진공단열재는 20mm로 건물 단열기준을 만족시킬 수 있을까?

반갑습니다 여러분!!

태화단열의 온라인팀 입니다~~!!

 

 

오늘

태화단열의 블로그에서는

VIP로 불리는

(Vacuum Insulation Panels)

<진공단열재>

에 관한 포스팅을 해보려고 합니다.

 

 

진공단열재는 과거 포스팅에서도

간략하게 짚고 넘어갔었는데

오늘은 조금 더

디테일하게 알아보도록 하겠습니다.

 

 

현대사회의 건축물은

에너지 소비량을 줄이는

제로에너지 건축물을 실현시키기 위해

각고의 노력을 하고 있습니다.

아무래도 건축물에서 냉, 난방에 관한 부분이

에너지 소비량의 가장 많은 부분을 차지하기 때문입니다.

그래서 사람들은 단열에 막대한 비용을 들이고 있으며

자연스럽게 고효율의 단열성능을 가지고 있는

진공단열재에도 관심이 많아졌습니다.

 

 

진공단열재는 주로 고급 냉장고와 보온용기 등의

단열패널로 사용이 되었는데

내구성과 시공성을 강화해

고효율의 건축용단열재로 용도를 확대한 단열재 입니다.

 

 

진공단열재는 내부를

진공상태로 유지시켜 공기의 흐름을 억제해

공기를 통한 전도 및 대류를 통한 열전달을 차단하여

열 손실을 줄이는 원리를 이용했기 때문에

단열재로서는 상당히 이상적 입니다.

 

 

내부를 들여다 보자면

불투명한 실리카 코어백 안에

심재로서 흄드실리카 파우더 및 화이버글라스

등의 재료가 들어가며

외부에는 알루미늄 소재의 다층필름 외피재가

코어백을 감싸는 형태로 진공 등의 특수처리를 하여

내부의 압력을 감소시키고 밀봉처리한 기술로 개발되었습니다.

 

 

조금 더 자세히 들여다보면

진공단열재는 심재 종류에 따라

화이버글라스 심재 진공단열재와

흄드실리카 심재 진공단열재

두 종류로 분류가 됩니다.

 

출처 : 나무집사랑모임. (사) 한국목조건축기술협회

 

두 종류의 차이점을 간단하게 살펴보자면

화이버글라스 심재 진공단열재는 유리가 원료인 규사와 파유리 등을

텔공법으로 만든 무기질 섬유로 가스 흡착제를 사용해 제조가 되며

흄드실리카 심재 진공단열재는 파우더 소재를 판상형으로 성형한 제품 입니다.

 

 

화이버글라스 심재 진공단열재는

시간이 지나면 진공도가 떨어지는 결함이 있지만

대신 불연성이 뛰어나며

건축용도에 따라 다양한 형태로 제작이 가능합니다.

흄드실리카 심재 진공단열재는

단열재 내부 기압이 증가해 진공도가 떨어져도

열전도율의 변화가 크지 않다는 장점이 있습니다.

 

 

한편

높은 단열성능을 필요로 하는

보온병 및 저온창고, 냉장고, 냉동고 등의 내부는

진공상태로 제작되는 경우가 많습니다.

그렇게 해야지 에너지 손실을 줄이고

내용물들을 장기간 보관할 수 있기 때문입니다.

 

또한 건축용단열재로 사용되는 진공단열재는

열전도계수가 거의 제로에 가깝기 때문에

일반 부피단열재에 비해

단열성능이 약 8배 가까이 높습니다.

 

 

여담으로 몇 년 전 조달청에 등록된

대전관급현장의 자재 부분에

진공단열재가 올라온적이 있는데

이 업체에서 올린 성능을 보면

전도율이 0.0018 W/m.K 이며

불연소재로 소개가 되어있었습니다.

(실제 진공단열재는 불연성능시험과 가스유해성시험 결과

불연재료로 적합한 것으로 나타나 있습니다)

 

이 말이 맞다면 계산상으로

20T만 적용을 시켜도

건축물의 모든 부위에

단열기준을 만족시킬 수 있다는 뜻인데

착오없이 시공이 성공적으로 끝나기만 한다면

벽면 두께를 상당히 줄일 수 있으며

난방비를 감소하는 동시에

에너지효율은 극대화 시킬 수 있는

제로건축물에 가까운 건물이 됩니다.

 

 

하지만

진공단열재의 높은 단열성을 유지하기 위해선

진공단열재의 내부를

고진공 상태로 유지하는 것이 가장 중요한데

그렇게 하기 위해서는 패널형상을

흐트럼 없이 계속해서 유지해야 합니다.

또한

내부에 들어가는 심재에서

가스가 외부로 누출되지 않아야 하는데

결론적으로 외피재료의 기밀성이 우수해야 합니다.

 

 

따라서

진공단열재는 화스너 및 칼부록 시공이 불가 합니다.

그래서 폼테이프로 단열재 사이를 밀착 시키거나

바닥이나 벽체 시공 시에는 얇은 폼 및 폴리스티렌으로

감싸 표면 보호를 하고 시공작업에 들어가야 합니다.

재단 또한 불가 하기 때문에

단열재 부착 부위의 크기에 맞춰

테트리스 게임을 하듯 끼워 넣어야 하며

온장의 설치가 불가능한 부분 및 코너부분은

실측 후 특별제작한 싸이즈로 설치해야 합니다.

 

 

 진공단열재의 열전도율은 대체적으로

0.002 ~ 0.003 W/m.K 이며

내구성은 10년에서 30년가량 나온다고 하는데

추후 시간이 조금 더 경과해야

정확한 데이터가 나올 듯 합니다.

 

출처 : 나무집사랑모임. (사) 한국목조건축기술협회

 

왜냐하면

진공단열재는 초기 단열성능은 매우 우수하지만

고진공 상태를 장기간 유지할 수 있는 것이

현실적으로 쉽지가 않아 수명을 10년 이상으로

보는것은 문제가 있다고 전해지고 있습니다.

 

그 이유는

진공단열재의 경우 가스투과 등을 방지하기 위해

외피가 고분자로 코팅이 되어 있긴 하지만

알루미늄 박막 등을 통한 가스투과와

박막 표면의 온도 상승으로 인해

내부압이 증가하여 열전도율이 올라가게 됩니다.

그렇기 때문에 생각보다

얇은 진공단열재의 외피재가

시간이 경과함에 따라

박막을 통한 가스 및 수분이 스며들 우려가 있고

더군다나 밀봉기술도 쉽지가 않아

장기간의 진공상태를 유지하기가 어렵습니다.

 

가깝지만 먼 나라인 일본에서도

'진공단열재의 단열성능은 상당히 높지만

파열이 일어나며 단열이 지속되지 않기 때문에

유지 및 시공에 난점이 있으며 비용이 비싸다'

라는 의견을 보이고 있습니다.

 

 

다음의 논문을 함께 살펴보도록 하겠습니다.

 

논문

<진공단열재 손상에 따른 열성능 변화 연구>

-한국건설기술연구원 연구원 이호열 님-

-한국건설기술연구원 전임연구원, 공학박사 김유민 님-

 

본문 내용 中

 

본 연구에서는 화이버글라스와 흄드실리카를 심재로 하는

진공단열재의 손상 전, 후 열성능과 두께 변화를 측정하였다.

그 결과, 진공단열재의 심재 종류별 열성능과 두께 변화는

다음과 같다.

 

1) 손상 전 진공단열재의 단열 성능은 화이버글라스를 심재로 하는 진공단열재가

흄드실리카를 심재로 하는 진공단열재보다 우수했다.

 

2) 화이버글라스 진공단열재는 외피재가 손상되면

단열 성능이 매우 크게 저하되었으며,

단열재 두께가 크게 증가했다.

 

3) 흄드실리카 진공단열재는 외피재가 손상되면

단열 성능이 크게 저하되었으며,

단열재 두께 변화는 크지 않았다.

 

화이버글라스를 심재로 하는 진공단열재와 같이

초기 단열성능이 우수하며,

흄드실리카를 심재로 하는 진공단열재와 같이 손상에 의한

내부 진공 파괴 후에도

일정한 단열 성능을 가질 수 있도록

진공단열재의 구성요소 및 시공법 등이 지속적으로 개발되어야만

진공단열재가 건축물에 좀 더 적극적으로 적용될 수 있을 것이다.

 

 

 

오늘은

강력한 단열성능과 불연성능의 장점을 가지고 있지만

여전히 장기내구성에 대한 의문과

시공법 등에 대한 과제를 가지고 있는

진공단열재에 대해 포스팅을 해봤습니다.

 

 

다음 시간

태화단열 온라인팀은

더욱 흥미있는 단열재 이야기로

다시 돌아오도록 하겠습니다.

 

이상 태화단열의 온라인팀

이었습니다.

 

 

감사합니다!!

 

*진공단열재

에 관한 포스팅은

특정 회사 및 특정 회사 제품의 홍보와 광고,

비난과 비방을 목적으로 작성되어진 내용이 아니며,

소비자의 알 권리와 건축업계에 종사하시는 분들과의

단열자재 정보공유를 목적으로

작성되어진 포스팅 입니다.

태화단열 블로그에서는 사실적이고 객관적인

내용만을 다루기 위해 노력 하겠습니다.