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DuPont Weatherization Systems 일시 : 2009년 4월 15일 10:00~13:30 장소 : 주택문화센타 주관 : 듀폰코리아, 고려신소재산업주식회사 협찬 :

2 진행순서 10:00~10:30 참가자등록 10:30~10:35 인사말 이상욱대표 / ( 주 ) 고려신소재산업 10:35~12:00 주제발표 이정현차장 / 듀폰코리아 12:00~12:20 질의응답 12:20~13:30 중식 - 듀폰소개 - Building Envelope의과학 : 열전달 / 수분관리 / 기밀구조 - What is Tyvek? - Tyvek 의기능 - Tyvek vs. 유사제품 - Tyvek 신제품소개

듀폰소개

4 The Vision of DuPont 듀폰은 인류의보다나은삶과안전하고건강한생활을위하여지속가능한솔루션개발에앞장서는세계에서가장역동적인과학회사 라는비전을공유한다

5 Beethoven 교향곡 3 번영웅 1803 E.I.DuPont DuPont 창업 1802

6 김정호 대동여지도 1861 E.I.DuPont DuPont 창업 1802

7 207 년 DuPont 의역사 1802 DuPont founded 1903 Ex Station founded 1923 Cellophane 1930 Freon, Neoprene 1935 Nylon 1937 Butacite 1938 Teflon 1952 Mylar 1965 Kevlar 1966 Tyvek 1967 Nomex 1987 Charles Pedersen won Nobel Prize 1990 SUVA 1999 New slogan Miracles of Science 2000 Sorona 2002 200th anniversary 2009.

8 Transforming for Our Third Century Maturity Growth Growth Birth Maturity 화약 Birth Growth 화학에너지 Birth 전자 생화학 화학, 재료 과학회사 1802 1830 1850 1900 1925 1945 1990 2000 2050 2090

Sales by Market 2008-305 억불 9 플라스틱 / 화학 9% 우주 / 항공 4% 농업 / 식품 29% 자동차산업 20% 섬유 5% 기타 13% 전자 9% 건축재료 11%

10 DuPont in Korea 1977 한국지사로출발 직원수 : 430 명 매출액 : U$560MM ( 전세계매출대비 2%) 투자액 : U$230MM 2개의단독투자법인과 1개의합작회사 1억불수출의탑수상 5개 Site: 서울, 울산, 이천, 구미, 화성 *SEOUL *ICHON *Hwasung *GUMI ULSAN* * DKI Headquarter * DuPont Korea Technology Center * Riston Slitting * DPC Training Center DuPont Nonwovens Korea SD FLEX (a JV with Cheil) * Butacite Mfg. * EP Compounding * Corian Mfg.

11 DuPont Core Values Safety and Health ( 안전보건 ) Environmental Stewardship ( 환경보존 ) Highest Ethical Behavior ( 기업윤리 ) Respect for People ( 직원존중 ) The Goal is Zero

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13 Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management & Air-tightness) What is Tyvek? Tyvek 의기능 Tyvek vs. 유사제품 Tyvek 신제품소개

Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management / Air tightness )

15 Building Envelope Building Envelope 은건물의내부환경과외부환경의분리층 Building Envelope 은외부기후환경의변화에대하여내부를보호하는덮개이며, 내부의온도 / 습도등을 control 한다 Building envelope 설계의 4 대요소 구조적완벽성 : 지속성보장 온도제어 (temperature control) : 열전달최소화 수분제어 (moisture control) : 결로의최소화 공기교환제어 (control of air exchange): 열전달및결로의최소화

16 열전달 ( Heat Transfer ) 전도 ( Conduction ) 물질의이동없이고온의분자로부터저온의분자로열전달 공기는지구상의물질중열저항이가장큰재료 전통적인단열재는화이바나다공질로공기를 trap 대류 ( Convection ) 유체 ( 기체, 액체 ) 의흐름에의한열전달 재료나시공의정확성에많이의존하여 control 이어려움 복사 ( Radiation ) 고온의물체표면에서저온의물체표면으로공간을통하여열전달 재료표면의특성에따라복사율이달라짐

전도 : Fourier Law 17 분자간열이동 R = 열전도저항 (Thermal Resistance) U = Conductance (= 1/R) λ = 열전도율 ( thermal conductivity) λ A (Thot Tcold) Q = x A (Thot? Tcold) Q = R Q = UA (Thot? Tcold)

18 열교 ( thermal bridge ) 열교는구조적이유로단열재가불연속되거나연결철물등에의해단열재가관통되는부위등과같은외피내외를통한열적연결경로가발생되는현상 열교현상이발생하면, 구조체전체의단열성이저하된다. 예 : 15 % wood stud bridging λ = 0.15 λ λ composite wood + 0.85 insulation

전도 : Fourier Law 19

20 대류 ( convection ) 대류에의한열손실 2% 71% 9% 2% 16% 갭과크랙다락방해치벤트창호창호주변

21 대류에의한열손실 air leakage

22 Air leakage rate measurement Blower door test @ 50 Pa

복사에의한열전달 23 black body : 이론적으로외부의에너지를흡수만하고반사하지않는물체. Coefficient of emissivity ( ε ) = 1 Stefan-Boltzmann Constant = σ = 5.6703 10 8 W/m 2.K 4 Q =σ A T 4 grey body : 일반적인물체들은표면의상태에따라서흡수, 반사하는에너지량이변화 Coefficient of emissivity = ε (0<ε<1) 4 Q = ε σ A T

복사에의한열전달 24 방사율 ( emissivity ) : 0<ε<1 반사율 ( reflectivity ) = 1 ε 복사열측정 = reflected + emitted IR 카메라!! emitted radiation Q = ε σ A (T body 4 - T 4 surrounding )

25 복사에의한열전달 Roof underlay exposed to warm tiles Warm air leakage around pipe

26 건축물에서의열이동 고체 ( 벽체 ) 표면과유체 ( 공기층 ) 사이의열이동은경계층내부의열전도와경계층밖의공기대류및복사에의해발생하는데, 이중복사열이가장크다

Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management / Air tightness )

28 수분이동의개념 water 확산 (Diffusion) : 밀도 ( 농도 ) 가높은곳에서낮은곳으로이동하는분자의운동 air

수분이동의개념 29

30 결로발생메카니즘 결로발생 : 구조체의온도 (Ts) < 습공기의노점온도 (Tc) * 구조체내온도구배 ( Ts ) * 구조체내노점온도구배 ( Tc ) 각재료경계면노점온도 (Tc) 는각재료경계면의수증기압으로습공기선도를통해구함

에너지관리 : 기밀구조 (air tightness) 관리 31

32 에너지관리 : 기밀구조 (air tightness) 관리 Gaps and cracks air leakage

33 에너지관리 : 기밀구조 (air tightness) 관리 구조체내부에방습지사용 : Tyvek VCL( Vapour Control Layor ) 접합부위에초점맞추어시공 Tyvek Tyvek VCL SD2

34 에너지관리 : 기밀구조 (air tightness) 관리 * 기밀구조 : 올바른자재 + 철저한시공

35 에너지관리 : 기밀구조 (air tightness) 관리 Blower door testing : measuring for air leakage @ 50 Pa

36 Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management & Air-tightness) What is Tyvek? Tyvek 의기능 Tyvek vs. 유사제품 Tyvek 신제품소개

What is Tyvek?

38 What is Tyvek? 100% Spunbonded polyethylene 고밀도구조의섬유 열과압력에의한결합 무독성, 내화학성 접합제나첨가제가없음 DuPont s Registered trademark

폭발방사 ( Flash-spinning ) 의발견 39

40 Tyvek Process Spinning Manifold Spinning Pack Baffle Web Electric Charge Web Laydown Belt Side view Belt 24" Back view DuPont s Registered trademark

Tyvek 의주요특성 41 - 폭발방사부직포 - 100% 고밀도 PE ( 재생가능 ) - 극세다공구조 - 높은내구성및강도 - 탁월한내화학성 - 높은불투명도 - 유연함 (-73 C to + 100 C) - 잘휨 - 방수성 ( 수두 >1m) - 숨쉬는구조 ( 투습 ) - 경량

42 Tyvek 의용도 건축용 산업용보호복 멸균포장지 봉투 인쇄지 보호용 Covers 기타

Tyvek Envelopes 43

44 Tyvek Graphics Identification and Security Tags and Labels Adhesive Labels Maps and Documents Banners and Signs

Tyvek 보호복 45

46 Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management & Air-tightness) What is Tyvek? Tyvek 의기능 Tyvek vs. 유사제품 Tyvek 신제품소개

Tyvek 의기능

48 Climatic chamber ( 기후실 Test ) Fraunhofer VTT Durability test ( 내구성 ) SP (Sweden) House (UK) Drying capacity ( 건조성능 ) Braunschweig (Germany)

Climatic Chamber ( 기후실 TEST ) - Fraunhofer (Germany) 49

50 결로실험 * 구조체양면에 cold/warm 환경조성,, Tyvek 및기타 membrane 표면에결로량측정 * 실험 : Prof. Schulze of University Braunschweig, Germany COLD -10 ºC 80%RH TYVEK or other WARM +20 ºC 50%RH Other Plasterboard Vapor Pressure p = 961 Pa TYVEK S da 120mm Glasswool λ 0.04 S di 60 일경과

51 수증기확산 - 결로 condensation period (DIN 4108-3) = 2 months -10 o C/80% RH cold side +20 o C/50% RH warm side BS 5250: p = 280 Pa cold side: +5 o C/95% RH warm side: +15 o C/65% RH No vapor barrier, but convection/airtight plasterboard Pascal p 956 Pa 2500 2000 1500 1000 500 0 +20ºC Plaster Board 12.5mm S di Mineral Fibres 180mm +13ºC +7ºC 0ºC -3ºC 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 S d value in m ps - (100%RH) S da Tyvek Ventilated Space -8ºC -10ºC pd - (RH)

52 결로발생..Ice build up 2000 1500 S da (m) s da = 20 s da =0,30 s da =0,20 s da =0,13 1F felt Micro perforated ice build up (g/m 2 ) 1000 500 s da =0,04 s da =0,02 ( Tyvek ) 0 1 2 3 4 5 6 time (weeks)

53 수증기확산에의한결로발생 Tyvek 타제품 -1 타제품 -2 표면의결로및다량의곰팡이발견 수증기의응축으로결빙된상태

Climatic chamber ( 기후실 TEST ) - VTT (Finland) 54

55 증기확산실험 * Tyvek 과기타 membrane 에대한증기확산량측정 * 실험 : VTT Helsinki Technical Research Centre of Finland -10 o C TYVEK & other 100mm Expanded Polystyrene Glass Wool 23kg/m 3 Water 5kg/m 2 단열재위에여러가지재료를올린후시간의경과에따른물의무게측정 +20 o C Plastic Box

56 Vapour flow through TYVEK & other Moisture Mass Flow kg/(s m 2 ) x 10-6 2.5 2 1.5 1 0.5 0-10 C Cover를덮지않았을때종이천공필름 Time (hrs) 900

57 Vapour flow through TYVEK & other Moisture Mass Flow kg/(s m 2 ) x 10-6 2.5 2 1.5 1 0.5 0-10 C TYVEK Cover를덮지않았을때종이천공필름 Time (hrs) 900

Durability ( 내구성 ) - SP (Sweden) - UK 58

59 내구성실험 * 인위적으로 aging 하면서 ( UV + heat 노출 ) 신도변화 Check * 실험 : Simulated Degradation of Tyvek at SP Institute, Sweden 신도 (elongation) 의변화 % % RETENTION ELONGATION

내구성실험 60 % CHANGE IN ELONGATION AT BREAK

내구성실험 Research study at SP Institute (Sweden) under CEN UV/ Heat aging conditions 61 % AIR PERMEABILITY INCREASE 1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AGEING TIME (UV in days, Heat in weeks) Tyvek Heat Ageing Tyvek UV Ageing MP Film UV Ageing MP Film Heat Ageing

62 Aging 후 Tyvek 의투습성실험 Research study at SP Institute (Sweden) under CEN UV/ Heat aging conditions % RETENTION OF MVTR (MOISTURE VAPOUR TRANSMISSION RATE) 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AGING TIME (UV in days, Heat in weeks) MVTR Tyvek Heat Aging MVTR Tyvek UV Aging

Tyvek 의내구성 63 영국에서 16 년된실제건축물에서 Tyvek sampling 후초기대비물성변화검사 120 % INITIAL PROPERTY RETENTION 100 80 60 40 20 0 Breaking Strength Nail Tear Elongation Mullen Burst Air Porosity Hydrohead Vapor permeability

Drying capacity ( 건조성능 ) - Braunschweig (Germany) 64

65 건조성능 실험 : 독일 Braunschweig 의 H. Schulze 박사 다양한 membrane 으로젖은서까래를씌우고목재의시간의경과에따른수분율측정 1. PE-film (Sd=20 m) 2. TYVAP (Sd=0.8m) 3. TYVEK (Sd=0.02m) 4. no cover at all MOISTURE OF WOOD IN RAFTER (%) TIME (WEEKS)

66 Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management & Air-tightness) What is Tyvek? Tyvek 의기능 Tyvek vs. 유사제품 Tyvek 신제품소개

Tyvek vs. 유사제품

68 DuPont Tyvek 수증기공기물 Tyvek 은전세계적으로 30 여년전부터사용되어온 Building Envelope 의 Global Standard 투습방수 기밀 (Air-tight) Tyvek 은폭발방사 (flash spun-bond technology) 라고하는듀폰만이가진톡특한생산방식에의해제조 Tyvek 의고밀도섬유구조는 외부환경 ( 바람, 비, 눈,, 등 ) 으로부터건축물을보호 결로로부터건축물을보호 ( 숨쉬는기능 )

69 Tyvek 의투습방수성능 극세다층 Fiber 구조 ( 64개 layer ) 수증기가극세다층 Fiber 사이로통과 투습성 ( MVTR ) : 965 mg/m2/24hr 수두 ( Hydrohead ) : > 1m

70 Tyvek vs. 유사제품 단면및측면 유사제품 + = 부직포 : 강도유지통기성필름 : 투습방수유사제품 Tyvek Top view Side view

71 Tyvek vs. 유사제품 투습방습층 기능층 ( 투습방수층 ) 두께 유사제품 ( 통기성필름 ) : 11 to 40 μm Tyvek Solid : 220 μm Flash-Spun-Bond 220µm microporous film 30 µm Tyvek 은유사제품보다월등히뛰어난물리적성능을지님 UV + Heat resistance / 내구성 / 방수성

72 유사제품 UV resistance 통기성필름 UV resistance After 336 hrs of UV (corresponding to ca. 3,5 month yearly average mid German UV-exposure) of a ca. 30 gr/m2 microporous film without UV- and Heat-stabilizer. The films is no more flexible and will brake immediately under mechanical stress.

73 Tyvek vs. 유사제품 - Aging 시간의경과에따른물성변화 ( Air permeability, MVTR, Waterhead ) 부직포 + 통기성필름 : 심각한저하 Tyvek : 초기의물성유지 % Erhaltung der Luftdurchl? sigkeit 1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Alterungszeit (Wochen) SP Institute (Schweden) Tyvek MP Film

Tyvek vs. 유사제품 - 내구성 미사용품을 JIS( 일본공업규격 ) 시험을하고 100 배의현미경사진을촬영필름계의파손위치는눈으로는잘보이지않지만얇은필름이파손하게되면누수가일어나며, 열화가확대됩니다. 마찰 (JIS T8115) 인열 (JIS T8115) 뜯김 (JIS L1058) 74 필름계 필름계 필름계 Tyvek Tyvek Tyvek

Tyvek vs. 유사제품 - 내구성 75 내구성평가 -1 : 층분리 (delamination) 비교 Tyvek ( 타이벡 ) Microporous Film composite

Tyvek vs. 유사제품 - 내구성 76 내구성평가 -2 : 마모도비교 Tyvek ( 타이벡 ) Microporous Film composite

77 Tyvek vs. 유사제품 - 방수성 Tyvek % BARRIER RETAINED AFTER ABRASION * 표면마찰후방수성 ( 내수압 ) 유지정도 (%) Microporous Film composite 0 cyles 500 cycles 5,000 cycles 20,000 cycles * 표면마찰방법 ; ASTM D4157 에규정되어있는 Wyzenbeck Precision Wear Test 장비를이용한표면마찰후내수압을측정해서마찰전과후의내수압비교

결로의피해사례 78

79 Tyvek 의우수성 위치 : 일본旭川市 준공 : 1985년 12월 사진 : 2003년 9월외벽교체공사시촬영 18년간비바람, 눈, 결로등으로부터단열재및구조재를보호

80 Tyvek vs. 유사제품 제품구매 ( 건축주, Builder ) 가격 ( Price ) - 전체건축비 ( A ) - 가격차이 : Tyvek 가격 ( B ) - 유사제품가격 ( C ) - 가격차이 ( B-C ) / 전체건축비 ( A ) :?? 성능 ( Performance ) - 단열성능에미치는영향 : 냉방비 / 난방비 - 결로 - 쾌적성 가격 ( Price ) 와성능 ( Performance ) 를고려한신중한선택이필요 제품판매 ( 목조주택자재판매업체 ) 불량자재사용에따른목조주택에대한부정적인인식 목조주택산업전반에미치는영향고려

81 Building Envelope 의과학 - 열전달 ( Heat Transfer ) - 수분관리 / 기밀구조 ( Moisture Management & Air-tightness) What is Tyvek? Tyvek 의기능 Tyvek vs. 유사제품 Tyvek 신제품소개

Tyvek 신제품소개 - Tyvek Enercor / DuPont AirGuard - Tyvek UV Façade - DuPont Roofliner with Elvaloy

83 Tyvek Enercor Tyvek 극세구조 메탈코팅 + 얇은보호층 Tyvek Enercor 폭발방사 technology 결과 최적의열적성능제공 ( 열반사투습방수지 ) - 투습방수성능유지 - 열반사단열성능추가

Tyvek Enercor... 열반사투습방수지 84

85 Tyvek 의진화 Tyvek Enercor 열반사투습방수지 ( Low emissivity and diffusion open membrane ) 표면의극세섬유가닥가닥이 aluminium 으로 coating 복사열반사율 : 85% 벽체및지붕용 DuPont AirGuard 열반사방습지 ( air & vapour control layer with very low-emissivity surface ) 복사열반사율 : 90% 벽체내부용

86 Tyvek Enercor + DuPont AirGuard : 저방사성멤브레인의이상적인결합

87 복사열반사와방사 반사성 ( Reflectivity ) & 방사성 ( Emissivity ) 메탈처리한면 복사열반사 ( Reflectivity) 복사열방사 ( Emissivity) Material Polished aluminum Aluminum oxide Black oxidized copper Oxidized iron Paper Water Glass Emissivity coefficient 0.03 Polished brass 0.03 0.97 Airguard 0.05 0.95 Polished iron 0.2 0.8 Enercor 0.15 0.85 0.75 0.78 0.8 0.92 0.94 0.94 Reflectivity coefficient 0.97 0.25 0.22 0.2 0.08 0.06 0.06

88 공기층의두께가늘어나면.. - 복사및전도에의한열손실감소하나대류에의한열손실증가 - 최적공기층 : 1 인치 ( 25mm ) 0.70 0.60 0.50 R value for wall cavity ISO 6946 emissivity 0.05 0.1 0.2 0.5 0.9 K.m2/W 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 cavity thickness (m)

89 Tyvek Enercor Wall / DuPont AirGuard DuPont AirGuard + Air Cavity( 25mm ) Tyvek Enercor Wall + Air Cavity( 25mm)

90 Tyvek Enercor Roof / DuPont AirGuard Roof tiling Tyvek Enercor Roof Tyvek Enercor Roof + Air Cavity( 25mm) DuPont AirGuard DuPont AirGuard + Air Cavity( 25mm ) Insulation

91 DuPont Tyvek Enercor 여름철에 85% 의복사열을반사 쾌적성증대 냉방비절감

92 DuPont AirGuard 단열재에서복사된열이건물내부로다시반사됨 겨울철 내부열의 90% 이상의건물내부로반사됨 건물의열성능향상

93 건축물의단열성능을획기적으로향상 + 20 C + 20 C 여름 - 태양복사열의 85% 를외부로반사하여냉방비절감및쾌적한환경유지 겨울 - 내부열의 90% 이상을내부로반사하여난방비절감 - 결로방지

94 Test house 수직벽체구성 ( Tyvek Enercor vs. Tyvek ) 벽체 : 1.80 x 2.70m 4 북동향 and 1 남서향배치 북동향이비와태양복사열에의한 error를감소

95 Reflective vs. non-reflective system 외부층 ( outer cavity ) 의 R-value 증가 = 0.22 m²k/w (73%) 내부층 ( inner cavity ) 의 R-value 증가 = 0.57 m²k/w (150%) reflective Average values for Dec, Jan, Feb 2006/2007

Tyvek 신제품소개 - Tyvek Enercor / DuPont AirGuard - Tyvek UV Façade - DuPont Roofliner with Elvaloy

97 Tyvek UV Facade Open-joint 벽체용투습방수지 Tyvek 에특수처리하여 UV에장시간노출가능 유일한 CE 인증제품 ( UV 저항 5000시간이상 ) Open-joint 3 cm 까지사용가능 Second room thermal buffer zone 50 년수명 ( joints < 2cm) 우수한 UV 저항, 투습방수, 방풍 경량, 유연, 간편한시공

98 Tyvek UV Facade Second room thermal buffer zone

Tyvek 신제품소개 - Tyvek Enercor / DuPont AirGuard - Tyvek UV Façade - DuPont Roofliner with Elvaloy

100 DuPont Roofliner with Elvaloy 지붕방수자재 듀폰의특수폴리머인 Elvaloy 를사용하여제조 Second room thermal buffer zone 뛰어난내구성및방수성 탁월한내부식성 경량으로간편한시공가능

101 DuPont Roofliner with Elvaloy Second room thermal buffer zone

질의및응답 102

감사합니다!! 103