[주택관리사보 1차 제26회(2023) 65번]

기존 벽체의 열관류율을 0.25 W/m2ㆍK에서 0.16 W/m2ㆍK로 낮추고자 할 때, 추가해야 할 단열재의 최소 두께(mm)는 얼마인가? (단, 단열재의 열전도율은 0.04 W/mㆍK 이다.)
공동주택시설개론
  1. ①25
  2. ②30
  3. ③60
  4. ④90
  5. ⑤120

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ④ — 기존 벽체의 열저항은 4 m2⋅K/W4 \, \text{m}^2\cdot\text{K/W}, 목표 열저항은 6.25 m2⋅K/W6.25 \, \text{m}^2\cdot\text{K/W}이므로 추가해야 할 열저항은 2.25 m2⋅K/W2.25 \, \text{m}^2\cdot\text{K/W}입니다. 필요한 단열재 두께는 열저항에 열전도율(0.04 W/(m⋅K)0.04 \, \text{W/(m}\cdot\text{K)})을 곱한 0.09 m(90 mm)0.09 \, \text{m}(90 \, \text{mm})입니다.

선지별 오답 이유

  • ① 25 mm는 열관류율의 차이(0.25 - 0.16 = 0.09)를 열저항의 차이로 잘못 환산하거나 단순 수치를 조합했을 때 나오는 오답입니다.
  • ② 30 mm는 단열재 추가로 필요한 열저항 증가량(2.25)을 충분히 만족하지 못하여 목표 열관류율을 달성할 수 없습니다.
  • ③ 60 mm는 두께 계산 과정에서 열저항 차이를 1.5로 잘못 계산하는 등의 연산 오류가 있을 때 도출되는 값입니다.
  • ④ 기존 열저항은 4 m2⋅K/W4 \, \text{m}^2\cdot\text{K/W}이고 목표 열저항은 6.25 m2⋅K/W6.25 \, \text{m}^2\cdot\text{K/W}이므로, 필요한 추가 열저항은 2.25 m2⋅K/W2.25 \, \text{m}^2\cdot\text{K/W}입니다. 여기에 열전도율 0.04 W/(m⋅K)0.04 \, \text{W/(m}\cdot\text{K)}를 곱하면 두께는 0.09 m0.09 \, \text{m}, 즉 90 mm가 되어 정확합니다.
  • ⑤ 120 mm는 계산된 필요 두께인 90 mm보다 과도하게 두꺼워 최소 두께 조건에 부합하지 않습니다.

관련 개념

열관류율(UU)과 열관류저항(RR)은 역수 관계(R=1UR = \frac{1}{U})에 있으며, 벽체에 단열재를 추가할 때 전체 열관류저항은 각 층의 열저항의 합으로 계산됩니다.
단열재 층의 열저항(RiR_i)은 두께(dd)를 열전도율(kk)로 나눈 값(Ri=dkR_i = \frac{d}{k})입니다.
따라서 목표 열관류저항과 기존 열관류저항의 차이(ΔR\Delta R)에 단열재의 열전도율을 곱하면 필요한 최소 두께(d=ΔR×kd = \Delta R \times k)를 구할 수 있습니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과

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