국남서부지방에지어졌던초기스페인선교사들의집은짚을섞은진흙으로 60 90cm 두께의벽을만들어외기온이 까지올라가는환경에서도실내는상당히시원했다고한다. 광물질의섬유가처음으로쓰인것은하와이원주민들에의해서인데, 화산폭발로인해만들어진화산지역에서화산증기가빠져나오면서현무암이솜털모

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수경 태
5 years ago
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1 특집 그린빌딩을위한고효율단열재 1. 서론 2. 단열재의역사 지난 1 ~ 200백년에걸친엄청난양의화석연료사용은지구온난화로이어져예전에없던대형자연재해가세계각지에서발생하고있다. BP( 영국석유 ) 의자료에따르면화석연료의가채연수가석유는약 40년, 천연가스는약 65년, 석탄은약 155년으로전망하고있어에너지자원고갈에대한위기감으로인해에너지절약을위한노력이그어느때보다심화되고있다. 우리나라는국내에너지수요의 97% 이상을해외에의존하고있다. 2006년의에너지총수입액은 855.7억달러, 2007년은 907.8억달러였으며, 2008년은 1,047.8억달러로예상하고있다. 석유수입은세계 7위, 에너지소비는세계 10위이고, 온실가스배출량도 2005년기준연간 5억 9,000만톤으로세계 10 위의온실가스배출국이다. 1990년 2 억 8천만톤기준으로보면 2005년까지CO 2 배출증가율이년평균 4.7% 로중국에이어세계 2위의증가율을보이고있다. 2013년부터우리나라도온실가스의무감축국으로될것으로확실시되고있는현시점에서정부에서도 저탄소녹색성장 에총력을기울이고있는실정이다. 2008년 12월 15일에발표된 에너지이용합리화기본계획 에따르면 1012 년까지에너지효율을 11.3% 높이는것 권영철 1964 년 한라대학교건축학부교수 관심분야 : 건축환경 / 친환경건축, 건물에너지절약 을목표로각부문별구체적인계획을수립하고있다. 부문별에너지소비를보면산업부문 55%, 건물부문 24%, 수송부문 21% 정도를차지하고있다. 건물에서의에너지소비중에서가장큰비중을차지하는것은외피를통한열손실 / 획득이며, 이는대체로건물의냉 / 난방부하의 40% 이상을차지한다. 따라서건물에서의에너지절약을위해서는외피의적정단열설계및시공이가장우선적으로이루어져야한다. 최근정부에서추진하고있는그린홈 100만호사업이나 Zero Energy Building, Energy Plus Building 등을성공적으로달성하기위해서는무엇보다먼저건물외피의고단열이이루어져야한다. 따라서본고에서는단열재의역사를개괄하고, 단열재가갖추어야할성질을살펴본후, 그린빌딩을위한고효율단열재를집중소개하고자한다. 동굴에서부터초단열주택에이르기까지인류는혹독한자연으로부터자신을보호하기위해여러방식으로단열을해왔다. 단열기술에대한정확한근원을찾기는어렵지만, 단열재의자연적인원형으로짐승의털이나새의깃털, 솜, 양털, 짚, 머리카락등의유기물질들이거론되고있다. 역사이전의인류는동물의털이나가죽으로옷을만들어입었고나무, 돌, 흙그리고다른재료들을이용해서집을지어겨울의추위와여름의더위를피했다. 수천년동안건물은그지역의기후특성에알맞게지어졌는데, 이집트인들이흙의단열성을이용하여지중주택을지었으며, 그리스로마인들은석면을내화단열재로사용했으며, 로마인들과초기스페인거주자들은코르크를지붕의단열재로사용하기도했고, 북미원주민들은코르크를진흙과섞어집의벽체단열을했다. 기술의발전과쾌적감에대한요구와함께 12세기와 13세기에걸쳐노르웨이와아이슬란드인에의해벽난로와굴뚝이도입되었는데, 이것이조절가능한인공난방의효시라할수있다. 이때어떻게열을실내에가두고밖으로배출할것인가에대한작업이이루어졌다. 이당시북유럽의밀짚오두막은짚을엮어 60cm 두께의지붕을만들었고, 짚과진흙을섞어벽체를만들었다. 미 ( 사 ) 한국그린빌딩협의회 23

2 국남서부지방에지어졌던초기스페인선교사들의집은짚을섞은진흙으로 60 90cm 두께의벽을만들어외기온이 까지올라가는환경에서도실내는상당히시원했다고한다. 광물질의섬유가처음으로쓰인것은하와이원주민들에의해서인데, 화산폭발로인해만들어진화산지역에서화산증기가빠져나오면서현무암이솜털모양의섬유로만들어졌으며, 이것을오두막단열재로사용했었다. 19세기후반산업혁명의도래와함께상업적인단열재사용이본격화되었다. 미네랄울은 1840년영국의 Wales 지방에서처음으로상업생산되어파이프단열재로사용되었으며, 미국에서는약 60년후인 1897년화공기술자인 C.C. Hall이암면을처음으로생산했다. 유리섬유는고대이집트에서그기원을찾을수있는데, 뜨거운유리로부터섬유를뽑아용기장식으로사용했었다. 유리섬유단열재를만드는현대적인기술은 1931년도에개발되었는데, 녹인유리를조그만가온노즐을통해고속분사함으로써길고가느다란섬유를뽑아낼수있었다. Owens-Illinois에의해개발되어 1949년독점판매금지법이제정될때까지, 후에 Owens-Corning 유리섬유사가된, Corning Glass사가독점생산공급하였다. 밝은금속표면을이용한반사형단열재는 1804년처음으로특허등록되었다. 알루미늄이결국주요반사재로되었으며, 1930년대에와서야상업적으로인기를얻게되었다. 일반인들에게단열재의가치가알려진것은 1920년대인데, 그당시화이버보드가가장경제적인단열재로광고되면서 batts 타입단열재들도함께인기가올라갔다. 알루미늄과구리가 batts 타입단열재의반사재로쓰이기도 했다. 돌을녹여슬래그울을만들었으며, 암면으로알려진이제품은후에석면으로대치되었다. 유리섬유의생산은 1930년대에시작되었다. 가벼운건축재료가인기를얻어가며많이사용되면서단열재에대한요구가증대되었다. 집에냉방시스템이서서히도입되면서단열에대한요구가더욱커지게되었다. 1928년텍사스주 San Antonio에지어진 Milam Building이전공조방식의최초의고층사무소건물이되었다. 같은해 Willis Carrier가처음으로주택용공조기를설치하여냉난방과함께습도, 기류, 청정도를함께조절하였다. 이듬해인 1929년에 General Motors가처음으로룸쿨러를소개했고, 곧이어많은제조사들이룸쿨러를공급했다. 창문형에어컨은 1930년대에개발되어 20여년간계속인기를얻었으며, 1950년대에는수냉식소형중앙냉방시스템으로발전하였다. 2차세계대전중에미국에서는냉난방장치에들어가는금속과연료를절감하기위해건물단열재사용이의무화되었다. 발포폴리스티렌단열재는원래 1940 년대초미국 Dow Chemical 사에의해개발되었다. Styrofoam으로알려진이단열재는처음에는높은내흡수성으로인해구명조끼나구명보트의뜨개로사용되었다. Styrofoam의단열성능으로인해초기에는냉동창고의바닥, 벽체, 천정패널과파이프단열재로사용되다가 1950년대에와서상업용건물과주거용건물의단열재로사용범위가확장되었다. 한편독일에서도최대종합화학회사인 BASF사에서 1952년 Styropor( 스치로폴 ) 이라는특허상표명으로상업생산하여전세계적으로파급되었으며일 반적인단열재및완충포장재의고유명사가되어버렸다. 1970년대에두차례에걸친에너지파동을거치면서에너지절약에대한일반인들의관심이매우높아지면서단열재산업도크게성장하였다. 우리나라에발포폴리스티렌이소개된것은 1974년이다. 1980년대와 1990년대의에너지절약관련법규강화와함께대량생산판매되고있으며, 현재국내단열재시장은스티로폴과우레탄등의유기질단열재가약 70%, 암면, 유리면등의무기질단열재가약 30% 의비율로사용되고있다. 앞으로에너지절약을통한화석연료사용저감과지구온난화방지를위한범세계적인노력과함께고효율단열재에대한시장의요구가늘어날전망이다. 본고에서집중소개될고효율단열재는 2000년독일바스프사에서개발된친환경발포폴리스티렌인네오폴 (Neopor) 과 1999년미국 Aspen Aerogel사에의해개발되어 2003년부터대량생산되고있는에어로젤 (Aerogel) 이다. 3. 단열재가갖추어야할성질건물로부터열손실을방지하려면열이통과하기어려운물질 ( 단열재 ) 로건물을둘러싸야할것이다. 단열재를쪼개서보면작은기공이많이있다. 즉, 기공을많이함유한물질은열을통과하기어려운물질이기때문이다. 공기와철의열전도율을비교해보면, 공기는 0.022kcal/mh 이며, 철은 58kcal/mh 로공기의약 2,600배나크다. 그러므로공기는매우작은열전도율을갖고있으며, 또한공기는복사 24 Journal of the KGBC 0406 Vol.10, No.2

3 그린빌딩을위한고효율단열재 열을흡수할수없다. 따라서공기는대류를일으키지않도록작은공간에가두어두면이상적인단열효과를얻을수있다. 단열재가갖추어야할일반적인성질은 1) 열전도율이작을것, 2) 흡수율이작을것, 3) 투기성이낮을것, 4) 비중이낮을것, 5) 가공, 접착등시공성이좋을것, 6) 내화성또는난연성일것, 7) 어느정도기계적강도가있고, 탄력성이있을것, 8) 내약품성일것, 9) 시공후유독성가스가발생하지않을것, 10) 균일한품질일것등이있다. 3.1 단열성단열재의단열성은두께가일정할경우열전도율에의해좌우되며, 열전도율이낮을수록우수한단열성을갖는다. 평균온도약 30 에서, 무기섬유질단열재는 kcal/m h, 유기질발포단열재는 kcal/m h 의범위를가지고있다. 대체로유기발포단열재의열전도율이무기섬유질보다낮으며, 현재시판되고있는단열재가운데열전도율이가장낮은재료는경질폴리우레탄폼이다. 이는열전도율이매우낮은프레온가스 ( 열전도율약 kcal/m h ) 를발포제로사용하기때문이다. 그러나경질폴리우레탄폼은열전도율의경시변화를일으키므로주의를요한다. 대기중에 7개월동안방치한후의열전도율은초기보다 30% 정도상승하는데, 그원인은공기가기포막을통하여매우느린속도로기포내로침입하여기포내의프레온가스의농도를변화시키기때문이다. 열전도율을검토할때주의해야할몇가지점을열거하면다음과같다. 1 단열재의열전도율은일반적으로온도에비례하여증가하므로단열 재의열전도율은반드시사용온도에서비교되어야한다. 2 밀도와열전도율은서로함수관계가있으므로단열재의품목과필요한열전도율이정해지면밀도에따라서정해진다. 또한필요한열전도율과밀도를앎으로서이것을만족하는품목을찾을수있다. 단열재의열전도율은일반적으로밀도에비례하지만단열재의종류에따라서는최소점을보이기도한다. 따라서단열재의열전도율이최소가되는밀도에서비교해야할것이다. 3 열전도율은함수량에따라달라진다. 3.2 흡수성단열재의단열성을저하시키는최대의원인은수분으로단열재가물을흡수하게되면재료의열전도율은급격하게증가된다. 따라서단열재가흡수상태에있다는것은바람직하지못하며, 이는단열재내의공기가흡수량만큼열전도율이큰물과치환되기때문이다. 상온에서공기의열전도율은약 0.02 kcal/m h 인데비하여물은약 0.5 kcal/m h 이다. 뿐만아니라단열재중의수분은심할경우단열재와접촉되어있는내장및외장재의표면을부식시키며, 특히유기질단열재의경우는단열재자체도부식시킬우려가있다. 흡수량은무기질단열재가유기발포단열재보다월등히높으며, 이것은섬유상물질이모세관현상에의하여 ( 발수제품제외 ) 수분을흡수하는반면, 발포상물질은대부분기포가독립되어있어수분의통과를저지하기때문이다. 현재시판되는유기질단열재가운데발포폴리에틸렌및압출발포폴리스티 렌이가장내흡수성이좋으며, 그다음이폴리스티렌폼, 경질폴리우레탄폼의순이다. 3.3 투습성단열구조체를사이에두고양측의수증기압이서로다를때투습현상이일어나며, 이때수증기가저온의표면에서과포화상태에이르면수분이응축되어단열성능을저하시킨다. 이러한수분응축량은단열재의내구성과관련하여매우중요한성능이다. 단열재의투습성은열전도율과같이반드시두께에비례하지않으므로대부분의경우투습도를사용한다. 투습도는일반적으로유리면, 암면등무기질단열재가발포상단열재보다훨씬높게나타나고있는데, 이는유리면과암면이섬유상인반면에발포상단열재는미세한독립기포로구성되어있어수증기의투과를차단하기때문이다. 투습도가크거나시공이음매의틈이큰단열재를시공할때에는방습재의겸용이필요하며, 방습재는반드시고온측, 즉실내측에설치해야한다. 수분은항상고온측에서저온측으로이동하는경향이있기때문이다. 방습재로는일반적으로약 0.05mm 이하두께의폴리에틸렌필름이많이사용되나시공중찢어지거나파손되는일이많아 0.1mm 두께이상의사용이권장된다. 3.4 강도단열재의성능을표시하는강도의종류로서곡강도와압축강도가있다. 곡강도는단열재의판이구부러뜨리려는힘에어느정도견딜수있는지를표시하는지수로서압력 (kg/cm 2 ) 으로나타낸다. 압축강도는단열재의판에수직으로가하는힘에얼마나견딜수있는지 ( 사 ) 한국그린빌딩협의회 25

4 를표시하는지수로서역시압력 (kg/cm 2 ) 으로나타낸다. 곡강도 : 발포폴리스티렌 경질폴리우레탄폼 페놀발포 압축강도 : 경질폴리우레탄폼 페놀발포 발포폴리스티렌 3.5 내열성내열성이란고온에서단열재가물리적, 화학적으로안정한정도를말하며, 단열재의역할자체가온도차의유지에있기때문에큰중요성을갖는다. 또한내열성은단열재의수명과도밀접한관련이있으며, 단열자체의목적으로시공되는경우특히그렇다. 단열재의내열성은사용온도의한계를나타내는최고사용온도로표현되며, 이온도를초과한상태에서사용하게되면단열재는수축, 용융등을일으켜이로인한단열성능의저하를가져온다. 단열재의일반적인사용온도범위를살펴보면, 건축및주거용으로 의온도범위에서사용할수있는단열재로서는무기단열재의유리면과암면이있으며, 유기단열재로는발포폴리스티렌, 경질폴리우레탄폼, 페놀발포, 발포폴리에틸렌등이있다. 3.6 물리적및화학적안정성유리면, 암면등은흡수력이강하며, 흡수한상태에서는비중이높아진다. 특히수직벽공간에서이러한현상이일어나면자체의무게로내려앉으므로단열효과는상실되고만다. 그러므로암면을수직벽체에사용하고자할경우에는칸막이를하고지지대및방수층을설치하는것이바람직하다. 유리면의경우 Na 2 O, K 2 O 등을함유하여알칼리성을띄울때는수분에이러한성분들이용해하여섬유상구조를열화시킴으로서단열성능을저하시킨 다. 특히폐유리를원료로하여만든유리면은대부분알칼리성을띄므로수분과의접촉에특별히주의해야한다. 유기질단열재는발포제에의해발포되는데기포중에있는발포제기체가시간이경과함에따라열전도율이높은공기로대체되므로단열성이저하된다. 그러므로발포단열재의선택시열전도율의경시변화를고려하여사용해야한다. 단열재가흡수또는흡습상태에서산성, 알칼리성또는중성을나타내는데, 이에따라피보온체를부식하게되므로피보온체의물성에따라단열재의선택도달라져야할것이다. 예를들면강재에는알칼리성혹은중성단열재를, 알루미늄면에는중성또는약산성단열재를, 그리고오오스테나이트계스테인레스강에는대체로가용성염소의농도가낮은단열재를사용해야한다. 유리면 : PH 암면 : PH 발포폴리스티렌 : PH 경질폴리우레탄폼 : PH 3.7 불연성무기단열재인암면, 유리면등은연소하지않으며, 화재시연기의발생량도거의없는상태이다. 반면에유기단열재인발포폴리스티렌, 경질폴리우레탄폼등은연소한다. 시판되는난연성유기단열재는자기소화성을말하는것이며, 불연성을뜻하는것은아니다. 따라서이러한유기단열재를주택의내부단열재로사용할시에는불연성마감재로시공하는것이바람직하다. 3.8 유해성무기질단열재인유리면, 암면, 석면등은피부와접촉하면자극을일으킨다. 석면은폐암등을유발할우려가있 어, 생산판매를금지하고있다. 유기질단열재는 Cellulose, 경질폴리우레탄, 요소수지, 폴리에틸렌및폴리스티렌등이있으며, 연소및열분해시에발생하는유해가스가위험하다. 특히, 요소발포제는사용도중인체에해로운포름알데히드가스를방출한다고하여캐나다와미국에서는사용을금지하고있다. 3.9 시공성단열재의시공성은작업능률에는물론, 시공후의단열효과에도영향을미친다. 시공성이란취급하기쉬운정도를말하는것으로, 다음과같은사항을종합적으로고려하여시공성을판단해야한다. 1 가공하기쉬울것 2 쉽게파손되지않을것 3 가벼울것 4 타재료와의접착성이좋을것 5 보관이용이할것 4. 그린빌딩을위한고효율단열재 4.1 친환경발포폴리스티렌 ( 네오폴 ) (1) 발포폴리스티렌단열재의특성발포폴리스티렌은폴리스티렌수지에발포제를넣은다공질의기포플라스틱이다. 1l당 3백 6백만개의완전독립된기포로구성되어있으며체적의약 97% 가공기이므로열이나냉기를효과적으로차단한다. 완전독립기포로구성되어있으므로다른단열재처럼모세관현상으로흡수되는경우가없으며수증기의투과차단효과도우수하다. 특성은용적당중량이목재의 1/20 정도로가벼우며상당한중량에도견딜수있으며시공시파손이적고쉽게자를수있어서가공성이우수한것이장 26 Journal of the KGBC 0406 Vol.10, No.2

그린빌딩을위한고효율단열재 [ 그림 1] 네오폴원료비드및발포비드 [ 그림 2] 친환경발포폴리스티렌 점이다. 화학반응에는약점이있어서알코올을용제로하는초산비닐계의접착제만을사용해야한다. 국내에서생산되는난연성발포폴리스티렌은폴리스티렌수지에난연재를첨가하여자기소화성을갖게한것인데가열을해도불꽃을내지않고녹는다.

제조방법에따라비드법과압출법으로나뉘는데, 일반적인스티로폼이비드법에의한것이며, 아이소핑크가압출법으로생산된것이다. 폴리스티렌수지와발포제를압출기내에서용융혼합하여연속적인진공압출발포방식으로생산하는아이소핑크는일반적인스티로폼보다그성능이훨씬뛰어나다.

이러한친환경폴리 (2) 친환경발포폴리스티렌스티렌단열재에는독일바스프사에서발포폴리스티렌단열재는여러가지개발한 Neopor가있다.

5 그린빌딩을위한고효율단열재 [ 그림 1] 네오폴원료비드및발포비드 [ 그림 2] 친환경발포폴리스티렌 점이다. 화학반응에는약점이있어서알코올을용제로하는초산비닐계의접착제만을사용해야한다. 국내에서생산되는난연성발포폴리스티렌은폴리스티렌수지에난연재를첨가하여자기소화성을갖게한것인데가열을해도불꽃을내지않고녹는다. 발포폴리스티렌은전기절연성이우수하고다른단열재에비해단열효과가비교적크며흡수율및비중이작을뿐만아니라시공성이우수하고곰팡이와벌레들의서식이불가능하여위생상의문제도발생하지않아단열재로가장많이사용된다. 국내에서는스티로폴, 스티로폼등의이름으로사용되고있다. 제조방법에따라비드법과압출법으로나뉘는데, 일반적인스티로폼이비드법에의한것이며, 아이소핑크가압출법으로생산된것이다. 폴리스티렌수지와발포제를압출기내에서용융혼합하여연속적인진공압출발포방식으로생산하는아이소핑크는일반적인스티로폼보다그성능이훨씬뛰어나다. 아이소핑크는독립기포구조로다양한압축강도를가지고있어각종건축물의시공부위에따라적절한압축강도를선택하여사용할수있으며기포구조내에기체중열전도율이가장낮은불화탄소를충전하여열전도율을 [ 그림 3] 3리터하우스의외피단열최대한낮추어단열성능이뛰어나다. 시킨친환경폴리스티렌단열재가개발되어사용중이다. 이러한친환경폴리 (2) 친환경발포폴리스티렌스티렌단열재에는독일바스프사에서발포폴리스티렌단열재는여러가지개발한 Neopor가있다. 장점이있는반면비드법과압출법에비드법 1종의제조방법과유사하나의한단열재의단점으로는단열재의부 Graphite( 흑연 ) 등의첨가제를함침하여피가너무커공사시보관, 운반에어려 Foam 주위를 Graphite가에워싸서움이많고, 압출법의경우에는장기경 Graphite의적층판이적외선복사열의시변화에따른단열성능의저하가있어반사기로작용열을분산하는원리이다. 생산초기의단열성능이 1,000일의시간 Neopor 단열재는대림산업의 3L 하경과에따라 20 35% 감소하는것으우스 ( 패시브하우스 ) 에서슈퍼단열재로나타났다. 이러한단점을보완하여로사용되었다. 3L 하우스는외피를통사용자재의저감과함께기능성을향상한열손실을최소화하기위해지붕, 외 ( 사 ) 한국그린빌딩협의회 27

벽, 바닥의단열을각각 400, 350, 300mm두께로설치하여외벽의열관류율값이 0.083W/m 2 K로지어져있다. (3) 환경친화적인특징친환경발포폴리스티렌단열재는열전도율비교시기존 EPS( 발포폴리스티렌 ) 대비동일한밀도에서단열성능이 20 30% 이상향상되는것으로나타났으며다음과같은환경친화성을지니고있다.

2 기존 EPS와동일한물리적성질을가지며, 무기질함유에따라상대적으로우수한자기소화성과월등한난연성을보유하고있다. 또한단열재로서가장중요한단열성능의지속성은어떠한단열재보다우 수한것으로보고되고있다.

98% 가기체로채워졌기때문에지구상에존재하는고체중가장가볍다. 이와같은에어로젤은충격에매우약한취약성을지니고있어, 내구성을보완한 Blanket 타입의에어로젤이 1999년미국 Aspen Aerogel사에의해개발되어 2003년부터양산체제를갖추고대량생산판매되고있다. [ 그림 4] EPS와네오폴의열전도율비교 1.

6 벽, 바닥의단열을각각 400, 350, 300mm두께로설치하여외벽의열관류율값이 0.083W/m 2 K로지어져있다. (3) 환경친화적인특징친환경발포폴리스티렌단열재는열전도율비교시기존 EPS( 발포폴리스티렌 ) 대비동일한밀도에서단열성능이 20 30% 이상향상되는것으로나타났으며다음과같은환경친화성을지니고있다. 1복합단열시스템에사용되는 Neopor의경우원료사용량을기존 EPS 대비 50% 까지절감할수있어석화원료사용량을상당히줄일수있다. 따라서환경에대한부담을그만큼경감시킬수있으며기존의발포폴리스티렌과는달리그라파이트함침공법을적용하여단열효율이개선되었다. 2 기존 EPS와동일한물리적성질을가지며, 무기질함유에따라상대적으로우수한자기소화성과월등한난연성을보유하고있다. 또한단열재로서가장중요한단열성능의지속성은어떠한단열재보다우 수한것으로보고되고있다. 3 Neopor에포함되어있는음이온농도가기존 EPS 대비약 2배이상외부로방출됨으로써바이오기능이추가되어, 친환경자재로써에코하우스등에적용될수있어친환경주택을구성할수있다. 4.2 에어로젤 (1) 에어로젤 (Aerogel) 의개요에어로젤은신소재로서이름그대로공기로된젤을말한다. 98% 가기체로채워졌기때문에지구상에존재하는고체중가장가볍다. 이와같은에어로젤은충격에매우약한취약성을지니고있어, 내구성을보완한 Blanket 타입의에어로젤이 1999년미국 Aspen Aerogel사에의해개발되어 2003년부터양산체제를갖추고대량생산판매되고있다. [ 그림 4] EPS와네오폴의열전도율비교 1. 에어로젤을 Polyester, Caramic Fiber와같은섬유에혼합 2. 초임계 CO 2 건조공정을통해에어로젤의액상성분을제거 3. Roll형태의제품완성 (2) 에어로젤의물리적특성에어로젤의열전도율은 W/mK로우레탄과공기의열전도율의거의절반밖에되지않는현존최고의단열성능을보이고있다. 에어로젤은사용가능온도범위가 -200 ~ 650 까지여서극저온에서부터초고온까지보냉과보온을동시에할수있다. [ 그림 5] Blanket 타입에어로젤의생산공정 [ 그림 6] Blanket 타입의에어로젤 28 Journal of the KGBC 0406 Vol.10, No.2

그린빌딩을위한고효율단열재 [ 그림 7] 주요단열재의열전도율 (kcal/mh ) [ 그림 8] 주요단열재의사용온도범위 < 표 1> 에어로젤의일반적인특성 열전도율 11 ~ 15 mw/m-k(38 /1atm 기준 ) 사용가능온도 -200 ~

17 g/cm 3 기공사이즈형태 오픈셀구조 / 평균기공사이즈 = 10 nm(2 ~ 50 nm) 유연성 두께가 2 mm ~ 10 mm로매우유연한소재 압축강도 타보온재대비높은압축강도보유 발수성부력 부력보유 / 6주동안 750psi

에어로젤은물속에담가두어도물에젖지않는높은발수성을지니고있으며공기는투과시키는성질을갖고있다. [ 그림 10] 에어로젤의발수성및공기투과성에어로젤의밀도는 0.10 ~ 0.

7 그린빌딩을위한고효율단열재 [ 그림 7] 주요단열재의열전도율 (kcal/mh ) [ 그림 8] 주요단열재의사용온도범위 < 표 1> 에어로젤의일반적인특성 열전도율 11 ~ 15 mw/m-k(38 /1atm 기준 ) 사용가능온도 -200 ~ 650 밀도 0.10 ~ 0.17 g/cm 3 기공사이즈형태 오픈셀구조 / 평균기공사이즈 = 10 nm(2 ~ 50 nm) 유연성 두께가 2 mm ~ 10 mm로매우유연한소재 압축강도 타보온재대비높은압축강도보유 발수성부력 부력보유 / 6주동안 750psi 수압유지후에도수분흡수없음 무독성 비경정질 (amorphous) 실리카겔 (Silicagel) 성분으로무독성이고안전함 [ 그림 9] 에어로젤의불연성능 1,200 의가스불꽃에도타지않는불연성을지니고있다. 에어로젤은물속에담가두어도물에젖지않는높은발수성을지니고있으며공기는투과시키는성질을갖고있다. [ 그림 10] 에어로젤의발수성및공기투과성에어로젤의밀도는 0.10 ~ 0.17g/cm 3 에어로젤은유연한구조로시공이용로가벼운특성을지니고있으며, 비결이하고높은압축강도를지니고있어정질의실리카겔성분으로인체에무바닥단열재로도사용이가능하다. 또해한것으로나타났다. 한물리화학적으로안정되어있고 (3) 에어로젤의건축적활용지금까지에어로젤은주로우주항공분야와산업용단열재로사용되어왔다. 하지만건물분야에서도고효율단열재가요구되면서그린빌딩의단열재로이용될수있을것이다. 몇달전디스커버리채널의 Eco Polis 라는다큐멘터리프로그램에서 2050년지구를살릴건물단열기술로에어로젤이소개되었는데, 에어로젤을건물의단열재로사용함으로써온실가스저감이 29% 가 ( 사 ) 한국그린빌딩협의회 29

Passive House 의부위별열관류율 으로적용할수있는고효율단열재가있지만본고에서는최근에개발되어대량공급되고있는두단열재를집중소개하였다. 아무쪼록고효율단열재를찾고있는기술자및연구자들에게많은도움이되길바란다. 참고문헌 [ 그림 11] Passive House의단열재소요두께능한것으로보도된적이있다.

8 Passive House 의부위별열관류율 으로적용할수있는고효율단열재가있지만본고에서는최근에개발되어대량공급되고있는두단열재를집중소개하였다. 아무쪼록고효율단열재를찾고있는기술자및연구자들에게많은도움이되길바란다. 참고문헌 [ 그림 11] Passive House의단열재소요두께능한것으로보도된적이있다. 통한기후변화대책마련과함께고효고효율단열로인한에너지절감및온율단열재수요는점차늘어날전망이실가스저감효과로인해에어로젤은다. 국내에서도 2008년 12월 15일에발국내건설시장은물론전세계적으로표한에너지이용합리화기본계획에따인기있는범용단열재로자리매김할라 2012년까지에너지이용효율을가능성이매우높다. 11.3% 높이겠다는계획이마련되어시최근냉난방에너지절약을위한초에행중이며, 이에따라건물의외피단열너지절약건물로 Passive House, Zero 기준이매 5년마다 10% 씩강화되도록 Energy Building 등이지어지고있는데, 되어있어에어로젤의수요는계속늘 Passive House의외피단열을위해기존어날가능성이매우크다고볼수있다. 단열재를 25 ~ 40cm를사용하고있으나, 에어로젤을사용할경우 9 ~ 15cm 5. 맺는말면충분하여이로인한유효공간확대와함께시공비절감등의효과가기대건물분야에서의에너지절약을위한된다. 가장근본적인접근이바로건물외피타단열재대비추종을불허하는에어의고단열고기밀이라할수있다. 특히로젤의초저열전도율 (0.013W/mK), 놀그린빌딩으로대표되어지는그린홈등라운사용온도범위 (-200 ~ 650 ), 의친환경초에너지절약형건물의경 1,200 불꽃에서도타지않는뛰어난우에는고효율단열재의활용이필수불연성, 완벽한발수성, 높은압축강도적이라할수있다. 최근신재생에너지와낮은밀도등을고려한다면 21세기의활용이강조되면서자칫이러한건단열재역사를다시쓰게될것으로예물부하저감과같은기본적인내용이상된다. 간과될까우려된다. 네오폴과에어로젤앞으로전세계적으로에너지절약을외에도구조체와부위에따라효과적 1. 권영철, 환경친화형고단열기술, 그린빌딩 Vol.9 No.3, 그린빌딩협의회, 권영철, 건물에너지절약을위한친환경단열, 2009 그린빌딩설계기술강습회, 권영철, 고효율단열재의건축적적용, 한국생태환경건축학회산학부세미나, 데이코산업연구소, 국내단열재시장의실태와전망, 데이코산업연구소, 유우현, 환경친화성고효율단열재의개발사례, 그린빌딩 Vol.7 No.4 6. 이강후, 새로운성장동력대체에너지, 북스힐, 이경재, 친환경폴리스티렌단열재개발, 삼성건설기술, Richard T. Bynum, Jr., INSULATION HANDBOOK, McGraw-Hill, Margit Pfundstein, Ronarl Gellert, Martin H. Spitzner, Alexander Rudolphi, Insulating Materials, Birkhauser, Journal of the KGBC 0406 Vol.10, No.2

국내 단열재 현황 검토_수정.hwp

국내 단열재 현황 검토_수정.hwp 건립공사 국내단열재현황및향후추세 2010. 06. 07 목 차 Ⅰ. 1. 2. 3. 국내주요단열재 단열재개요단열재분류단열재별설명 Ⅱ. 국내단열재시장 1. 국내단열재시장규모 2. 국내단열재제조업체현황 Ⅲ. 단열재의향후추세 - 1 - Ⅰ. 1. 국내주요단열재 단열재개요 가. 단열재정의 단열재란열의흐름즉열의이동이높은곳에서낮은방향으로이동되는것을방지하는구조체를총칭한다.