KR101005564B1 - 내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법에 관한 것으로, 콘크리트 혹은 시멘트 모르타르로 마감된 건축물의 벽체 내벽을 단열함과 동시에 결로 발생을 방지하기 위해 내벽에 도포되는 단열 도막재에 있어서; 상기 단열 도막재는 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide) 3~5%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate) 0.5~1%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.5~1%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate) 30~40%, 아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion) 20~25%, 규조토(Si) 5~10% 및 잔부 수용액(Water)으로 조성되어 균열추종성을 가진 수성계인 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 제공한다.
본 발명에 따른 단열 도막재는 각종 소재 특히 콘크리트나 시멘트 모르타르 등으로 마감된 건축물이나 구조물의 내벽에 도료를 도장하여 단열 효과 및 결로방지 효과를 얻을 수 있도록 균열추종성(龜裂 追從性)을 가진 수성계 단열도막재를 활용하여 건축 구조물의 온도변화에 따른 거동을 흡수해 단열도막재의 균열 및 박락으로 인한 재하자 요인을 최소화하고, 결로방지 효과를 장기화할 수 있다.

Description

내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법{THE INSULATING MENBRANE AGENT AND CONSTRUCTION METHOD OF CONDENSATION PREVENTION LAYER OF INSIDE WALL BY MENBRANE WITH INSULATION CAPABILITY}

본 발명은 내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 소재 특히 콘크리트나 시멘트 모르타르 등으로 마감된 건축물이나 구조물의 내벽에 도료를 도장하여 단열 효과 및 결로방지 효과를 얻을 수 있도록 균열추종성(龜裂 追從性)을 가진 수성계 단열도막재를 활용하여 건축 구조물의 온도변화에 따른 거동을 흡수해 단열도막재의 균열 및 박락으로 인한 재하자 요인을 최소화하고, 결로방지 효과를 장기화할 수 있도록 한 내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 결로(結露)란 이슬이 맺힌다는 의미이다.

일반적으로, 건축분야에서는 실내의 따뜻하고 습한 공기가 건축 구조물의 찬 표면과 접촉하여 그 온도차에 의하여 건축 구조물의 내, 외부 표면에 물방울이 맺히는 결로 현상이 나타나는데, 이러한 결로 현상은 발생 위치에 따라 구조체의 표면에 발생하는 것을 표면결로(surface con-densation)와, 구조체 내부에 발생하는 내부결로(interstitial condensation)로 구분된다.

통상 표면결로는 습한 공기의 수증기가 건축 구조물의 벽체 표면에 응축하여 물방울로 맺히는 것으로 건축 구조물 벽체가 공기로부터 표면으로 유입하는 수증기량에 비하여 흡수하는 량이 적을 때 발생하며, 보통 유리면과 같이 조직이 치밀한 재료에서 발생하는 결로 현상이다.

일반적으로, 공기 중의 온도와 공기가 접촉하는 건축 구조물의 벽체 표면의 온도 차이가 30% 이상 차이가 날 때 공기 중에 함유되어 있는 포화 수증기가 벽체 표면에 접촉하는 순간에 물방울로 액화하는 현상이라 할 수 있다.

이때, 결로가 생기기 시작하는 벽체 표면의 온도를 '이슬점'이라 하며, 결로가 발생되는 공기접촉부위의 표면온도는 다음 표 1과 같다.

한편, 내부결로는 건축 구조물 내부의 수증기압이 주변 공기 중의 수증기압보다 클 때 발생한다.

이러한 내부결로는 수증기압, 공기중의 습도, 투습계수, 투습저항에 의해 영향을 받는데, 습도가 높은 경우 내부의 수증기압은 상승하며 구조체 내부의 결로가 많이 발생하게 되고, 벽체의 습압분포가 포화수증기압 분포보다 높을 때 내부결로가 발생하게 된다.

그리고, 계절의 변화 또는 냉난방 등으로 인해 조건이 변하여 벽체 양면의 온도차이가 반대로 되면 결로가 발생하는 위치도 반대로 나타난다.

예컨대, 겨울철에는 건축 구조물의 벽체를 사이에 두고 낮은 실외 온도와 상대적으로 높은 실내온도가 마주하고 있어 실외의 찬 공기는 벽체를 지나 실내측 벽체 온도를 떨어뜨린다. 이때, 실내의 상대적으로 따뜻하며 습한 공기는 대류현상 위쪽으로 이동하며, 온도가 떨어진 벽체 쪽으로 이동하므로 습한 공기가 차가워진 벽면에 닿으면서 작은 물방울을 맺히게 하고 이것이 발달하여 육안으로 확인할 수 있을 정도의 결로수로 발전하게 된다.

또한, 도 1에서와 같이, 벽체 천정 쪽으로 갈수록 공기의 온도가 높으므로 결로현상 많이 발생하고 발생한 결로수는 벽체 아래쪽으로 모이기 때문에 벽체의 아래쪽으로 내려갈수록 건물 구조물 벽체 속의 결로수의 양은 증가한다.

이와 같은 결로 현상이 생기는 시기는 지상 건축 구조물일 경우 보통 동절기인 11월에서 2월 사이에 발생하며, 지하 건축 구조물일 경우 하절기인 6월에서 9월에 발생하는 경우가 많다. 즉, 동절기에는 실외의 온도가 낮고 실내의 온도는 높고, 습기가 많기 때문이며, 하절기에는 동절기와 반대로 실외인 땅속의 온도가 낮고, 지하 건축 구조물 공간의 온도 및 습도가 높기 때문이다.

뿐만 아니라, 결로 현상은 발코니 확장 부분이나, 서쪽 발코니, 외기와 직접 만나는 부분, 지붕 아래 천정 부위, 벽 사이 틈새가 있는 부분, 지하창고, 기계실 내부, 에어콘 냉풍기 주변 등에서도 많이 발생하며, 특히 냉수관 주변은 계절과 상관없이 거의 대부분 결로 현상이 생긴다.

이러한 결로 현상을 방지하기 위해서는 건축 구조물의 벽체 표면 온도를 공기 중의 온도보다 30% 이하로 내려가지 않게 하고 환기량을 증가시키거나 습기 제거장치를 설치하여 실내 수증기량을 조절하며, 단열재를 벽체에 설치하여 벽체의 단열효과를 높이고 건축 구조물의 벽체 표면에 접한 공기의 유속을 증기시켜 열전달율을 상승시켜야 한다.

또한, 결로 방지를 위한 시공은 시기적으로는 동절기 발생하는 결로는 동절기 결로가 건조되는 시기 즉 5월~9월 사이가 바람직하며, 하절기 발생하는 결로는 하절기 결로가 건조되는 시기 즉 10월~2월 사이가 바람직하고, 시기에 상관없이 결로 방지 적용이 필요한 경우 소정의 깊이까지 건조가 되어 있는 상태이여야 한다.

기존에 단열 및 결로방지를 위해 사용되던 폴리우레탄폼(Poly Urethane Foam), 우레아폼(Urea Foam), 스티로폼(Styrofoam), 단열몰탈(Mortar for Insulation), 퍼라이트몰탈(Perlite Mortar) 등은 재료특성 및 시공특성상 건축물의 시공 후 시일이 경과함에 따라 콘크리트의 철근 부식으로 인한 팽창 때문에 발생하는 균열이나, 조적벽면 등의 균열에 추종성이 없어 균열 부위로 열손실이 발생하여 단열에 문제가 발생하고 단열 효과가 저하됨에 따라 외부와 내부의 온도 차이가 격심해져 결로 현상을 재유발하기 쉽다. 그리고 화재발생과 유독가스의 위험성이 많다.

이는 단열 및 결로방지를 위해 사용되는 도막재 자체의 결함도 있겠지만 단열도막재가 주위 환경 및 온도에 따라 변동하는 건축 구조물의 거동에 대응하지 못해 균열이 발생하고 이로 인해 단열도막재가 박락되기 때문이다.

일반적으로 단열재, 공기층 등을 사용하여 벽체의 열관류저항을 크게 하면 실내측의 표면온도가 상승하므로 표면결로는 방지할 수 있지만 벽체 내의 단열층에서는 온도 편차가 적게 되어 내부 결로가 발생할 확률이 크다.

따라서, 내부결로까지 방지하기 위해서는 단열성능 및 제습성능을 겸비한 재료를 사용해 적절한 단열 및 제습성능을 실현하는 것이 결로 방지에 매우 유효하다.

한편, 등록특허 제0497254호, '건축물 내벽의 결로방지 시공방법'에 따르면 슬러리층(방습층)/단열도막층으로 이루어져 단열성을 높여 결로를 방지하고자 하는 예가 개시된 바 있다.

하지만, 이 구조의 경우에는 뛰어난 단열성을 확보할 수 있지만 단열도막층이 제습성능을 갖추고 있지 않기 때문에 방습층을 별도로 만들어야 한다는 번거로움이 있고, 방습층 위에 적용되는 단열도막재는 무기질계열로 균열추종성이 떨어져 차후 계절이 변하면서 생기는 콘크리트 유동문제를 흡수하지 못해 결국 균열이 발생하고 단열층이 박락되는 문제를 야기시킬 수 있다.

즉, 기존에는 건축물의 내벽 단열 및 결로 방지를 위한 도막재를 내벽에 도포했을 경우 균열 및 박락으로 인해 단열로 인한 결로발생 방지효과를 오랫동안 유지하는데 실패해 결국 결로가 다시 발생하는 경우가 많았다.

또한, 습기를 흡수하여 수증기량을 조절하기 위해 방습층을 만들었으나 이는 적용이 번거롭고 역시 건축 구조물의 유동에 의한 균열에는 자유롭지 못했다.

따라서, 시공상의 번거로움을 해소하고 추후 균열발생에 대응하여 장기간 단열효과를 유지하여 결로현상을 차단할 수 있는 도막재료 및 그 시공방법이 필요하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 효과 있게 해결할 수 있도록 창출된 것으로, 건축 구조물의 유동에 따른 균열 추종성 및 제습기능을 겸비한 소재와, 이를 이용한 내벽 단열 및 결로방지 방법을 제공하여 별도로 방습층을 설치하는 번거로움을 제거하고 건축 구조물 표면에 균열이 발생하여도 도막자체의 유연성으로 도막에는 손상이 없도록 하며, 단열재로서 필수적인 열전도율을 낮추어 피도체 표면에 0.3~2mm 두께로 도포하여 대기의 온도와 벽체표면의 온도차를 30%(1mm 당 13.3%) 이내로 유지시켜 결로점에 이르지 않게 하여 결로 발생을 원천적으로 차단하면서 우수한 단열효과도 함께 얻을 수 있도록 한 내벽 단열 도막재 및 이를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 콘크리트 혹은 시멘트 모르타르로 마감된 건축물의 벽체 내벽을 단열함과 동시에 결로 발생을 방지하기 위해 내벽에 도포되는 단열 도막재에 있어서; 상기 단열 도막재는 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide) 3~5%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate) 0.5~1%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.5~1%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate) 30~40%, 아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion) 20~25%, 규조토(Si) 5~10% 및 잔부 수용액(Water)으로 조성되어 균열추종성을 가진 수성계인 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 제공한다.

또한, 본 발명은 콘크리트 혹은 시멘트 모르타르로 마감된 건축물의 벽체 내벽을 단열함과 동시에 결로 발생을 방지하기 위해 내벽에 도포되는 단열 도막재를 시공하는 방법에 있어서; 상기 내벽 표면에 잔류된 수분, 이물질을 제거하여 밀착성을 높이기 위한 전처리 과정인 표면 처리단계와; 표면 처리된 내벽 표면에 벽면과 단열 도막재 간의 부착력을 확보하기 위해 단열 도막재와 동질성을 유지하는 하도재를 초벌 도포하는 하도재 도포단계와; 하도재가 도포된 벽체 표면의 공기 흐름을 차단하기 위하여 균열이 발생한 부분을 페이스트상의 보수제로 피막을 형성하는 균열부위 보수단계와; 균열부위가 보수되면 상기 청구항 1에 기재된 단열 도막재를 0.3~2mm의 두께 범위 내에서 에어스프레이 혹은 로울러를 이용하여 수차례 도포하여 공기층을 갖도록 단열도막층을 형성하는 단열도막재 도포단계로 구성된 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법을 제공한다.

이때, 상기 하도재 도포단계에서 도포되는 하도재는, 에멀젼(Emulsion) 10~20 중량%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 1~1.5 중량%, 습윤제(Wetting agent) 0.5~1 중량% 및 잔부 수용액으로 조성된 액상 조성물인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 균열부위 보수단계에서 피막을 형성하는 페이스트상의 균열보수제는, 산화티타늄 1~5%중량%, 에틸렌글리콜 1~3중량%, 칼슘카보네이트 50~60 중량%, 에멀젼 12~38중량% 및 잔부 수용액으로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 균열부위 보수단계에서, 보수되어야 할 균열이 관통 균열일 경우에는 신장성이 우수하고 양생 반응시 이산화탄소 발생량이 적은 아크릴계 수지를 주입하여 보수하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 내벽 단열 도막재는 수용성 아크릴 에멀젼 수지를 주원료로 하고 있어 시공 중 냄새가 나지 않으며, 친환경적이고 인체에 무해하다.

둘째, 내벽 단열 도막재의 단열성이 우수하며 표면 온도차단 및 열반사 기능으로 피도면 표면이 이슬점에 이르는 것을 방지하므로 결로 발생을 억제하고, 주요 구조체 표면 및 내부 결로를 방지하여 콘크리트 건축물의 동해 및 중성화를 억제할 수 있다.

세째, 내벽 단열 도막재는 유연성을 가지고 있어서 건조수축에 의한 탈락 및 균열현상이 없으며, 제습기능과 단열기능을 동시에 수행하므로 단열 및 결로방지 기능을 완벽하게 수행한다.

네째, 뿜칠이나 로울러 등을 이용한 도포가 가능하여 이음매가 없어 단열성능이 우수해 열손실을 줄일 수 있다.

다섯째, 빠른 양생시간으로 짧은 시간에 많은 면적에 적용할 수 있어 그 만큼 경제성이 향상된다.

여섯째, 단열 도막층의 외관은 수성페인트와 동일하여 수성 조색제를 사용하여 다양한 색상으로 구현이 가능해 단열도막층 적용과 동시에 마감재로서 사용이 가능하다.

도 1은 일반적인 콘크리트 구조물 벽체에서의 결로 발생예를 설명하는 예시적인 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 단열도막층의 단열효과 시험을 위한 모형도이다.
도 3은 본 발명에 따른 단열도막층의 단열성 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 단열 도막재를 지하층 보호벽 결로 방지용으로 적용한 예를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 단열 도막재를 천정/벽체 결로 방지용으로 적용한 예를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 단열 도막재를 구조물의 천정/벽체 및 바닥에 결로 방지용으로 적용한 예를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 단열 도막재를 냉각수 관로 표면에 적용한 예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 콘크리트나 시멘트 모르타르 등으로 마감된 건축물이나 구조물의 내벽에 도료를 도장하여 단열 효과와 결로 방지 효과를 얻을 수 있도록 단열 도막재를 도포하여 단열도막층을 형성할 때, 단열도막층을 형성하는 단열 도막재가 균열 추종성(龜裂 追從性)을 갖도록 하여 균열 부위로의 열손실과 박락 현상을 막고, 결로 방지 효과의 장기화를 달성할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 상기 단열 도막재는 수성계 단열 도료 조성물로 이루어지되, 바람직하기로는 중량%로, 산화티타늄(Titanium Dioxide) 3~5%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate) 0.5~1%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.5~1%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate) 30~40%, 아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion) 20~25%, 규조토(Si) 5~10% 및 잔부 수용액(Water)으로 조성된다.

이때, 첨가량은 칼슘카보네이트가 더 많으나 기반 원료는 통기성이 우수한 아크릴 에멀젼이다.

특히, 상기 아크릴 에멀젼은 공기층 형성 효과를 얻기 위해 1~2㎛의 입도를 갖는 미립자가 바람직한데, 이는 앞서 설명하였듯이 액상의 단열 도막재가 건조되면서 여러 겹의 공기층을 형성하게 되는데 이 공기층은 일종의 복층유리(Fair Glass)와 같은 공기단열층을 여러 겹 형성하는 효과를 나타내어 얇은 도막으로도 우수한 단열 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 단열 도막재를 구성하는 조성물 중 산화티타늄은 광촉매로서 자외선에 반응하며, 인체에 무해하고, 물리 화학적으로 안정한 물질이다.

이러한 산화티타늄이 3중량% 미만으로 첨가되면 응집성이 떨어져 지수(止水) 효과를 저해하고, 5중량%를 초과하면 응집성이 높아져 신축성을 떨어뜨리므로 콘크리트 유동에 적극적으로 대응할 수 없기 때문에 이를 방지하기 위해 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.

그리고, 상기 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트는 가수분해 및 산화에 대한 안정성이 높고, 점도가 높은데 비하여 끈적거림이 적어 응집성 및 신축성, 유동성을 모두 증진시키는데 유용한 물질이다.

이와 같은 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트은 미량으로 첨가됨에도 불구하고 0.5중량% 미만으로 첨가하면 점성이 떨어져 응집성이 저하되고, 1중량%를 초과하여 첨가하면 점성이 높아져 유동성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.

또한, 상기 에틸렌글리콜은 자동차 부동액으로 널리 사용되는 화합물로서 가장 간단한 2가 알코올의 하나이며, 순수한 상태에서 냄새와 맛이 없고 끈적끈적한 특성을 가진다.

본 발명에서는 유동성을 고려하여 상기 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트와 동일 함량으로 첨가됨이 바람직하다.

아울러, 상기 칼슘카보네이트는 탄산칼슘으로 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철·건축재료 등의 각종 중화제(中和劑)로 사용된다.

본 발명에서는 콘크리트의 중화를 위해 첨가되며, 특히 이산화탄소와의 반응을 통해 이를 제거하는데 기여하게 된다.

이를 위해, 본 발명에서는 칼슘카보네이트를 30~40중량%로 첨가 혼합해야 하는데, 30중량% 미만으로 첨가하면 중화성이 떨어지고, 40중량%를 초과하면 전체 성분의 알카리성을 저해하므로 상기 범위로 한정됨이 바람직하다.

그리고, 상기 아크릴 에멀젼은 기반 원료로서, 수지 형태이며 공기층 형성을 위해 사용된다.

만약, 상기 아크릴 에멀젼을 20중량% 미만으로 첨가하면 가소성이 떨어져 신축성이 저해되며, 25중량%를 초과하게 되면 가소성이 커져 공기층 형성을 저해하므로 상기 범위로 첨가되어야 한다.

또한, 규조토는 수분 흡수 기능이 우수하여 피도막면에 접촉하는 수증기를 흡수하여 표면습기가 이슬로 바뀌지 않도록 저해하는 용도로 사용되며, 본 발명에서는 부착성과 유동성을 고려하여 5~10중량%의 범위로 첨가됨이 바람직하다.

이러한 조성으로 이루어진 본 발명에 따른 단열 도막재는 결로 발생량과 단열효과의 필요정도에 따라 0.3~2mm의 두께 범위까지 도포될 수 있는데, 도포 수단으로는 에어스프레이 혹은 로울러 등이 될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 단열 도막재로 이루어진 단열도막층은 수분 흡수율이 단열 도막재의 중량 대비 62.7%에 이르는 것으로 실험결과 확인되었다.

이는 상기 단열 도막재 1kg을 1㎡에 도포하였을 때 627g의 공기중 수분을 흡수할 수 있다는 의미이며, 실제로 상기 단열 도막재의 고형분 용적비가 50±2% 이므로 1㎡당 2kg을 도포하면 62.7%의 전흡수율을 기대할 수 있으며, 이때 건조 도막두께는 1mm가 된다.

따라서, 공기온도 25℃, 상대습도 90%인 경우, 공기 1㎥중의 수분량은 26g이므로 본 발명에 따른 단열 도막재 1kg 도포를 통한 단열도막층 형성시 12㎥ 공간의 수증기를 완전히 제거할 수 있다는 결론에 도달하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 단열도막층은 도막층 간의 공기층 형성으로 인하여 탈수율이 우수하여 습도 80%, 대기온도 25℃의 환경에서 시간당 10%의 탈수 기능이 있으므로 결로점에 이르는 습도가 높을 때 흡수한 수분을 도막재의 흡습 기능으로 공기 중의 습도가 낮아지는 즉시 방출하고 건조되어 결로 발생 억제 대기상태로 되돌아가는 기능을 반복한다.

즉, 함유한 수분은 공기온도 25℃, 상대습도 80% 이하로 환원되면 단열재 내부에 흡습된 수증기는 시간당 10% 비율로 증발하여 공기 중의 습도와 평형을 이루면서 유지된다.

따라서, 건물 내외부에서 공기가 접촉하는 벽체표면의 온도와 공기의 온도차이로 인한 건축 구조체 내외부에서 발생하는 결로현상을 방지하고 온도차이 및 습도가 높을 때 벽체표면에서 발생하는 이슬 맺힘을 방지한다.

이와 같은 조성으로 이루어진 본 발명에 따른 단열 도막재는 다음과 같은 방법으로 시공될 수 있다.

본 발명에 따른 단열 도막재 도포를 위해 먼저, 표면 처리단계가 수행된다.

상기 표면 처리단계는 표면에 잔류된 수분, 이물질 등을 제거하여 밀착성을 높이기 위한 것으로 반드시 선행되어야 한다.

이후, 하도재 도포단계가 수행된다.

상기 하도재 도포단계는 벽체의 벽면과 단열 도막재 간의 부착력을 확보하기 위한 것으로, 하도재를 도포하는 형태로 이루어진다.

이때, 사용되는 하도재는 단열 도막재와의 이질성을 최소화하기 위해, 에멀젼(Emulsion) 10~20 중량%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 1~1.5 중량%, 습윤제(Wetting agent) 0.5~1 중량% 및 잔부 수용액으로 구성될 수 있다.

이 경우, 이들 조성은 모두 친환경 재료로서, 내벽에 적용됨을 감안한 것이며, 또한 단열 도막재와의 동질성을 최대한 유지하면서 상호간의 부착력 강화를 위해 조성된 것으로, 일종의 초벌 도포라고 보면 되고, 각 성분들의 특성 및 기능은 앞서 설명한 단열 도막재로부터 충분히 알 수 있는 내용이므로 수치한정 사유는 생략한다.

이어, 균열부위 보수단계가 수행된다.

상기 균열부위 보수단계는 벽체 표면의 공기 흐름을 차단하기 위하여 균열이 발생한 부분을 피막 형태로 보수하거나 혹은 관통 균열의 경우에는 아크릴계 수지를 이용하여 주입 보수하는 형태로 이루어질 수 있다.

이 경우, 주입 보수제는 신장성이 우수하고 양생 반응시 이산화탄소 발생량이 적은 아크릴계 주입 보수제가 바람직하다.

본 발명에서는 페이스트 형태의 균열보수제를 사용하는데, 이러한 균열보수제도 상기 단열 도막재의 성분과 크게 다르지 않아야 된다. 즉 이질성이 커지면 박리 박락 가능성이 높아지므로 이를 극소화시키기 위해 동질성을 유지하여야 한다.

다만, 조성되는 성분의 일부를 조절하고, 페이스트 상태를 유지하기 위해 조성비를 조절할 수 있는데, 여기에서는 산화티타늄 1~5%중량%, 에틸렌글리콜 1~3중량%, 칼슘카보네이트 50~60 중량%, 에멀젼 12~38중량% 및 잔부 수용액으로 이루어진 페이스트 상태의 균열보수제를 사용함이 바람직하다.

이렇게 하여, 균열부위 보수단계까지 완료되면, 상술한 조성의 본 발명 단열 도막재를 0.3~2mm의 두께 범위내에서 에어스프레이 혹은 로울러를 이용하여 수차례 도포하여 공기층을 갖는 단열도막층을 형성하는 단열도막재 도포단계가 수행됨으로써 결로 방지를 위한 도막재 시공이 완료된다.

이와 같은 시공방법으로 시공되는 단열도막층은 실험 결과, 콘크리트 구조물의 내벽에 도포 시공시 기존대비 향상된 단열효과(구체적인 수치는 실시예에 기재) 및 제습효과를 얻을 수 있었고, 이를 통해 결로가 방지됨을 확인하였다.

따라서, 본 발명에 따른 단열 도막재 및 이를 이용한 도막재 시공방법을 다음과 같은 장소에 적의 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

- 단열 시공이 부실한 건축물의 내외부 벽체천정

- 결로발생이 심각한 지하구조물(물탱크실), 창고, 탄약고, 전기실 등

- 결로발생이 심각한 계단실, 지하실 바닥 및 벽체(공간벽이 없는 벽체)

- 결로발생이 심각한 아파트 발코니 벽체, 창고

- 박물관, 영사실, 강당 등 습기로 인하여 고가 장비가 결로의 피해를 입을 우려가 있는 곳(시설물의 벽체 천정에 처리하면 장비의 표면에 습기발생을 억제하여 피해를 예방할 수 있음)

- 저온식품, 방적, 염색, 전자, 반도체 등 실내 항온, 항습을 유지 관리해야 할 구조물

- 냉동/냉장창고, 농수산물 저온 보관 창고, 사일로, 저온탱크(단열목적으로 사용할 경우 에너지 절약에 효과적임)

- 수영장, 대중목욕탕, 찜질방 등 대중이용시설로 내외부 온도차이가 심한 곳

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

지금까지 개시된 결로 방지용 도막재는 앞서 종래 기술에서 설명하였듯이, 그 효과가 크게 떨어진 것이 사실이므로 본 발명에 따른 조성의 범위 중 최적치인 산화티타늄 4중량%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate) 0.75중량%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.75중량%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate) 35중량%, 아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion) 22.5중량%, 규조토(Si) 7.5중량% 및 잔부 수용액(Water)으로 조성된 단열 도막재를 도포하여 단열 도막재의 효율을 확인하고, 현장 적용성 및 그 적용두께를 설정하기 위한 실험을 수행하였다.

이때, 실험기간은 비밀을 유지한 채 2010년 1월 19일 ~ 동년 2월 17일까지 수행하였으며, 상기 실시예 1에 따른 조성으로 이루어진 단열 도막재를 1mm의 두께로 시공하였고, 도포 후 시험로의 표면을 완전히 건조시킨 다음 시험로 내부를 18℃로 유지하는데 필요한 소비 전력량의 변화를 측정하는 방법으로 단열 성능을 비교 분석하였다.

이 경우, 내부 온도 유지는 온도감지센서(10)를 설치하여 내부 온도를 측정하였으며, 온도 조절은 내부에 발열판(20)을 설치하여 유지하였다.

이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같은 시험로 A,B를 축조하였는데, 상기 시험로 A,B는 1㎥ 체적의 벽돌조로서 미장두께는 20mm로 하였다.

실험 결과, 하기한 표 2와 같은 단열성능 결과표를 얻을 수 있었다.

표 2에 따르면, 소비 전력량 실험결과 13.7%의 단열효과가 나타났다.

이 실험 결과는 벽체 온도와 공기 중의 온도차이가 30% 이상 차이날 경우 나타나는 결로 현상을 방지할 수 있음을 보여 주는 중요한 자료였다.

예컨대, 도 3의 그래프에서와 같이, 결로 현상이 심하게 발생하는 여름철 실내 온도가 26℃인 경우 지하실 벽체 표면 온도가 18.2℃(상대습도 90%) 이하의 조건이 되면 무조건 결로가 발생하는데, 본 발명에 따르면 지하실 벽체 표면의 여름철 평균온도가 16℃인 벽체 표면에 26℃의 공기가 접촉하더라도 본 발명의 단열도막층이 13.7%인 3.6℃ 만큼의 온도 흐름을 차단하게 되어 벽체 표면 온도가 19.6℃로 유지시킴으로써 근본적으로 이슬점 형성을 방지하게 되어 결로 현상을 차단하게 되는 것이다.

한편, 건물 내부 내벽의 본 발명 단열도막층 소요량의 설계는 구조물 내부용적을 계산하고 용적당(1㎥) 26g의 수증기를 함유한 것으로 가정한다.

전체 용적의 수증기량을 산출하고 공기의 흐름 속도를 계산하여 24 시간당 공기흐름의 횟수를 가중치로 부여하면 하루에 유입하는 수증기 총량이 산출되게 되는데 다음 수식과 같다.

또한, 본 발명에 따른 단열도막재는 구성 성분으로 인해 수명은 반영구적이며, 오염되어 보기 흉한 경우 다시 얇게 도포하여 유지관리 할 수 있다.

[실시예 2]

지하층 누수관리와 보호벽 결로방지 처리를 위해 먼저 보호벽의 역할을 알아야 한다.

보호벽은 옹벽에서 발생하는 결로현상을 방지하고 옹벽 누수시 배수로의 역할을 한다.

그러나, 보호벽으로 인해 옹벽 누수 시 누수지점을 파악하기 곤란하다는 점과 구조체 균열 보수 시 보호벽을 철거하고 방수기능을 복구해야하는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 도 4에서 처럼 옹벽표면에 단열도막층을 1mm를 도포 실시한 결과, 지하층 내부 보온효과 및 습도를 제거 효과가 나타났으며, 또한 누수시 균열보수 용이성과 확실성(지하층 누수 중 결로현상 원인이 대부분)이 확보되었고, 작업 공기를 단축할 수 있음은 물론 지하층 내부 각종 기기가 습기로 인한 피해를 입는 일이 없어졌으며, 지하 내부 환경을 쾌적하게 유지할 수 있었다.

아울러, 도 5에서와 같이 천정/벽체의 경우에도 단열 및 결로 방지가 가능하였고, 도 6과 같이 구조물의 천정·벽체 및 바닥 내부단열 및 결로방지 효과를 얻을 수 있었으며, 심지어는 도 7과 같이 냉각수 관로의 표면에서의 결로 방지도 가능함을 확인하였다.

덧붙여, 지하구조체는 상시 습도가 높은 곳이 많은데, 공기조화 시설이 완벽하여 벽체와 실내공기의 온도차이가 결로현상이 발생하지 않을 만큼 조절할 수 있는 설비가 된 곳이 거의 없기 때문에 윗층 구조체에서 결로현상이 발생하면 아래층 천정과 벽체에서 누수현상이 나타날 수 있으며 이러한 결로현상에 의한 누수를 잘못 판단하여 아래층 천정과 벽체에 아무리 방수 시공을 거듭해도 방수문제가 해결되지 않는 사례가 많다.

이에, 도 5 및 도 6과 같은 형태로 지하구조체의 천정, 벽체에 단열도막재를 1mm 도포한 결과 상기 현상이 없어 졌으며, 표면 및 내부결로가 사라졌음을 확인하였다.

따라서, 이런 장소의 결로 발생 방지 성공여부는 표면에 이슬이 맺히지 않으면 표면결로를 방지한 것이고 바닥에 물이 고이지 않으면 내부결로를 방지한 것으로 볼 수 있다.

10 : 온도감지센서 20 : 발열판

Claims (5)

1. 콘크리트 혹은 시멘트 모르타르로 마감된 건축물의 벽체 내벽을 단열함과 동시에 결로 발생을 방지하기 위해 내벽에 도포되는 단열 도막재에 있어서;
   상기 단열 도막재는 중량%로,
   산화티타늄(Titanium Dioxide) 3~5%, 트리메틸-2.4-팬탄디올-1.3-이소부틸레이트(2.2.4-trimetyl-1.3-pentandiol isobutyrate) 0.5~1%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.5~1%, 칼슘카보네이트(Calcium Carbonate) 30~40%, 아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion) 20~25%, 규조토(Si) 5~10% 및 잔부 수용액(Water)으로 조성되어 균열추종성을 가진 수성계인 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재.
   
2. 콘크리트 혹은 시멘트 모르타르로 마감된 건축물의 벽체 내벽을 단열함과 동시에 결로 발생을 방지하기 위해 내벽에 도포되는 단열 도막재를 시공하는 방법에 있어서;
   상기 내벽 표면에 잔류된 수분, 이물질을 제거하여 밀착성을 높이기 위한 전처리 과정인 표면 처리단계와;
   표면 처리된 내벽 표면에 벽면과 단열 도막재 간의 부착력을 확보하기 위해 단열 도막재와 동질성을 유지하는 하도재를 초벌 도포하는 하도재 도포단계와;
   하도재가 도포된 벽체 표면의 공기 흐름을 차단하기 위하여 균열이 발생한 부분을 페이스트상의 보수제로 피막을 형성하는 균열부위 보수단계와;
   균열부위가 부수되면 상기 청구항 1에 기재된 단열 도막재를 0.3~2mm의 두께 범위 내에서 에어스프레이 혹은 로울러를 이용하여 수차례 도포하여 공기층을 갖도록 단열도막층을 형성하는 단열도막재 도포단계로 구성된 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법.
   
3. 청구항 2에 있어서;
   상기 하도재 도포단계에서 도포되는 하도재는, 에멀젼(Emulsion) 10~20 중량%, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 1~1.5 중량%, 습윤제(Wetting agent) 0.5~1 중량% 및 잔부 수용액으로 조성된 액상 조성물인 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법.
   
4. 청구항 2에 있어서
   상기 균열부위 보수단계에서 피막을 형성하는 페이스트상의 균열보수제는, 산화티타늄 1~5%중량%, 에틸렌글리콜 1~3중량%, 칼슘카보네이트 50~60 중량%, 에멀젼 12~38중량% 및 잔부 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법.
   
5. 청구항 2에 있어서;
   상기 균열부위 보수단계에서, 보수되어야 할 균열이 관통 균열일 경우에는 신장성이 우수하고 양생 반응시 이산화탄소 발생량이 적은 아크릴계 수지를 주입하여 보수하는 것을 특징으로 하는 내벽 단열 도막재를 이용한 내벽 단열도막층 시공방법.

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