1 개요
보온을 하거나 열을 차단할 목적으로 쓰는 재료. 열 부도체에 속한다.
2 특징
주로 열 전도도가 낮은 물질을 사용하며, 고온이나 극저온의 유체의 수송관, 보일러, 건축물의 외벽 등에 거의 필수적으로 사용된다.
3 종류
단열 형태상 분류. 에너지 전달의 3가지 방식인 전도, 대류, 복사를 고려하면서 읽자.
3.1 저항형 단열재
3.1.1 세포형 단열재
대표적으로 스티로폼이 여기 속한다. 고체물질을 열전도율이 낮은 기체로 부풀려서 작은 폼(foam)들로 고정시켜 대류를 막은 기체덩어리로 단열을 하는 것.
아이소핑크[1], 페놀폼, 경량 기포 콘크리트(ALC: Autoclaved Lightweight Concrete)[2] , 펄라이트(perlite) 등등이 있다.
세포형 단열재는 그 특성상 죄다 내구성이 약한 경향이 있으며, [3] 특히 물을 흡수하는 경향이 있다. 물을 흡수할 경우 급격히 무거워져서 파손될 가능성이 높으며, 단열성능 역시 급격히 떨어지게 되므로 반드시 물리적 보완과 방수처리를 고려하여야만 한다. [4]
세포형 단열재를 다시 재질로 분류하면, 무기형, 유기형, 혼합형으로 나뉘며, 이 중 유기형 단열재는 화재에 취약한 경향이 있다.
3.2 반사형 단열재
한여름 작열하는 태양빛이 내리쬐는 옥상에 거울을 가져다 놓아서 태양광이라는 열 유입을 차단하면, 그 거울은 훌륭한 반사형 단열재이다.
실제로 이런 용도의 시공은 알루미늄 호일을 사용한다.
진공 보온병 안쪽의 은도금 역시 반사형 단열재이다.
반사형 단열재는 그 특성상 오염될 경우 반사율이 급격히 떨어지며 단열성능이 저하되므로, 적절한 조치가 취해져야 한다.
또한 태양광을 반사하는 것뿐이라서 건축물에 적용할 시 겨울에는 오히려 역효과이며 법적으로 단열한 것으로 인정해주지도 않는다.
3.3 용량형 단열재
일교차가 크게 나는 사막 등지의 지역에서 중요시 하는 것으로[5] 건축재 자체가 열용량이 커서 시간지연효과(Time-lag effect)[6]를 목표로 삼는 것.
대표적인 용량형 단열재는 흙.
3.4 진공형 단열재
진공 보온병의 개념을 그대로 가져왔다고 보면 된다. 메탈라이즈 필름이나 알루미늄 호일등의 외피재 속에 주끄러들지 않게 글라스울이나 흄드실리카 등의 심재를 넣고 공기를 뺀다음 필요하면 메탈이나 합성수지 시트로 보강한 판형태의 단열재이다.
현재까지 나온 단열재 중에서는 가장 성능이 좋으나 (대략 일반 스티로폼의 8배) 가격도 가장 비싸며 외피재가 파손되어 공기가 유입되면 단열성능이 급격히 떨어지는 단점이 있다.
그러나 현재 강화된 녹색건축물 법규상 스티로폼을 사용하면 많은 두께가 필요하나 [7] 진공단열재를 사용하면 1/4 두께로 비슷한 성능을 보이므로 사용이 점점 늘고 있다.
4 미래의 단열재
에어로젤- ↑ 아마 대한민국에서 가장 많이 사용되는 단열재일 것이다.
- ↑ 예전에는 가격이 비싼 만능의 단열재처럼 설명되어 있었으나 이제 그 자리는 진공단열재가 대치했고 사실 ALC는 블록형태로 가공해서 벽체 그 자체로 쓰이는 경우가 많지 따로 단열재로만 쓰이지는 않는다. 실제 단열성능도 아이소핑크의 절반이고 콘크리트 패널의 특성상 얇게 가공해서 벽체에 추가로 붙이는게 어렵기도 하고, 차라리 단열성이 좋은 콘크리트 블록으로 보는게 맞다.
- ↑ 애초에 고체 부분은 단지 기체를 가두기 위한 역할을 할 뿐이다.
- ↑
드라이비트처럼 제품 설계 처음부터 고려한 경우는 제외드라이비트는 외단열시스템의 상품명이며 외단열시스템의 단열재는 다 아이소핑크나 스티로폼등 기성재를 사용한다. 외단열시스템은 그런 단열재 외부에 여려겹의 방수방오염마감을 덧붙여 시공하는 단열 방법이다. - ↑ 여름에는 낮이고 밤이고 죽어라 덥고, 겨울에는 낮이고 밤이고 죽어라 추운 대한민국에서는 해당사항이 없기 때문에 한국에서 건축업에 오래 종사하신 분들 조차도 용량형 단열이라는 개념을 이해하지 못하는 경우가 있다.
- ↑ 낮에는 태양빛을 빨아들여 온도가 올라간 건축재가 밤에 온도가 내려가면 방열하여 최종적으로 실내의 온도가 그리 극심하게 변하지 않는 것
- ↑ 벽체 120mm, 지붕 180mm 이상