열관류율·열관류저항과 단열재 보강 두께 계산
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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다
9문항
19개년 기출 중 이 개념이 인용된 문항
8 / 19
출제된 회차
정상상태 벽체 열전달(열관류)
가장 자주 함께 나온 논점 (1문항)
출제 회차 13회 · 16회 · 17회 · 18회 · 23회 · 26회 · 27회 · 28회
2 쉬운 설명
열관류율 = 벽이 열을 얼마나 잘 통과시키나, 열관류저항 = 얼마나 잘 막나. 둘은 서로 뒤집은 값(R = 1 ÷ U)
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벽에 단열재를 덧대면 열이 빠져나가기 어려운 정도(저항)가 더해집니다. 그래서 저항은 더하고, 마지막에 한 번 뒤집어 열관류율을 구합니다. 열관류율이 클수록 열이 많이 새 나갑니다.
세 가지만 외운다
| 구하는 것 | 식 |
|---|---|
| 단열재 한 겹의 열저항 | 두께(m) ÷ 열전도율 |
| 전체 열관류저항 | 각 층의 열저항을 더한다 |
| 열관류율 | 1 ÷ 전체 열관류저항 |
단열재를 덧댄 뒤 열관류율 (열관류저항 3.5, 단열재 60 mm, 열전도율 0.04)
0.06 m ÷ 0.04 = 1.5→3.5 + 1.5 = 5.0→1 ÷ 5.0 = 0.20 W/m²·K
목표 열관류율에서 거꾸로 두께 구하기 (0.25 → 0.16, 열전도율 0.04)
R₁ = 1 ÷ 0.25 = 4.0→R₂ = 1 ÷ 0.16 = 6.25→추가 저항 ΔR = 6.25 − 4.0 = 2.25→두께 = 2.25 × 0.04 = 0.09 m = 90 mm
실내측 표면온도 (실내 23 ℃, 외기 −5 ℃, 열전달율 8.0, 열관류율 0.5)
벽을 빠져나가는 열의 양은 벽 전체에서 같습니다. 실내 공기에서 벽 표면으로 건너가는 동안 떨어진 온도만큼이 실내온도와 표면온도의 차이입니다.
온도차 23 − (−5) = 28 K→열류량 0.5 × 28 = 14 W/㎡→14 ÷ 8.0 = 1.75 ℃→23 − 1.75 = 21.25 → 21.3 ℃
이것만은 헷갈리지 말자
- 열관류율끼리 더하지 않습니다. 저항으로 바꾸어 더하고, 마지막에 뒤집습니다.
- 단열재 두께는 (추가할 저항) × 열전도율입니다. 나누지 않습니다.
- 두께는 m로 계산합니다. 60 mm는 0.06 m이고, 답이 0.09 m이면 90 mm로 고쳐 씁니다.
- 외기온도가 −5 ℃이면 온도차는 23 − (−5) = 28 K입니다.
3 이 개념이 나온 기출문제
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
암기팁 「저항은 더하고, 마지막에 뒤집는다」 — 단열재 저항 = 두께(m) ÷ 열전도율.
암기팁 U는 뒤집어서(R = 1/U) 더하고 빼라 · 두께 = R × λ.
함정 주의 열관류율은 「새는 정도」다. 크면 많이 샌다.
- 기본식: R = 1/U, 재료층 열저항 = 두께 ÷ 열전도율, 직렬 층은 더한다, 열관류율 = 전체 저항의 역수(표면열전달저항이 주어지면 함께 더한다).
- 보강 후 열관류율: 제27회 79번: 3.5 + 0.06 ÷ 0.04 = 5.0 → 1 ÷ 5.0 = 0.20 W/m²·K. 제23회 69번: 3.0 + 0.04 ÷ 0.04 = 4.0 → 1 ÷ 4.0 = 0.25 W/m²·K.
- 필요한 두께: 제26회 65번: 1 ÷ 0.25 = 4.0, 1 ÷ 0.16 = 6.25, ΔR = 2.25, 두께 = 2.25 × 0.04 = 0.09 m = 90 mm. 제18회 110번: 목표 1 ÷ 0.25 = 4.0, 4.0 − 2.5 = 1.5, 두께 = 1.5 × 0.03 = 0.045 m = 45 mm.
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- 표면온도: K(ti − to) = αi(ti − tsi), 곧 표면온도 = 실내온도 − (K/αi) × (실내온도 − 외기온도). 제28회 65번: 23 − 0.5 × 28 ÷ 8.0 = 21.25 ℃이고, 소수점 둘째자리에서 반올림하면 21.3 ℃이다.
- 관류 열손실 = 열관류율 × 전열면적 × 실내외 온도차. 세 값이 커질수록 열손실이 커지고, 열관류율이 크면 열이 많이 샌다.
- 푸는 순서: 묻는 것(율·저항·두께·온도) 확인 → 단위를 m로 → 저항으로 바꾸어 더하거나 뺀다 → 마지막에 뒤집거나 열전도율을 곱한다 → 단위(mm)·반올림을 확인한다.
5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다
제28회 공동주택시설개론 65번다음과 같은 조건의 벽체에서 실내측 표면온도(℃)는 얼마인가? (단, 계산결과 값은 소수점 둘째자리에서 반올림함)계산해설 보기 →제27회 공동주택시설개론 79번열관류저항이 3.5 m²ㆍK/W인 기존 벽체에 열전도율 0.04 W/mㆍK인 두께 60 mm 의 단열재를 보강하였다. 이 때 단열이 보강된 벽체의 열관류율(W/m²ㆍK)은?해설 보기 →제26회 공동주택시설개론 65번기존 벽체의 열관류율을 0.25W/m²ㆍK에서 0.16W/m²ㆍK로 낮추고자 할 때, 추가해야 할 단열재의 최소 두께(mm)는 얼마인가? (단, 단열재의 열전도율은 0.04 W/mㆍK이다.)계산해설 보기 →6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 2개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기
열관류율과 열관류저항
열관류율 U는 벽이 열을 얼마나 잘 통과시키는지, 열관류저항 R은 얼마나 잘 막는지를 나타내며 R = 1/U 이다. 재료층의 열저항은 두께를 열전도율로 나눈 값이고, 직렬 층의 열저항은 더한다. 다층 벽체의 전체 열관류저항은 각 층의 열저항(표면열전달저항이 주어지면 그것도 포함)을 더한 값이며, 열관류율은 그 역수다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 9문항 중 9문항의 근거정상상태 벽체 열전달
정상상태에서 벽을 통과하는 열류량과 실내 공기에서 벽 표면으로 전달되는 열량은 같으므로 K(ti − to) = αi(ti − tsi)가 성립한다(K: 열관류율, αi: 실내측 표면 열전달율, ti·to: 실내·외기온도, tsi: 실내측 표면온도). 벽체 관류 열손실은 열관류율·전열면적·실내외 온도차의 곱으로 구하므로 세 값이 커질수록 열손실이 커진다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 9문항 중 9문항의 근거