단열현관문 전문 제작 기업
플러스도어
043)221-2600~2
충북 청주시 서원구 가좌신송로 17
단열현관문 전문 제조업체인 플러스도어는 제품의 작은 플라스틱부품부터 경첩에 이르기까지 각 위치에 사용되는 부속을 직접 설계하고 있다. 필요에 따른 구조해석을 통해 사용 중 문제점 및 제품에 하자가 발생되지 않도록 검토하며, 제품만의 고유한 형상을 모두 적용하여 각 부품 하나하나가 제품에 완벽 호환 가능하도록 설계되고 있다.
내장 단열재 위치에 따른 열전도 비교
많은 현관문 제조업체들이 알루미늄바 내부에 단열재를 넣어 단열효과를 높이려는 노력을 하고 있다. 하지만 업체별로 충진 하는 위치가 다르며, 시험 연구 결과에 근거한 위치에 따른 판단기준이 없는 문제가 있었다. 알루미늄 내부를 충진하는 것은 간단하게 보일 수 있지만, 온도 조절 및 양조절 문제로 내부가 채워지지 않거나, 반대로 과충전으로 인해 알루미늄의 변형을 가져올 수도 있다. 또한 조립 및 가공성이 매우 떨어질 수 있기 때문에 조심스러운 부분이다.
또한 다른 공간은 단열층 사이를 충진하는 방법이다. 아존을 사용하는 알루미늄 단열바에서는 사용할 수 없는 방법이며, 폴리아미드 방식의 단열바에서만 가능하지만 공간의 제약으로 인해 설계단계부터 충진 목적의 공간이 확보되어야 하는 단점이 있다.
그래서 플러스도어는 알루미늄 단열바의 충진 위치에 따라 어느 정도의 단열효과가 있는지 확인하기 위해 LBNL(Lawrence Berkeley National Laboratory)에서 개발한 최첨단 컴퓨터 프로그램인 THERM7.8을 이용하여 모델링을 실시, 검토를 진행하였다. 대상모델은 플러스도어의 로이도어를 대상으로 하였으며, 단열부분에서 가장 취약하다고 판단된 상부위치를 대상으로 다음과 같은 모델링을 진행하였다.
THERM은 건물 부품 제조업체, 엔지니어, 교육자, 학생, 건축가 및 열전달에 관심이 있는 기타 사람들이 사용할 수 있도록 LBNL(Lawrence Berkeley National Laboratory)에서 개발한 최첨단 컴퓨터 프로그램이다. THERM을 사용하면 창, 벽, 기초, 지붕 및 문과 같은 건물 구성요소에서 2차원 열 전달 효과를 모델링할 수 있다. 가전제품 그리고 열교가 우려되는 다른 제품. THERM의 열 전달 분석을 통해 제품의 에너지 효율 및 지역 온도 패턴을 평가할 수 있으며, 이는 결로, 습기 손상 및 구조적 무결성 문제와 직접 관련될 수 있다.
모델링
대상모델링
로이도어에서 알루미늄의 노출이 가장많아 단열에 취약한 상부를 대상으로 진행하였다.
대체로 프레임 부분이 문에 비해 단열이 취약하지만, 하드웨어의 매립공간으로 다른 부분보다 외부에 노출되는 알루미늄의 면적이 높으며, 이 부분에서 단열이 충분히 이루어진다면, 다른 부분은 문제가 발생되지 않을 것이라 판단되기 때문에 이 부분을 대상으로 진행하였다.
THERM 모델링
모델링의 녹색 부분은 빈 공간이며, 분홍색 부분은 우레탄보드로 충진된 것을 나타낸다. 충진위치에 따른 결과값의 차이를 얻기위해 첫 번째로 알루미늄 내부를 채우지 않은 것. 두 번째 폴리아미드 사이를 단열재로 채운 것, 세 번째 알루미늄 내부를 채운 것, 마지막으로 모든부분을 채운 모델링 4가지를 비교하였다.
모델링 결과값
첫 번째 채우지 않은 모델은 취약부분인 상부 프레임의 내부온도가 약 8℃를 나타내었으며, 두 번째 폴리아미드를 채운 모델은 약 12℃, 세 번째 알루미늄 내부를 채운 모델은 약 9℃,네 번째 모두 채운 모델은 약 12℃를 나타내었다.
결론
폴리아미드내부를 채우는 것은 작업성 및 자재사용에 비해 매우 뚜렷한 효과를 얻을 수 있었으며, 알루미늄 내부를 채우는 것은 하지 않은 것에 비해 1℃의 단열효과를 볼 수 있었다. 하지만 작업성 및 원가, 불량률, 조립성 등에서 매우 불합리적인 방법이라 판단되며, 전체를 채우는 것 또한 폴리아미드에만 단열재를 채운 것과 거의 차이가 없어 효과가 미비하다고 판단된다.
열의 이동방식에는 전도, 대류, 복사 3가지 방식이 있는데, 알루미늄 바 특성상 내부의 공간이 매우 좁다. 따라서 대부분의 열은 알루미늄을 통한 직접적인 전도를 통해 이루어지기 때문에, 알루미늄 내부를 단열재로 채워 열의 대류 및 복사를 막는 것이 단열에 큰 효과를 나타내지 못한다고 판단된다.
그러나 폴리아미드 공간을 단열재로 채우는 것은 직접적인 열전도는 폴리아미드가 차단하며, 내부의 대류 및 복사는 충진재가 차단하여 매우 큰 효과를 얻을 수 있다고 판단된다.
이 결과는 로이도어 이외에 알루미늄을 사용하는 단열바에 모두 적용 가능한 것으로 판단되며, 단열재의 양보다 위치가 중요한 역할을 하며, 단열층을 생성 시 전도나 대류, 복사 중 한 가지에만 집중하여 단열하는 것보다 한 공간에서 전도, 대류, 복사를 모두 막아주어야 매우 뛰어난 단열효과를 얻을 수 있다고 판단된다.
3D 모델링을 사용한 조립성 검토
플러스도어는 모든 제품개발과정에서 제품을 3D 모델링을 실시하여 조립, 가공 검토를 진행한다. 알루미늄 절단 시 고정여부와 기존 기계에서의 호환여부, CNC가공 중 발생할 수 있는 문제점검토, 가공 후 조립과정에서 발생할 수 있는 문제점 파악, 작업성검토, 사용 중 발생 할 수 있는 문제점 검토 등 압출에서 조립, 사용 등 모든 상황을 대비하여 검토 진행하고 있다.
제품이 양산되기 전 체계적인 시스템을 구축하여 양산이 시작되었을 때 발생할 수 있는 모든 문제점을 대비하여 타 업체에 비해 개발에서 양산이 시작되는 기간이 짧으며, 문제발생 가능성도 적기 때문에 좀 더 효율적인 생산 및 관리가 가능하다.
