건축용 유기계 단열재의 가속내구성 조건에 따른 단열성능 변화에 관한 연구 A Study on the Insulating Performance of Organic Insulating Materials for Building Construction under Accelerated Durability Conditions원문보기
건축물에서 소비되는 에너지를 절감하기 위한 사회적 요구가 높아짐에 따라 건축용 단열재의 역할이 더욱 중요시 되고 있다. 현재 구조물에 사용되는 단열재의 단열성능은 초기성능을 기준으로 설계 시에만 반영되고 있으며, 단열재의 수명기간동안 건축 구조물에서 단열성능을 유지하기 위해서는 시간과 환경영향에 따른 단열재의 성능저하가 고려되어야 하나 아직 이와 관련된 연구가 미미한 상태이다. 특히, 침수, 결로 등에 의해 물과 접하게 되는 단열재는 동절기 동결융해의 반복으로 단열재의 성능이 저하 할 수 있는 것으로 예상되나 이와 관련된 연구는 전무하며, 건축 구조물의 사용 환경에 따른 단열성능의 평가에 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 건축물에 대표적으로 사용되는 단열재를 온도, 환경, 시간 및 두께의 변화에 따른 단열성능저하 변화를 정량적으로 상대 비교하여 단열성능을 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) ...
건축물에서 소비되는 에너지를 절감하기 위한 사회적 요구가 높아짐에 따라 건축용 단열재의 역할이 더욱 중요시 되고 있다. 현재 구조물에 사용되는 단열재의 단열성능은 초기성능을 기준으로 설계 시에만 반영되고 있으며, 단열재의 수명기간동안 건축 구조물에서 단열성능을 유지하기 위해서는 시간과 환경영향에 따른 단열재의 성능저하가 고려되어야 하나 아직 이와 관련된 연구가 미미한 상태이다. 특히, 침수, 결로 등에 의해 물과 접하게 되는 단열재는 동절기 동결융해의 반복으로 단열재의 성능이 저하 할 수 있는 것으로 예상되나 이와 관련된 연구는 전무하며, 건축 구조물의 사용 환경에 따른 단열성능의 평가에 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 건축물에 대표적으로 사용되는 단열재를 온도, 환경, 시간 및 두께의 변화에 따른 단열성능저하 변화를 정량적으로 상대 비교하여 단열성능을 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 정치 기간과 가속 내구성 기간을 포함하여 표준 환경조건에서 220일간 경시변화를 비교한 결과, 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종, 2종은 경시변화가 일어나지 않았고, 발포폴리스티렌 단열재 압출법 1호는 경시변화가 꾸준히 일어나고 4개월이 후부터 품질 규정 기준을 초과하였다. 220일 측정 종료 시까지 경시변화율은 0일의 측정 결과 대비 25 % 증가되었으며, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 같은 기간 11 %의 경시변화를 보였다. 2) 실험실 가속 시험 A법 환경조건에서 100일 동안 경시변화를 비교한 결과 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종 1호, 2종 2호는 경시변화가 일어나지 않았으며, 발포폴리스티렌 단열재 압출법 1호는 경시변화가 10 % 저하 하였으며, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호의 경시변화는 19 %로 가장 큰 저하를 보였다. 실험실 가속 시험 B법 환경조건에서도 A법과 비슷한 경시변화를 보였으며 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 24 %변화로 A법보다 약간 높은 경시변화율을 보였다. 4) 동결 융해 환경조건에서 500 Cycle(100일) 동안 경시변화를 비교한 결과 흡수율이 비교적 높은 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종 1호, 2종 2호, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 표준 환경조건을 기준으로 경시변화율이 63 %, 100 %, 119 %의 순으로 단열성능 저하를 보여다. 상대적으로 제품 특성상 흡수가 작은 XPS-1호는 표준 환경조건을 기준으로 경시변화율이 3 %로 가장 작은 저하를 보였다. 5) 동결 융해 환경조건에서 500 Cycle(100일) 동안 흡수율을 비교한 결과 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종 1호, 2종 2호, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 약 680 ∼ 800 %의 높은 흡수율을 보였다. 발포폴리스티렌 단열재 압출법 1호는 상대적으로 다른 단열재 보다 작은 흡수율 변화는 54 % 비교적 작게 흡수되었다. 6) 동결융해 환경조건에서 500 Cycle(100일) 동안 압축강도를 비교한 결과 4종의 단열재는 1 N/㎠ 내외의 강도변화를 보였으며, 일부 단열재는 압축강도가 저하되다가 다시 사이클이 종료 시에는 압축강도가 복원되는 현상을 보였다. 7) 환경 조건별 셀 구조를 비교해 보면 동결 융해 환경조건에서의 셀의 파괴가 가장 많이 진행되었으며 셀의, 파괴 정도에 따라 단열성능 변화도 비례하여 측정 되었다. 결과를 종합해 볼 때 건축용 단열재는 종류에 및 환경조건에 따라 단열재의 경시변화는 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다. 시공 장소와 주위 환경에 따라 적절한 단열재를 선택 사용할 수 있는 방법으로, 환경조건에 따른 경시변화를 정량적으로 비교하여야 하는 경우 일부 연구내용의 보완이 필요하지만 일부 환경조건의 모델화 등을 통해 경시변화에 관한 정량화가 가능할 것으로 사료된다.
건축물에서 소비되는 에너지를 절감하기 위한 사회적 요구가 높아짐에 따라 건축용 단열재의 역할이 더욱 중요시 되고 있다. 현재 구조물에 사용되는 단열재의 단열성능은 초기성능을 기준으로 설계 시에만 반영되고 있으며, 단열재의 수명기간동안 건축 구조물에서 단열성능을 유지하기 위해서는 시간과 환경영향에 따른 단열재의 성능저하가 고려되어야 하나 아직 이와 관련된 연구가 미미한 상태이다. 특히, 침수, 결로 등에 의해 물과 접하게 되는 단열재는 동절기 동결융해의 반복으로 단열재의 성능이 저하 할 수 있는 것으로 예상되나 이와 관련된 연구는 전무하며, 건축 구조물의 사용 환경에 따른 단열성능의 평가에 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 건축물에 대표적으로 사용되는 단열재를 온도, 환경, 시간 및 두께의 변화에 따른 단열성능저하 변화를 정량적으로 상대 비교하여 단열성능을 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 정치 기간과 가속 내구성 기간을 포함하여 표준 환경조건에서 220일간 경시변화를 비교한 결과, 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종, 2종은 경시변화가 일어나지 않았고, 발포폴리스티렌 단열재 압출법 1호는 경시변화가 꾸준히 일어나고 4개월이 후부터 품질 규정 기준을 초과하였다. 220일 측정 종료 시까지 경시변화율은 0일의 측정 결과 대비 25 % 증가되었으며, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 같은 기간 11 %의 경시변화를 보였다. 2) 실험실 가속 시험 A법 환경조건에서 100일 동안 경시변화를 비교한 결과 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종 1호, 2종 2호는 경시변화가 일어나지 않았으며, 발포폴리스티렌 단열재 압출법 1호는 경시변화가 10 % 저하 하였으며, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호의 경시변화는 19 %로 가장 큰 저하를 보였다. 실험실 가속 시험 B법 환경조건에서도 A법과 비슷한 경시변화를 보였으며 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 24 %변화로 A법보다 약간 높은 경시변화율을 보였다. 4) 동결 융해 환경조건에서 500 Cycle(100일) 동안 경시변화를 비교한 결과 흡수율이 비교적 높은 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종 1호, 2종 2호, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 표준 환경조건을 기준으로 경시변화율이 63 %, 100 %, 119 %의 순으로 단열성능 저하를 보여다. 상대적으로 제품 특성상 흡수가 작은 XPS-1호는 표준 환경조건을 기준으로 경시변화율이 3 %로 가장 작은 저하를 보였다. 5) 동결 융해 환경조건에서 500 Cycle(100일) 동안 흡수율을 비교한 결과 발포폴리스티렌 단열재 비드법 1종 1호, 2종 2호, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 2종 2호는 약 680 ∼ 800 %의 높은 흡수율을 보였다. 발포폴리스티렌 단열재 압출법 1호는 상대적으로 다른 단열재 보다 작은 흡수율 변화는 54 % 비교적 작게 흡수되었다. 6) 동결융해 환경조건에서 500 Cycle(100일) 동안 압축강도를 비교한 결과 4종의 단열재는 1 N/㎠ 내외의 강도변화를 보였으며, 일부 단열재는 압축강도가 저하되다가 다시 사이클이 종료 시에는 압축강도가 복원되는 현상을 보였다. 7) 환경 조건별 셀 구조를 비교해 보면 동결 융해 환경조건에서의 셀의 파괴가 가장 많이 진행되었으며 셀의, 파괴 정도에 따라 단열성능 변화도 비례하여 측정 되었다. 결과를 종합해 볼 때 건축용 단열재는 종류에 및 환경조건에 따라 단열재의 경시변화는 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다. 시공 장소와 주위 환경에 따라 적절한 단열재를 선택 사용할 수 있는 방법으로, 환경조건에 따른 경시변화를 정량적으로 비교하여야 하는 경우 일부 연구내용의 보완이 필요하지만 일부 환경조건의 모델화 등을 통해 경시변화에 관한 정량화가 가능할 것으로 사료된다.
As the reduction of energy consumed in a building is further required in the society, the role of insulating material for architecture becomes more important. The insulation performance of insulating material currently used for structure is reflected to design only on the basis of initial performanc...
As the reduction of energy consumed in a building is further required in the society, the role of insulating material for architecture becomes more important. The insulation performance of insulating material currently used for structure is reflected to design only on the basis of initial performance. To maintain insulation performance of insulating material in architectural structure during its life, deteriorated performance of insulating material should be considered depending on time and environmental influence, but it is hardly considered. Especially, Insulation exposed to moisture that is caused by condensation in the winter can be degraded due to the environment where structure is inundated or subject to repetitious freezing/thawing. But now, deterioration of insulation performence is hardly studied. Thus, it is difficult to evaluate insulation performance of architectural structure depending on the environment where it is used. So this study quantitatively and comparatively analyzed the deterioration of insulation performance of representative insulating material used in our architectural structure depending on the change in temperature, environment, time and thickness to compare and review insulation performance in each condition. The result is summarized as follows. 1) Comparing a change with the passage of time for 220 days under standard environment, no change with the passage of time occurred in type 1 & 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material and a change with the passage of time steadily occurred in type 1 of extrusion method for foamed polystyrene insulating material. They exceeded regulation & standard of quality 4 months later. The ratio of change with the passage of time increased by 25 % compared to the result of measurement in 0 day until termination of measurement in 220 days. The type 2, item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed ratio of change with the passage of time in 11 % during the same period. 2) Comparing change with passage of time under environmental condition of method A of acceleration test in the lab for 100 days, type 1 item 1 and type 2 item 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material showed no change with the passage of time and type 1 of extrusion method for foamed polystyrene insulating material showed deterioration of change with the passage of time in 10%. The type 2 item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed the largest deterioration of change with the passage of time in 19%. The environmental condition of lab acceleration test method B showed change with the passage of time similar to that of method A and type 2 item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed ratio of change with the passage of time in 24 %, which is slightly higher than that of method A. 4) Comparing change with the passage of time under environmental condition of freezing/thawing for 500 Cycles(100 days), type 1, item 1/type 2, item 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material with relatively high absorption ratio and type 2, item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed large deterioration of insulation performance, namely, ratio of change with the passage of time in 63%, 100%, 119% based on standard environment condition. Having relatively less absorption due to product property, XPS-1 showed the least deterioration, namely ratio of change with the passage of time is merely 3% based on standard environment condition. 5) As we compared absorption ratio for 500Cycle(100days) under environmental condition of freezing/thawing, type 1 item 1/type 2 item 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material showed absorption ratio which is higher than that of hard polyurethane foam insulating material by about (680∼800)%. Extrusion method 1 for foamed polystyrene insulating material is relatively less than that of other insulating material by 54 %. 6) As we compared compression strength for 500Cycle(100days) under environmental condition of freezing/thawing, 4 types of insulating materials showed change in strength in 1 N/㎠ or so and compression strength of some insulating material was reduced, but was recovered when cycle was terminated. 7)As we compared cell structure for each environmental condition, cell was most severely destroyed under environmental condition of freezing/thawing. The change in insulation performance was proportionally measured depending on the degree of cell destruction. Generalizing the above details, insulating material for architecture showed very high correlation depending on materials, types or environmental condition of the place of installation. The change with the passage of time of insulating material also showed very high correlation depending on materials, types or environmental condition of the place of installation. When change with the passage of time should be quantitatively compared as per environmental condition as method to selectively use proper insulating material depending on place of installation and peripheral environment, the details of some study needs to be supplemented, but change with the passage of time seems to be possibly quantified by modelling some environmental condition.
As the reduction of energy consumed in a building is further required in the society, the role of insulating material for architecture becomes more important. The insulation performance of insulating material currently used for structure is reflected to design only on the basis of initial performance. To maintain insulation performance of insulating material in architectural structure during its life, deteriorated performance of insulating material should be considered depending on time and environmental influence, but it is hardly considered. Especially, Insulation exposed to moisture that is caused by condensation in the winter can be degraded due to the environment where structure is inundated or subject to repetitious freezing/thawing. But now, deterioration of insulation performence is hardly studied. Thus, it is difficult to evaluate insulation performance of architectural structure depending on the environment where it is used. So this study quantitatively and comparatively analyzed the deterioration of insulation performance of representative insulating material used in our architectural structure depending on the change in temperature, environment, time and thickness to compare and review insulation performance in each condition. The result is summarized as follows. 1) Comparing a change with the passage of time for 220 days under standard environment, no change with the passage of time occurred in type 1 & 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material and a change with the passage of time steadily occurred in type 1 of extrusion method for foamed polystyrene insulating material. They exceeded regulation & standard of quality 4 months later. The ratio of change with the passage of time increased by 25 % compared to the result of measurement in 0 day until termination of measurement in 220 days. The type 2, item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed ratio of change with the passage of time in 11 % during the same period. 2) Comparing change with passage of time under environmental condition of method A of acceleration test in the lab for 100 days, type 1 item 1 and type 2 item 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material showed no change with the passage of time and type 1 of extrusion method for foamed polystyrene insulating material showed deterioration of change with the passage of time in 10%. The type 2 item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed the largest deterioration of change with the passage of time in 19%. The environmental condition of lab acceleration test method B showed change with the passage of time similar to that of method A and type 2 item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed ratio of change with the passage of time in 24 %, which is slightly higher than that of method A. 4) Comparing change with the passage of time under environmental condition of freezing/thawing for 500 Cycles(100 days), type 1, item 1/type 2, item 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material with relatively high absorption ratio and type 2, item 2 of hard polyurethane foam insulating material showed large deterioration of insulation performance, namely, ratio of change with the passage of time in 63%, 100%, 119% based on standard environment condition. Having relatively less absorption due to product property, XPS-1 showed the least deterioration, namely ratio of change with the passage of time is merely 3% based on standard environment condition. 5) As we compared absorption ratio for 500Cycle(100days) under environmental condition of freezing/thawing, type 1 item 1/type 2 item 2 of bead method for foamed polystyrene insulating material showed absorption ratio which is higher than that of hard polyurethane foam insulating material by about (680∼800)%. Extrusion method 1 for foamed polystyrene insulating material is relatively less than that of other insulating material by 54 %. 6) As we compared compression strength for 500Cycle(100days) under environmental condition of freezing/thawing, 4 types of insulating materials showed change in strength in 1 N/㎠ or so and compression strength of some insulating material was reduced, but was recovered when cycle was terminated. 7)As we compared cell structure for each environmental condition, cell was most severely destroyed under environmental condition of freezing/thawing. The change in insulation performance was proportionally measured depending on the degree of cell destruction. Generalizing the above details, insulating material for architecture showed very high correlation depending on materials, types or environmental condition of the place of installation. The change with the passage of time of insulating material also showed very high correlation depending on materials, types or environmental condition of the place of installation. When change with the passage of time should be quantitatively compared as per environmental condition as method to selectively use proper insulating material depending on place of installation and peripheral environment, the details of some study needs to be supplemented, but change with the passage of time seems to be possibly quantified by modelling some environmental condition.
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