심의위원명단 성명소속직위 ( 총괄 ) 박성중패시브제로에너지건축연구소부소장 ( 간사 ) 임재한이화여자대학교교수 ( 위원 ) 송승영 이화여자대학교 교 수 조 수 한국에너지기술연구원 책임연구원 김수민 숭실대학교 교 수 성민기 세종대학교 교 수 김선숙 아주대학교 교 수 제정자

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재순 금
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1 사단법인 한국건축친환경설비학회 Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems KIAEBS S-8: 2017 설치열교를포함한창호열성능평가기준 (Thermal performance of window including installation thermal bridge) 2017 년 08 월 31 일

2 심의위원명단 성명소속직위 ( 총괄 ) 박성중패시브제로에너지건축연구소부소장 ( 간사 ) 임재한이화여자대학교교수 ( 위원 ) 송승영 이화여자대학교 교 수 조 수 한국에너지기술연구원 책임연구원 김수민 숭실대학교 교 수 성민기 세종대학교 교 수 김선숙 아주대학교 교 수 제정자 : 한국건축친환경설비학회장제정 : 2017년 08월 31일개정 : 고시 : 제 호심의 : 한국건축친환경설비학회부설패시브제로에너지건축연구소후기 : 이표준은 2016년도에너지하베스팅건축-IT 융합부품소재평가기반구축연구비지원에의한결과의일부임 이기준또는표준에대한문의는한국건축친환경설비학회 (kiaebs@kiaebs.org) 또는패시브제로에너지건축연구소 (info@ipazeb.org) 로하실수있습니다.

3 목차 1. 적용범위 참고표준 용어및정의 기호및약어 창호특성값 창호크기 유리 ( 패널 ) 면적 유리의총테두리길이 프레임면적 창호면적 창호설치길이 창호부품자재 열전달계산 실내외환경조건 창호열관류율 (U w,u w,installed) 유리열관류율 (U g) 프레임열관류율 (U f) 유리엣지선형열관류율 (ψ g) 창호설치선형열관류율 (ψ w) 실내곰팡이방지 (f RSI) 부록 A (Appendix A) 선택된자재의열전도율 부록 B (Appendix B) 설치열교계산을위한표준설계도면 부록 C (Appendix C) 창호열성능평가보고서 참고문헌 (Bibliography)

4 서문 (Foreword) 한국건축친환경설비학회에서는패시브제로에너지건축물에서에너지효율을향상시키고, 쾌적한실내환경을조성하기위해건축기술이나관련제품의성능, 구조, 시험방법등에관한기준 / 표준의제정하고자하였다. 이를활용하여건축물이나관련제품의성능향상과합리적인판단기준을제공함으로써소비자의권익을보호하고, 건설산업분야종사자들이패시브제로에너지건축물을설계, 시공, 유지관리하는과정에서본학회의기준 / 표준을준수함으로써생산성향상, 원가절감, 호환성확대를통하여공동의이익을추구하고자한다. 본학회의기준 / 표준은패시브제로에너지건축물의구현을위해국가표준 (KS) 에서규정하지않는부분이나세부적으로보완이필요한부분에대해서규정함으로써국가표준보다엄격한성능수준으로제정되었다. 본학회의기준 / 표준을준수함으로써소비자의다양한욕구를만족시키고, 신기술, 신제품의표준화수요에신속하게대응할수있을것이다. 또한수요자의구매시방으로활용됨으로써공정한거래가가능하고, 제품의품질수준향상으로소비자보호에기여할수있을것이다. 본기준 / 표준은한국건축친환경설비학회내부에서규정한 KIAEBS 기준 / 표준제정절차 에의하여이사회에안건으로상정되어, 심의위원회및공청회를거쳐최종안이도출되었으며, 최종안에대해서이사회의보고및승인을통해제정이완료되었다. 다음의표와같이기준과표준을구분하여 KIAEBS C-1 또는 KIAEBS S-1 로순차적으로번호를지정하고 : 기호다음에발행연도또는개정연도를표기하였다. 분류코드상세설명 기준 KIAEBS C-1: 2013 대상의관련규정, 기준, data 등에대한내용 표준 KIAEBS S-1: 2013 대상의체계, 방법, 절차에대한내용 KIAEBS C-1: 2017 는 ISO 15099, ISO 의기본개념을바탕으로국내의건설산업현황을 반영하여일부내용이수정보완되었다. KIAEBS C-1: 2017는다음과같이구성되어있다. 본표준은창호의열성능평가방법으로프레임, 유리엣지열교그리고설치열교를포함한평 Part 1 : 설치열교를포함한창호열성능평가기준가기준및방법을제시하고있다

5 개요 (Introduction) 본표준 ( 안 ) 에대한개괄적인소개를기술한다. ISO13790 기준건물에너지계산시창호열성능은프레임, 유리의면적비율에따라다르게 나타난다. 건물에너지계산에서서로다른열성능이정확히반영되기위해서는창호부위별 성능평가가필요하다. 프레임, 유리, 단열감봉및설치등각부위별열성능을평가하여, 건물 에너지계산시해당창호에대한실제열성능이세부적으로반영되도록하고자한다. 창호의열성능평가는 ISO15099 기준을기반으로공기층에대한열전달 ( 대류및복사 ) 을반영 한다. 모든계산방법은 ISO10211 기반으로 2D 열전달해석을통해프레임열관류율 (U f ), 유리 엣지열교 (Ψ g ), 창호설치열교 (Ψ installed ) 를계산하여평가한다. 특히창호설치열교 (Ψ installed ) 는현장에서적용되는접합철물, 확장프로파일, 차양장치를계산 할수있는창호열성능평가를마련하여해당기술에대한품질향상과개발에기여하고자한 다. 또한본기준을통해창호에열성능평가방법을마련하여기술지원이가능하도록하고자 한다. 이를통해쾌적한거주환경을제공하며, 에너지절감을제공하는패시브제로에너지요 소기술로서소비자를보호하고품질이확보된창호자재를보급하고자한다

6 설치열교를포함한창호열성능평가기준 (Thermal performance of window including installation thermal bridge) 1 적용범위 (Scope) 이기준은건물에서의창호의열성능을평가하기위한목적으로제정되었으며, 프레임열관류 율, 유리엣지열교및창호설치열교평가기준과평가보고서등필요한기타제반사항을명시하 기위한것이다. 2 참고표준 (Normative references) 다음의참고표준은본표준의적용에있어서필요한사항들이다. 발행연도가표기되지않은참고표준은최신판을적용한다. 2.1 ISO15099, Thermal Performance of Windows, Doors and Shading Devices Detailed Calculations 2.2 ISO13790, Energy performance of buildings-calculation of energy use of space heating and cooling 2.3 EN673, Glass in building Determination of thermal transmittance(u-value)-calculation method 2.4 ISO , Thermal performance of windows, doors and shutters-calaulation of thermal transmittance Part1 General 2.5 ISO , Thermal performance of windows, doors and shutters-calaulation of thermal transmittance Part2 Numerical method for frames 2.6 ISO10211, Thermal bridge in building construction Heat flows and surface temperatures detailed calculations 2.7 ISO6946, Building components and building elements Thermal resistance and thermal transmittance Calculation method 2.8 ISO13788, Hygrothermal performance of building components and building elements 2.9 DIN4108-2, Waermeschtuz und energieeinsparung-mindestanforderungen an den Waermaschuz 2.10 ISO10456, Building materials and products-hygrithermal properties - 1 -

7 3 용어및정의 (Terms and definitions) 본표준에서는 EN673 과 ISO10077 에서주어진용어및정의와동일하다. 창호의열성능을표 현하는방법은다음과같으며, 그외세부적인항목은 5 장과 6 장에각각설명되어있다. 3.1 창호열관류율 (U w ): 실내외 1K의온도차발생시창호면적 1m 2 당이동되는열전달량으로창호프레임, 유리, 유리엣지열교를포함하며단위는 W/m 2 K으로표현한것. 3.2 창호설치열관류율 (U w,installed): 창호열관류율 (U w) 에창호설치열교를반영하여, 실내외 1K의온도차발생시창호1m 2 당이동되는열전달량으로단위는 W/m 2 K으로표현한것. 3.3 단열감봉 (thermally improved spacers): 유리접합부자재를감봉이라칭한다. 열성능을향상시킨감봉을단열감봉이라명하며다음식기준을만족해야한다. ( d λ ) ( 식1) d: 감봉의두께 (m) λ: 감봉자재의열전도율 (W/mK) 3.4 유리엣지열관류율 (Ψ g ): 실내외 1K의온도차발생시유리길이 (5.3기준) 1m당이동되는열전달량으로단위는 W/mK으로표현한것. 3.5 창호설치열관류율 (Ψ w): 실내외 1K의온도차발생시창호설치길이 ( 창호둘레길이 ) 1m 당이동되는열전달량과앙커및접합철물에의해손실되는점형열교를포함한열전달량으로단위는 W/mK으로표현한것. 4 기호및약어 4.1 기호및단위 기호 정의 단위 A 면적 m 2 R 열저항 m 2 K/W U 열관류율 W/(m 2 K) b 너비 m d 간격, 두께 m f 곰팡이방지온도계수 - l 길이 m q 단위면적당열류 W/m 2 Ψ 선형열관류율 W/(m K) - 2 -

8 λ 열전도율 W/(m K) L 2D 2D 열전달량 W/(m K) χ 점형열관류율 W/K θ 온도 L 3D 3D 열전달량 W/K 4.2 아래첨자 아래첨자 설명 아래첨자 설명 a 대류 i 실내 r 복사 t 총합 W 창호 s 중공층 ( 공기또는가스 ) g 유리 p 패널 ( 불투명 ) e 실외 se 실외표면 f 프레임 si 실내표면 g 유리 si 실내표면 aw 벽체 j 각부위별지정 5 창호특성값 5.1 창호크기창호의크기는 2000mm x 2000mm로하며, PVC 창호의경우보강철물을반영하여계산한다. 상기크기에서별도의보강철물없이설치가가능한경우에는이에대한내용을보고서에기록해야한다. 창호의종류는단창호와이중창호로구분한다 단창호크기와구성단창호의크기와구성은그림 1과같다. 한측면은 Tilt/Turn( 환기혹은여닫이 ) 창으로하며다른한쪽은고정창으로한다 이중창호크기와구성이중창호의크기와구성은그림 1과같다. 한측면은미닫이이며, 다른한쪽은미닫이혹은고정창으로한다. 5.2 유리 ( 패널 ) 면적 (A g,a p) 유리면적 ( A g ) 또는패널면적 ( A p) 은실내측과실외측면적이다를경우더작은값을 - 3 -

9 그림 1 창호의종류 ( 단창호 : 3 중유리또는복층유리, 이중창호 : 복층유리더블 ) 적용한다. 이경우유리에덮혀지는가스켓은무시한다 ( 그림 2). 그림 2 유리면적 ( A g ) 또는패널면적 ( A p) 5.3 유리의총테두리길이 (l g, l p) 유리의총테두리길이 (l g ) 또는패널길이 (l p ) 는테두리길이의합으로써실내측과실외 측길이가다를경우더큰값을적용해야한다 ( 그림 2). 5.4 프레임면적 (A f ) 프레임면적은그림 3 과같이투영면적으로적용하며, 실내 외 A f 중최대값을적용한다

10 A f,i : 실내측기준프레임면적 A fe : 실외측기준프레임면적 A f : 프레임면적으로 A f,i 와 A f,e 중최대값적용 A f,di : 실내측총프레임면적 ( 측면부포함 ) A f,de : 실외측총프레임면적 ( 측면부포함 ) 그림 3 프레임면적 마감재를덮기위한추가적인확장프로파일은열전달계산시프레임면적에서제외한다. 5.5 창호면적 (A w) 창호면적 (A w) 은프레임면적 (A f) 과유리면적 (A g) 의합니다. 프레임면적과유리면적은프레임엣지를기준으로구분한다. 실링및가스켓은무시한다. 창호의치수단위는 mm이며폭, 두께및길이값으로표현되어야한다. A f = max (A f,i ; A f,e ) A w = A f + A g 5.6 창호설치길이 (l w ) 창호설치열관류율계산시적용되는창호설치길이로개구부둘레길이이다. ( 그림 2) 5.7 창호부품자재열전달해석을위해서사용된자재성능값은다음기준에따라야한다 Annex A.1 표에작성된자재성능값 ISO10456기준에따른자재의성능값 국내열전도율기준 (KS L 9016) 에따라측정된성능값 6 열전달계산 6.1 실내외환경조건 - 5 -

11 6.1.1 창호열성능및실내온도평가시적용되는온도조건은각각다음과같이설정한다. 구분온도 ( ) 열성능평가 실내온도평가 실외온도 ( θ i ) 0 실내온도 ( θ e ) 20 실외온도 ( θ i ) -5 실내온도 ( θ e ) 창호열성능평가를위한실내외표면열전달저항은다음과같다. 구분 실외표면열전달저항 (R se) [m 2 K/W] 실내표면열전달저항 (R si) [m 2 K/W] 기본 꺽인부위 ( 그림4 참조 ) 1) 해당열전달저항값은 ISO6946기준이며, 표면에서발생하는대류와복사열전달에대한세부내용을확인할수있다. 1): 실내측기준꺽인부위는 30mm이내까지실내표면열전달저항을 0.2로적용하여계산한다. 이는해당부위에대류열전달이잘이루어지지않기때문이다. 그림 4 두께에따른실내측꺽이는적용부위범위 6.2 창호열관류율계산 창호열관류율 (U w) 은다음식을적용하여계산한다. (1) - 6 -

12 U g : 창호유리열관류율 (W/m 2 K) U f : 창호프레임열관류율 (W/m 2 K) ψ g : 유리엣지선형열관류율 (W/mK) 로유리, 프레임과간봉사이에서 발생하는열전달이다. 나머지기호는 5 장에정의되어있다. 식 (1) 에정의된유리와프레임의열관류율은각각 6.3 과 6.4 를통해계산된값의총합이다. 즉프레임의경우상부, 측면, 하부의프레임열관 류율값이다를경우이에대한각각의값 ( 면적, 프레임열관류율 ) 을반영해야한다 유리와패널이같이있는경우창호열관류율 (U w) 은다음과같이계산한다. (2) U p : 창호패널열관류율 (W/m 2 K) ψ p : 패널엣지선형열관류율 (W/mK) 로패널, 프레임과간봉사이에서 발생하는열전달이다 창호설치열관류율 (U w,installed ) 은다음과같이계산한다. (3) l w ψ t : 창호테두리길이 (m) : 창호설치선형열관류율 (W/mK) 로창호와구조체사이에서발생 하는총열전달이며, 점형열교를포함한다. (4) ψ w Δψ x : 창호설치선형열관류율 (W/mK) 로창호와구조체사이에서발생하는열전달이다. : 추가적인창호설치선형열관류율 (W/mK) 로창호와구조체사이에서발생하는열전달이며, 총점형열교개수에점형열관류율 (x) 을곱한값을총길이값 (l w) 으로나눈값이다. 6.3 유리열관류율 유리열관류율 (U g ) 은 EN673 기준에따라다음식에의해계산된다

13 (5) R se λ j d j R si ΣR sj : 실외표면열전달저항 (0.04 m 2 K/W) : 해당자재의열전도율 (W/mK) ( 공기층은 ISO15099기준열전달계산적용 ) : 해당자재의두께 (m) : 실내표면열전달저항 (0.13 m 2 K/W) : 중공층열전달저항 ( ISO15099 기준 2차원열전달계산프로그램을사용하여수행한다. ) 6.4 프레임열관류율 (U f) 환경조건설정 A: 해당부위검토를위한단면부이다. (adiabatic) B: 실외표면열전달저항기준선 C: 실내표면열전달저항기준선 D: 증가되는실내표면열전달저항부위로꺽인부위에서, 열류방향으로수직접하는면중최대 30mm까지이다. E: 외기측연결구가 2mm 미만인경우해당공기층은정체된공기층으로산정한다. F: 정체된공기층 G: 오목한부위의두께가 10mm이하인경우해당부위는어느정도통기되는구조로계산한다. H: 오목한부위의두께가 10mm 초과인경우통기구조로계산한다. 그림 5 프레임경계조건환경설정그림5처럼오목요철부위가있는경우두께가 10mm이내인경우어느정도통기층 (s lightly ventilated cavity) 으로산정하며 10mm초과인경우통기층 (well ventilated cavity) 로해당표면열전달저항으로설정한다 단창호프레임 프레임열관류율을산정하기위해서는그림6처럼유리나패널대신열전도율 0.035W/mK인단열패널를대신적용하여산정한다. 단열패널적용시창호삽입부하단부로부터최소 5mm(b 1) 를이격해야한다

14 b 1 의길이는도면을바탕으로적용하되해당제품을확인해서결정해야한다. 결정된 b 1 의길이는평가보고서에반드시표기되어야한다 b 2 의길이는실제유리나패널삽입깊이로한다. 단열패널길이는 190mm 이상이며, 단열패널를덮는가스켓은무시하고길이를산정한다 단열패널의두께는실제유리나패널의두께를적용한다. 그림 6 단창호의프레임열관류율계산조건 ISO10211 기준 ( 허용오차율 1% 미만 ) 에따른프로그램을이용하여, 2D 열해석을 수행하여 L 2D 값을구한다. (6) U f : 프레임열관류율 ( W/m 2 K ) L 2D : ISO10211 기준 2D 에서의총열전달량 (W/mK) U p : 단열패널의열관류율 ( W/m 2 K ) b f : 프레임길이 (m), 실내외측면중길이가큰값을적용한다. b p : 단열패널길이 (m) 이중창호프레임 이중창의프레임열관류율을산정하기위해서는그림7처럼열전도율 0.035W/mK성능의단열패널를유리대신적용하여산정한다 단열패널과단열패널사이중공층은 ISO15099기준에따라대류와복사열전달을반영해야한다 ISO10211 기준 ( 허용오차율1% 미만 ) 에따른프로그램을이용하여 2D 열해석을수행하여 L 2D 값을구한다. 이를통행식 (6) 을활용하여프레임열관류율을 - 9 -

15 산정한다 단열패널열관류율 (U p) 산정시중공층을포함하여계산한다. 중공층열전도 율은 ISO15099 기준열전도율을반영한다. ( 그림 7) 그림 7 이중창호프레임열전도율계산조건 6.5 유리엣지선형열관류율 (Ψ g ) 환경조건설정 6.1 과 의환경조건으로동일하게적용한다 유리접합부세부사항 감봉과유리의접합이격거리는 0.25mm이며, 특별한지정이없는한접합자재는 Butyl Rubber(ISO10456) 를적용한다. 간봉부위마감은특별한정보가없다면, 유리하단부에서 3mm까지실런트로처리한다 실런트자재는 Polysulfide를적용한다. 감봉재의설치두께는 9mm이며, 자재의두께는 0.5mm이다 ( 그림8) 별도의 ift 기준단열간봉에대한시험성적서가있는경우해당값을반영하여계산한다 이중창의경우프레임중공층부위는유리의중공층과대류와복사열전달이연계되도록지정한다 이때 5mm미만의공기층접합부위는 frame cavity로지정하며, 5mm 이상인부위는유리중공층과연계되도록한다. 유리를프레임에적용시설치면에서이격거리는 5mm로한다

16 그림 8 유리접합부상세 단창호유리엣지선형열관류율 (ψ g) (7) ψ g : 유리엣지선형열관류율 ( W/mK ) L 2D : ISO10211 기준 2D 에서의총열전달량 (W/mK) U f : 프레임열관류율 ( W/m 2 K ) b f : 프레임길이 ( m ), 2D 해석시적용된프레임길이 U g : 유리열관류율 ( W/m 2 K ) b g : 유리길이 ( m ), 2D 해석시적용된유리길이 그림9와같이프레임에두께 dg의유리를끼운단면에대하여 ISO10211 기준 ( 허용오차율1% 미만 ) 에따른프로그램을이용하여 2D 열해석을통해 L 2D 를구한다 식 (7) 를활용하여해당유리엣지선형열관류율을계산한다. 그림 9 단창호유리엣지선형열관류율산정을위한작성기준

17 b 1 의길이는도면을바탕으로적용하되해당제품을확인해서결정해야한다. 결정된 b 1 의길이는평가보고서에반드시표기되어야한다 유리엣지열교는좌, 우측유리엣지부분이동일한프레임구조일경우각각한개씩계산하여반영한다. 하지만별도의다른프레임구조일경우이를고려하여별도계산하여야한다 이중창호유리엣지선형열관류율 (ψ g) 그림10과같이프레임에두께 d의유리패널 ( 유리 / 중공층 / 유리 ) 를끼운단면에대하여 ISO10211 기준 ( 허용오차율1% 미만 ) 에따른프로그램을이용하여 2D 열해석을통해 L 2D 를구한다. 식 (7) 를활용하여해당유리엣지선형열관류율을계산한다. 그림 10 이중창호유리엣지선형열관류율산정을위한작성기준 6.6 창호설치열선형열관류율 (Ψ t) 창호가설치된벽체의열전달계수 (H T ) 은다음과같다. (8) (4) (9) : 벽체면적 [m 2 ] : 벽체열관류율 [W/m 2 K] : 창호면적 [m 2]

18 : 창호열관류율 [W/m 2 K] : 창호테두리길이 [m] : 창호설치총열교 [W/mK] : 점형열교부위개수 : 창호설치선형열관류율 [W/mK] : 추가창호설치선형열관류율 [W/mK] : 점형열교 [W/K] : 추가점형열교 [W/K] ( 차양장치외부설치등 ) 그림 11 창호설치열교부위 이중창호설치열교열손실은식 (4) 와같으며, 창호의테두리에서발생하는설치열교와 앙커및차양장치등추가적인설치열교로구분하여산정한다 ( 그림 11). ISO 기준에 따른프로그램을이용하여 L 2D 를산정한후창호설치선형열관류율 (ψ w) 을산정한다 창호설치선형열관류율 (ψ w )

19 그림 12 L 2D 계산을위한창호설치열교부위작성기준 창호프레임과동일한두께를갖는목재패널로대치하여모델링한다. 창호가설치 되는부위는 와 의시 점은창호프레임의끝단을기준으로구분한다. 와 는각각 0.5m 이상으로한다. 실제창호프레임두께 ( ) 를적용하며, 그외부분은표준상세도 (AnnexB) 를기준으 로한다. 설치자재중앵커, 브라킷등의점형열교관련부속자재는입력하지않는다. 상부, 하부, 측면 3 개소에대해 서각각모델링한다. 구 분 재료명 열전도율 (W/mK) 두께 (m) 1 목재패널 d f 2 시멘트몰탈 콘크리트 비드법보온판 2종 3호 외단열미장 폴리우레탄 압출법보온판 그림 13 부분상세도기준창호와벽체가만나는부위는이격거리 10mm를두며열전도율 0.04W/mK 폴리우레탄을적용하여계산한다 (DIN4108-2기준). DIN 기준에따라열전도율 0.13W/mK, 실제창호프레임두께를적용한목재패널을적용하여 2D 열전달해석을통해 L 2D 값을산정한다. 식 (10) 을이용하여창호설치선형열관류율 (ψ w ) 을산정한다. (10)

20 : 단위온도 (1K) 당 2D 총열류량 [W/mK] 계산된총열류량 ( ) 을경계조건양측의온도차 ( ) 로나눈값 : 각부위별열관류율 (W/m 2 K) : 열관류율 를적용받는부위의길이 (m) : 창호설치선형열교와관련된 1D 열손실개수 추가적인창호설치선형열관류율 (Δψ x ) 고정앙커에의한점형열교추가적인창호설치선형열관류율은창호고정을위한앙커설치점형열교와추가적인점형열교 ( 외부차양장치등 ) 로인한창호설치선형열관류율로나누어진다. 먼저창호고정을위한앙커설치점형열교는다음과같은방식 ( 그림14) 으로작성한다. L 2D 계산을위한모델링과동일한치수를적용하며, 높이는 1m 로한다. 앵커, 브라킷 등의설치방법 (B) 는해당상세도를기준으로한다. 상부, 하부, 측면 3 개소에대해서 각각모델링한다. L 3D 계산을위한 3 차원모델링의자재물성은 ISO10456 기준에따 른다. 창호설치점형열교에의한점형열관류율 ( ) 는다음과같이산정한다. (11) : 단위온도 (1K) 당 3D 총열류량 [W/K] 계산된총열류량 ( ) 을경계조건양측의온도차 ( ) 로나눈값 : 각부위별열관류율 (W/m 2 K) : 열관류율 를적용받는부위의면적 : 선형열관류율 : 선형열관류율 를적용받는부위의길이 : 창호설치선형열교가발생하는부위의개수 : 창호설치선형열교와관련된 1D 열손실개수 2m x 2m 표준시료의고정용앵커설치기준은다음과같다. ( 개수산정기준 )

21 그림 14 L 3D 계산을위한 3 차원모델링 앵커이격거리 A : 알루미늄최대 800mm PVC 최대 700mm E : 프레임안측면기준 100~150mm 그림 15 ift Rosenheim 설치앙커위치기준 차양장치에의한추가점형열교 (X other) 차양장치가설치될경우 L 2D 계산을위한 2 차원모델링방법은다음과같다

22 그림 16 차양장치가설치될경우 L 2D 2 차원모델링타입 1 계산을위한 그림 17 차양장치가설치될경우 L 2D 2 차원모델링타입 2 계산을위한 L 2D 계산을위한 2 차원모델링의자재물성은그림 13 을따르고, 모델링타입 2 번의차 양장치내부공기층의특성값은그림18에따라경계조건을설정한다. 창호가설치되는부위는창호프레임과동일한두께를갖는목재패널로대치하여모델링한다. 와 의시점은창호프레임의끝단을기준으로구분한다. 와 는각각 0.5m 이상으로한다. 실제창호프레임두께 ( ) 를제외한부분은해당상세도를기준으로한다. 설치자재중앵커, 브라킷등의점형열교관련부속자재는입력하지않는다. 부분상세도 C 부분상세도 D

23 산정방법 종 류 적 용 e1 + e3 2mm Still air ISO 기준열전도율 e tot 35mm Slightly ventilated ISO 기준열전도율의 2배 e tot > 35mm Well ventilated R se = 0.13 그림 18 차양장치내부공기층경계조건설정 모델링타입 2 의경우슬랫의입구크기에따라실외측경계조건을그림 18 에있는기 준을적용하여계산한다. L 3D 계산을위한모델링과동일한치수를 적용하며, 폭는 1m 로한다. 앵커, 브라킷 등의설치방법 ( 그림 15) 는해당상세도를 기준으로한다. L 3D 계산을위한 3 차원모 델링의자재물성은그림 13 을적용한다. (12) 식 (12) 를활용하여해당부위의추가적인점 형열교값을산정한다. 이를통해최종적으 로추가적인창호설치선형열관류율값 (Δψ x) 을계산한다 ( 식 9). 그림 19 차양장치가설치될경우 L 3D 계산을위한 2 차원모델링타입 실내곰팡이방지온도계산 (f Rsi) 곰팡이방지온도계수는 ISO13788 기준에따라, 실내곰팡이방지를위한평가기준으로 다음계산식에따른다. (17)

24 f Rsi θ si : 곰팡이방지온도계수 : 최저실내표면온도 θ i : 실내온도 ( ) θ e : 실외온도 ( ) 곰팡이방지온도계수를계산하기위한경계조건은다음과같다. 실외 : 온도 -5, 실외표면열전달저항 = 0.04 m 2 K/W 실내 : 온도 20, 실내표면열전달저항 = 0.13 m 2 K/W

25 부록 A (Appendix A, normative) 선택된자재의열전도율 표 A.1 은선택된자재의열전도율을포함하고있다. 몇몇제외된자재는 ISO 기준을적용하 여작성하되기준보다성능이우수한별도의자재는시험성적서를제출해야한다. 밀도열전도율그룹재료 a [kg/m 3 ] [W/mK] 구리 Copper 8, 알루미늄 (Si 합금 ) Aluminium (Si Alloys) 2, 황동 Brass 8, 철 Steel 7, 프레임 (Frame) 스테인레스스틸 b, 오스테나이트또는오스테나이트페라이트계스테인레스스틸 b, 페라이트또는마텐자이트계 Stainless steel b, austenitic austenitic-ferritic or Stainless steel b, ferritic or martensitic 7, , PVC ( 폴리염화비닐 ), 경질 PVC (polyvinyl chloride), rigid 1, 경재, 침엽수재 c Hardwood c 연재, 활엽수재 d Softwood d 연재, 활엽수재 d Softwood d 유리섬유 * Fibreglass (UP-resin) * 1, 소다석회유리 Sofa lime glass 2, 유리 (Glass) PMMA ( 폴리메타크릴산메 틸 ) PMMA methacrylate) (polymethyl 1, 폴리카보네이트 Polycarbonates 1, 단열간봉 ( T h e r m a l break) ABS 수지 ( 아크릴로부타디 ABS (acrylonitrile 1, 엔스티렌 ) butadiene styrene) 폴리아미드 ( 나일론 ) Polyamide (nylon) 1, 폴리아미드 6.6, 25% 유리 Polyamide 6.6 with 25% 1, 섬유 glass fibre

26 밀도열전도율그룹재료 a [kg/m 3 ] [W/mK] Polyethylene HD, high 고밀도폴리에틸렌 density 저밀도폴리에틸렌 Polyethylene LD, low density 폴리에틸렌, 고체 Polypropylene, solid 폴리에틸렌, 25% 유리섬유 Polypropylene with 25% glass fibre 1, PU ( 폴리우레탄 ), 경질 PU (polyurethane), rigid 1, PVC-U ( 폴리염화비닐 ), 경 질 PVC-U chloride), rigid (polyvinyl 1, 기밀재료 ( W e a t h e r stripping) PCP ( 폴리클로로프렌 ), 예 ) 네오프렌 EPDM ( 에틸렌프로틴계이종화합단량체 ) PCP (polychloroprene), e.g. Neoprene 1, EPDM (ethylene propylene diene 1, monomer) 실리콘 Silicone, pure 1, 실리콘, 충진 Silicone, filled 1, PVC, 40% 신축 PVC, flexible (PVC-P) 40% softener 1, 폴리에스테르모헤어 * Pile weather stripping (polyester mohair) * 0.14 탄성중합체폼 Elastomeric flexible foam, 60~ PU ( 폴리우레탄 ) PU (polyurethane) 1, 실란트와간봉재료 (Sealant and glass edge meterial) 부틸고무 Butyl rubber, solid/hot melt 1, 폴리황화나트륨 Polysulfide 1, 실리콘 Silicone, pure 1, 실리콘, 충진 Silicone, filled 1, 폴리이소부틸렌 Polyisobutylene 폴리에스테르수지 Polyester resin 1,

27 그룹재료 a 밀도 [kg/m 3 ] 열전도율 [W/mK] 실리카겔 ( 건조제 ) Silica gel (desiccant) Molecular sieve 650 몰레큘러시브 ( 건조제 ) * 0.10 (desiccant) * ~750 Silicone foam, low 실리콘폼, 저밀도 density 실리콘폼, 중간밀도 * Silicone foam, medium density * a b c d * 표시된재료를제외한대부분은 ISO 10456에서다룸 EN 에서스테인레스스틸의다양한특성을알수있음경재 : 쌍떡잎식물 (Dicotyledonae) 의나무연재 : 겉씨식물 (Gymnosperms) 의나무 표 29 재료의열전도율

28 부록 B (Appendix B, informative) 설치열교계산을위한표준설계도면 B.1 일반사항창호성능을평가하기위해서해당부위상세도와표준설계도면을대상으로설치상세도를작성해야한다. 해당부위상세도는다음그림20과같다. 그림 20 표준상세도위치표기 B.1.1 창호시뮬레이션기준사이즈는 2m X 2m 이므로, 필요한보강철물등을반영할것. B.1.2 총 7개 (A~G) 의창호프레임단면상세도가필요하며, 동일할경우생략가능 ( 도면표기 ). 사용되는모든부재는명칭과재질을명기할것 B.1.3 ISO 에따른자재별열전도율을적용하며, 개별값적용필요시시험성적서를첨부할것 B.1.4 지시선, 문자등은레이어를구분하여작성할것 B.2 표준설계도면에따른표준상세도작성각설치상세도는제조 ( 판매 ) 사가제시하는표준구조체접합상세를표기할것. ( 상세도 G 제외 ), 고정철물, 앵커, 블라켓등실제시공상태를기준으로도면작성할것. 단열재감싸기, PU 폼충진, 기밀테이프등부속자재등표기할것

29 부록 C (Appendix C, informative) 창호설치열관류율평가보고서 C.1 일반사항보고서항목은다음내용을포함해야한다. C.1.1 ISO15099, ISO10077기준언급할것 C.1.2 계산수행기관에대한정보를표기할것 C.1.3 해당제품명및제조사를표기할것 C.1.4 창호형태및작동방식그리고해당자재성능 ( 열전도율 ) 을나타낼것 C.1.5 모든부위프레임열관류율, 유리엣지선형열관류율, 창호설치선형열관류율과점형열관류율을표기할것 C.1.6 EN673기준유리열관류율과 EN410기준태양열취득율표기 C.1.6 창호열관류율과창호설치열관류율을표기할것 C.1.7 각부위별계산서를첨부할것 C.2 계산서추가사항 C.2.1 ISO10211 L2D 계산서를작성할것 C.2.2 설치디테일도면을작성할것 C.2.3 infrared color 이미지로시뮬레이션결과표기할것 C.2.4 최저온도구배선을작성할것 C.2.5 모든부위프레임열관류율, 유리엣지선형열관류율계산서에는 f RSI 평가결과를작성할것. C.3 도면표기방밥 C.3.1 기본표기 Ÿ 두께 Ÿ 높이 (l p, l g) Ÿ 구성및형태 Ÿ 챔버개수와두께 ( thermal break) Ÿ 보강철물위치및표기 (PVC창호) Ÿ 가스두께및종류 Ÿ 패널두께및위치 Ÿ 프레임면적적용 (A f,i 와 A f,e) 표기 Ÿ 차양장치종류 C.3.2 창호전체 Ÿ 유리면적및단열패널면적 (A g 와 A p) 표기 Ÿ 프레임면적 (A f) Ÿ 창호테두리길이 (l w ), 유리및패널길이 (l g,l p )

30 참고문헌 1. 송승영, 구소영, " 창호전체단열성능과열교부위열성능상관관계분석 ", 대한건축학회논문집계획계, 구소영, 국내외창호인증제도에서의창호열성능평가방법비교분석, 대한건축학회논문집계획계, 최창호외, 시뮬레이션평가기준및방법에따른창세트열관류율비교, 한국건축친환경설비학회논문집, 윤종호외, 고단열창호시스템의구성부재변화에따른열관류율평가연구, 한국태양에너지학회논문집, 조영흠외, 유리및프레임구성변환에따른진공창호의단열성능변화, 한국태양에너지학회논문집, 최장호외, 창호시뮬레이션평가기준에따른열성능비교, 한국태양에너지학회논문집, DIN 4108-beiblatt2, thermal insulation and energy economy in building - Thermal bridge examples for planning and performance 2. ISO15099, Thermal Performance of Windows, Doors and Shading Devices Detailed Calculations 3. ISO13790, Energy performance of buildings-calculation of energy use of space heating and cooling 4. EN673, Glass in building Determination of thermal transmittance(u-value)-calculation method 5. ISO , Thermal performance of windows, doors and shutters-calaulation of thermal transmittance Part1 General 6. ISO , Thermal performance of windows, doors and shutters-calaulation of thermal transmittance Part2 Numerical method for frames 7. ISO10211, Thermal bridge in building construction Heat flows and surface temperatures detailed calculations 8. ISO6946, Building components and building elements Thermal resistance and thermal transmittance Calculation method 9. ISO13788, Hygrothermal performance of building components and building elements

<373620B9DAB5BFBCD22D32C2F7BFF820C1A4BBF3BBF3C5C220C0FCBFADC7D8BCAEC0BB20C5EBC7D12E687770>

<373620B9DAB5BFBCD22D32C2F7BFF820C1A4BBF3BBF3C5C220C0FCBFADC7D8BCAEC0BB20C5EBC7D12E687770> Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society Vol. 12, No. 11 pp. 5284-5289, 2011 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2011.12.11.5284 2 차원정상상태전열해석을통한교육시설의알루미늄창호열관류율평가에관한연구 박동소 1* 1 한서대학교건축학과