적서로 허가가 나야 합니다.
그 것을 알고 있는 전문가와 공무원이 거의 없을 뿐입니다.

이는 열반사단열재도 같습니다.
열반사단열재가 외벽 전체 구성에 대한 시험성적서가 필요한 이유가.. 복합소재의 단열 제품이라서 그렇습니다.

그러므로 말씀하신 것 처럼 "샌드위치판넬을 사용하면서, 가등급단열재를 사용했다"라는 주장은 적법한 요건을 갖추지 못한 표현입니다.
G 그라스울단열 2021.05.21 12:48
관리자님 답변 감사합니다. 답글을 몇번이고 되새겨 읽어보았는데 이해가 안가는게 있습니다.
'석고보드 - 조적 - 철판 - 글라스울 - 철판 - 조적 의 합산 열관류율로 허가가 날 수 없습니다.
즉 협회 열관류율 계산기로 계산 될 수 없다는 의미입니다.' 말이 이해가 가질 않습니다.

예를 들어서 판넬이 아닌 건축물의 내단열인 경우로 보겠습니다.
외벽 구성이 안쪽부터 철판 - 석고보드 - 단열재 - 벽체콘크리트로 되어있으면 협회 열관류율 계산기로 각 소재별로 두께 구성후 계산을 하지 않습니까?

다시 한 예로 샌드위치 판넬이 아닌 각 재료로 구성한다고 가정하겠습니다.
외벽 구성이 안쪽부터 벽지 - 석고보드 - 철판 - 단열재 - 철판 - 벽체콘크리트로 되어 있어도 협회 열관류율 계산기로 각 소재별로 두께 구성후 계산을 해도 되는거 아닌가요?

외벽 구성이 안쪽부터 벽지 - 석고보드 - 샌드위치판넬 - 벽체콘크리트로 되어 있는거와 구성은 똑같은데 샌드위치판넬은 열반사단열재와 동일하게 열관류율로 해야하는 이유를 모르겠습니다.

열반사단열재는 구성을 보니 알루미늄시트 + 폴리에스테르 + 알루미늄시트 ... 다층구조로 복합체로 구성을 하여 폴리에스테르가 일반 평면판이 아닌 기둥형태(?)로 알루미늄시트 사이에 공기층을 만들어내는 구성체 특수성에 의해 공기층이라는 특수한 열저항값을 만들어 내니까 복합체 자체의 열관류율값을 받아야 되는것 아닌가요?

판넬은 철판 + 단열재 + 철판 으로 구성이 되어 있어서 철판 열저항값, 단열재 열저항값이 나와있으니 협회 열관류율 계산기로 각 구성체 열저항값으로 계산이 되는거 아닌가요?
M 관리자 2021.05.21 12:53
제가 좀 더 정확히 적지 못한 탓입니다.

정확히 적자면...
"계산을 되나, 법적으로 인정받지 못합니다."가 맞을 것 같습니다.
G 그라스울단열 2021.05.21 14:38
관리자님 답변 감사드립니다.
'법적으로 인정받지 못한다. 복합소재의 단일제품은 열관류율시험만 허용을 하고 있다.'라고 하셔서 관련 건축법을 나름 찾아서 검색해보니 '건축물의 에너지절약설계기준' 법이 있길래 읽어봤지만 복합소재는 열관류율 시험만 허용한다는 내용은 없던데 어는 법에 해당 조항이 있나요?

협회의 기술자료란의 '열반사단열재 시험성적서 보는법'을 읽어보니 열반사단열재 제조업체에서 단열성능을 더욱 좋게 받기위해 KS F 2277(건축용 구성재의 단열성 측정방법)에 의한 열저항 또는 열관류율 측정이라는 시험방식을 택한것 처럼보이네요.
일반 단열재는 KS L 9016이라는 시험으로 열전도율 시험성적서를 받는거 같던데, 시험체 구성을 보더라도 KS F 2277 시험비용이 많이 비쌀거 같고, 건축물 구조 형태별로 시험성적서를 다 받아야되는데도 불구하고  KS F 2277 시험방식을 택한것은 단열성능이 무지 좋게 나와서가 아닐까 저는 추측이 되네요.

복합소재로 된 단열재를 검색해보니 페놀폼 단열재, 우레탄보드 단열재는 한면 또는 양면에 알루미늄시트 또는 종이 같은것으로 구성되어 있던데 이 제품들은 모두 KS L 9016이라는 시험으로 열전도율 성적서를 사용하더라구요.

만약, 관리자님이 말씀하신것 처럼 복합소재의 단일제품인 페놀폼 단열재와 우레탄보드 단열재는 열관류율시험 성적서를 받아야 허가가 나야되는거 아닌가요?

근데, 글을 적다보니 페놀폼 단열재와 우레탄보드 단열재도 구성을 살펴보니깐 알루미늄시트 + 단열재 + 알루미늄시트(종이 재질)로 구성되어 있던데 이 구성은 판넬 구성인 철판 + 단열재 + 철판 구성과 똑 같네요.

그럼, 페놀폼 단열재와 우레탄보드 단열재와 샌드위치판넬이 동일하게 복합소재니깐 관리자님 말씀처럼 법에 기준이 명시되어 있으면 열관류율 시험성적서를 구비해야하고, 그렇지 않으면 페놀폼 단열재와 우레탄보드 단열재처럼 샌드위치판넬도 각 소재별로 열저항값 계산해서 사용하면 되는거 같은데요.

샌드위치판넬이 언제부터 사용되어진 건지는 모르겠지만, 지금 현재까지도 철판 사이의 단열재 열전도율 값을 가지고 지역별로 두께를 산출해서 제작하고 건축물에 사용해서 건축허가가 나오는것으로 아는데, 건축허가 담당자도 건축쪽 전문가가 아닌가요?

관련법이 있다면 허가가 안나왔을꺼 같은데요.
M 관리자 2021.05.21 21:09
네...

해당 제품이 단열재로 판매를 하느냐 아니냐로 보시면 될 것 같습니다.
페놀폼보드나 경질폴리우레탄보드는 표면의 알루미늄 또는 부직포를 벗기고, 순수단열재 만으로 시험을 합니다.  그래서 복합 구성의 계산이 유효한 것으로 보고 있습니다.

샌드위치판넬은 판넬로 팔고 있고, 그 속에 단열재가 들어가 있는 형태입니다. 그래서 단일 제품으로 봐야 하고, 그러 하기에 열전도율로 환산될 수 없습니다.
물론.. 철판을 벗기고 내부 단열재 만으로 시험을 한 후에.. 그 단열재의 열전도율로 계산을 해도 되긴 합니다. 그러나 아마도 벗기는 것 자체가 불가능하기에.. 말씀하신 것이 불가능합니다.
6 티푸스 2021.05.21 21:42
"건축물 에너지절약설계기준"에 의하면 '건축부분 단열설계기준'의 제6조(건축부분의 의무사항)에 의한 '별표1'~'별표6' 에 적합하게 설계하면 됩니다.  이것이 우리나라 단열설계기준입니다.
이 기준에 따라 인허가가 나갑니다.
이 법령의 적용에 현실적인 문제가 있어 보이거나 해석에 이견이 있어 보이는 부분은 이 법을 관할하는 부처에 Q&A를 이용하시면 좀 더 자세하게 설명을 받으실 것 같습니다.
G 그라스울단열 2021.05.24 10:38
관리자님 답변 감사합니다.
단열재로 판매하느냐 아니냐의 여부로 판가름 나는거였군요.
기준은 이해가 되었는데 판넬 제품이 단일제품이라는 것은 이해가 안갑니다.
판넬제조회사들이 스티로폼 단열재와 글라스울 단열재는 단열재 회사에서 납품받아서 철판 붙이는 가공만 하는게 다수인걸로 알고 있는데요.
그래서, 단열재 열전도율 성적서를 가지고 지역별 법정 두께로 계산해서 납품하구요.
물론 건축설계사분들도 판넬 단열성적서를 가지고 설계도 하시구요.
우레탄판넬은 우레탄보드단열재처럼 철판을 대고 발포해서 만드는거지 싶은데 철판을 떼고 단열성적서를 받았는지는 모르겠지만, 우레탄판넬 제조회사들 홈페이지 가면 단열성적서를 가지고 있고 홍보하고 있습니다.
얼마전에 뉴스로 국토교통부가 올 연말 12월쯤에 판넬에 사용되는 단열재가 준불연 성능을 가져야된다고 보도가 나와서 스티로폼업체들하고 우레탄업체들 난리났다는 뉴스도 며칠동안 나오고, 유튜브 판넬로 집시공하시는 분들도 법이 어떻게 바뀌는지 알려주는 영상도 많이 나왔구요.
이것만 보더라도 판넬의 단열재의 열전도율이 인정되는것 아닌건가요?
관리자님이 설명해주시는 부분이 먼지는 이해는 가면서도 한편으로는 먼가 앞뒤가 안맞는거 같아서요.

티푸스님 답변 감사합니다.
인허가 조건에 해당되는 법 의무사항 조항을 정확히 알게되었네요.
M 관리자 2021.05.24 12:20
단일 제품이냐 아니냐는.. 현장에서 접착을 하느냐, 접착된 제품을 받아 오느냐의 차이로 보시면 될 것 같습니다.

판넬의 열전도율은 인정받지 못합니다. 그것을 인정한 사람(조직)이 있다면 법의 해석을 제대로 하지 못한 탓입니다.
그렇지 않다면.. 제품 제작 전에 납품 받은, 해당 단열재 만의 시험성적서를 이용한 홍보일 수 밖에 없습니다.
G 그라스울단열 2021.05.24 17:11
관리자님 답변 감사합니다.

티푸스님이 알려주신 '건축물 에너지절약설계기준'의 제6조(건축부문의 의무사항) 1항에서

'다. 단열조치를 하여야 하는 부위에 대하여는 다음 각 호에서 정하는 방법에 따라 단열기준에 적합한지를 판단할 수 있다.
3) 구성재료의 열전도율 값으로 열관류율을 계산한 결과가 별표1의 부위별 열관류율 기준을 만족하는 경우 적합한 것으로 본다.(단, 각 재료의 열전도율 값은 한국산업규격 또는 국가공인시험기관의 KOLAS 인정마크가 표시된 시험성적서의 값을 사용하고, 표면열전달저항 및 중공층의 열저항은 이 기준 별표5 및 별표6에서 제시하는 값을 사용)'

관리자님 말씀처럼 법적으로 문제인지 아닌지는 모르겠지만 1항 다항목 3번 내용을 토대로 판넬제조사들이 단열재 열전도율값을 적용해서 판매하는거 같습니다.

첨부자료는 열관류율 산출계산서인데 그라스울판넬 48K 벽체 수평결 열전도율 0.033w/mk 을 기준으로해서 계산이 되었던데 표면열전달저항값도 계산에 포함이 되었네요.
M 관리자 2021.05.24 19:15
죄송합니다만.. 요점이 무엇인지를 파악하지 못했습니다.
G 구경꾼하나추가 2021.11.30 00:56
우리나라 건축법규(건축물의 에너지절약설계기준 제6조제1호의 다목)에서는 단열재는 두께나 열관류율 중 어느 하나만 기준에 적합하면 된다고 하고 있습니다(열전도율은 논외입니다, 다만 계산으로 열관류율을 구하면 됩니다. 그러나 이 성적서는 복합재질 전체의 열관류저항만 있으므로 재질별 특성인 열전도율을 구할 수 없습니다). 두께는 등급별로 기준을 정하였으므로 하나의 재질이거나 둘 이상의 재질일 경우에는 같은 등급일 경우에만 적용할 수 있으므로 샌드위치 패널은 적용할 수 없는 기준이고, 따라서 열관류율만 적용할 수 있다고 봅니다. 이 성적서에 열관류저항값이 나와 있으므로 열관류율이 나와 있는 것이나 같으니 이 기준으로 판단해야 할 것 같습니다. 열관류율이 0.662이므로 우리나라 어느 지역, 건축물의 어느 부위에도 적용할 수 없군요.

결론적으로 말하면 샌드위치 패널에 대한 열관류저항 성적서를 놓고 수학적으로 계산하여 열전도율을 계산하는 것은 과학적으로도 건축 실무적으로도 의미가 없는 것이라고 봅니다. 과학적으로 의미가 없는 이유는 열전도율의 정의 자체가 물리적 현상을 다 반영하면 너무 복잡하므로 단순화시킨 것일 뿐만 아니라 샌드위치 패널처럼 복합재질인 경우 더더욱 그러하지 않겠습니까?