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과제기본정보

열교방지로 건축물 에너지효율을 향상시키는 준불연 복합 단열재와 그 벽체 및 천장 시공 기술의 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C162304-02
국가과학표준분류 1순위 원자력 | 노심 핵설계 기술 | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 전기·전자 | None | None 과제유형 개발
과제명 열교방지로 건축물 에너지효율을 향상시키는 준불연 복합 단열재와 그 벽체 및 천장 시공 기술의 개발
주관연구기관 삼우에스엔씨코(주)
총괄연구 책임자 성명 정재한
소속 삼우에스엔씨코(주) 직위 대표이사
전화번호 02-511-0705 FAX 02-512-0705
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 256,874,000 11,340,000 101,776,000 113,116,000 369,990,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 현재 건축 단열 소재 및 공법의 단점으로 확인된 부분을 다음과 같이 동시에 보완하여 건축물의 에너지효율, 화재안전성, 위생성능을 향상시키는 데에 그 목적이 있다.
○ 단열재 자체의 난연성능이 준불연 등급 만족
○ 장기 단열 성능 확보: 초기 단열 성능
○ 이음매 없는 공법으로 열교 방지
○ 결로 방지 및 위생 성능 확보
○ 현재 확보한 복합단열재에서 단면 패널과 샌드위치 패널 및 공법까지 추가 개발

각 항목별로 보다 상세한 내용을 다음과 같이 정리함

○ 단열재 자체 준불연 성능으로 화재 안전 향상 및 공사기간 단축
- 해당 단열재가 기타 난연성능을 향상시키기 위한 복합층 혹은 표면처리가 없이 준불연 성능을 가진다
유통과정, 시공현장의 입고와 보관, 현장 시공 작업 중에도 고열 스파크 작업등의 복합 작업이 이루어지는
것에 의한 화재 위험성이 없다
- 설치 이후에도, 화재 시 준불연 성능을 통해 인명과 재산의 피해를 줄일 수 있다
- 현재 기타 유기물 단열재 (단열재 자체가 난연성능이 나오지 않는 우레탄계, 압출법폴리스티렌, 비드법폴
리스티렌, 페놀폼 등)의 시공 시 금지된 복합 공정 금지에 대비하여, 타공정 동시 작업이 가능해 지므로,
공사 기간이 20% 이상 단축 한다.

○ 장기 단열 성능 확보 및 유지
- 단열재들이 납품 및 설치되는 당시의 초기 열전도도를 통한 열관류율을 계산하여 에너지절약기준을
만족하고 있다. 그러나 대부분의 단열재들은 시간의 흐름에 따라 수분 및 온도변화에 따라 열화되어
열전도도가 수십~수백% 상승하는 경시변화를 보이며, 이로 인해 건축물의 에너지 손실이 증가한다.
- 본 개발제품은 투습저항성 (투습저항계수 10,000 이상) 으로, 단열재의 경시변화가 최소화되어 10년
이상의 기간에 20% 이하의 열전도도 변화를 보이며, 장기적으로 단열성능을 유지 확보할 수 있으며
궁극적으로 건축물의 에너지 보존 성능을 유지한다.

○ 열교 방지 및 에너지 효율 향상
- 제품의 전용 설치 공법에 의해 이음매가 없는 시공 및 품질을 실현한다.
- 이음매에 의한 열교 (Heat Bridge)가 발생하지 않으며, 이로 인한 에너지손실과 결로에 의한 건축물
노후화를 방지할 수 있다.

○ 결로 방지를 통한 세균 및 곰팡이 생장 억제 가능한 위생 성능
- 투습저항성 (투습저항계수 10,000이상)과 이음매가 없는 시공은 결로에 의한 세균과 곰팡이의 생장을
억제한다. 이로 인해 건축물의 실내공기품질(IAQ:Internal Air Quality)을 위생적으로 유지하며, 단열재와
마감재의 부식과 열화를 방지할 수 있다
최종목표 ● 그린 뉴딜, 녹색건축, 제로에너지건축에 기여하는 단열/방열 구법의 개발에서 장기단열성능, 화재안전, 위생성능, 시공효율 향상
● 이음매 없는 시공에 의한 열교방지로 에너지 효율 향상
● 해당 단열재는 투습저항층을 가짐으로써 결로를 방지하여 경시변화 최소화 및 장기단열성능 확보
● 열전도도 에너지절약기준 가등급 만족
● 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준 [시행 2021. 3. 29.] [국토교통부고시 제2020-1053호, 2020. 12. 28., 일부개정] 준불연성능 만족
● 투습저항성능으로 결로를 방지하고 곰팡이 및 세균생장이 억제되는 위생 성능 확보
● 소재 자체가 준불연재로 화재안전성 확보되어 시공 현장 동시작업 가능 및 공사기간 단축
● 단열재의 가공, 부착, 시공 공법 개발
● 단열재의 단면패널과 샌드위치패널 및 그 설치 부속 개발
● 해당 기술의 지식재산권 확보
● 개발 공법 건설신기술 인증
● 개발 공법 건축 현장 적용 및 매출
연구내용 및 범위 1차년도
● 기존 단열재 및 복합단열재의 성능 및 공법조사
● 개발 공법과 비즈니스모델 수립
● 복합단열재의 시제품 설계 검토
● 복합단열재의 시제품 제작 및 시험성능평가
● 설계 수정, 성능평가 반영 개선안 진행
● 개선안 반영 시제품 제작 후 시험 및 현장 성능평가
● 복합단열재의 시공법 개발 및 정리
● 특허 출원 및 보완

2) 2차년도
● 복합단열재의 단면판 및 샌드위치 패널 공법 조사 및 개선점 확인
● 단면찬 및 샌드위치 패널 OEM 업체 리서치
● OEM 업체 Award 및 계약 실시
● 복합단열재의 단면판 및 샌드위치 패널설계 검토
● 복합단열재의 단면판 및 샌드위치 패널 시제품 제작 및 성능평가
● 성능평가 반영 개선안 진행
● 개선안 반영 제작 및 성능평가
● 단면판 및 샌드위치패널 공법개발 및 정리
● 특허 출원 및 보완
● 개발 제품 및 공법 표준도, 시방서, 일위대가 작성
● 개발 제품 및 공법 기술가치 평가
● 개발 제품 및 공법 홍보자료/영상 작성
● 개발 제품/모형 제작
● 개발 공법 건설 신기술 인증
● 개발 공법 사업화 수행

○ 연구개발과제 해당 기술의 보완할 점
- 고성능의 준불연 NBR계의 단열재를 건축물의 내외단열재로 적용하기 위해서 에너지 절약기준을 만족하는 열관류율에 따른 최적 단열 두께을 고려하는 경우, 그 비용이지나치게 상승하게 된다. 이로 인해 그 두께에 따른 비용절감 대체제 (Filler) 로서준불연 EPS를 고려하고 있다.
- 두 개의 소재를 적층하는 과정을 현장 시공 단계에서 진행하는 것과 선제작 (Pre-Fabrication)하여 시공하는 것의 비용 분석 및 시공 품질을 유지하는 공법과 매뉴얼의 관점에서 개발 및 평가를 계획해야 한다
- 고성능의 준불연 NBR계의 단열재 및 그 복합재를 응용한 실제 예시 (Practice)가 없으므로, 이에 대한 시장 진입 Case Study 및 Promotion 계획을 면밀히 세워야 한다.이러한 과정을 통해 시장에 진입하고 시장이 해당 소재와 공법에 적응할 시간을 가질수 있어야 한다
- 개발 후 단열복합패널, 단면패널, 샌드위치 패널 각각의 성능이 사양에서 요구하는 공인 시험 기준을 만족할 수 있어야 한다

○ 사업화과제의 차별화 방안
- 개발 제품과 공법은 지식재산화를 통해 특허 출원 및 등록 진행
- 개발공법은 단열공법의 소방안전 및 위생성 향상과 고효율에너지 건축물을 위해
개발되었고 기존 단열재의 성능과 공법의 단점을 보완 했으므로 건설 신기술 인증 시
유리하다고 판단됨
- 개발공법 공법의 표준화를 위해 실물 시공을 수행 진행예정으로 실물 시공을 통해
일위대가, 시방서, 설계표준등을 확보하고, 향후 공법의 표준화를 통해 건설신기술
인증 준비
- 개발공법 사업화 비즈니스 모델 수립: 전문가 활용을 통한 사업화의 성공 도출.
- 건설신기술 인증 시 본 연구개발 과제를 통과해 가점 취득 후 인증을 원활하게 진행
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 ● 복합단열판재와 시공 공법의 개발을 진행함에 있어 목표한 성능을 만족시키고 관련한 기술에 대한 지적재산화를 진행한다 ● 기존 복합 단열재 공법 조사
● 개발 공법 비즈니스 모델 수립
● 복합단열재 설계 검토
● 복합단열재 시제작 및 시험성능평가
● 설계 수정, 성능평가 반영 개선안 진행
● 개선안 반영 시제품 제작 후 시험 및 현장성능평가
● 복합단열재의 시공법 개발 및 정리
● 특허 출원 및 보완
연구성과 기술적 기대성과 ○ 건축물의 장기단열성능 유지와 에너지효율 증대
열전도도= 0.036 (W/m?k) 이하 에너지절약기준 가등급 만족하는 단열재 개발
투습저항계수 10.000 이상의 소재층으로 습기와 결로에 의한 경시변화 최소화하고 10년 이상
장기단열 성능유지: 열전도도 변화 20%이내 vs. 초기열전도도
○ 건축물의 시공과정에서 완공 후 소방 안전 향상
건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준 [시행 2021. 3. 29.]
[국토교통부고시 제2020-1053호, 2020. 12. 28., 일부개정] 준불연성능 만족하고 단열재가 준불연
성능으로 안전하여 건축물 단열재 시공 현장에 있어서 복합 공정 진행, 이로 인한 공사기간
단축가능: 우레탄 뿜칠 복합 공정 대비 20% 이상 감소
○ 건축물 노후화 방지 및 위생성능 개선
해당 단열재는 결로 방지 성능을 통해 곰팡이 및 세균생장이 억제되는 위생 성능 확보

준불연 무열교 단열재 및 공법 확보로 기술력을 높이고, 국내 새로운 방식의 공법 확보로 기술력 증대, 향후 10년 이상 높은 수준의 시장요구가 진행되는 저온물류창고와 항온항습 생산시설, 에너지고효율 건축물 시장에서 사업에 대한 노하우 축적할 수 있을 것으로 기대
사회 경제적 파급효과 경제/산업적 측면: 화재안전성능 장기단열성능과 위생 성능을 동시에 가지는 단열재와 공법 확보, 이를 통해 복합 공정 진행으로 공사기간 단축
사회적 측면: 단열재 화재로 인한 사고 방지로 인명과 재산을 보존하고, 사회적으로 안전에 대한 요구가 강화되는 시점에서 안전에 대한 대안 마련
활용방안 ○ 1-3차원 건축설계의 내외단열 시, 이음매를 없애는 공법으로 열교에 의한 에너지 손실 최소화
○ 녹색건축, 제로에너지 빌딩 등 건축물 내외단열 및 에너지효율 향상
○ 샌드위치 패널 및 단면 패널로 항온 항습 요구되는 저온 물류창고 및 플랜트 건축에 활용할 시,
장기단열성능 확보, 열교 및 결로 방지로 건축물 노후화를 방지, 시공단계에서부터 소방 안전 확보
○ 본 사업에 의해 개발된 기술은 기술 이전을 통하여 당사 혹은 별도의 기업에 이전되어 활용
○ 신기술 인증을 통해 나라장터 및 조달청 시스템으로 등록하여 공공부문의 고효율에너지 건축에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 녹색 건축 에너지보존 열교방지 준불연 투습저항계수
영문 Green Building Energy Conservation Heat Bridge Prevention Semi-Non Combustible Moisture Resistance Factor
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