절연 콘크리트 형태

Insulating concrete form
이 절연 콘크리트 형태는 거푸집 내부 구조와 철근(리바)을 보여주기 위해 잘려져 있다. 충치는 콘크리트로 채워져 영구적인 벽을 만든다.

절연 콘크리트 형태 또는 절연 콘크리트 형태(ICF)는 벽, 바닥, 지붕의 영구적인 내·외부 기질로서 제자리에 머무르는 강체 단열재로 주로 만들어진 철근 콘크리트의 거푸집 시스템이다. 이 형태는 건식 적층(모르터 없음) 및 콘크리트로 채워진 연동 모듈식 단위다. 이 유닛들은 레고 벽돌과 같이 어느 정도 함께 잠겨서 건물의 구조 벽이나 바닥을 위한 형태를 만든다. ICF 건설은 보다 엄격한 에너지 효율과 자연재해에 저항적인 건축 코드가 채택됨에 따라 저층 상업용과 고성능 주거용 건설 모두에 보편화되었다.

개발

최초의 확장된 폴리스티렌 ICF 월 형태는 1960년대 후반에 BASF에 의해 원래의 특허가 만료되고 현대적인 폼 플라스틱이 출현하면서 개발되었다. 캐나다 하청업체 베르너 그레고리는 1966년 '언어-그루브 인터락, 금속 넥타이, 와플-그리드 코어로 높이 16인치, 길이 48인치의 블록'[1]으로 폼 콘크리트 형태의 첫 특허를 출원했다. ICF 거푸집 형태의 초기 형태는 "빌딩 블록"이라는 제목의 특허에서 증명되었듯이 1907년까지 거슬러 올라간다는 것을 지적하는 것이 옳다. 이 특허는 중앙 원통형 공동이 있는 평행한 모양의 벽돌을 주장했는데, 이 벽돌은 카운터링크를 통해 위와 아래 면에 연결된다.[2]

ICF 건설의 채택은 산업 표준화에 초점을 맞추기보다는 조금씩 다른 ICF 설계를 판매하는 많은 다른 제조사들에 의해 야기된 인식 부족, 건축 코드, 혼란에 의해 처음에는 방해받았지만, 1970년대 이후 꾸준히 증가해 왔다. ICF 건설은 현재 대부분의 건축 법규의 일부분이며 선진국의 대부분의 관할구역에서 받아들여지고 있다.

건설

절연 콘크리트 형태는 다음 재료 중 하나로 제조된다.

철근(철근)은 철근콘크리트로 만들어진 교량이나 고층건물과 유사한 콘크리트 휨강도를 부여하기 위해 콘크리트를 붓기 전 형태 내부에 배치하는 것이 일반적이다. 다른 콘크리트 거푸집과 마찬가지로 1피트~4피트 높이의 '기울기'로 콘크리트를 채워서 콘크리트 압력을 관리하고 배기가스 위험을 줄인다.

콘크리트가 경화된 후에는 사용한 재료에 따라 다양한 혜택을 제공하기 위해 형태를 영구히 유지한다.

분류

절연 콘크리트 형태는 일반적으로 두 가지 방식으로 분류된다. 콘크리트와 관련된 첫 번째 관심사는 형태 내부의 콘크리트 모양에 따라 먼저 분류한다.[4][5] 양식 제작과 관련된 첫 번째 관심사가 있는 조직은 양식 자체의 특성에 따라 먼저 그것들을 분류한다.[6]

콘크리트형태로

플랫 월 시스템

플랫월 시스템 ICF의 경우 콘크리트는 단단한 철근콘크리트의 평평한 벽 모양을 하고 있는데, 이는 탈착형 형태로 시공된 콘크리트 벽의 모양과 유사하다.

그리드 시스템

스크린 그리드 시스템

스크린 그리드 시스템 ICF의 경우, 콘크리트는 단단한 형태 재료 영역으로 분리된 철근 콘크리트의 수평 및 수직 채널로 화면 속 금속의 모양을 하고 있다.

와플 그리드 시스템

와플 그리드 시스템 ICF의 경우, 이 콘크리트는 스크린 그리드와 플랫 월 시스템 콘크리트 사이에 하이브리드 형태를 띠며, 두꺼운 철근 콘크리트 그리드가 있고 스크린 그리드가 단단한 ICF 재료를 갖는 중앙 영역에 더 얇은 콘크리트가 있다.

포스트 앤 린텔 시스템

포스트 및 린텔 시스템 ICF의 경우, 콘크리트에는 린텔(lintel)이라고 하는 수평 부재(벽의 맨 아래에 있는 수평 콘크리트)와 벽의 바닥판 또는 아래 벽의 보풀 형태로 존재하는 경우가 많다.)와 벽이 쉬고 있는 표면 사이에 기둥이라 불리는 수직 부재(posts)가 있다..

형태별 특성

블록

ICF의 외부 형태는 콘크리트 조적기와 유사하지만 ICF 블록은 특정한 중력이 낮은 재료로 만들어지기 때문에 크기가 더 큰 경우가 많다. 매우 빈번하게 블록 ICF의 가장자리는 서로 맞물리게 만들어 블록 간 접합 재료의 사용을 줄이거나 제거한다.

패널

패널 ICF는 평평한 벽의 섹션의 평평한 직사각형 모양을 가지며, 그들은 종종 벽의 높이를 가지며, 더 큰 크기의 재료의 조작성과 벽의 구성을 위한 패널 크기의 일반적인 유용성에 의해 제한된 폭을 가진다.

플랭크

플랭크 ICF는 한 차원에서는 블록 ICF의 크기를, 다른 차원에서는 패널 ICF의 크기를 가진다.

특성.

에너지 효율

  • 공기 누출이 최소화되어 견고한 공기 장벽이 없는 벽에 비해 편안함을 향상시키고 열 손실을 줄임
  • 일반적으로 3K/m²/W 이상의 높은 열 저항(R-값) (미국 관습 단위: R-17[7]); 이로 인해 비절연 조적물 대비 에너지가 절약된다(비교 참조).
  • 프레임 구조에서 흔히 볼 수 있는 열교량 또는 "단열 간격"이 없는 연속 단열재
  • 열 질량은 잘 사용되며 수동태양 설계와 결합될 때 에너지 사용의 추가 감소에 중요한 역할을 할 수 있으며, 특히 외부 온도가 낮 동안 내부 온도보다 높게, 밤에는 아래로 흔들리는 것이 일반적인 기후에서 더욱 그러하다.

힘

  • 단열 콘크리트 형태는 일체형 또는 기둥과 보로 된 구조 콘크리트 벽체를 만들며, 목재 프레임 구조보다 최대 10배 더 강하다.
  • 프레임 벽과 비교하여 자연의 힘에 대한 내성을 높이기 위한 구조적 무결성.
  • ICF 시스템의 구성 요소들 - 주입된 콘크리트와 ICF를 만드는 데 사용되는 재료 모두 - 그것들이 젖었을 때 썩지 않는다.

흡음

ICF 벽은 훨씬 더 낮은 음향 전달 속도를 가지고 있다. 표준 두께 ICF 벽은 표준 섬유 유리 단열재 및 건식벽의 경우 36과 비교하여 46과 72 사이의 소리 전달 계수(STC)를 보였다. 달성되는 감음 수준은 벽 두께, 질량, 구성 요소 재료 및 기밀성의 기능이다.

방화

ICF 벽은 4시간에서 6시간 사이의 내화 등급과 무시할 수 있는 표면 연소 특성을 가질 수 있다. 국제 건축 법규: 2603.5.2는[8] 플라스틱 폼 단열재(예: 폴리스티렌 폼, 폴리우레탄 폼)를 중앙 콘크리트가 제공하는 방화벽을 불문하고 열 장벽(예: 건벽)에 의해 건물 내부로부터 분리하도록 요구한다. 시멘트 접합으로 만들어진 형태 - 목재 섬유(예[9]: 폴리스티렌 구슬) 또는 공기([10][11]예: 셀룰러 콘크리트 –)[12]는 본질적으로 화재 등급이 있다.

실내공기질

일반적으로 시트 플라스틱 증기 장벽 없이 시공되기 때문에 ICF 벽은 높은 열 성능을 유지하면서 습도를 조절하고 곰팡이의 가능성을 완화하며 보다 편안한 인테리어를 가능하게 한다. 그러나 거미는 잘 연구되지 않은 기체를 내뿜을 수 있다.

환경 민감도

ICF 벽은 건물의 환경 영향을 최소화할 수 있는 다양한 재활용 재료로 만들 수 있다. 콘크리트 생산이 온실가스 배출에 큰 기여를 하고 있기 때문에 ICF 벽면에 사용되는 콘크리트의 양이 많다는 비판을 받아왔다.[13]

버민

ICF 벽의 전체 내부 공간은 지속적으로 점유되기 때문에(풍선 또는 섬유 유리 단열재와 목재 프레임 벽 사이에 발생할 수 있는 공백이 없음) 곤충과 해충에 의한 평상시 이동에 더 큰 어려움을 준다. 또한 플라스틱 거품 형태는 때때로 터널을 뚫을 수 있지만, 내부 콘크리트 벽과 시멘트 결합 형태의 포틀랜드 시멘트는 나무로 만든 벽보다 곤충과 해충에 훨씬 더 어려운 장벽을 만든다.

건물 설계 고려사항

ICF 벽으로 건축할 건물을 설계할 때, 다른 벽이나 건물의 기초 위에 직접 놓여지지 않는 벽의 무게를 지탱할 수 있도록 고려해야 한다. ICF 벽체의 하중 지지 부분이 콘크리트라는 이해도 고려해야 하며, 이 콘크리트에는 특별한 준비 없이 어떤 방향으로도 형태 가장자리까지 확장되지 않는다. 그리드 및 포스트 & 린텔 시스템의 경우, 콘크리트 수직 부재의 배치는 인텔(또는 본드 빔)에서 벽을 지지하는 표면으로 하중을 적절히 전달하기 위해 (예를 들어, 반대쪽 코너나 파손(예: 출입구)에서 시작하여 파손되지 않은 벽에서 만나는 작업) 방식으로 구성되어야 한다.

호주에서는 ICF 제품이 AS 1530.1-1994 실험실 테스트를 통과하지 못해 가연성이 있는 것으로 보고 있다. 그럼에도 불구하고 그들은 일부 산불에 취약한 지역에서 사용하기 위한 AS 1530.8.1-2007의 인증을 획득했다. 신청은 저성장 상업 및 주거용으로 제한된다.

건축공정

ICF 건설은 그것의 모듈성 때문에 덜 까다롭다. ICF 서식을 배치할 때는 숙련도가 낮은 노동력을 사용할 수 있지만 콘크리트가 균열 없이 완전히 통합되고 균열 없이 고르게 치료될 수 있도록 주의 깊게 고려해야 한다. 기존 목재 빔 구조와 달리 콘크리트 치료 후 구조물을 개조하려면 특수 콘크리트 절단 공구가 필요하지만, 개구부, 문, 창문 또는 유틸리티에는 임시 비계 이외의 추가 구조 지지대가 필요하지 않다.

바닥 및 기초

ICF 벽은 일반적으로 벽과 기초가 연결된 철근 다월들이 내장된 단일 슬래브 위에 배치된다.

ICF 데킹은 일반 ICF 벽 시공에 점점 더 많이 추가되고 있다. ICF 데킹은 표준 콘크리트 바닥재보다 무게가 최대 40% 적게 나가며 우수한 단열재를 제공한다. ICF 데크닝은 ICF 벽체와 함께 설계되어 철근으로 연결된 연속적인 단일 구조를 형성할 수도 있다. ICF 데크 지붕은 스톰아레아에서 인기가 [14]있지만 복잡한 지붕 모양을 만드는 것은 더 어렵고 콘크리트는 각진 표면의 한 지점까지만 부을 수 있으며, 종종 최대 7:12까지 투구할 수 있다.[15]

벽들

ICF 벽은 한 번에 한 줄씩 만들어지는데, 대개 모서리에서 시작하여 벽의 중앙을 향해 작업한다. 그런 다음 엔드 블록을 가능한 최소의 재료가 낭비되도록 적합하도록 절단한다. 벽이 올라갈 때, 폴리스티렌 거푸집 구조를 약화시킬 수 있는 긴 수직 솔기를 피하기 위해 블록을 비틀어 놓는다.[16] 달러로 알려진 구조물 프레임을 개구부 주위에 배치하여 개구부에 힘을 더하고 창문과 도어의 부착점 역할을 한다.

내부 및 외부 마감재와 전면은 ICF의 유형에 따라 ICF 표면 또는 타이 엔드에 직접 부착된다. 벽돌 및 석조 전면은 주층 높이에서 연장된 선반 또는 선반 각도가 필요하지만, 그렇지 않으면 수정할 필요가 없다. 내부 ICF 폴리스티렌 벽면은 반드시 건식벽 패널 또는 다른 벽 코팅으로 덮어야 한다.[17] 시공 직후 첫 달 동안 콘크리트가 굳으면서 내부 습도에 대한 사소한 문제가 드러나 건식벽이 손상될 수 있다. 제습은 소형 주거용 제습기를 사용하거나 건물의 에어컨 시스템을 사용하여 수행할 수 있다.

시공자의 경험과 작업 품질에 따라 부적절하게 설치된 외부 폼 단열재는 지하수와 곤충의 접근이 용이할 수 있다. 이러한 문제를 예방하기 위해 일부 제조업체는 살충제 처리 폼 블록을 제작하고 배수 시트 등의 설치 및 방수 방법을 홍보하고 있다. 배수 타일을 설치하여 물을 제거한다.

배관 및 전기

배관 및 전기 도관은 양식 내부에 배치하여 제자리에 주입할 수 있지만, 정착 문제로 인해 파이프가 파손되어 비용이 많이 드는 수리가 발생할 수 있다. 이 때문에 배관과 도관은 물론 전기케이블까지 벽면 커버를 적용하기 전에 거품 속에 직접 박혀 있는 것이 일반적이다. 뜨거운 칼이나 전기 체인톱은 일반적으로 거품 안에 배관 및 케이블을 설치하기 위한 개구부를 만드는 데 사용된다. 전기 케이블은 Cable Punch를 사용하여 ICF에 삽입된다.[18] 반면에 다른 재료로 만들어진 ICF는 일반적으로 간단한 목공 도구로 절단되거나 라우팅된다. 시멘트 결합형 형태에 적합한 단순 목공구 버전은 오토클레이브 에어로빅 콘크리트와 유사하게 사용할 수 있도록 만들어졌다.

비용

기존 건축기법보다 ICF를 사용하는 초기 비용은 재료비와 인건비에 민감하지만 ICF를 사용하는 건축물은 목재 프레임을 사용하는 건축물에 비해 총 구매가격에 3~5%가 추가될 수 있다.[19] 대부분의 경우, ICF 건설은 여러 단계를 한 단계로 결합함으로써 발생하는 노동력 절감으로 인해 기존(지하) 건설보다 약 40%의 비용이 절감될 것이다. 등급 이상에서는 일반적으로 ICF 건설이 더 비싸지만, 큰 개구부를 추가하면 ICF 건설이 매우 비용 효율적이 된다. 기존 공사에 큰 개구부는 대형 헤더와 지지 기둥을 필요로 하는 반면 ICF 시공은 개구부 주변에 직접 철근만 있으면 되기 때문에 비용을 절감한다.

ICF 건설은 최대 60%의 소규모 냉난방 장치가 동일한 층 면적을 서비스할 수 있게 해 최종 주택의 비용을 평방피트당 0.75달러까지 절감할 수 있다. 따라서 추정된 순 추가 비용은 0.25달러에서 3.25달러까지 될 수 있다.[20][21] ICF 주택은 또한 일부 국가(cn)에서 세액공제를 받을 수 있어 비용을 더욱 절감할 수 있다.

ICF 빌딩은 다양한 일반적인 건축 방식에 비해 동일한 크기의 공간을 가열하고 냉각하는 데 에너지가 적게 필요하기 때문에 시간이 지남에 따라 비용이 적게 든다. 또한 ICF 주택은 지진, 홍수, 허리케인, 화재 및 기타 자연재해로 인한 피해에 훨씬 덜 취약하기 때문에 보험료는 훨씬 더 낮을 수 있다. ICF 건물에는 나무가 들어 있지 않아 시간이 지나면 썩거나 곤충과 설치류에 의해 공격받을 수 있기 때문에 유지비와 유지비도 절감된다.[22]

이점

지진 및 허리케인이 발생하기 쉬운 지역에서 ICF 시공은 강도, 충격 저항성, 내구성, 우수한 방음 및 밀폐성을 제공한다. ICF 건설은 열 질량 전략의 혜택을 받도록 설계된 건물에서 일일 온도 차이가 큰 중간 기후와 혼합 기후에서 이상적이다.[23]

ICF의 절연 R-값(R-값만)은 R-12부터 R-28까지 다양하며, 벽면에는 좋은 R-값이 될 수 있다.[24] 프레임 벽 대비 에너지 절약량은 50%~70%[25][26] 수준이다.

단점들

ICF를 사용하여 건설된 빌딩은 지분 해제를[27] 사용하여 자본을 확보하기에 적합하지 않을 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ "History of ICFs". RJ Pierson. Retrieved 11 April 2019.
  2. ^ 크리스티안 안젤리,"Insulating concrete forms". 2018년, Regionazione technica, ISBN 978-88-6219-292-7
  3. ^ Haefs, Brian. "Forms and Function". Green Building Solutions. American Chemistry Council, Inc. Archived from the original on 2010-04-07. Retrieved 2010-05-06.
  4. ^ "Insulating Concrete Forms". The Portland Cement Association. Retrieved 2014-07-12.
  5. ^ "Commercial Construction Concrete Buildings, Design for Tilt Up and ICF". The National Ready Mixed Concrete Association. Retrieved 2014-07-01.
  6. ^ "Types of ICF". The Expanded PolyStyrene – Industry Alliance. Retrieved 2014-07-12.
  7. ^ "Insulating Concrete Forms". EERE Consumer's Guide. U.S. Department of Energy.
  8. ^ "Chapter 26 – Plastic". Archived from the original on 2014-10-06. Retrieved 2014-10-04.
  9. ^ "Property Value Units Test Standard – Durisol Material Properties" (PDF). Retrieved 2014-10-04.
  10. ^ "Rastra Technical Data". Retrieved 2014-10-04.
  11. ^ "Performwall Panel System Testing". Archived from the original on 2015-06-10. Retrieved 2014-10-04.
  12. ^ "Greisel Klimanorm:Cellular Concrete shows what it is made of in the event of a fire". Archived from the original on 2014-10-06. Retrieved 2014-10-04.
  13. ^ 네이트의 마하세난, 스티브 스미스, 케네스 험프리스, Y. 카야(2003년). "시멘트 산업과 세계 기후 변화: 현재 및 잠재적 미래 시멘트 산업 CO2 배출량". 온실가스 제어 기술 – 제6차 국제 회의 옥스퍼드: 페르가몬. 페이지 995–1000. doi:10.1016/B978-008044276-1/50157-4. ISBN 978-08-044276-1
  14. ^ 복원력이 뛰어난 콘크리트 단열 지붕 http://www.insuldeck.com/resilient-insulated-roofs/에서 2018-08-16을 검색
  15. ^ 파누셰프, 이반 S; 피터 A. 밴더워프(2004) 절연 콘크리트가 시공된다. 맥그로우 힐. ISBN 0-07-143057-1."> 파누셰프, 페이지 58
  16. ^ 파누셰프, 페이지 80
  17. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2010-11-26. Retrieved 2010-10-19.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  18. ^ "Cable Punch". JourneymanTools. Journeyman Tools. Archived from the original on 20 June 2015. Retrieved 20 June 2015.
  19. ^ "Cost and Benefits of Insulating Concrete Forms for Residential Construction HUD USER".
  20. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2010-08-01. Retrieved 2010-04-18.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  21. ^ "Concrete Home Cost - the Cost of ICF Homes - Concrete Network".
  22. ^ 파누셰프, 페이지 16
  23. ^ ["에너지 효율성에 대한 집주인의 안내서, 페이지 166"], 존 크라이거와 크리스 도르시
  24. ^ [미국시험재료학회(ASTM) 지정 : C976]
  25. ^ ["ICF 효과"] ICFA 액세스 권한(http://www.forms.org/images/cmsIT/fckeditorfile/ICFA%20Tech%20-%20ICF%20Effect(1).pdf
  26. ^ 콘크리트 주택과 목조주택의 에너지 비교, RP119 Vanderwerf
  27. ^ Dan Whitworth (14 November 2021). "'I can't get equity release on my eco-friendly home'". BBC.
  • 안젤리 C, "건축 안전, 효율성 및 비용 절감 - ICF 건설 시스템에 대한 과학적 연구 - 단열 콘크리트 형태" - 유캔프린트, 2020, ISBN 978-88-31668-54-5