[건축공사] 건축물의 결로방지 가이드라인 상세도(1) - 국토교통부

Ⅰ. 개 요

 본 가이드라인은 「공동주택 결로 방지를 위한 설계기준」(이하 “기준”이라 한 다) 제9조에 따라 공동주택의 결로 발생 취약부위에 대한 결로 방지 상세도를 제 시하는 것을 목적으로 한다.

 

 동시에 본 가이드라인에서는 공동주택의 유형에 따 른 다양한 구조체 접합부 등을 대상으로 단면상세별로 각 부위별 최저표면온도 발생지점의 온도차이비율(TDR:Temperature Difference Ratio)을 제시하였다.

 

1. 대상

 본 가이드라인은 공동주택을 대상으로 하며, 판상형 및 탑상형을 모두 포함할 수 있는 단면 상세를 다룬다. 단면 상세 부위는 최상층, 기준층, 최하층(난방 세대 중 최하층)으로 하여, 내단열 및 외단열 공법별로 제시하였다. 또한, 공동주택에서 난방을 하지 않는 비난방 부위인 지하주차장 및 엘리베이터 홀, 계단실 부위의 결로 발생을 저감할 수 있는 시공방법 등을 기술하고 관련 사 례 사진을 함께 첨부하여 활용할 수 있도록 하였다.

 

2. 범위

 본 가이드라인에서는 2차원 및 3차원 모델의 전열해석 시뮬레이션을 통해 해당 단면에 대한 상세와 이에 대한 최저표면 온도 발생지점의 온도차이비율(TDR) 값 을 표시하여 사용자가 참고할 수 있도록 하였다.

 

 2차원 모델의 단면은 가능한 다양한 단면을 대상으로 하였고, 3차원 모델은 2차 원 모델 중 일부만을 다루며 공동주택에서 자주 반복되어 발생하는 벽체접합부 등 모서리 부위를 중심으로 한 일반적인 형상을 대상으로 하였다.

 

 아울러, 비난방 부위에 대해서는 주로 지하주차장 부위를 중심으로 하였으며, 엘 리베이터홀 및 계단실과 같은 비난방 부위에서도 참고할 수 있다.

 

 비난방 부위에 대한 결로 방지 방법으로는 단열, 환기 및 제습, 결로 유도 장치의 설치 등을 포 함하고 있다.

 

<가이드라인의 기본 대상 및 범위>

Ⅱ. 결로방지 상세도

1. 개요

 결로방지 상세도는 공동주택에서 주로 발생하는 구조체 접합부를 대상으로 2차 원 및 3차원 모델의 전열해석 시뮬레이션을 통해 해당 단면 상세에 따른 최저표 면 온도 발생지점의 온도차이비율(TDR) 값을 표시하였다. 이 때, 온도차이비율 (TDR)의 정의 및 이를 산출하기 위한 경계조건 등은 기준에 따른다.

 

 2차원 모델의 단면은 판상형 공동주택 및 탑상형 공동주택을 포함한 단면을 대 상으로 하였으며, 3차원 모델은 2차원 모델 중 일부만을 다루며 공동주택에서 자 주 반복되어 발생하는 모서리 부위를 중심으로 한 일반적인 형상을 대상으로 하 여 활용도를 높였다.

 

 본 상세도에서는 설계자의 활용도를 높이기 위하여 마감재는 포함하지 않았고, 구조체를 구성하는 기본적인 구성 요소(콘크리트 또는 시멘트벽돌, 바닥슬래브 구 성 재료, 단열재, 실내 석고보드 등)만을 포함하였다. 상세도에서 제시하고 있는 단면에 덧붙여지는 마감재가 있는 경우, 단열재를 단열재보다 높은 열전도율의 재료가 관통하여 설치되지 않는다는 조건하에서 해당 단면의 온도차이비율을 사 용할 수 있는 것으로 한다.

 

 기준에서 제시한 구조체의 결로방지 성능평가 부위는 3개의 면이 접합하는 우각 부를 대상으로 하고 있으므로 3차원 모델을 대상으로 한 온도차이비율(TDR) 값 을 기준 만족 여부 평가에 활용할 수 있다. 또한 아래 ①에서 ③항을 만족하는 경우, 본 가이드라인을 만족하는 것으로 본다.

 

① 단위세대에서 외기에 직/간접으로 면하는 모든 천장슬래브와 경계벽에 결 로방지재(열전도율 0.036W/mK 이하)를 폭 300mm, 두께 10mm 이상으로 연속하여 시공한 경우에는 해당 단위세대가 본 가이드라인을 만족하는 것으 로 본다.(지역 Ⅰ,Ⅱ의 외기에 직/간접으로 면하는 천장슬래브 및 경계벽의 결로방지재(열전도율 0.036W/mK 이하)는 폭 450mm 이상을 권장한다.)

 

② ①항을 만족하여도 설계도서 검토를 통해 결로방지 설계기준의 만족여부에 대한 판단이 어려운 특이한 형상과 구조를 갖는 접합부가 존재할 경우, 평 가기관은 본 가이드라인의 해당여부를 확인하거나 전열해석 시뮬레이션을 수행하여 기준 만족여부를 평가하여야 한다.

 

③ ① 및 ②항의 경우, 거실의 외벽․최상층 반자 또는 지붕․최하층 바닥의 열관류율은 국토교통부 고시 제2013-587호 건축물의 에너지절약설계기준 - 4 - [별표 1] 지역별 건축물 부위의 열관류율표 기준을 만족해야 한다.

 

(1) 부위

 공동주택 평면 및 단면상에서 단열재의 불연속으로 인하여 결로 발생 위험이 크 며, 결로방지를 위한 보조단열재를 설치할 필요가 큰 곳은 그림1, 그림2와 같다.

 

 이러한 결로발생 위험이 큰 단면 부위를 대상으로 결로방지 상세도 작성 단면 부위를 표1(2차원) 및 표2(3차원)와 같이 설정하였다.

 

 상세도 작성 단면 부위별로 코드를 달아 사용자가 코드번호를 확인하여 해당 부분을 찾을 수 있도록 하였다.

 

 

[표1] 2차원 단열상세 가이드라인 제시 부위

[표2] 3차원 단열상세 가이드라인 제시 부위

 표1과 표2에 따른 부위별 최저표면 온도 발생지점의 온도차이비율(TDR) 값을 표시하기 위한 상세도 작성 단면의 공통된 구조체 구성은 다음과 같다.

 

벽체 구성은 콘크리트 벽체 두께 150mm, 200mm, 단열재는 ‘국토교통부 고시 제 2013-587호 건축물의 에너지절약설계기준’ 상에서 제시하는 단열재 두께 기준치 (중부지방, 가등급 단열재 기준) 이상을 적용하였고, 바닥 구성은 ‘주택건설기준 등에 관한 규정’에 따라 콘크리트 슬래브 두께를 210mm로 하였으며, 이외는 ‘건 축물의 에너지절약설계기준’에서 정하는 열관류율의 수준에 맞도록 구성하였다.

 

바닥 구조체에서 시뮬레이션 수행을 위한 천장 반자 높이는 30mm로 하고, 천장 판은 9.5T 석고보드를 적용하였다. (이 높이는 시뮬레이션의 편의를 위한 값이며, 30mm 이상의 실제 높이 적용시 천장판 하부의 온도차이비율은 더욱 감소할 수 있다.) 또한 세대간벽은 ‘주택건설기준 등에 관한 규정’ 중 제14조를 따라 최소벽 체 두께를 적용하여 150mm로 정하였다.

 

내단열시 결로방지 보조단열재(이하 “결로방지재”)는 두께 10mm와 15mm, 길이 450mm를 적용한 경우에 대하여 온도차이비율(TDR)을 산출하였다. 이는 지역Ⅰ 및 지역Ⅱ에 적용가능한 수준이며, 지역Ⅲ의 경우 결로방지재의 길이 300mm(지 역Ⅰ 및 지역Ⅱ 적용 결로방지재 길이의 약 30% 감소 수준) 이상 적용시 가이드 라인을 따라 설계하는 경우, 기준을 만족한다고 본다.

 

또한 온도차이비율(TDR) 산출을 위한 시뮬레이션 실시에 적용된 각 재료별 열 전도율은 건축물 에너지절약 설계기준 해설서의 재료별 열전도율을 참조하였다.

 

각 재료별 열전도율은 표3과 같으며, 재료별로 패턴을 설정하여 상세도 작성 단 면에서 각 부분이 어떤 재료인지 확인할 수 있도록 하였다.

 

또한 외기온도는 공동주택 결로 방지를 위한 설계기준의 지역Ⅱ를 기준으로 -15℃로 설정하고, 실내온도는 25℃로 하였다.(지역Ⅰ, 지역Ⅲ의 경우, 적용된 단 열재의 두께 및 외기 설정온도 등에 따라 본 가이드라인에서 제시한 온도차이비 율(TDR) 값과는 차이가 있을 수 있다.

 

[표3] 건축 자재의 열전도율

(2) 결로방지 상세도 표기 방법

  ① 2차원 결로방지 상세도

ⓐ : 2차원 결로방지 상세도 제시 부위 및 부위 코드와 수직단면인지 수평단면인 지를 표시

ⓑ : 해당 부위의 단면

ⓒ : 부위 코드, 부위 코드 뒷부분에 해당 부위별 단열 상세의 일련번호를 원번호 (예: ①, ②, ③, …)로 덧붙임

ⓓ : 부위의 재료 구성 및 온도분포도(온도분포도의 범위는 –15℃～25℃임), 각 부위별 첫 번째(일련번호①번) 재료 구성 그림에는 온도차이비율 산출 부위를 화 살표로 표시함. 또한 시뮬레이션시 모델링의 경계조건을 점선으로 표시하였으며, 그 값은 ‘건축물의 에너지절약설계기준’의 [별표4]를 따름.(표시되지 않은 부분은 단열경계면임)

 

ⓔ : 해당 조건의 온도차이비율(TDR)

 

② 3차원 결로방지 상세도

 3차원 결로방지 상세도는 2차원 결로방지 상세도 중 일부를 대상으로 하고 있으 며, 벽체 콘크리트 두께는 150mm를 기준으로 작성하였다. 벽체 콘크리트 두께 200mm를 적용하는 경우 온도차이비율은 대부분의 경우 더욱 감소할 수 있다.(세 대간벽 제외)

 

ⓐ : 3차원 결로방지 상세도 제시 부위 및 부위 코드

ⓑ : 해당 부위의 조감도로 온도분포도를 나타내며, 실내측에서 바라본 모습을 기 준으로 함. 온도분포 범위는 –15℃～25℃이며, 2차원 결로방지 상세도와 동일한 조건임

ⓒ : 해당 부위의 2차원 평면상에서의 단면을 나타내며, 각 단면은 다음과 같은 기준으로 보여짐

 

ⓓ : 해당 조건의 온도차이비율(TDR)

 

2. 2차원 단열상세 가이드라인

  (1) T- 최상층