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HERO - Condensation is like raining indoors

투습량이 4% 증가하면 단열 효과가 70% 감소합니다

젖은 단열재는 단열이 안 됩니다. 용도에 적합한 단열재를 선택하십시오.

결로는 실내에 내리는 비와 같습니다

천정에서 떨어지는 결로수는 건물 이용자에게 불쾌감을 주며 건물 외관 및 건물 내의 여러 자산을 손상시킵니다. 단열 시스템에 결로가 발생하면 단열재(특히 오픈 셀 자재)가 젖을 수 있습니다. 물의 열전도율이 단열재보다 훨씬 높기 때문에 습기를 흡수할 때마다 자재의 열전도율이 증가하고 이는 단열 성능의 저하로 이어집니다. 많은 경우 손상된 단열재를 눈으로 확인할 수 없으므로 손상이 발생한 후에는 문제를 해결할 수 없습니다.

Condensation from ceiling

단열재의 표면 온도를 이슬점 온도보다 높게 유지하여 결로를 방지합니다.

우리 주변의 공기는 다양한 가스와 수증기로 구성되어 있습니다. 환경에 따라 공기 중의 수증기 함량이 크게 달라질 수 있습니다. 그러나 공기가 수증기 형태로 습기를 흡수하는 능력은 제한적입니다. 주변 공기가 수증기로 100% 포화될 때 결로가 발생합니다. 이슬점은 공기 중의 수증기가 액체로 응축되는 온도를 말합니다. 대부분의 국가에서 냉각수 시스템, 냉동 또는 냉풍 덕트 시스템의 온도는 평균 실내 이슬점 온도보다 훨씬 낮습니다. 이러한 차가운 시스템에는 빠르게 물방울이 맺혀 표면에 결로가 형성되기 쉽습니다.

다양한 단열재에 대한 수증기 저항 테스트

유럽 최대의 응용 분야 연구 기관인 프라운호퍼(Fraunhofer) 연구소는 유연성 고무발포(FEF), 알루미늄 호일이 덮인 미네랄 울, 폴리염화비닐(PVC) 호일이 덮인 폴리우레탄(PUR)과 같이 대표적인 세 가지 절연재에 대해 습기가 주는 영향을 분석하는 연구를 진행하였습니다.

실험

세 개의 실험용 파이프를 단열 처리하고 라인 온도를 20°C로 맞춘 인공 기후실에서 가동하도록 설정합니다. 이는 33일의 테스트 기간 동안 주변 온도를 35°C로, 상대 습도를 55%로 일관되게 유지하기 위한 것입니다. 현실성을 더하기 위해 직경이 5mm인 작은 구멍 두 개를 파이프 섹션의 반대편 표면에 5mm 깊이로 천공했습니다. 이는 단열 시스템의 손상을 시뮬레이션하기 위한 것이며, 실행상 예외가 아닌 규칙입니다. 테스트 종료 시 단열재가 33일 동안 흡수한 습기를 측정했습니다.

결과

33일이 지난 시점에 고무발포단열재의 측정한 수증기 확산 저항 계수(μ값)는 약 10,000으로, 표면이 손상되지 않은 단열재와 손상된 단열재  모두 비슷했습니다. 알루미늄 호일이 덮힌 미네랄 울의 μ값은 표면이 손상되지 않은 단열재에서는 7,053이고 손상된 단열재에서는 467이었습니다. PVC가 덮인 PUR의 μ값은 각각 2,163과 672였습니다.

 

Water resistance test conducted by the Fraunhofer institute

10년 후 FEF의 수분 함유량은 광섬유나 PUR보다 4배 적습니다

프라운호퍼 연구소는 10년을 기준으로 한 오랜 기간 동안의 잠재적인 흡습 효과가 단열재에 미치는 영향을 시뮬레이션했습니다. 계산을 위해 파이프는 라인 온도가 5°C, 주변 온도 35°C, 상대 습도 80%인 조건에서 가동한다고 가정했습니다. 그 결과, FEF의 수분 함유량은 여전히 5% 미만이고, 미네랄 울과 PUR의 수분 함유량은 10년 후에도 각각 약 20%와 25%로 증가할 것으로 나타났습니다. 또한 FEF의 λ값은 15%만 상승하고 미네랄 울과 PUR의 값은 각각 77%, 150% 상승하는 것으로 나타났습니다.

Michaela Störkmann, Technical Manager EMEA (Europe, Middle East and Africa)

이 테스트는 통합된 증기 차단막을 가진 유연한 독립기포구조 고무발포단열재가 시험에 사용된 다른 시험 단열재와 비교했을 때 작은 결함에 대해 더 내성이 있다는 것을 보여줍니다.

외부 증기 차단막은 시간이 지나면 손상됩니다

유리섬유 단열재와 같은 오픈 셀 자재는 흔히 사용되지만 수분 흡습에 취약하므로 얇은 알루미늄 또는 PVC 호일을 증기 차단막으로 사용해야 합니다. 그러나 호일은 설치 및 사용 중에 쉽게 손상됩니다. 수증기는 찢어진 부분에 침투하여 오픈 셀 단열재 내부에 축적될 수 있습니다. 또한, 특히 울퉁불퉁하고 복잡한 형태의 시스템에서는 충분하고 균일한 절연 두께를 보장하기가 어렵습니다. 따라서 특히 파이프 브래킷, 엘보, T-피스, 밸브 및 피팅과 같은 부위에서 결로가 발생할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 수분이 축적되면 시스템의 단열 성능이 저하될 뿐만 아니라 단열재 하부의 부식 등의 문제로 인해 심각한 보수 및 구조적 품질 저하 비용이 발생할 수 있습니다. 

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Beyond Better의 성과를 함께 달성할 수 있는 방법을 이야기해 봅시다.

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