한중콘크리트의 시공기술 1

특집 寒中콘크리트의 施工技術(Ⅱ)

寒中 施工은 공사기간과 후속작업측명, 冬節期 실업 대책 측면 및 지역의 기후조건등에 의해 그 필요성은 점차 증대되고 있다. 일본, 캐나다, 북유럽, 러시아 지역에서는 寒中콘크리트를 특히 많이 시공하고 있으며 이에 관한 연구 및 시공기술이 상당히 축적되어 있다. 국내에서도 11월부터 4월까지는 전국적으로 寒中시공을 회피하였다. 그러나 앞으로는 국내시공 뿐 아니라 해외건설진출에 있어서도 어떠한 기후조건에서의 콘크리트 시공이 상당히 요구될 것을 감안하여 본란에서는 寒中콘크리트의 施工에 관한 전반적인 사항을 종합 정리하여 실제 시공에 활용할 수 있도록 2회에 걸쳐 게재한다.

Ⅴ. 保溫養生

1. 보온계획

보온양생은 시공기간의 기상에 따라 가열보온양생 또는 단열보온양생중 어느 한 방법을 택하든지 또는 상황에 따라 양자를 겸하도록 계획한다. 가열보온양생에 있어서의 보온계획은 콘크리트타설 후 가열양생에 의해 콘크리트의 적산온도가 필요한 값 또는 소정재령에서 소요강도를 얻기에 필요한 값이 되도록 한다. 단열양생에 있어서의 보온계획은 콘크리트타설 후 콘크리트가 0℃로 식을 때까지 얻어진 적산온도가 초기양생에 필요한 값 또는 소정재령에서 소요강도를 얻기에 필요한 값이 되도록 한다.

<그림5> 가열보온양생의 순서

2. 보온양생 방법

(1) 가열보온양생의 일반

가열보온양생을 시공하는 경우 가열설비의 배치 등은 사전에 시험가열을 행한 후에 정한다. 가열중에는 콘크리트가 계획된 양생온도를 유지하도록, 특히 균등히 가열되도록 자기기록온도계 등에 의한 온도관리를 한다.

다음 절에서 상세히 설명하겠지만 외긴온이 일시적으로 0℃이하가 될 우려가 있는 경우나, 외기온이 수일에 걸쳐 0℃ 이하로 될 우려가 있는 경우 또한 외기온이 일시적으로 -10℃이하로 예상되는 경우에는 외기온의 정도에 따라 가열보온양생을 채택한다 이 양생법의 가열방법을 분류하면 다음과 같다. <그림6 참조>
 

상기의 방법중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 공간가열법으로 양생상옥과 병용하여 콘크리트 타설을 마친 부분 전체를 공간가열하는 것으로 열효율은 좋지 않다. 표면가열법에 의한 것이지만 복사열을 부분적으로 이용하는 것도 포함된다. 이 방법은 슬라브의 가열에 적당하며 공간가열로서 가열하기 어려운 부분에 병용하는 것이 좋다. 내부가열법은 효율은 가장 좋지만 전기배선, 콘크리트 내부에의 이물투입, 열관리의 곤란성과 전기위험성 등이 따르므로 사용하는 예가 많지 않다. 구체적으로는 <그림7>에 따라 가열에 필요한 열량을 계산하며 종류와 개수를 정한다. 콘크리트타설에 앞서 계획한 가열온도를 확보할 수 있는지 여부를 확인하기 위하여 시험가열을 한다.

이 시험가열은 거푸집의 자熱이나 빙설의 융해에도 좋으므로 꼭 필요한 것이다. 콘크리트 타설 후의 가열중에는 공간내의 온도분포가 불균일하게 되는 수가 많으므로 자기기기록온도계 등에 온도측정을 하여 온도가 균일하게 분포되도록 시공관리를 해야 한다. 각 가열방법의 특징이<표16>에 제시되어 있다.

<표16> 가열방법의 종류, 기기, 연료 등
 

① 가열방법의 요점

(가) 공간가열에서는 氣積을 적게하고, 피복의 틈새는 적게할 것

(나) 시험가열외에 타설당일은 가능한 한 타설전부터 가열을 할 것

(다) 이상 온도차가 발생할 수 있으므로 하부에 열풍이 순환하도록 할 것

(라) 외벽, 외주하부는 가장 저온이 되기 쉬우므로 주의하고 아래층으로부터 가열할 것 <그림7 참조>

(마) 외벽의 내측, 최상층의 슬라브에 콘크리트 타설시 투입되는 단열재는 <그림8> 좌측에서와 같이 내부에서의 가열로는 열이 차단되므로 외측에서의 가열이 필요하다. <그림8 참조>

(바) 증기양생이외의 가열은 건조하기 쉬우므로 보온에 힘쓴다.

(사) 연소가스는 인부와 콘크리트에 해로우므로 주의할 것

Sheet는 이음매가 생기는 단점이 있지만 가장 쉽게 바람을 막을 수 있는 점을 고려하면 한중시공에는 피할 수 없는 재료이다. 그러나 Sheet 양면에는 열저항역할로서의 얇은 공기층이 없으므로 단열재라고는 할 수 없다. 이 점에 있어서는 합판이나 철판 등의 얇은 재료에서는 대동소이하며, 두께가 두껍지 않으면 단열재의 범위에 넣어서는 안된다.

Sheet로 둘러싸인 공간을 가열하기란 상당히 어렵다. 또한 Sheet는 <그림9>와 같이 열손실이 클 뿐만 아니라 내부와 Sheet면의 큰 온도차로 인하여 Sheet면을 따라 하부기류가 발생하며 이 하강기류는 콘크리트 상하면의 온도차를 유발하는 원인이 된다. 이런 현상은 공간의 높이가 증대됨을 따라 더욱 커진다. 이에 대처하기 위한 방법으로 난방기기를 분산시켜 가열시키는 방법이 있으나 이 방법도 한계가 있기 때문에 근본적으로 단열도를 증가시켜 콘크리트의 온도를 증가시키는 수 밖에 없다. 또한 한냉지에서의 내측단열의 위치에 관한 내용이 <그림8>에 제시되어 있다. 일반적으로 콘크리트를 타설할 때 거푸집 내측에 붙이는 30mm 발포스치로폴 단열재를 거푸집 외측에 사용하면 그대로 콘크리트의 단열양생제로서 사용할 수 있어 외벽외측공간에 가열보온을 실시할 필요가 없음을 보여주고 있다. 내측단열에서 콘크리트는 최악의 상태가 되므로 외벽외측의 가열이 불가피하다. 그러나, 외측 단열은 설계단계에서 외장재의 문제와 동시에 신중히 검토할 필요가 있다. 외국에서는 외측단열이 널리 사용되고 있지만 우리나라에서는 장래의 양생법으로 검토해야 할 중요과제 중의 하나라고 생각된다.

<그림6> 가열방법의 종류

<그림7> 외벽하부 가열 예

<그림8> 단열재의 위치 및 온도 분포의 예

(2) 단열보온양생의 일반

단열보온양생을 실시하는 경우 콘크리트가 계획된 온도를 유지하며 국부적으로 차가워지지 않도록 단열재 또는 단열재를 병용한 거푸집의 두께를 적절히 정한다. 양생온도는 자기기록온도계에 의해 측정하며, 거푸집 제거일을 정하는 자료로 삼는다.

단열보온양생은 저온, 바람, 눈(雪)으로부터 콘크리트를 보호하고, 계획된 양생온도를 유지하며, 방열을 적게하기 위하여 단열에 의해 초기양생에 필요한 적산온도와 강도가 얻어지도록 하는 양생법으로 계속적인 보온양생법으로서는 이 방법이 많이 사용된다. 이 방법은 외기온이 매우 낮지 않은 경우나 중량콘크리트 등에서는 간단한 단열재를 써서 단독으로 행해지지만 외기온이 일시적으로 0℃이하로 될 우려가 있는 경우나, 또한 일시적으로 -10℃이하로 예상되는 경우에는 가열 보온양생과 병용하는 예가 많다. 이 양생법의 진행 개요는 <그림10>과 같다.

단열보온양생에 대해서는 다음(4. 단열보온양생)의 해설에서 상술하지만 외기온이 낮은 경우에는 열관류율이 작은 단열재료를 사용하지 않으면 그 목적이 이루어지지 않는다. 외기온이 그다지 낮지 않은 경우에는 Sheet등으로 피복하는 것이 좋지만 Sheet는 단열재가 아니라 양면에 접하는 얇은 공기층이 열관류를 조금씩 감소시키는 정도이다. Sheet의 주된 효과는 바람에 의한 콘크리트로부터의 수분증발을 막으며, 증발의 잠열에 의한 냉각 방지이다. 단열재를 병용한 거푸집이 유효하지만 현재는 아직 사용예가 없고 앞으로 보급될 것으로 생각된다. 단열보온 양생의 경우, 동일구조물에서도 부재나 단면치수에 따라 열손실이 다르므로 균등한 냉각은 이루어지지 않는다. 따라서 냉각되기 쉬운 부분을 기준으로 단열재의 두께를 결정한다. 이 경우 콘크리트 내부에 매설이 가능하고 수개소의 온도를 연속 기록할 수 있는 열전식 기록온도계를 사용하는 것이 바람직하다.

<그림10> 단열보온양생 순서

① 단열법의 요점

(가) 열손실계수가 작은 재료를 선택할 것, 굳지 않은 콘크리트와 접하여 흡수하는 재료는 방수성이 강한 Sheet등으로 절연하다.

(나) 유풍시의 열손실계수의 증대를 고려한다.

(다) 틈이 없도록 하기 위하여 겹치게 하는 것이 좋다.

(라) 물-시멘트, 시멘트의 종류 등을 검토하여 富配合으로 하고, 타설온도도 규정치보다 높게 하고, 0℃로 차거워 질 때까지 얻어지는 적산온도 M을 크게 한다.

(마) 우각부, 돌출부, 슬라브등 차가워지기 쉬운 부분의 보온에는 특별한 주의를 하고, 온도측정을 하여 소요의 적산온도 값이 얻어지지 않는다고 판단할 경우에는 양생기간의 연장이나 가열보온양생을 병용한다.

(2) 단열재 일반

보온을 위한 단열재는 열전도율이 작고 흡습성이 작은 재료가 좋지만, 가설재이므로 다음을 고려하여 결정한다.

① 當該工事나 이외의 공사에 전용가능할 것

② 운반, 취급, 그리고 제거가 용이할 것

③ 파손되기 어려운 재료일 것

열관류율 K는 다음의 식(1)으로부터 구한다.
 

여기서,

K : 열관류율(Kcal/m²h℃)

α1 : 내측열전달율(Kcal/m²h℃)

α0 : 외측열전달율(Kcal/m²h℃)

Ln : 각 재료의 두께(cm) m²

λn : 각 재료의 열전도율(Kcal/m²h℃)

굳지 않은 콘크리트와 접하는 거푸집이나 각종의 보온을 위한 재료는 흡습상태이므로 당연히 열전도율은 크게 된다. 즉 거푸집용 합판에서는 약 15%가 증가하고, 木毛시멘트판에서는 50% 증가한다. 반면, 발포수지판에서의 열전도율 증가는 작다. 그러므로 방수성이 강한 Sheet 등으로 물과 절연시키는 것이 좋다. 風에 대해서는 유풍시는 열전도율이 증대한다 또한 열전도율은 표면의 평활도에 의해서도 변화한다.
風의 정도에 의한 열전도율의 가정치는 <표17>과 같다. 이 값은 설계용열손실계수를 추정하는데 이용할 수 있다.

<표17> 열전도율
 

3. 가열보온양생

(1) 가열보온양생의 원칙

① 가열보온양생을 실시하흔 경우, 콘크리트의 양생온도 5℃이상 유지하는 것을 표준으로 한다. 가열에 의한 열량은 콘크리트로부터 열관류율 및 환기에 의해 손실되는 열량을 계산한다.

② 양생상옥 내부의 공기는 온도차에 의한 환기와 상옥 외부의 風에 의한 환기 있음을 고려해야 한다.

또한 가열하는 氣積(Air-Volume)이 되도록 적게 계획한다.

③ 구조물 주위의 공기를 가열하여 콘크리트를 가열할 경우에 필요한 열량은 환기와 열관류에 의하여 손실되는 열량을 계산한다.

④ 콘크리트의 내부 또는 표면에서 가열하는 경우의 필요한 열량은 표면에서 열관류에 따라 손실되는 열량을 고려해야 한다.

(2) 양생상옥의 환기회수 계산방법

①환기량 계산공식

이 방법은 양생상옥의 환기회수를 이론적으로 그리고 간편하게 산출하는 것을 목적으로 하며 하기의 일반식을 사용한 圖式계산법이다. 환기의 일반식의 양생상옥에의 응용은 모델상옥 등의 실험에 의해 그 적합성이 확인되고 있다. 상옥주위면에 n개의 개구를 가정하면 상옥내의 환기량,환기회수는 식(2)에 의해 구할 수 있다.

Q_sm=α_mA_m{2gh_m(T₁-T_o)/T₁-cv²+sgP₁/r₀}

ΣQ_mm=0,n=ΣQ_1m/2V ................................(2)

여기서,

Q_sm : 환기량(m³/h), n : 환기회수(回/h)

V : 양생공간의 氣積(m²)

α_m : 주변재내의 유속계수(0.7)

A_m : 개구면적(m²)

h_m : 개구부의 높이(m)

T₁ : 실내절대온도 (。K)

T_o : 실외절대온도 (。K)

c : 풍압계수

v : 외기풍속(m/s)

P₁ : 실내전압(kg/cm²)

r_o : 외기밀도(kg/cm²)

② 양생상옥의 분류

양생상옥의 가열방법은 상옥전체를 가열양생하는 "전체가열"途中層에 수평으로 Sheet를 설치하여 氣積을 적게하여 가열양생하는 "부분가열"콘크리트 타설층만을 가열양생하는 "시공층가열"의 3가지로 대별할 수 있다. 또한 상옥의 바닥 및 천장의 개구상태에 따라 다음과 같이 나눌 수 있다.

(가) 개구가 없는 경우(개구가 보이지 않고 견고한 바닥구조물을 가진 상옥 및 시공층의 가열양생으로 무개구 콘크리트 슬라브를 천장으로 하는 경우)

(나) 개구가 있는 경우(골조에 Sheet만을 붙이는 간편한 구조물의 상옥 및 시공층 가열양생으로 개구상태인 것)

다음 <표18>에 상옥을 자세히 분류해 놓았다.

<표18> 가열과 상부개구상태에 의한 상옥의 분류
 

【주】S_c: 개구면적

③ 계산상의 설정조건

양생상옥의 주변재료로서는 3.6m×5.4m의 공사용 Sheet를 기준으로 하여 Sheet의 이음에 의한 틈을 2cm(주변재의 바닥,천정개구의 틈은 Sheet의 이음이나 보수가 곤란함을 고려하여 側틈의 2倍로 한다.),상옥의 평면형상을 정방형으로 하는 등의 조건을 설정하여 기준 환기회수를 계산한다.

실제현장에서의 주변재의 크기, 틈의 간격, 상옥의 평면형(장방형에 한함)의 변화에 대해서는 보정계수를 기준회수에 곱하면 산출할 수 있다. 온도차환기에 대해서는 상옥 내외의 온도차를 15℃(양생공간의 온도 5℃, 외기를 旬平的 기온의 최저치 -10℃)로 하고, 풍압계수에 대해서는 풍상측 0.8,풍하측 -0.4로 한다. 또 기상조건의 악화, 가열기의 고장을 고려하여 안전율을 50%로 한다.

④ 기준환기곡선

상기의 조건에 의하여 상옥높이별로 산출한 기준환기곡선이 <그림11>에 제시되어 있다. 여기서 온도차환기의 영향에 따라 아래의 凸의 극소치가 있는 곡선의 경우에는 약풍시(0∼5m/sec)에서의 최대치를 환기회수로 한다.

⑤ 설계용 풍속

양생상옥의 설계용풍속은 월평균풍속의 최대치로 정한다.

⑥ 각종 조건에 의한 환기회수의 보정치

양생상옥의 둘레에 사용되는 주변재의 크기에 따른 보정계수A를 <표19>에, 주변재의 틈간격 정도에 따른 보정계수B를 <표20> 에, 상옥의 평면형상에 의한 보정계수C를 <표21>에, 단&#46145;리싸기냐 이중싸기냐에 따른 보정계수D를 <표22>에 나타낸다 또한 이중싸기는 외부싸기(공사용 Sheet만 사용)로 구성되며, 개구면적의 직렬합성법에서 보정계수D를 산출한다.

⑦ 설계용 환기회수산정의 순서

가열계획에 필요한 상옥의 설계용 환기회수 n의 산정순서는 다음과 같다.

(가) 상옥(양생공간)의 높이, 상부의 개구상태, 가열방법에 따라 기준환기곡선도(<그림11>)의 ①∼⑧로부터 해당하는 Graph를 구할 수 있다.

(나) 상기 (강)의 Graph에 상옥(양생공간)의 床面積에 의한 기준 환기곡선을 補問法에 따라 구하여 作圖한다. 상옥의 상면적은, 예를 들면, 틀비계의 사용인 경우, 통상 1.5m×2를 건물 길이와 폭에 가산하여 상면적으로 산출한다.

(다) 시공지역에 따라 설계용 풍속표를 만든다.

(라) 상기 (나)에 따른 곡선과 설계용풍속의 교점을 기준환기회수n_s로 한다.

(마) 외부주변재의 크기에 따라 보정계수A를 <표19>에 따라 정한다.

(바) 외부주변재의 틈간격에 따라 보정계수B를 <표20>에 따라 정한다.

(사) 상옥의 평면형(길이와 높이比)에 따른 보정계수C를 <표21>에 따라 정한다.

(아) 단일 또는 이중싸기에 따른 보정계수D를 <표22>에 정한다.

(자) 설계용 환기회수 n를 아래식으로 산출한다.

n = n_s ×A ×B ×C ×D

(차) 현장의 양생온도관리가 특히 우수하다고 판단될 경우는 설계용환기회수n를 85%까지 저하시킬 수 있다.

<표19> 주변재에 따른 보정계수 A
 

<표20> 주편재의 이음상태에 따른 보정계수B
 

<표21> 상옥의 평면형(邊長比)에 의한 보정계수C
 

[註] x :長邊 y : 短邊

<표22> 싸기형식에 의한 보정계수
 

<그림11> 기준환기곡선

⑧ 계산예

다음과 같은 시공조건에서의 설계용환기회수를 전체, 부분, 시공층가열의 가열상태에 대해서 계산하라.

[시공조건]

장 소 : A도시

상옥규모 : 30m×15m×높이24m

주변 Sheet의 크기 : 3.6m×4.8m

주변 Sheet의 틈폭 : 보통(2cm 이하)

[例1] 상기의 조건에서 전체가열 양생을 하며, 상옥근의 개구가 없는 경우의 설계용 화기회수를 구하라.

[解] 산정순서에 따라 다음 요령으로 산출한다.

(가) 전체가열양생, 무개구옥근, 상옥높이 24m라는 조건에서 해당 Graph는 <그림22>의 ③이다.

(나) A도시의 설계용풍속은 3.0m/sec로 가정한다.

(다) 상기 (나) 및 상옥상면적=450m²에서 기준환기회수 n_s = 9.0회/hr이다.

(라) 틈폭이 「보통」 2cm에 상당하므로 <표20>에서 보정계수 B=1.0이다.

(마) 상옥의 평면형에 따른 邊長比가 2.0이므로 <표21>에서 보정계수C=1.2이다.

(바) 단일싸기 Sheet이므로 <표22>에서 보정계수D=1.0이다.

(사) 이상으로부터 설계용 환기회수n를 산출하면

n = n_s×A ×B ×C ×D = 9.0 ×1.1 ×1.0 ×1.2 ×1.0 = 11.9 ≒ 12회/hr

[例2] 위와 같은 조건에서 부분가열양생을 할 경우의 설계용환기회수를 구하라. 단, 양생공간은 이중 Sheet로 싸여있고 그 공간높이는 7m이다. 또, 내측 Sheet의 틈폭의 상태는 「보통」이다.

[解] 위 계산치와 같은 요령으로 다음과 같이 산정한다.

(가) 부분가열양생으로 공간고 7m의 조건에서 해당 Graph는 <그림22>의 ⑥이다.

(나) 床面積=450m², 설계용풍속=3.0m/sec에서 기준환기개수 n_s = 13.2ghl/h

(다) 보정계수 A,B,C는 [예1]과 같이 이중싸기로 내측 Sheet틈폭이 「보통」이므로 <표22>에서 보정계수 D = 0.8, n = 13.2 ×1.1 ×1.0 ×1.2 ×0.8 ×13.9 ≒ 14회 /h

[例3] 동조건에서 시공층양생을 한 경우의 설계용환기회수를 구하라.
단, 가열공간은 29m ×14m ×3.6m로 이중 Sheet로 싸여 있으며, 내측 Sheet의 틈폭은 「보통」천정부의 개구는 없다.

[解]

(가) 높이 3.6m으로 천장부에 개구가 없는 시공층 가열양생이라는 조건에 해당하는 것은 <그림22>의 ①이다.

(나) 床面積 = 406m², 설계용풍속=3.0m/sec에서 기준환기회수 n_s = 5.8ghl/h

(다) 보정계수는 [例2]와 같다. 따라서 설계용환기회수 n = 6.1회/h

(3) 가열보온양생의 열량계산방식

① 양생상옥내의 열량계산 방식

(가)콘크리트의 양생온도목표치의 설정 : 콘크리트의 양생온도는 5℃이상 유지함을 표준으로 한다.

(나) 기상조건의 가정(예상평균기온과 평균풍속) : 특히 風이 열관류 및 환기에 의한 열손실을 크게 변확시키므로 기본적으로 3∼6m/sec정도의 風을 생각한다.
단, 지하층인 경우 무풍으로 간주해도 좋다. 평균기온은 지역의 순간최저기온을 통계치로 가정한다.

(다) 환기회수의 설정: 상옥내부의 공기는 온도차에 의한 환기와 상옥외부의 風에 의한 환기가 있지만 일반적으로 내외의 중간치 <표24>가 취해지고 있다.
상세한 것은 前述의 환기회수산정법에 의하는 것이 좋다.

(라) 가열기적을 적게할 것 :쓸데없는 기적을 가열하지 않도록 한다.

② 열손실계산

열손실은 다음 (3)식에 의해 계산한다.

H = H_v + H_k = (0.3n.V + ΣK_pㆍS)×(T_c - T_o)......................... (3)

H : 가열에 필요한 열량(Kcal/m²h℃)

H_v : 환기에 따라 손실되는 열량 (Kcal/h)

n : 환기회수(회/h)

V : 가열해야 할 기적(m²)

K_p : 상옥 및 주변재의 열관류율(Kcal/m²h℃)

S : 열손실에 고려되는 상옥의 면적(m²)

T_c : 콘크리트의 양생온도 목표치(℃)

T_o : 외기 또는 주변공기의 온도 (℃)

0.3 : 공기의 용적비열(Kcal/m²h℃)

(가) 환기에 따라 손실되는 열량 H_v

환기회수 n값이 열손실에서 차지하는 비중은 상당히 크다. 또한, 공법, 시공정도, 재질 등의 불확실한 요소가 많아서 종래의 경험, 또는 실험치를 채용하는 것인 일반적이다. 前述의 환기회수 산정법은 모형실험과 현장실측으로부터 나온 값이다.

(나) 열관류에 의해 손실되는 열량 H_k
ΣK_pㆍS는 屋根面, 측면, 상면을 각각 산출한 합이지만, 지반에 접하는 면의 방열은 무시하고 산출하지 않아도 좋다. 또한 경화한 콘크리트로 무풍의 경우 열관류율은 수화가 그만큼 진행하고 있지 않음을 생각하여 안전하게 2,5Kcal/m2h℃로 한다. 미국에서는 2.3Kcal/m2h℃로 하고, 실험치는 2.0Kcal/m2h℃ 정도이다.

(다) 가열설비의 기종과 용량의 결정

보유기기 등에 따라 기종선정의 조건은 다르지만, 히터가 많이 사용되고 있다.

그러나, 히터를 사용하면 자연대류에 따라 가열공간의 상하 온도차가 심하므로 방렬기의 효과적 배치나 축류송풍기 등에 의한 강제순환등으로 온도를 평균화시킬 필요가 있다.
 

ㆍ유효발열량 = 발열량(Kcal/kg 또는l)×(연료사용량(kg 또는 l)×설비의 열효율

또, 콘크리트내부에 전열선을 배설하거나, 표면에 피복전열선을 배열하여 콘크리트의 내부 또는 표면에서 가열할 경우에 필요한 열량은, 식(4)에 의해 계산된다.

H = ΣK₁ㆍS(T_c - T_o)(4)

기호,

H : 가열에 필요한 열량(Kcal/h)

K₁ : 단열재 또는 거푸집의 열효율성(Kcal/m²h℃)

S : 단열재 또는 거푸집의 면적(m²)

Ts : 콘크리트의 양생온도 목표치(℃)

t₁ : 외기 또는 주변공기의 온도(℃)

[例4] 하기조건의 경우에 필요한 가열기기대수를 구하라.

기상조건 : 12월 하순의 최저기온 -7.9℃

평균풍속 2.3m/sec

실내목표온도 : 5℃

건물의 규모 : 건축면적 20×25=500m²

타설현장 : 층높이 3.8m 2층 콘크리트

양생상옥 : 屋根은 波形 철판붙임.

주변은 Sheet 1枚로 이음을 겹치는 정도로 외벽에서 1.5m 떨어져 있다.

[해]

(가) 양생상옥은 <그림13>에서와 같은 형식으로 「지하5층」의 경우로 가정한다.

(나) 환기회수n은 <표24>에서 유풍시로 Sheet의 경우는 바깥으로 20회이지만, 풍속이 비교적 작으므로 15일로 가정한다. 전술의 환기회수산정법에서 Sheet의 크기는 1.8m×5.4m로 하면<표19>에서 A=1.6,틈의 간격이 있는 것으로 하면 B=1.0, 평면형에서 C=105, Sheet는 단일싸기로 D=1, 풍속 5m/sec로 생각하면 <그림11>의 ②에서 환기회수는 13.9/hr로 산정되므로, n=15는 안전하다고 볼 수 있다.

(다) 열관류율 Kp는 <표23>에서 Sheet는 7.5, 파형철판은 6으로, 콘크리트는 2.5로 가정한다.

(라) 방열면적S 및 방열기적V는 상면적 :(20 + 1.5 ×2)×(25 + 1.5 ×2) = 644m²

콘크리트부분은 20 ×25 = 500m²

屋根面積 : 24 ×28 = 672m²

측면적 : (23 + 28) ×2 ×5.8 + 23 ×2/2 ×2 = 638m²

가열기적 : 644 ×5.8 + 23 ×28 ×2/2 = 4379m³

(마) 열손실량계산은 H = Hv + Hk에서

H = [(0.3 ×15 ×4,379) + (672 ×6 + 638 ×7.5 + 500 ×2.5 + 144 ×7.5)] ×[5-(-8)]
= 3,0850 ×13 = 401,050Kcal/hr)

(바) 가열기기대수는 可搬式 공기가열기를 사용한다. 예를 들어, 공칭발열량 37,500kcal/h로 열효율90%로 간주한 경우, 가열기기대수는 401,050÷(37,500×0.9)=11.88대가 되어 12대를 필요로 한다. 혹은 환기회수를 13.9회로 해도 11.3대가 되어 12대가 필요하다.

<표23> 설계용열손실계수

<표24> 경험으로 본 환기회수 선택법 (<표23>의 [註]를 참조)