[패시브하우스 열교제로] 에어로젤을 활용한 창호 개구부 열교차단의 혁신적 솔루션 탐구

[패시브하우스 열교제로] 에어로젤을 활용한 창호 개구부 열교차단의 혁신적 솔루션 탐구

 

패시브하우스 창호 설치의 제1의 원칙은 단열재위에 창호를 시공하라는 것입니다.

단열재 위에 시공하는 것과  구조체 에 시공하느것의 열교 값의 차이는 상상을 초월합니다.

 

사진1의 경우에서 보듯이 단열재위 창호를 설치하는 경우 열교값 ψ =0.005W/mK정도이며 Uw=install은 0.78 W/(m2K)입니다.

그런데 같은 종류의 창호를 구조체 위에 설치할 경우는 열교값이 ψ =0.15W/mK로 상승하고  Uw=install은 무려 1.19 W/(m2K)로 급상승하는 것을 알 수 있습니다.

우리가 패시브하우스 창호의 설치시 단열재 위 설치를 강조하는 이유가 여기에 있는 것입니다.

 

그런데 문제는 단열재위 창호의 설치시 설치 비용이 증가하는 단점이 발생합니다.

JS패시브하우스의 경우 역시 단열재 위 설치로 인해 700여만원 이상의 추가 비용이 발생하였습니다.

 

그런데 이러한 발상의 전환을 해봅니다.

만약 창호를 구조체 위 설치하면서도 열교값에 큰 변화가 없는 솔루션은 없을까?

만약 이러한 조건을 충족 시킬수 있는 솔루션이 있다면 패시브하우스 시공 기술의 일대 혁신을 이룰 수 있을 것입니다.

과연 이러한 솔루션은 불가능한 것일까요?  

 

 

 

 <사진1 단열재 위 창호를 설치한 경우>

 

 

 

 

<사진2 구조체 위 창호를 설치한 경우>

 

 

패시브 창호의 단열재 위 설치에 대한 깜직한 발상의 전환 속에서  이러한 시공 방법을 구현해 봅니다.

그것은 창호 프레임을 구조체 위에 설치하되 구조체의 열교를 최소화 할 수 있도록 구조체에 초고단열재를 설치하는 디테일 입니다.

여기서 말하는 초고단열재의 조건은 우선은 열전도율이 낮아야하며 중량의 창호를 견딜 수 있는 압축강도가 보장 되어야합니다.

그렇다면 시중에서 이러한 조건을 충족 할 수 있는 단열재로는 무엇이 있을까요?

진공 단열재는 그 성능이 유지되기 힘들고 압축강도가 20N/cm2 밖에 되지 않기에 추천하기가 어렵습니다.

그렇다면 에어로젤은 어떨까요?

에어로젤은 열전도율이 0.015W/mK으로 왠만한 단열재의 3배 이상 단열 성능을 유지하며 압축강도 역시 70N/cm2 에 이르기에 창호 개구부의 단열재로는 안성 맞춤이라 할 수 있습니다.

아래 <사진1>은 스틸하우스 구조에서 창호 개구부의 열교를 최소화 하기 위해 우드벅을 설치한 모습입니다. 

물론 40M/M 우드벅 만으로는 프레임의 열교를 막을 수 없겠죠!

 

 

<사진1> 개구부 우드벅 설치

 

 

아래 <사진2>는 우드벅 위에 10M/M 두께의 에어로젤을 설치한 모습입니다. 10M/M 에어로젤은 30M/M정도의 스치로폼 단열 효과를 보입니다.

 

 

<사진2> 개구부 우드벅위 에어로젤 설치

 

그렇다면 이러한 디테일에서 우리는 어떠한 잇점을 취할 수 있을 까요?

 

그것은 바로 창호를 단열재위에 설치시 추가되는 설치 비용을 최소화 시킬 수 있다는 것입니다.

사례에 따라 다르겠지만 1200*1200 개구부 한 곳을 기준으로 단열재 위 창호 설치시 추가되는 비용은 대략 30만원 정도입니다. 

창호가 20개면 600만원 정도에 이르죠~~ 무시 할 수 없는 고비용입니다. 

1200*1200 개구부 하나당 200M/M폭의 에어로젤 10미리를 설치하는데 비용은 대략 인건비 포함 7만원 정도 입니다.

산술적 계산으로는 개구부 하나당 23만원 정도의 비용이 절약되는 것으로 보여집니다.

개구부가 20개면 460만원 정도가 세이브되는 것입니다~

우주선에 사용되는 에어로젤의 기술이 건축에 적용될때 건축 비용의 절감이라는 예기치 않은 효과를 거둘 수 있는 것입니다.

 

물론 이러한 구조체위 창호 설치 디테일은 아직도 풀어야할 숙제는 많습니다.

우선은 에어로젤 설치에 따른 열교 저감 시뮬레이션 값이 객관적으로 증명되어야합니다.

에어로젤을 창호 개구부 전체면에 설치할 것인지, 창호가 들어서는 부분에만 설치 할 것이지 등등...

경우에 따른 열교값이 구해져야 합니다. 

둘째 10M/M 두께의 에어로젤만으로 열교값울 저감할 수 있는지 아니면 그 이상의 두께여야 하는지가 기후별 지역별 데이타가 계속해서 집되고 이것이 정량화 되어야 할 것입니다.

 

제로열교의 실현이라는 목표는 결코 이상이 아닙니다. 우리가 머리를 맞대고 하나씩 현장에서 디테일을 만들어 실천해 나갈때 우주선의 기술 에어로젤을 통한 제로 열교는 꿈이 아닌 현실로 다가 올것입니다.

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