도로,지붕,바닥 등의 히팅설비

도로/지붕/바닥 등의 히팅설비

가. 개요

도로히팅설비
특수설계된 발열선 등을 포장된 도로,교량,주차장,육교 등에 매설하여 발열선 등의 열에 의해 노면상의 제설이나 동결방지를 하는 것으로 겨울철의 교통안전과 사고방지대책으로 사용된다.

지붕히팅설비
발열선 등을 금속판으로 이은 지붕속에 깔고 지붕의 눈이나 얼음을 효율적으로 녹이는 제설장치로 얼음벽이나 고드름 등에 의한 사고방지 또는 눈 제거에 필요한 작업을 무인화하기 위한 설비로서 추위가 극심한 지방에서 사용된다.

플로어히팅
발열선 등을 바닥면 하부에 부설하여 바닥면으로부터의 복사열을 이용하는 난방방법으로 방의 상하부 온도가 거의 균일하게 되고 바닥에서부터 더워지기 때문에 온감도 충분하게 얻을 수 있는 이상적인 난방방식이다. 직접매설방식과 패널방식이 있다.

나. 설계 시공시 고려사항

1. 사용전압

발열선을 시설하는 경우에는 대지전압 300V 이하일 것.
전열보드 또는 전열시이트를 조영물의 조영재에 고정하여 시설하는 경우에는 사용전압을 300V 이하로 할 것.
표피전류 가열장치를 도로 또는 옥외 주차장에 시설하는 경우의 발열선에 전기를 공급하는 전로의 대지전압은 교류 300V 이하이고 또한 주파수는 60㎐의 것으로 한다.

2. 발열선 및 표피전류 가열장치의 시설은 기술기준 228조 2항 및 255조에 따른다.

3. 리이드선의 시설은 기술기준 255조에 따른다.

리이드선의 종류 : MI케이블, 클로로프렌외장케이블(절연체가 부틸고무 또는 에틸렌 프로필렌고무인 것에 한한다) 또는 전기온돌 등에 사용하는 발열선의 리이드선.
발열선에서 리이드선의 매설부분으로부터의 인출은 금속관배선에 의하고 손상될 우려가 없을 것.
리이드선은 발열선과 동등이상의 절연효력 및 내열성이 있는 것일 것.

4. 발열선의 접속은 기술기준 255조1항 7호에 따른다.

접속은 접속부분을 납땜을 하거나 접속관을 사용할 것.
발열선의 피복에 사용하는 금속체는 접속부분에서 전기전으로 완전하게 접속할 것
접속방법 "예" 그림보기

5. 전열보드 또는 전열시트의 시설

기술기준255조에 따르며, 또한 전열보드 또는 전열시트는 전기용품안전관리법의 적용을 받는 것이어야 한다.

6. 개폐기 및 과전류차단기

전용의 개폐기 및 누전차단기를 시설하여야 한다.
시건장치가 있는 함에 시설하는 경우 이외의 옥외에 시설하는 경우에는 지표상 1.8m 이상의 높이에 시설할 것.

7. 접지

접지공사는 기술기준 255조에 따르고 접지가 필요한 곳은 다음과 같다.

전기온돌 등에 전기를 공급하는 MI 케이블의 금속제 피복
발열선의 피복에 사용하는 금속체
발열선을 지지하는 금속체
전열보드의 금속제외함,
전열시트의 금속제 피복
표피전류 가열장치의 금속제부분.

나-1. 로드 히팅설비

1. 설계시 고려사항

로드히팅 설계시에는 시공장소, 기상조건, 기대하는 효과 외에 경제성을 고려하여 적절한 소요열량을 결정하는 것이며, 소요열량의 산출방법은 제설효과를 고려한 경우와 동결방지를 고려한 경우를 각각 계산하여 큰 쪽을 사용하는 것이 일반적이다.

제설효과를 고려한 소요열량의 산출
융설의 소요열량은 눈의 현열량, 융해잠열, 물의 증발잠열, 기타에서의 전달열량에 따라 결정된다.

동결방지의 소요열량
노면온도를 0℃ 이상으로 유지하는 열량이 필요하며, 노면으로부터의 복사열,대류 등으로 상실되는 열량을 보충하여야 한다.

2. 시공장소의 기상조건을 대별한 표준소요열량

[표] 일반적 기상조건과 설계용량

1,2월 일간 최저기온의 평균치℃	설계최대 강설량[㎝/h]	설계발열량[W/㎡]		해당지역
1,2월 일간 최저기온의 평균치℃	설계최대 강설량[㎝/h]	보차도	보도교	해당지역
-2	1.7	170	200
-6	2.0	200	250
-10	2.5	250	300
-15	3.0	300	350	경인지역

3. 발열체를 노면에 부설할 경우

포장공사시의 온도와 압력, 골재 등에 의한 손상을 방지하여야 한다.

아스팔트 포장의 경우로서 포장시의 온도는 150℃이하가 되어야 발열체 시스가 손상되지 않는다.

포장시의 압력은 제2종 발열선의 경우 3 ton이하, 제3종 발열선의 경우 6 ton 이하의 로드롤러를 사용한다.

골재로 인한 발열체의 손상방지를 위해 골재가 포함되지 않는 아스팔트 모르타르를 사용한다.

4. 도로용 발열장치(발열선)의 설계 : 내선규정 627-2의 부록 6-2

4-1. 소요전력의 용량

단위면적당의 소요전력은 기온, 강설량, 풍속, 통전시간 등에 따라 다르게 되나 다음의 수치를 표준으로 하는 것이 적당하다.

시설장소	설비용량(W/㎡)	비고
일반도로 차 도 계 단 보도綠石	200~300 250~350 300~350 250~350	실제로는 기온의 차를 고려하여 적당한 값으로 선정할 것

4.2 배선설계

발열선은 여러 가지가 있어서 고류저항, 표준간격 등도 다르나, 면적과 공급전압의 관계는 보통의 경우 다음 식으로 계산할 수 있다.

A : 면적 ㎡
W : 단위 면적당의 소요용량 W/㎡
R : 발열선의 저항 Ω/m
P : 발열선의 간격(피치) m
V : 사용전압 V

4.3 배선

배선은 시설장소에서 波形으로 배열하는 방법과 시설을 쉽게 하기 위하여 미리 스페이서로 지지하여서 1 유니트마다 메트 모양으로 한 것을 사용하는 방법이 있다. 메트의 폭은 보통 1m를 기준으로 하고 있으나, 시설장소에 따라서 여러 가지 치수의 것을 사용할 수 있도록 되어 있다. 또 유니트는 발열선의 도체저항에 따라 여러 가지 크기의 것이 있다. 250W/㎡用에 대한 예를 들어보면 다음 표와 같다.

발열선의 도체저항 Ω/m	110V 용		220V 용
발열선의 도체저항 Ω/m	1 유니트의 면적㎡	발열선의 길이 m	1유니트의 면적㎡	발열선의 길이 m
0.037 0.038 0.079 0.08 0.086 0.11 0.22	8.7 10 5 6 4.7 5 1	143 110 110 92.4 82.5 62.5 19.8	17.5 20 10 12 9.3 10	286 220 220 184.8 165.0 161.7

[비고] 이 표의 도체저항은 근사치이다, 표에서 알 수 있듯이 발열선의 간격(피치)은 5~10㎝가 가장많이 사용되고 있다.

4-4. 발열선을 시설하는 경우의 주의사항

발열선 상호는 지겁 접촉되지 아니하도록 할 것
발열선은 Kink를 만들거나 kink가 생긴 그대로 시설하지 말 것.
발열선은 물건에 감는 경우 일부분에만 심하게 온도상승이 생기지 아니하도록 할 것
발열선 및 리이드선은 상처가 나지 않도록 신중히 취급할 것.

5. 路面의 포장

도로에 시설하는 발열선과 그 위의 포장은 차도, 보도, 계단 등 시설장소에 따라 여러가지 "예"는 다음과 같다.

나-2. 지붕히팅설비

목적에 따라 발열체의 시공범위나 소요발열량은 달라지며 도로히팅과 비슷하다.

사전에 지붕구조를 충분히 조사하여 히터의 치수와 배열을 확인한다. 단, 사전에 건축공사와 전기공사의 작업순서와 작업범위를 명확히 하여야 한다.

지붕작업중에 히터에 현저한 기계적 충격을 가하지 아니하도록 하여야 한다.

나-3. 플로어 히팅

인간이 덥다고 느끼는 온감은 실내의 공기 온도와 바닥 및 벽면으로부터의 복사온도가 관계된다.
최적의 효과온도는 난방장소의 용도와 사람에 따라 다르지만 하나의 기준으로서 공기온도, 평균복사열로부터의 효과온도의 관계를 고려하여야 한다.

매설식의 경우에는 콘크리트 타설시 발열체의 이동이나 손상의 우려가 없도록 지지할 것.

패널식의 경우 패널하부에는 단열재 설치를 고려하면 고 효율을 얻을 수 있다.

기술기준 255조

Heating Cable의 종류별 특징
- Self Regulating Heating Cable (자동온도조절 발열선)
- Constant Wattage Heating Cable(정온전선)
- Mineral Insulated Heating Cable(MI 히팅케이블)
- Mat Type Heating Cable