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건축정보

  • 작성일 작성일 : 2015-03-1 / 조회 : 6,418

[건축정보]그림으로 보는 건축 물리학 Building Physics

 글쓴이 : 운영자

자연을 짓습니다.한마음건설​

 


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자연을 짓습니다_˚ 한마음건설​

…목조주택/전원주택/ALC주택/철근콘크리트주택
패시브하우스/제로하우스☆ 전문 시공
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건축물의 에너지 성능은 건축물에서 가로 1m x 세로 1m, 즉 1m2당 연간 소비하는 난방 등유량으로 평가한다. 일례로 영화 <건축학개론>에 나온 제주도 서현의 집은 1m2당 연간 등유를 15L 사용하는 15L 하우스이다. 한국제로에너지건축협회 자료에 의하면 2001년을 기준으로 이전에 지은 국내 건축물은 30L 하우스이고 이후에 지은 건축물은 17L 하우스이다. 또한, 1m2당 연간 에너지(등유) 소모량을 기준으로 저에너지 하우스는 7L, 3리터 하우스는 3L, 패시브하우스는 1.5L, 제로에너지 하우스는 0L이다. 매년 반복되는 블랙아웃의 공포, 치솟는 유가, 그리고 화석연료사용으로 인한 지구 온난화와 기후변화로부터 우리는 자유로울 수 있을까. 이제 우리가 나아가야 할 방향은 건축물의 에너지 소비를 줄이는 방법을 연구하고, 그것을 적용하는 것이다.





건물외피 _ 건축물의 외부 환경과 내부 환경을 분리하는 지붕, 벽, 바닥을 일컫는다. 외피는 에너지(열, 소리, 빛 등)와 유체(공기, 습기 등)의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 북미권에선 이것을 HAM(Heat-Air-Moisture)이라고 부른다. 경량 목구조 외피의 경우 열 흐름은 단열재가 제어하며, 단열재 내측에서 공기와 습기의 흐름은 기밀.방습지가 제어하고 단열재 외측에서 물, 공기, 습기의 흐름은 투습.방수.방풍지가 제어한다.

열전달 (Heat Transfer) _ 지구에서 열전달은 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation) 세 가지 방법으로 이뤄진다. 전도 _ 물질의 이동이 없이 고온의 분자로부터 저온의 분자로 열이 이동하는 것이다. 전도는 단열을 통해 제어한다. 지구상의 물질 중 열전달에 대한 저항이 가장 큰 재료가 정지 상태의 공기이다. 우리가 잘 알고 있는 전통적인 단열재가 다공질 섬유 (Fiber)로, 이것은 공기를 포집하고 움직이지 못하게 하여 단열한다. 대류 _ 유체(기체,액체)의 흐름에 의한 열전달이다. 유체가 뜨거우면 가벼워져 상승하고 차가우면 무거워져 하강하는 원리이다. 대류는 재료나 시공의 정확성에 의존하므로 제어하기 어렵다. 대류는 기밀을 통해 제어한다. 복사 _ 태양이 지구를 데우듯 고온의 물체 표면에서 저온의 물체 표면으로 공간을 통한 열전달이다. 재료 표면의 특성에 따라 복사율이 달라지며, 복사는 저방사성(Low  Emissivity) 표면을 가진 물질로 제어한다. 우리가 로우_Low-E 유리라고 부르는 것이 바로 저방사성 유리이다.





공기의 흐름과 하자_ 위의 ‘공기의 흐름 = 습기의 흐름 = 결로 & 열손실’ 은 그래프는 건식 벽체 구조물에 얼마나 치명적인지 잘 보여준다. X축이 단열재 두께이고 Y축이 단열재의 열전도 저항값이다. 공기의 흐름에 의한 습기의 이동으로 결로가 발생하면, 이때 단열재의 열전도 저항값은 70% 정도 떨어진다. 바로 공기가 물로 치환했기 때문이다. ‘재료(물질)에 따른 열전도율(W/m . k)’ 을 보면 공기는 0.023이고 스티로폼은 0.036, 목재는 0.14, 물은 0.6 콘크리트는 1.4, 철은 52이다. 이를 통해 정지 상태의 공기가 가장 훌륭한 단열재임을 알 수 있다. 하지만 공기가 결로로 인해 물로 바뀌면 열전도율이 0.023에서 0.6으로 높아져 건축물의 단열 성능을 26배 정도 떨어뜨리는 것이다.

공기와 습기 제어_건식 벽체 구조에서 단열재를 중심으로 내축에 기밀.방습지를 대서 공기와 습기가 단열재 쪽으로 흐르지 못하도록 막아야 한다. 또한, 단열재 외측에 투습.방수지를 대서 내부의 습기를 밖으로 빼내야 한다. 하지만 여기에 대한 인식 부족으로 국내 건식 벽체 구조물은 기밀.방습 사양이 상당히 낮은 편이다. 따라서 건축물의 하자를 방지하고 난방 에너지를 절감하기 위해 단열재 내부에 기밀.방습지를 사용하는 건축 문화가 하루빨리 자리 잡아야 한다.  







자연을 짓습니다.한마음건설​

 


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자연을 짓습니다_˚ 한마음건설​

…목조주택/전원주택/ALC주택/철근콘크리트주택
패시브하우스/제로하우스☆ 전문 시공
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