내외장단열재 네오폴 자재기술정보

은회색 네오폴 제품은 제품내에 함유된 적외선 흡수체와 적외선 반사체는 복사열의 영향을 상쇄시키게되어, 
매우 낮은 밀도 수준에서도 우수한 단열효과를 유지합니다.
네오폴을 이용하면, 종래의 EPS 단열재에 비해, 특히 저밀도 영역에서 상당히 우수한 단열성능을 얻을 수 있으므로, 보다 얇은 두께로 동일한 단열 성능을 얻을 수 있습니다.

 비드법 단열판의 특성(KS M 3808 2종)

종류

밀도
(kg/㎥)

열전도율 
(평균온도 20±5℃) 
(W/m.K)

굴곡 강도 
(N/㎠)

압축 강도 
(N/㎠)

흡수량 
(g/100㎠)

연소성

단열판 1호

0.030이상

0.031이하

35이상

16이상

1.0 이하

3초 이내에 
불꽃이 꺼져서 
찌끼가 없고 
연소 한계선을 
초과하여 
연소하지 않을것.

단열판 2호

0.025이상

0.032이하

30이상

12이상

단열판 3호

0.020이상

0.033이하

22이상

8 이상

단열판 4호

0.015이상

0.034이하

15이상

5 이상

1.5이하

 Neopor (네오폴) : 저에너지 친환경 단열재

지금까지 수 십년 동안, BASF사의 상품명인 스치로폴은 단열재 시장에서 전세계적으로 효율적이고 경제적인 단열재로 가장 각광 받아 왔습니다. 그러나 이러한 최상의 단열재도 에너지 절약과 환경보호에 대한 사회적 요구 강화에 부응코자 단열 성능이 더욱 개선될 필요가 있었으며, 이에 대한 BASF사의 지속적이고 혁신적인 기술의 연구 결실로 신 개념의 단열재로 원료인 Neopor(네오폴)이 출시되게 되었습니다. 발포제를 함유하여 발포가 가능한 폴리스치렌의 일종인 네오폴은 검은색 입자 형태로, 종래의 EPS 가공기계를 변경없이 그대로 이용하여 단열 보드, 판넬 또는 형물 제품으로 가공 생산 됩니다. 이미 단열에 있어 그 성능이 입증된 스치로폴 제품과 비교하여, 네오폴 단열 제품의 단열 성능은 이 보다 혁신적으로 개선된 것입니다.

 에너지 및 비용점감

오래된 낡은 건물들의 경우, 대체로 연간 200㎾h/㎡이상의 열 에너지를 소모하고 있습니다. 난방오일로 표현하면, 이는 연간 1㎡의 주거 공간 당 연간 대략 20리터의 연료를 필요로 한다는 것을 의미하며, Gas소모량으로는 1㎡당 연간 약 20㎥에 해당됩니다. 결과적으로, 난방 거주 면적이 150㎡이며 200㎾h/㎡의 열 에너지를 필요로 하는 가정집의 경우, 연간 개략 3000리터의 난방오일 또는 3000㎥의 Gas를 소모하게 됩니다. 그러나, 에너지 소모량을 개선키위한 대책을 강구하게 되면, 이러한 에너지 소모량을 상당량 감소시킬 수 있다는 것이 입증 됐습니다. (출처 : Institut Wohnen und Umwelt)
단열 시공을 위해 이처럼 투자된 비용은, 대부분의 경우, 일회 정도의 난방기간에 보상되며, 아울러 이에 따른 환경 측면에 있어서의 이점도 얻을 수 있습니다

 네오폴의 적용 분야

EPS가 지난 50년에 걸쳐 그 가치를 입증해 온 모든 건축 용도에 네오폴을 적용할 수 있습니다.
● 외벽의 내, 외부 단열(복합 단열 시스템)
● 충격음 차음
● 최상층 단열
● 경사 지붕 단열
● 지하층 단열
● 평지붕 단열
● 조립식 단열재(Shuttering stones)형물 제품

그림1 :
주택의 온도 측정 기록 영상. 노란색과 붉은 부위는 단열이 제대로 되지 않은 부분을 통해 열손실이 증가 된 것을 보여주고 있으며, 푸른색 부위는 네오폴로 단열된 부분임. 

 보다 나은 거주 환경

단열되지 않은 건물의 외벽은 찬 공기를 발산하여 거주공간 내에 건강에 해로운 외풍을 만들어 냅니다.
게다가, 단열이 잘 안되어 있거나 또는 아예 단열이 되어 있지 않은 거물부위는, 건물의 외벽 또는 외벽 내에서의 온도변화가 있을 경우, 표면 또는 틈새 부분에 응축이 발생되어 자주 습기가 차게 됩니다. 이것은 거주민의 건강을 해치게 되며, 또한 건물에도 상당한 피해를 입힐 수 있습니다.
이러한 손상은 열가교 (thermal bridge)위에 흑점으로 나타나게 됩니다. 또한, 충분히 단열되지 않은 많은 경량 건축물에서 문제점들이 발생됩니다.
예를 들어, 값 비싼 난방 및 환기 장치를 동시에 사용함에도 불구하고, 지붕 아래의 거주 공간에서 곰팡이 냄새가 날 수도 있습니다.
이러한 현상은 대체적으로 구조물 내에서 발생되는 수분 응축으로 인해 유발됩니다.
건물 내 온도가 떨어지게 되면, 대기중의 습기가 차가운 공기층과 만나게 되어 응축 현상이 발생되며, 이는 곰팡이와 부패현상을 일으키게 되어 실내에서의 악취를 유발하게 됩니다. 

 가치보존을 위한 단열

기계류만 정기적인 유지보수가 필요한 것이 아닙니다. 주택 역시 구 가치를 보존하기 위해 현대화될 필요가 있습니다. 네오폴로 단열 시공을 하게 되면, 이에 따른 여러가지 장점으로 인해 건물의 가치가 증대됩니다.

 단열의 비교 - 환경의 효능 분석

경제적 환경적 측면에서 가장 효율적인 제품 및 그 제조공정을 밝혀내기 위해, 환경 효능 분석(19page 설명 참조)이 이루어 지고 있습니다. 이러한 환경 효능 분석에 따르면, 다른 단열 대체품들과 비교하여, 네오폴이 경제적 환경적 측면에서 가장 적합한 제품임이 밝혀졌습니다. 복합 단열 시스템의 예와 관련한 평가 결과가 그림 2에 나타나 있습니다.
네오폴의 대단히 큰 장점은, 원료 사용량을 50%까지 절감할 수 있다는 것으로서, 비용 및 자원을 상당량 절감할 수 있다는 것입니다.
바꿔 말하면, 환경에 대한 부담을 그 만큼 경감 시킬 수 있다는 것이며, 동일한 단열 성능을 약 15~20% 두께가 얇은 단열재로부터 얻을 수 있다는 것을 의미합니다. 네오폴 제품은 환경 효능적 측면에서 현대적 단열에 대한 해법을 제시해 주고 있습니다.

그림2 : 
독일 루드빅스하펜(Ludwigshafen)의 Brunk 거주 지역에 있는 루보게 (Luwoge)사의 3리터 하우스의 예와 관련한 복합 단열 시스템의 환경 효능 분석 

 EPS의 열전도율 보다...

그림3 : 밀도의 함수로서 기존 EPS 제품의 열전도율

열 전도율은 건축 자재의 변수로서, 열전도율이 낮을수록 단열 성능이 우수하다는 것을 의미 합니다. 발포 단열재에 있어서, 열전도율은 그 세포구조와 세포내 기체 (네오폴과 스치로폴의 경우, 세포내 기체는 공기입니다.)에 의해 영향을 받으며, 대부분은 복사열의 투과 정도에 의해 영향을 받습니다. 밀도가 15㎏/㎥인 흰색 EPS 제품의 열전도율은 약 0.037W/m.k에 이른다는 것이 그림에 나타나 있습니다.
복사열에 대한 투과성을 감소시키기 위한 단열성능 개선 방법으로, 지금까지 오로지 밀도를 증가시켜 달성해 왔으나, 이는 결과적으로 비용증가를 초래해 왔습니다.

 일반 EPS 제품의 열전도율

바스프사의 상표명인 스치로폴(Styropor)로 알려진 기존 흰색의 EPS 제품의 열전도율은 대체로 최종제품의 밀도에 비례하여 감소됩니다. (그림 3)

 은회색 네오폴 제품의 열전도율

네오폴 제품 내에 함유된 적외선 흡수체 또는 적외선 반사체를 이용하여 복사열의 영향을 처음으로 상쇄시키게 되어, 결과적으로, 매우 낮은 밀도 수준에서도 대단히 우수한 단열 효과를 얻을 수 있게 됐습니다.
그림 5를 보면, 15㎏/㎥의 네오폴 제품의 열전도율이 0.032W/mK 에 이른다는 것을 알 수 있습니다. 일반적인 EPS 제품으로는 최소한 33㎏/㎥, 다시말해서 2배 이상의 원료를 가져야 동일한 열전도율과 이에 해당하는 단열효과를 얻을 수 있다는 것을 의미합니다.

그림4 : 네오폴 제품 내에 함유된 적외선 흡수체 및 반사체로 인해 복사에 의한 열에너지 투과를 막아주어 열전도율 값이 최소화 됩니다.

네오폴을 이용하면, 종래의 EPS 단열재에 비해, 특히 저밀도 영역에서 상당히 우수한 단열 성능을 얻을 수 있습니다.
다시말해서, 훨씬 적은 양의 원료 또는 보다 얇은 두께로 동일한 다열 성능을 얻을 수 있습니다.

그림5 : 밀도의 함수인 열전도율. 기존 EPS와 네오폴 제품과의 열전도율 비교.

 지붕에 대한 최첨단 단열

시공을 잘 하게 되면, 다락방도 대단히 가치있는 거주 공간으로 바뀌어 질 수 있습니다. 그러나, 이러한 공간을 쾌적하게 만들기 위해서는, 특별한 시공을 해야 합니다. 여기서 중요한 점은 적절한 칫수의 단열층을 시공해야 한다는 것입니다.
뜨거운 햇볕을 비치는 여름날에, 지붕 아래의 거주 공간이 참을 수 없을 정도로 뜨거워 져서는 안되며, 반면에 겨울에는, 값 비싼 난방 에너지가 손실되지 않도록 단열 시공되어야 합니다.

 서싸래 상부 단열

건축 물리학적인 관점에서의 한 가지 이상적인 접근방법은, 서까래 위에 네오폴 단열 판넬, 일명 서까래 상부 시스템 (Over-rafter 또는 Roof shell system)을 시공하는 것입니다. 서까래 위에 널빤지를 깔아 단열 판넬이 놓여질 수 잇는 견고한 기초의 역할을 하게 합니다. 단열판넬 위에 시공되는 통기 피막(breather membrane)은 습기와 눈 그리고 먼지가 닿지 않도록 해주며 바람을 막아주게 됩니다. 또한, 단열판넬 하부에는 증기 조절층(vapor control layer)이 시공되어야 합니다. 밀폐층의 모서리 연결부위는, 바람이나 증기 또는 공기를 막기위해 대단히 중요한 부분으로, 이 부분에 대한 설계 및 시공이 반드시 이루어 지도록 설계사 및 시공사에 강력히 요구해야 합니다.
기술적인 단열 요구조건을 충족시키기 위해, 최소한 0.20W/(㎡K)의 열관류율 (Uvalue)을 얻기 위한 노력을 기울여야 합니다. 이것은 밀도가 20㎏/㎥인 160㎜ 두께의 네오폴 판넬로 구성된 '서까래 상부 시스템(Over-rafter)을 이용하여 얻을 수 있으며, 그 계산예가 표1에 나타나 있습니다.

 서까래 위에 시공된 네오폴 단열재의 장점

● 열가교 (thermal bridge) 없는 연속적인 단열층
● 하중을 받는 구조물의 보호
● 수증기 응축 문제가 없음
● 비, 눈 및 바람으로부터 보호
● 지붕 구조를 노출된 채로 놓아 둘 수 있음.
● 다락방에서의 공간 손실이 없음

그림6 : 
네오폴 단열 판넬에 의한 서까래 단열 시공도 

서까래 상부의 단열 시공모습