통합검색
집짓기 정보 검색결과
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑦] 전원주택 단열 관련 규정 해설, 열 관류율, 단열재 두께 등 열 손실 방지 규정
- 전원주택은 건축물의 열손실방지와 관련한〈건축법〉,〈건축물의 설비기준 등에 관한 규칙>〈, 건축물 에너지 절약 설계 기준> 등의 적용에서 자유로울까. 전원주택 취재 현장에서 만난 몇몇 건축사나 시공자는 일정 면적 이하 단독주택(전원주택)은"아파트, 연립주택 등 공동주택과 달리 '열 관류율'이나 '단열재 두께'는 의무 사항이 아니므로 반드시 지킬 필요는 없다"면서,"그러나 전원주택도 에너지절감을 위해 규정에 따르는 것이 바람직하다"고 말한다. 과연, 그럴까. 본지本誌에서국토해양부 국토정책국 도시정책관 녹색건축과에 문의한 결과, 최철민 주무관은"〈건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙〉제21조(건축물의 열손실 방지)에 따라 건축물을 건축할 때 열손실방지 등 에너지 이용 합리화 조치를 취해야 하며, 〈건축물에너지절약 설계 기준〉제2조 제①항 2호에서〈건축법 시행령〉제91조(건축물에 관한 효율적인 에너지 이용과 친환경 건축물의 활성화) 제3항 및〈건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙〉제21조에 따라 모든 건축물은 열 손실 방지 조치를 해야 한다"고 설명한다. 다만, 일정 규모, 용도, 인증 건축물 등과 달리 에너지 절약 계획서를 작성해 허가권자에게 제출하지 않아도 될 뿐이다. 여기에 선 전원주택과 관련한 단열 규정을 짚어 보았다.글 · 사진 윤홍로 기자 전원주택 등 건축물을 건축하는 경우 에너지의 합리적인 이용을 위해 국토해양부령으로 정한 열 손실을 방지하는 단열재와 방습층防濕層을 설치하는 등 필요한 조치를 해야한다〈(건축법〉제64조2). 건축물이란 '지붕 + 기둥'또는 '지붕 + 벽'이 있는 것과 이에 딸린 시설물이며, 건축이란 신축 · 증축 · 개축 · 재축 그리고 이전을 일컫는다. 이러한 건축물을 건축할 땐 다음 기준에 의한 열 손실 방지 등 에너지 이용 합리화 조치를 해야한다(<건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙> 제21조). <표>는 거실 외벽, 최상층 거실 반자 또는 지붕, 최하층 거실바닥, 창및문의 '열관류율'기준이다.열 관류율이란 벽, 바닥, 지붕, 창문의 단열이 얼마나 잘 되는지를 나타내는 값이다. 열 관류율값은 표면적이 1㎡인 벽, 바닥, 지붕, 창문을 사이에 두고 온도가 1℃ 차이 날 때 1시간 동안 열에너지의 양이다. 단위는 W/㎡℃(㎉/㎡h℃)로 열 관류율 값이 크면 열이 많이 빠져나가고, 열 관류율 값이 작으면 열이 적게 빠져나가는 것을 뜻한다. 한편, 국토해양부장관은 <표>지역별 건축물 부위별 열 관류율 기준에 의한 열 관류율에 적합한 '단열재 두께'기준을 정해 고시할 수 있다. 전원주택 에너지 절약 설계 기준, 의무 사항전원주택 등 건축물을 건축하는 건축주와 설계자 등은 설계 시 다음 기준을 필수적으로 적용해야 한다. 단열 조치 일반 | 외기에 직접 또는 간접 면하는 거실의 각 부위엔 열 손실방지조치를 한다. 단열조치를 하는 부위의 열관류율이 위치 또는 구조상 특성으로 일정하지 않은 경우, 해당 부위의 평균 열 관류율값을 면적 가중 계산에 의해 구한다. 단, 부분적으로 열 저항이 낮은 부위가 발생할 때, 해당 부위는 결로가 발생하지 않도록 최소한의 열 저항을 갖도록한다. 바닥 난방 단열재 설치 | 바닥 난방 부위에 설치하는 단열재는 바닥 난방 열이 슬래브 하부와 측벽으로 새는 것을 막도록 온수 배관(전기 난방은 발열선) 하부와 슬래브 사이에 설치한다. 온수 배관 하부와 슬래브 사이에 설치하는 구성 재료의 열 저항 합계는 층간 바닥은 해당 바닥이 요구하는 총 열관류 저항의 60% 이상, 최하층 바닥은 70% 이상이어야 한다. 단, 바닥 난방을 하는 욕실, 현관 부위와 슬래브 축열을 직접 이용하는 심야전기 이용 온돌 등(한전 심야전력 이용 기기 승인을 받은 것에 한함)은 단열재 위치가 그렇지 않을 수 있다. 거실 바닥에 시공하는 단열재는 내열성(온돌 난방에 한함)과 내구성이 있어야 하며, 상부 적재 하중과 고정하중에 버틸 수 있는 강도를 갖춰야 한다. 기밀, 결로 방지 조치 | 벽체 내표면과 내부에서 결로를 방지하고, 단열재의 성능 저하를 방지하기 위해 단열 조치하는 부위(창호 제외)엔 방습층을 단열재의 실내 측에 설치한다. 방습층과 단열재가 이어지는 부위와 단부는 이음 및 단부를 통한 투습을 방지하도록 ▲단열재 이음부는 최대한 밀착해 시공하거나, 두 장을 엇갈리게 시공해 이음부를 통한 단열 성능 저하를 최소화한다. ▲방습층으로 알루미늄박 또는 플라스틱 계열 필름 등을 사용할 경우 이음부를 100㎜ 이상 중첩하고 내습성 테이프, 접착제 등으로 기밀하게 마감한다. ▲단열 부위가 만나는 모서리 부위는 방습층과 단열재가 이어지지 않게 시공하고, 이어질 경우 이음부를 통한 단열 성능 저하를 최소화하며, 알루미늄박 또는 플라스틱 계열 필름 등을 사용할 경우 모서리 이음부는 150㎜ 이상 중첩 시공하고 내습성 테이프, 접착제 등으로 기밀하게 마감한다. ▲방습층 단부를 통한 투습이 발생하지 않도록 내습성 테이프, 접착제 등으로 기밀하게 마감한다. 건축물 외피 단열 부위의 접합부, 틈 등은 밀폐되도록 코킹과 개스킷 등을 사용해 기밀하게 처리한다. 외기에 직접 면하고 1층 또는 지상으로 연결된 출입문은 방풍 구조로 한다. 거실 창호가 외기에 직접 면하는 경우 기밀성 창호를 설치한다. 전원주택 건축, 권장 사항전원주택 건축주와 설계자 등은 설계 시 다음 사항을 선택적으로 적용할 수 있다. 배치 계획 | 건축물은 대지의 향, 일조, 주된 풍향 등을 고려해 남향 또는 남동향으로 배치한다. 평면 계획 | 거실 층고, 반자 높이는 실의 용도와 기능에 지장을 주지 않는 범위에서 가능한 한 낮게 한다. 건축물의 체적에 대한 외피 면적의 비 또는 연면적에 대한 외피 면적의 비는 가능한 한 작게 한다. 실의 용도와 기능에 따라 수평, 수직으로 조닝Zoning을 계획한다. 단열 계획 | 건축물 외벽, 천장, 바닥을 통한 열 손실을 방지하기 위해 기준에서 정한 단열 두께보다 두껍게 설치해 단열 부위의 열 저항을 높인다. 외벽 부위는 외단열로 시공한다. 외피 모서리 부분은 열교가 발생하지 않도록 단열재를 연속적으로 설치해 단열이 충분히 이뤄지도록 한다.창호는 가능한 한 작게 설계하고, 특히 열손실이 많은 북측창 면적은 최소화한다. 창호 면적이 큰 건물엔 단열성이 우수한 로이Low-E 복층 유리나 삼중 창 이상의 단열 성능을 갖는 창호를 설치한다. 태양열 유입에 의한 냉방 부하 저감을 위해 태양열 차폐 장치를 설치한다. 옥상 조경으로 최상층 지붕의 열 저항을 높이고, 옥상 면에 직접 도달하는 일사를 차단해 냉방부하를 줄인다. 기밀 계획 | 틈새 바람에 의한 열 손실을 방지하기 위해 거실 부위에 기밀성 창호와 문을 사용한다. 자연 채광 계획 | 자연 채광을 적극 이용하도록 계획한다. 창에 직접 도달하는 일사를 조절하도록 차양 장치(커튼, 블라인드, 선 스크린 등)를 설치한다. 환기 계획 | 외기에 접하는 거실 창문은 동력 설비에 의하지 않고도 충분한 환기와 통풍이 가능하도록 일부분에 수동으로 여닫는 개폐 창을 설치하되, 환기를 위해 개폐 가능한 창 부위 면적의 합계는 거실 외주부 바닥면적의 1/10 이상으로 한다.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑦] 전원주택 단열 관련 규정 해설, 열 관류율, 단열재 두께 등 열 손실 방지 규정
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑥] 웜 루프Warm Roof vs. 콜드 루프Cold Roof - 영국 BBA, 웜 루프 지붕 열 손실 25% 감소
- 전원주택에서 에너지 손실은 외벽 30%, 지붕 25%, 바닥 10%, 창호 10%, 열교 10%, 환기 10% 등에 의해 발생한다. 요즘 '웜루프Warm Roof'방식 목구조 지붕에 관심이 쏠리고 있다. 영국의 BBA(British Board of Agreement)가 듀폰사의 타이벡TyvekⓇ Supro Plus(지붕용)를 사용해 웜 루프와 콜드 루프Cold Roof를 비교한 결과, 웜 루프가 콜드 루프보다 지붕의 열 손실이 25% 적은 것으로 나타났다. 웜 루프와 콜드 루프의 차이를 결정하는 요인은 벤트(공기 통로)와 단열재 위치 그리고 2차 마감재의 종류다. 첫째, 벤트가 콜드 루프는 단열재와 O.S.B(Oriented Stranded Board) 사이에 있지만, 웜 루프는 투습 · 방수지 위에 위치한다. 둘째, 단열재 상부 위치가 콜드 루프는 서까래보다 낮지만, 웜 루프는 서까래와 같다. 셋째, 지붕의 1차 마감재는 아스팔트슁글과 기와 등이고 2차 마감재는 아스팔트 시트와 펠트지 및 투습 · 방수지인데 2차 마감재로 콜드 루프는 불투습성 방수 시트를 사용하지만, 웜 루프는 투습 · 방수지를 사용한다(아스팔트 시트는 옵션).글 윤홍로 기자 도운말 이정현 듀폰코리아(주) 건축 산업소재 사업부 부장 경량 목구조 지붕의 시공 방식은 북미, 유럽 등 지역 또는 국가마다 약간씩 다르다. 우리나라는 주로 북미식 경량 목구조를 채용했다. 북미식 지붕 구조는 외부의 찬 공기가 처마 환기구로 들어와 박공 또는 용마루 환기구로 빠져나가는 전형적인 콜드 루프 형태다. 웜 루프는 유럽의 목구조 방식으로 단열재가 서까래 끝 선까지 올라오고, 그 위에 투습 · 방수지로 마감하는 형태다. 이정현 듀폰코리아㈜ 건축산업소재사업부 부장의 설명으로 웜루프가 콜드루프보다 우수한 점이 무엇인지 살펴보자. 웜 루프 방식 도입 배경은| 북미식 경량 목구조를 도입할 당시 사용한 2차 지붕 마감재는 대부분 아스팔트계 시트, 펠트지 등 불투습성 방수 재료다. 2차 마감재가 방수 기능만 하고 투습성이 없으면 실내, 단열재, 서까래 등의 습기가 외부로 빠져나가지 못해 차가운 외기와 만나 결로가 생길 수밖에 없다. 이 문제를 해결하고자 단열재 상부에서 외부의 공기를 순환시키는 콜드 루프 방식을 사용해 온 것이다. 하지만 현재 투습 · 방수용 하우스 랩House Wrap의 비약적인 발전과 함께 유럽을 중심으로 열 손실이 적고 하자에 안전한 웜 루프 방식을 사용하는 추세다. 콜드 루프의 문제점을 구체적으로 | 찬 공기의 통로(벤트)가 콜드 루프는 단열재 위에서 이뤄지고, 웜 루프는 투습 · 방수용 하우스 랩에서 이뤄진다. 단열재는 정지 상태인 공기층을 품을 때 단열성이 가장 높다. 그러나 단열재 위로 외부의 찬 공기가 끊임없이 흐르면 단열성이 떨어지고, 내부의 따듯한 공기와 외부의 차가운 공기가 만나면 결로가 생기고, 결로는 단열재 위로 떨어져 단열재를 적실 수밖에 없는 구조다. 단열재가 젖으면 따듯한 실내 공기의 누기漏氣, 차가운 외부 공기의 침기浸氣로 열 손실이 발생한다. 반면, 웜 루프는 결로가 단열재 위에 투습 · 방수용 하우스랩에서 발생하고, 이 결로는 하우스랩을 타고 밑으로 빠져 나가므로 단열재를 적시지 않는다. 콜드 루프가 문제 안 된 이유는 | 단열재가 젖었다 말랐다를 반복하기 때문이다. 결로가 주로 발생하는 겨울철에 눅눅하다가 다른 계절에 다시 뽀송뽀송하더라도 단열재가 제 기능을 하는 것은 아니다. 겨울철에 젖었을 때 이미 단열성은 70% 정도 떨어졌기 때문이다. 또한, 콜드 루프는 단열재 위치가 서까래보다 낮기에 그만큼 단열재 두께가 얇을 수밖에 없다. 콜드 루프는 단열재 위로 찬 공기가 계속 흘러 침기와 누기가 발생할 확률이 높지만, 웜 루프 방식은 단열재 위에서 하우스 랩이 침기와 누기를 막아준다. 콜드 루프는 단열성이 떨어지다 보니 준공 초기와 달리 갈수록 난방비가 상승한다. 간간이 경량 목구조는 몇 년짜리란 말까지 나오기도 한다.콜드 루프의 문제점을 개선하지 않으면 목조주택 문화는 채 뿌리를 내리기도 전에 존재 가치를 상실할지도 모른다. 국내 보급 중인 웜 루프 방식은 | 유럽의 웜 루프 방식은 서까래 사이에 단열재를 채우고, 단열재 위에 투습 · 방수용 하우스 랩을 깔고, 세로상과 가로상을 걸고, 기와를 올리는 심플한 방식이다. 그러나 우리나라에선 지붕을 시공할 때 합판을 밟는 것이 보편화돼 심리적 불안감으로 웜 루프를 시공할 때 서까래 사이에 단열재를 채우고, 투습 · 방수지를 깔고, 세로상을 걸고, O.S.B를 시공하고, 아스팔트 시트를 시공하고, 세로상과 가로상을 걸고, 기와를 올리곤 한다. 웜 루프 성능 평가 리포트가 있는지 | 영국 BBA(British Board of Agreement)에서 듀폰사의 타이벡TyvekⓇ Supro plus(지붕용)를 사용해 웜 루프와 콜드 루프를 비교한 결과, 웜 루프가 콜드 루프보다 총 에너지 소비는 7.1%, 지붕 열 손실은 25%, CO2 배출은 179㎏/년 적었다는 리포트를 발표했다. BBA는 이를 토대로"웜 루프 방식은 결로위험을 줄여 줄 뿐만아니라 벤트에 의한 열손실을 획기적으로 줄인다"면서,"웜루프의 최적효과를 얻기 위해선 기밀방습지를 사용하라"고 추천했다. 지붕용 하우스 랩 선택 요령은 | 여름철 지붕 속 온도는 태양 복사열로 인해 외기 온도보다 훨씬 높다. 30℃일때 지붕 속 온도는 약 80℃를 웃돈다. 지붕용 하우스 랩이 80℃ 온도에 대한 저항성을 갖춰야만 주택의 생애 주기 동안 2차 마감재, 즉 방수 자재로 제 기능을 수행한다. 따라서 지붕용 하우스 랩을 선정할 때 일반 물성인 방수성과 투습성 그리고 내후성을 고려해야 한다. 방수성이 1등급(Class W1) 이상이어야 하며 결로 방지를 위해 투습성이 뛰어나야 한다. 오랜 시간이 흘러도 방수 성능을 잃지 않는 내후성 또한 뛰어나야 한다. 내후성이란 하우스 랩을 설치한 후 지붕 마감 완료까지 자외선(UV: Ultraviolet Rays) 저항성과 건축물 생애 주기 동안의 열 저항성이다. 지붕용 하우스 랩은 벽체와 달리 2차 방수 재료 역할도 해야 한다. 만약, 기와가 깨진다든지 1차 방수기능이 무너졌을 때 하우스 랩이 2차 방수 기능을 해야만 지붕에서 물이 새지 않기 때문이다. 통기성 필름(기능층)이 찢어지지 않도록 부직포 등으로 합지한 삼중 구조 제품은 기능층의 UV 저항성과 열 저항성이 현저히 떨어져 장기적으로 방수성을 보장하지 못한다. 듀폰사의 지붕용 투습 · 방수지의 성능은 | TyvekⓇ Supro Plus는 웜 루프용으로 모든 층이 투습 · 방수 역할을 하는 기능층이고 두께가 175∼220㎛(마이크로미터)이다. 유럽에선 표준 규정인 EN 13859에 근거해 하우스 랩의 UV 및 열에 대한 내후성을 평가한다. 방법은 인위적으로 336시간 UV에 노출시키고 70℃ 열로 90일간 처리한 후 방수성을 시험한다. 이때 오픈 레인 스크린Open Rain Screen용은 5000시간 UV에 노출시킨다. TyvekⓇ Supro Plus는 EN 13859 테스트를 클래스 1로 통과했다. 공기층 1.5㎝에 투습 저항성을 갖는 0.015m(Sd)로 일반 TyvekⓇ(0.001m)보다 높다. 특히, 스웨덴에서 유럽의 하우스 랩 전 제품을 대상으로 한 내후성 테스트 결과(SPReport) 최고로 나타났다. 한편, 듀폰사는 지붕용 하우스랩은 매우 중요함에도 EN 13859 규정은 너무 약하기에 계속해서 이의를 제기하고 있다. 내후성은 시간이 지나면서 문제점을 드러내는데, 통기성 필름에 부직포를 감싼 투습 · 방수지가 여기에 해당한다. 이 밖에 웜 루프 투습 · 방수지인 TyvekⓇ Enercor는 방수성 클래스 1, 투습 저항성 0.025m에다 글라스 울 24㎜와 동등한 단열성을 갖춘 제품이다(열전도율 0.045W/mK 기준, 공기층 25㎜유지 시). ※ TyvekⓇ Supro Plus 제원 : 롤 규격 - 1.5m×50m, 145g/㎡. 투습 저항(Sd) 값 - 0.015m, 방수 성능 - Class W1, 시공 중 UV 노출 4개월.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑥] 웜 루프Warm Roof vs. 콜드 루프Cold Roof - 영국 BBA, 웜 루프 지붕 열 손실 25% 감소
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑤] 쾌적성, 건강성의 바로미터 단열 - 바늘구멍 막아야 황소바람 잡는다
- 요즘 로우 에너지 하우스Low Energy House, 패시브하우스Passive House, 에너지 플러스 하우스Energy Plus House 등 에너지 고효율 주택이 화두다. 시대의 흐름을 반영한 이들 용어는 건축 분야에선 유행어처럼 여러 사람의 입에 오르내린다. 에너지 고효율 주택은 단열, 기밀, 환기 세 가지 요소가 조화를 이뤄야 한다. 값비싼 에너지원으로 데운 실내 온기가 외부로 새지 않게 잡으려면 단열이 필요하고, 아무리 단열을 잘하더라도 바늘구멍이 생기기 마련이며 그곳으로 황소바람인 침기浸氣와 누기漏氣가 드나들기에 기밀이 필요하고, 기밀을 잘하면 공기의 질이 나빠지기에 환기(전열 교환기)가 필요하다. 한편, 에너지고효율주택에서 간과해선 안될 것이 있다. '에너지고효율= 돈또는 CO2 절감'도 중요하지만, 이는 거주자의 쾌적성과 건강성을 전제로 한다는 것이다.글 윤홍로 기자 단열이란 열이 흐르는 물체의 열전도 저항을 크게 해 열의 흐름을 적게 하는 것이며, 전원주택 등 건축물에서 단열이란 외벽, 지붕, 바닥 등 외피의 열관류율은 작게 하는 것이다. 고단열을 위해 외피의 두께를 두껍게 하면 연관류율은 작아지지만 설계상, 비용상 제약이 따른다. 열관류율이 작은 단열재를 사용해야 하는 이유다(102쪽 단열재 종류 참조).단열이 필요한 이유는 ▲건강과 위생 측면에선 쾌적한 실내 환경 조성이고 ▲에너지 절약 측면에선 열 손실 방지이고 ▲설비 측면에선 유체의 동결 방지 등이다. 이를 위한 단열 공법은 단열재를 벽체의 어느 부위에 설치하느냐에 따라 내단열, 중단열, 외단열로 구분한다. 전문가들은 "실 · 내외 온도가 일정한 정상 열류 상태에선 단열재의 위치와 관계없이 성능은 같지만, 내외 온도가 수시로 변하는 실제 상황에선 구조체의 축열 성능 등에 의해 단열재를 어디에 시공하느냐에 따라 그 효과가 다르게 나타난다"고 한다. 내단열 공법: 단열재를 외피 안쪽에 설치해 집성 보드 또는 집성 보드와 석고보드로 마감하는 방법으로 시공이 간편하며 공사비가 저렴하다. 반면 기둥, 보, 슬래브 끝 부분 등에 단열이 끊기는 부위가 생기고, 내부결로가 발생하기 쉬워 결로방지보완공사가 필요하다.중단열 공법: 벽돌과 벽돌 사이에 스톤 울, 글라스 울, 발포 폴리스티렌 등을 설치하거나 폴리우레아 폼 등을 충진하고, 실내 측에 시멘트 모르타르나 집성 보드로 마감한다. 시공비가 저렴하지만 기둥, 보, 슬래브 끝 부분과 단열재 이음부에 단열이 끊기는 부위가 생기고, 외부로 열손실이 많으며, 내부에 결로가 발생할 수 있다.외단열 공법: 단열재를 벽체 바깥쪽에 설치해 벽과 바닥, 벽과 벽, 벽과 천장 또는 슬래브의 접합부 등 단열재가 끊기는 부위를 근본적으로 차단할 수 있다. 외부로 열 손실을 줄이며 내부 결로와 표면 결로 방지에 유리하다. 외단열은 보통 구조체, 단열재, 보강 메쉬Mesh, 마감재로 구성한다. 단열재와 구조체는 습식의 경우 시멘트 또는 아크릴계 접착제로, 건식의 경우 긴결재 등을 이용해 기계적으로 고정한다. 열전도 부위 차단| 벽, 바닥, 지붕 등 외피에 불연속 단열 부위가 생기면 열적으로 매우 취약하다. 열이 고온 부분에서 저온 부분으로 물체를 따라 이동하는 열전도 부위다. 열전도 현상을 잡으려면 무엇보다 고밀도 단열재를 사용해 시공에 철저해야 한다. 전문가들은 "벽체 모서리 부분, 외벽과 내벽 접합부, 벽체와 바닥 접합부, 벽체와 천장 접합부 등은 벽체와 달리 2차원 또는 3차원 열류가 발생해 실내표면온도분포는 특별한 형태를 띤다"면서, " 이 부분은 동절기 온도강하로 결로가 발생하는 부위이므로 빈틈없이 단열해야 한다"고 주문한다. 창호 프레임 단열 시공| 창호에서 중요한 것이 유리가 갖는 햇빛 투과율인 g값이다. 패시브하우스는 g값이 0.5 이상이어야 하지만, 기존 고효율 에너지 주택에 사용해 온 창호는 0.5g에서 0.3g 사이이거나 0.3g 이하가 대부분이다. 물론 창호 선택 못지않게 중요한 것이 창호 프레임시공이다. 창호 프레임을 단열재로 감싸고 기밀 테이프로 마감하면 창호를 통한 열 손실 10%를 줄여 단열성능을 높일 수 있다. 웜 루프Warm Roof 적용| 경량 목구조 지붕에서 대개 2″×8″또는 2″×10″장선을 사용하지만, 이것만으론 열관류율 값을 확보하기 어렵다. 패시브하우스에서 2″×12″에 2″×6″장선을 더 얹어 전체적으로 두께를 45㎝ 정도로 만드는 이유다. 여기에 글라스 울 단열재로 시공하면 열관류율 값은 0.8W/㎡K(패시브하우스 지붕 열관류율 0.11W/㎡K)정도 나온다. 고용규 삼진에너홈㈜ 대표는 "일반 주택도 패시브하우스와 마찬가지로 벽체보다 지붕 단열을 보강하는 것이 투자대비 에너지비용을 절감하는 방법이다"면서, "콜드루프보다 웜루프가 지붕단열에 효과적이며, 저밀도 글라스 울 단열재는 반듯하고 촘촘하게 시공하기 어려우므로 고밀도 글라스 울 단열재가 유리하다"고 권한다. 불편한 진실 하나 - 하이브리드 인슐레이션 월경량 목구조나 스틸하우스는 일반적으로 샛기둥(Stud) 사이에 무기질 단열재인 글라스 울을 채운 후 바깥쪽에 O.S.B, 방습 · 방수 · 방풍용 하우스 랩House Wrap, 마감재 순으로 시공한다. 그런데 요즘 단열에 관심이 높아지면서 바깥쪽에 별도로 유기질 EPS, XPS, 우레탄 보드 등으로 외단열하는 사례가 늘어났다. 일명 무기질과 유기질 단열재를 결합한 하이브리드 인슐레이션 월Hybrid Insulation Wall이다. 이러한 공법은 습기가 글라스 울(투습층)을 통과한 후 투습 저항성이 높은 EPS, XPS, 우레탄 보드 등을 만나면, 그 사이에서 결로가 발생할 수밖에 없는 구조다. 우리나라에선 이러한 공법이 공공연하게 이뤄지고 있다.이 문제를 해결하고자 현재 드레인에이지 매트Drainage Mat, 메탈 라스Metal Lath, 각상 목재 등으로 무기질 단열재와 유기질 단열재 사이에 공기층을 만들어 습기를 배출하는 공법을 사용한다. 하지만 이러한 시공 방식은 공기工期가 늘어나고 자재비와 인건비도 많이 든다. 일례로 60평형 주택에 각상을 사용하면 200만 원 정도 추가 비용이 발생한다. 또한, 외단열재내측에 공기층을 두면, 그곳으로 찬 공기가흐르기에(대류현상) 열 손실이 발생한다. 한겨울 오리털 파커 안쪽으로 찬 공기가 들어와 체온을 빼앗는 것과 같은 이치다. 즉, 외단열은 훌륭한 단열시스템임에도 공기층으로 말미암아 효과를 반감시키는 것이다.하이브리드 인슐레이션 월 공법의 문제점을 해결한 것이 듀폰DuPont™의'TyvekⓇ DrainWrapⓇ'이다. O.S.B 위에 기존 하우스 랩 대신 독특한 수직 주름을 가진 TyvekⓇ DrainWrapⓇ으로 시공하면 O.S.B와 외단열재 간 공기층을 최소화해 대류에 의한 열 손실을 거의 막고, 습기와 결로수를 배출해 구조재를 보호하고, 각상이 필요 없어 총 공사비를 절감할 수 있다. 시공은 TyvekⓇ DrainWrapⓇ의 주름이 수직 방향이 되도록 펼치고, 수평 오버 랩은 최소 100㎜, 수직 오버 랩은 최소 150㎜를 유지하며, 양면테이프로 오버 랩 부위 안팎을 밀봉한다. 그리고 TyvekⓇ DrainWrapⓇ 위에 외단열재전용 화스너를 사용해 고정하면 된다. 불편한 진실 둘 - 태커로 시공한 하우스 랩기밀에 문제가 생기면 외부에서 들어오는 침기浸氣와 내부에서 빠져나가는 누기漏氣에 의해 습기가 구조체 내부로 침투한다. 예를 들어 실내 온도가 20℃이고 습도가 50%이며 실외 온도가 0℃이고 습도가 80%일 때 1㎜의 틈이 발생하면, 그곳으로 하루 360g의 습기가 빠져나가면서 문제를 일으킨다. 바로 대류에 의한 습기의 이동이다.4인 가족이 하루에 호흡만으로도 물 16리터를 만들어낸다. 그 16리터의 물은 어디로 갈까. 대류를 포함한 여러 가지 요소에 의해 모두 단열재 속으로 스며든다. 그 만큼 외피의 실내면 기밀시공은 매우 중요하다.1㎜ 틈새로 하루 360g의 습기가 빠져나감에도 일부 현장에서 방습용 하우스 랩을 시공할 때 태커Tacker를 사용하곤 한다. 태커 구멍이 1㎜는 안 되더라도 그 구멍이 한두 개가 아니기에 그렇게 시공한 방습용 하우 랩은 의미가 없어진다. 따라서 양면테이프로 방습용 하우스 랩의 오버 랩 부위 안팎을 밀봉하고 태커가 아닌 버팀목으로 고정해야 한다. * "폐쇄 건축물인 피라미드는 에너지 낭비는 없지만 환기(환경)는 나쁘다. 반면, 개방 건축물인 한옥은 환기는 좋지만 에너지 손실이 크다. 이들 과거 건축물은 에너지와 환경이 양립할 수 없다. 하지만 현대 건축물은 에너지와 환경을 양립하게 한다. 외피를 폐쇄하는 기밀 기술과 환기(전열 교환기) 기술의 접목 때문이다. 에너지 소모량을 줄이기 위해 고단열과 고기밀로 외피를 폐쇄하되, 전열 교환기로 그 안에서 습기, 열기, 공기로 말미암아 곰팡이가 슬고 구조체가 썩지않게 한다."이진오 위더스측정시스템㈜ 대표가 11월 7일 열린 듀폰 신제품 론칭 세미나에서'기밀 시공과 측정'이란 주제로 발표한 내용 중 일부다. 에너지 고효율 주택 하면, 에너지(=돈) 절감을 먼저 떠올리는데, 그보단 거주자의 쾌적성과 건강성이 우선이다. 돈은 잃으면 벌면 되지만, 건강은 잃으면 회복하기 어렵기 때문이다. 한편, 일부 현장에서 고단열을 위해 인증받지 않은 화재에 취약한 유기질 단열재를 외단열이 아닌 내단열 재료로 사용하기도 한다. 안전성을 등한시한 채 살림집이 아닌 죽임집을 짓는다면 에너지 절감, 쾌적성, 환경성이 무슨의미가 있을까.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑤] 쾌적성, 건강성의 바로미터 단열 - 바늘구멍 막아야 황소바람 잡는다
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ④] 친환경성, 내구성, 단열성 모두 갖춘 천연양모 인슐레이션
- 천연양모의 보온과 단열성은 이미 오래전부터 입증된 바 있다. 여름에는 시원하게, 겨울에는 따듯하게 만들어 줄 뿐만 아니라 고온에도 변형이 없어 반영구적 사용이 가능하다.정리 홍예지 기자 자료제공 레터튜드코리아 032-832-4128 www.latitudeecowool.com 2007년 2월, 국내에 첫선을 보인 천연양모 인슐레이션은 합성 소재보다 고가인 탓에 수요가 제한적일 것이라는 예상과 달리,현재까지도 많은 건축주의 사랑을 받고 있다. 천연양모가 가진 고단열, 습도조절, 흡음기능 등의 여러가지 장점 덕분이다.천연양모 인슐레이션은 1~5마이크론 굵기의 유리섬유 단열재와 달리 단백질 성분을 함유한 30~50마이크론 굵기의 양모 조직은 부스러지고 가라앉는 등의 형태 변화가 없다. 이러한 뛰어난 내구성과 높은 단열 성능은 쾌적한 주거환경을 제공한다. 친환경적이고 내구성 뛰어난 천연양모천연양모 인슐레이션은 폼알데하이드 등 어떤 화학적 물질도 함유하지 않은 친환경 소재다. 건물의 철거 등으로 사용이 끝났을 때도 다른 곳에 재사용할 수 있고, 인체에 무해하기에 취급 시 마스크를 쓰거나 장갑을 낄 필요가 없다.양모 조직 내부와 표면에는 복잡한 구조의 기공氣空이 형성돼 있어 외부습도 변화에 따라 자연적으로 수분을 흡수·배출한다. 양모의 구조와 성분상 외부 열기와 냉기를 전달하는 속도가 매우 느려 보온과 단열 효율이 높다. 합성 단열재를 쓴 건물과 비교하면 겨울철 내부 온도가 최대 5℃가높고, 여름철에는최대7℃가낮다.제품은 섬유 사이사이는 물론, 단백질 섬유 자체에도 수많은 공기층이 있어 열전도를 느리게 해 방음, 보온, 단열 성능을 극대화한다. 섬유와 섬유 사이에 공기층을 형성해 열전도를 억제하는 일반 유리섬유 인슐레이션에 비해 공기층이 하나 더 있기 때문이다.유리섬유 인슐레이션을 포함한 대부분의 건축 자재는 생산 과정에서 유독성 화학물질인 폼알데하이드를 내포하게 된다. 이 폼알데하이드가 시간이 지나면서 주거 공간 안으로 배출되는데, 일본 도쿄 중앙시험검사소의 테스트 결과, 천연양모는 7시간 안에 실내 폼알데하이드의 96%를 흡수하는 것으로 밝혀졌다. 더불어 새집증후군과 피부 질환을 유발하는 공기 중 화학 독소를 제거하며, 취사 및 일부 난방 기구에서 발생하는 독소까지 빨아 들이는 것으로 나타났다.차음 역할도 톡톡히 해낸다. 내벽과 층간 그리고 바닥에 설치한 두께 75㎜ 천연양모 인슐레이션은 전용 방음재 90㎜를 설치한 것과 같은 방음성능을 내며, 광화학 섬유단열재 90㎜와 동일한 단열성능을 낸다.레터튜드코리아 백승성 대표는 "친환경 에너지 절약형 주택에 대한 관심이 높아지면서 천연양모 인슐레이션을 찾는 사람이 꾸준히 늘고 있다"면서 "고급 타운하우스를 비롯해 전원주택, 상업용 건축물 등 다양하게 시공되고 있다"고 말했다. 간편 시공 가능한 D.I.Y. 단열재OCI '에너백ENERVAC-D' 이중 단열, 삼중 유리 시스템 창호 등 단열 성능이 뛰어난 제품을 통해 에너지를 줄이려는 움직임이 활발하다. 이에 발 맞춰 단열성능은 높이면서 벽체두께는 줄인 제품들이 속속 등장하고 있다. 그중에서도 OCI의 '에너백-D'는 D.I.Y. 방식으로 손쉽게 시공하면서 두께8㎜만으로 높은 단열성능을 보여 눈길을 끈다.정리 홍예지 기자 자료제공 OCI 02-727-9378 www.oci.co.kr 단열재는 내부 공기 흐름 여부와 습기 함유량에 따라 성능이 좌우된다. 단열재 내부에 공기 흐름이 활발하고 습기가 많을수록 열전도율이 높아 열 손실이 크기에 단열재는 보온병처럼 진공 상태로 유지하는게 좋다. 이 원리를 적용해 단열 성능을 높인 것이 바로 '에너백'이다. 흄드 실리카Fumed Silica 심재에 알루미늄 증착 필름 등을 적용한 단열재로, 두께가 얇고 친환경적이며 높은 단열 성능을 갖췄다. 에너백의 인기에 힘입어 OCI에선 올해 12월, 신제품 '에너백-D'를 출시했다. 에너백의 특성은 그대로 살리면서도 D.I.Y. 방식을 적용한 것이 특징으로, 전문가 도움없이 누구나 손쉽게 시공할 수 있다. 단열 성능 높인 흄드 실리카 단열재에너백-D는 봉지재에 심재를 넣고, 내부를 진공 상태로 만들어 높은 단열 성능을 구현한 단열재다. 심재와 외피재로 나뉘는데, 염화실란이 1000℃ 이상 고온 불꽃 속에서 가수 분해돼 생성된 흄드 실리카가 심재원료다. 기본 입자는 7~40㎚로 미세한 반면 표면적은 넓어 열전도율을 낮춘다. 흄드 실리카 심재 자체만으로도 열전도율이 0.025W/mK 이하로 기존 '가'등급 단열재보다 뛰어난 성능을 발휘한다. 에너백-D는 여기에 진공 등 특수 처리를 해 열전도율을 0.0045W/mK 이하로 낮춘 신개념 단열재다. 또한, 식품 첨가물로 인증받은 친환경 원료로 인체에 무해하다. 외단열재는 알루미늄 증착 필름으로 처리해 내·외부 경계에서 수분유입을 차단한다.일반적으로 사용하는 두께 80㎜ 발포 폴리스티렌에 비해 에너백-D는 보호제(3㎜)를 포함해 두께가 11㎜에 불과해 단열 공사 시 공간 제약 없이 손쉽게 사용할 수 있다. 에너백-D 하나로 기존 단열재를 여러 겹 시공한 것과 비슷한 단열성능을 확보하는 셈이다.시공도 간편하다. 전용 접착제를 바른 후 벽면에 부착하고, 그 위에 보호단열재를 설치해 마감재를 시공하면 된다. 웃풍이 심한 주택, 확장한 발코니, 부분 단열이 필요한 침대와 책상 옆, 협소한 공간 등 어디든 사용 할 수 있으며, 가격은 ㎡당 4만 8천 원이다. 친환경 자재이기에 아토피 같은 피부질환을 걱정하지 않아도 된다.나윤철 OCI 과장은 "에너백-D는 불연성 심재인 흄드 실리카로 화재에 안전하고, 가스·수분 차단 필름을 적용해 내수성이 뛰어나, 주택 뿐만아니라 상업용 건물, 냉장고, 냉동창고 등에도 널리 쓰인다"고 말한다.한편, 2010년 출시된 에너백은 2010년 12월 국내 단열재 부문 최초로 국토해양부 '녹색기술 인증서'를 취득했으며, 2011년 11월 '올해의 녹색기술'에 선정된 바 있다. 또한, 올해 2월 대한건축사협회 우수 건축 자재로 선정돼 그 우수성을 인정받았다. 방습·투습·방수 기능 겸비한 열반사 단열재윈코 '스카이텍Skytech' 최근 외단열 공법에 열반사 단열재를 많이 사용하는 추세다. 특히 기능성 단열재 생산업체 ㈜윈코의 열반사 단열재 '스카이텍Skytech'은 여름철엔 복사 반사율이 높아 태양 복사에너지를 건축물 외부로 반사하고, 겨울철엔 실내 에너지가 밖으로 새지 않게 차단하며, 건축물 내부에 생긴 습기를 외부로 배출하는 투습 기능을 갖춘 다기능 제품이다.정리 홍예지 기자 자료제공 ㈜윈코 02-3272-0661 www.winco.co.kr 프랑스, 미국 등 국외 인증기관에서 우수성을 인증받은 열반사 단열재스카이텍. 윈코에서2006년개발한제품으로방습, 투습, 방수 기능까지 겸비한 다기능 열반사 단열재다. 윈코는 재활용 자재, 유리섬유, 천연 광물을 1000℃ 이상에서 용해해 뽑아낸 섬유 등을 원료로 친환경 단열재, 흡음보드 등을 생산하는 업체다.에너지 절약, 불연재, 환경 보호, 무독성, 간편한 시공, 습기 차단 등으로 건축 현장에서 사랑받는데 특히, 투습 기능이 좋아 '숨 쉬는 단열재'라고도 불린다. 숨 쉬는 친환경 불연 반사 단열재HVP(Hight Vapor Permeability)급 고투습 알루미늄, 이 글라스 파이버E-glass Fiber, 알루미늄으로 구성된 스카이텍의 재원은 두께 4∼8㎜, 폭 1m, 길이 18m/20m, 면적 18㎡/20㎡다. 방사율 5%, 반사율 95%, 열전도율 0.034W/mK 등 물리적 특성뿐만 아니라 불연성, 투습성, 방수성, 내인열성등기계적특성도우수하다.스카이텍의 높은 반사율(95%)과 낮은 방사율(5%)은 실내 발열 기구에 의해 발생한 열을 반사하고, 외부의 찬 공기를 막아 효과적으로 보온 반사해 난방 에너지를 절감한다. 특히, 표면층에 있는 HVP급 알루미늄박막은 방습·방수는 기본이고 투습 기능까지 하기에 단열재 시공 후 방수·방습·투습용 하우스 랩House Wrap을 씌워야 하는 번거로움이 없다.심재인 E-glass Fiber는 경량 목구조에 사용하는 글라스 울Glass Wool과 같은 원료를 쓰지만, 제조 방법이 확연히 다른 친환경 자재다. 이는 우리나라보다 앞선 일본의 산업재료 사용에서 착안한 것이다.외단열 공법용 스카이텍의 고단열성을 기본으로 한 방수, 방습, 투습 기능은 구조체를 보호하며 거주자에게 쾌적한 환경을 제공한다. 실제 스카이텍으로 시공하면 표준주택보다 에너지를 20% 정도 절감하는 효과를 얻는다.스카이텍은 외국에 먼저 이름을 알린 제품이다. 프랑스에선 신축뿐 아니라 단열이 취약한 건축물 리모델링이나 보존 가치가 높은 건축물에 시공한다. 프랑스물질평가원에서 투습성을, 프랑스국립연구소에서 불연성을 그리고 유럽에서 제품 안전성 인정받아 CE마크를 획득했다. 윈코는 유럽 전체 열반사 단열재 시장의 40% 이상 점유할 정도로 인기가 높다.저탄소, 친환경 주택이 화두로 떠오른 요즘 스카이텍의 인기는 더욱 높아질 전망이다. 고밀도 글라스 울 단열재한국하니소 '에너지 스타Energy Star' 유리와 동일한 조성으로 이뤄진 글라스 울 단열재는 북미, 유럽 등 세계 단열재 시장에서 60%를 차지할 정도로 인기가 많다. 글라스 울이 가진 우수한 단열성을 기본으로 한 흡음성, 불연성, 친환경성, 인체 무해성 덕분이다. 글라스 울 단열재 전문 회사인 한국하니소의 '에너지 스타Energy Star '는 기존 글라스 울 단열재보다 밀도를 높여 열전도율을 0.035W/mK로 개선하고 시공 후 처짐 현상을 없앴으며 결로를 방지해 구조체를 보호한 제품이다.정리 홍예지 기자 자료제공 한국하니소 02-3706-9117 www.haniso.co.kr 경량 목구조 주택을 시공할 때 샛기둥과 장선 사이에 글라스 울 단열재를 넣는 것만으로 단열성을 확보할 수 있다고 믿는다. 그러나 글라스 울의 밀도가 낮으면 침기浸氣와누기漏氣로 인한 습기 이동으로 단열재가 쳐지고 수축하기에 단열재의 기능을 확보하기 어렵다. 실제 지은 지 2, 3년이 지난 일부 주택의 천장을 뜯어보면 10㎝ 정도 단열재가 처진 것을 보곤 한다. 건축주들이 집을 지은 후 2, 3년간 따듯하게 지냈는데 그 후 난방비가 많이 든다고 하소연하는 이유다. 현재와 같이 2″×6″경량 목구조에 저밀도 글라스 울 단열재로 시공하면 향후 열전도율 기준을 충족할 수 없다. 결국, 고밀도 글라스 울 단열재를 사용하거나, 외단열 공법을 적용해야 한다. 이 문제를 해결한 것이 한국하니소의 고밀도 글라스 울 단열재 '에너지 스타Energy Star'다 철저한 단열과 기밀시공을 요하는 패시브하우스에 안성맞춤이다. 열전도율 개선한 패시브 하우스 단열재글라스 울의 장점은 ▲미세하고 균일한 섬유 조직으로 흡음성이 뛰어나 실내 소음을 줄이고 ▲무기질 불연재로 화재로부터 연소하거나 화염을 전파하지 않을뿐더러 유독가스를 방출하지 않고 ▲제조 공정에 모래뿐만 아니라 '파유리'를 사용해 최고 100%까지 재활용하고 ▲국제보건기구(WHO) 산하 국제암연구기관(IARC)에서 커피보다 인체에 안전한 물질로 규정할 정도로 인체에 해가 없다는 것이다.글라스 울의 장점은 그대로 살리고, 보다 고밀도 제품으로 탄생한 한국하니소의 에너지 스타는 열전도율을 기존 0.046W/mK에서 0.035W/mK로 개선해 패시브하우스 단열재로 적합하다. 열전도율이 낮아 경량 구조체에서 사용하는 샛기둥을 그대로 이용해 패시브하우스에서 요구하는 열관류율(U-value)을 손쉽게 충족할 수 있다. 기존 저밀도 글라스 울 단열재가 에너지 스타와 동일한 열관류율을 실현하려면, 단열재 두께를 24% 이상 늘려야 한다.밀도가 높아 시공 후 처짐 현상이 없으며, 공칭 두께로 100% 복원할 수 있다. 시공도 간편하다. 스테이플러로 시공하던 기존 방법과 달리 별도 고정 작업 없이 원하는 곳에 밀어 넣기만 하면 된다. 최대 240㎜ 두께로 시공자가 원하는 폭과 길이로 공급하는 것도 가능하다.한글라스와 프랑스 Saint-Gobain Isover 제휴로 설립한 한국하니소는 연간 3만여 톤의 건축용 단열재 글라스 울을 생산하는 회사로 에너지 스타출시에 맞춰 고효율, 저에너지 주택보급에 앞장서고 있다.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ④] 친환경성, 내구성, 단열성 모두 갖춘 천연양모 인슐레이션
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ③] 패시브하우스용 고밀도 글라스 울 단열재, 저밀도 단열재의 불편한 진실
- 단열재를 크게 유리질, 광물질, 금속질, 탄소질 등 무기질계와 발포 폴리스티렌(비드법-EPS, 압출법-XPS), 발포 폴리에터 등 유기질계 단열재로 구분한다. 이들 단열재는 여러 가지 특성 중 기본적으로 ▲단열성(Thermal Comfort) ▲안전성(Fire Safety), ▲흡음성(Acoustic Comfort)을 갖춰야 한다. 단열재 하면 대개 열적 안정성, 즉 열전도 저항성(R-value)만 얘기하다 보니 안전성과 흡음성을 간과한 채 단열재를 선택하는 경향이 있다. 박종근 한국하니소㈜ 팀장의 설명으로 단열재 선택 요령에 관해 살펴보자.글 윤홍로 기자 도움말 박종근 한국하니소㈜ 팀장 단열재의 안전성은 1998년 8명이 숨진 성남 카라파라 호프집 화재 사건(FRP: 섬유 보강 플라스틱 단열재), 1999년 유치원생 19명과 인솔 교사 4명 등 23명이 숨진 화성 청소년수련원인 씨랜드 화재 사건(발포 폴리스티렌 샌드위치패널 단열재)에서 보듯이 매우 중요하다.단열재를 선택할 땐 불에 견디는 내화(관련 규정: 건축법, KS), 불에 타거나 견디는 정도를 나타내는 불연과 난연(건축법, KS) 등을 확인해야 한다. 한국건설기술연구원 '건축 재료 연소 독성 가스 실험 데이터'에 따르면 폴리스티렌과 폴리우레탄은 단일 소재 또는 아연 도금 강판(0.5㎜) 복합 구조에 상관없이 플래시 오버Flash Over에 해당하는 800℃에서 6분 이내 모두 타며 다량의 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)가 발생하는 것으로 나타났다. 한국화재보험협회 자료에 따르면 CO는 혈액의 산소 운반 방해, 두통, 사지통, 의식불명, 구토, 현기증 등을 유발하고, CO2는 산소 결핍, 호흡 곤란, 질식 등을 유발한다. 따라서 비내화성, 비불연성, 비난연성 단열재를 주택의 외단열이 아닌 내단열재 또는 실내 마감재로 사용하는 것은 삼가야 한다. ※ 플래시오버: 건축물 실내에서 화재가 발생했을 때 발화로부터 화재가 서서히 진행하다가 어느 정도 시간이 경과함에 따라 대류와 복사 현상에 의해 일정 공간 안에 열과 가연성 가스가 축적되고 발화 온도에 이르러 일순간 폭발적으로 전체가 화염에 휩싸이는 화재 현상.단열재는 바람직하지 않은 음, 즉 원하는 음(음성, 음악 등)의 청취를 방해하거나 생활에 장해나 고음을 주는 소음을 제어해야 한다. 소음은 주로 외부, 주택 내 실과 실 및 각종 설비 등에서 발생한다. 흡음성이 좋은 단열재와 함께 석고보드 등을 시공하면 소음을 상당히 제어할 수 있다. 이 밖에도 단열재를 선택할 땐 유연성(Flexibility), 내구성(Durability), 친환경성 등을 고려해야 한다. 글라스 울 단열재와 열 관류율많은 사람이 주택을 굉장히 견고하고 두껍게 지으면 겨울엔 따듯하고 여름엔 시원할 것이라고 오해한다. 단열성을 확보하려면 열 관류율(U값)을 가진 재료를 적절히 사용해야 한다. 열 관류율이란 특정 두께를 가진 재료의 열전도 특성으로 단위는 W/㎡K다. U값이 외벽은 0.10W/㎡K, 지붕은 0.11W/㎡K 이하이면 패시브하우스 요구 조건에 들어간다. U값 0.11W/㎡K을 만족하게 하려면 〈그래프〉 '재료별 열 성능 비교'와 같이 단열재(Insulation)는 약 40㎝, 소나무(Fine Wood)는 약 1.3m, 다공질 벽돌(Porouse Brick)은 약 1.5m, 중重벽돌(Heavy Brick)은 10m, 콘크리트는 21m 두께의 벽체를 구성해야 한다. 즉, 콘크리트로 21m 두께 벽체를 구성하더라도 단열재 40㎝ 두께의 효과 밖에 발휘하지 못한다. 글라스 울 단열재로 지붕은 40㎝(U값 0.10), 외벽은 34㎝(U값 0.10), 바닥은 30㎝(U값 0.12) 두께로 시공한 주택의 연간 난방 에너지 소비량은 15㎾h/㎡a이고 CO2 배출량은 2㎏/㎡a이다. 반면, 지붕은 22㎝(U값 0.22), 외벽은 6㎝(U값 0.40), 바닥은 7㎝(U값 0.40) 두께로 시공한 주택은 연간 난방 에너지 소비량은 150㎾h/㎡a이고 CO2 배출량은 30㎏/㎡a이다.U값과 화석에너지 소모량을 보면 외벽에 글라스 울 단열재를 14㎝ 두께로 시공한 주택은 0.25w/㎡K와 2.5리터이지만, 단열재를 설치하지 않은 주택은 1.5w/㎡K와 15리터다. 글라스 울 단열재를 두께 24㎝로 시공하면 화석에너지 소모량은 1/7로 급격히 줄어들며, 두께 30㎝로 시공하면 패시브하우스에 가까운 U값 0.12w/㎡K를 얻고 화석에너지 소모량은 1.2리터로 줄어든다. 글라스 울 단열재를 선택할 땐 밀도를 고려해야 한다. 밀도가 낮으면 일정 기간 후 처지거나 수축했다가 복원되지 않는다. 처짐과 수축은 습기를 지닌 침기와 누기로 말미암아 결로가 발생해 단열재를 적신다. 기존 저밀도 글라스 울 단열재로 패시브하우스 기준을 충족하려면 천장은 240㎜에서 315㎜, 벽체는 160㎜에서 210㎜로 두께를 24% 이상 증가해야 한다. 천장용 저밀도 글라스 울 단열재의 공칭 두께는 240㎜이고 열전도 저항값(Rvalue)은 30이지만, 고밀도 글라스 울 단열재로 시공하면 같은 두께임에도 열전도 저항값은 39로 30% 정도 상승한다. 특히 벽체용 저밀도 글라스 울 단열재는 공칭 두께가 160㎜일 때 열전도 저항값은 19인데, 현장에선 보통 140㎜로 시공하기에 열전도 저항값은 떨어진다. 그러나 샛기둥(Stud)의 두께를 유지한 채 고밀도 글라스 울 단열재로 시공하면 열전도 저항값을 26정도 얻을 수 있다. 글라스 울 단열재표면에 붙인 종이는 득보다 실이 더 많다. 글라스 울 단열재에 종이를 부착하기 위해 도포한 물질이 막을 형성해 투습성을 막기 때문이다. 이것은 등산이나 운동 시 땀을 원활하게 배출하는 고어텍스 점퍼가 아닌 비닐 옷을 입은 것과 같다.글라스 울 단열재와 함께 투습·방수지를 시공할 때도 마찬가지다. 아무리 성능이 좋은 투습·방수지일지라도 글라스 울을 감싼 종이가 투습기능을 차단하기에 무용지물이다.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ③] 패시브하우스용 고밀도 글라스 울 단열재, 저밀도 단열재의 불편한 진실
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ②] 단열재를 알아야 주택이 보인다, 한국산업표준에 등록된 단열재의 종류 및 특성
- 현재 우리나라 단열재 관련 규정으로는 KS M 3808, 3809 그리고 KS L 9102가 있다. KS M 3808은 발포폴리스티렌, KS M3809는 경질 폴리우레탄폼, KS L 9102는 인조 광물 섬유를 재료로 한 단열재에 관해 규정하고 있는데 이들에 대해 자세히 알아봤다. 참고로 단열재 명칭은 국토해양부에서 규정한 것을 따랐으며, 본문에서 설명한 한국산업표준에 규정된 제품 외에도 현재 시중에는 이보다 더 다양한 단열재가 있음을 밝혀둔다.글 홍정기 기자 자료참조 국토해양부, 한국산업표준, 한국패시브건축협회 발포성 폴리스티렌, EPS 단열재(KS M 3808)폴리스티렌수지에 발포제를 넣은 다공질의 기포플라스틱(Foam Plastic)이다. 흔히 스티로폴Styropor 혹은 스티로폼Styrofoam이라고 부르는 데, 이는 독일과 미국 회사의 제품명으로 정식 명칭은 'EPS(Expandable Poly-Styrene, 발포성 폴리스티렌) 단열재'다. 단열 성능이 뛰어나고, 경량으로 운반과 시공성이 우수하며, 최고 70℃까지 견디는 장점이 있다. 그러나 자외선에 약하고 화재시 불이 옮겨 붙어 유독가스가 발생할 위험이 있다.EPS 단열재는 비드법과 압출법으로 나누고 다시 비드법은 1종과 2종(종별로 1~4호가 있음)으로, 압출법은 특호와 1~3호로 구분한다.▲비드법 보온판 1종: 구슬 모양의 '비드'를 가열한 후 1차 발포시키고 적당한 시간 숙성한 후 판 모양의 금형에 채워 다시 가열해 2차 발포에 의해 융착, 성형한 제품 ▲비드법 보온판 2종: 1종 단열재에 탄소를 함유한 합성물질, 그라파이트를 첨가해 제조한 제품. 비드법 보온판은 무엇보다 시공성이 우수한 게 장점이지만, 물 흡수율이 높아 물과 직접 닿거나 습기가 많은 곳에는시공할 수 없다. 한국패시브건축협회에서는 30kg/㎥에 해당하는 밀도가 가장 단단하며 열전도 특성도 뛰어난 것으로 보고 있다. 압출법 보온판은 원료를 가열·용융해 연속적으로 압축·발포시켜 성형한 제품으로, 압축 발포 폴리스티렌판(Extruded Foam Polystyrene Board)에서 앞글자를 따 보통 XPS로 불린다. 대표적인 제품이 아이소핑크. 물리적 성질은 비드법 보온판과 비슷하나 단열성이 우수하며 어느 정도의 투습 저항을 지닌 것이 특징이다. 내열 온도가 낮아 난연재를 첨가해 건축용 단열재나 완충포장재로 주로 사용한다. 경질 폴리우레탄폼(KS M 3809)단열 성능이 가장 뛰어나 보온, 보냉에 사용하는 단열재로 폴리우레탄폼을 발포, 성형한 유기 발포체(독립 기포 구조)로구성된다. 폼의겉보기밀도에따라초연질超軟質, 연질, 반경질半硬質, 경질 등으로 나뉘는 데 단열재로는 단열성과 저온 특성이 좋은 경질의 폴리우레탄폼을 사용한다. 판상, 통상형의 생산품을 붙이는 방법이 있으나 건축 현장에서는 주로 직접 발포해(뿜칠) 시공한다.현장에서 발포 시공할 시에는 분사 각도가 30°를 넘지 않게 하며, 스프레이건과 피착 면과의 거리를 일정하게 하면서 동일방향으로 연속분사해야 균일한 두께를 얻을 수 있다. 그리고 1회 30㎜ 이하로 분사 발포하고 분사압을 최대로 해 작은 입자가 되도록 한다. 종류는 다음표와 같다. 열경화성 수지인 폴리우레탄폼은 플라스틱류와 같이 명확한 연화점이나 응고점이 없다. 관련 업계에서는 일반적으로 고온은 100℃, 저온은 -70℃까지사용할 수 있고, 특수제조공정을 거치면 -170℃까지도 시공이 가능하다고 설명한다.다른 단열재는 온도 변화에 민감하고, 물이나 습기를 흡수하면 단열 효과가 저하되는 단점이 있지만, 폴리우레탄 폼은 90% 이상이 독립 기포로 이뤄져 강한 내수성 및 내습성을 보인다. 또한, 뛰어난 접착력으로 표면에 먼지 등의 이물질을 제거하면 재질과 관계없이 반영구적으로 사용할 수 있다. 인조 광물섬유(KS L 9102)인조광물섬유는크게미네랄울Mineral Wool과글라스울Glass Wool로 나뉜다.미네랄 울(MW)은 규산칼슘계의 광석을 고온에서 용융한 후, 고속 회전력을 이용해 섬유화한 뒤, 바인더를 사용해 일정한 형태로 성형한 것으로 종류로는 보온판, 보온통, 블랭킷, 와이어드 블랭킷, 라멜라 매트, 루즈울, 하이울이 있다.이중에서 단열 성능이 뛰어나고 흡음 효과가 좋아 다양한 품종 및 규격으로 출시되는 보온판이 주택 단열재로 주로 쓰인다. 미네랄 울 접착제를 사용해 판 모양을 하는 보온판은 밀도에 따라 1~3호로 구분하는데 품질규정은 아래표와 같다. 천연 규사가 원료인 글라스 울(GW)은 난연1급 불연재로 화재 시 화염 전파 우려가 없고, 유독 가스를 발생시키지 않아 내화구조물과 방화구역에서 애용하는 단열재다. 가늘고 긴 섬유경으로 구성돼 열전도율이 매우 낮은 것이 장점으로 이 때문에 단열 및 보온효과가 탁월하다. 오랜 시간이 경과한 후에도 형태 변화와 부식이 거의 없는 복원력과 인장력이 강한 글라스 울은 내충격성, 내화학성, 내진성, 내수성, 내구성에서도 높은 점수를 받는다. 한편, 인체에 유해하다는 말도 있었으나 국제보건기구(WHO) 산하 국제암연구구기관(IARC)이 글라스 울을 제작하는 미국16개, 유럽13개 공장근로자를 대상으로 연구를 진행한 결과, 유해성을 전혀 찾지 못했다고 한다.미네랄 울과 마찬가지로 밀도에 따라 24K 32K 48K 64K 80K 96K 120K로 구분하며, 이들의 특징은 다음과 같다.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ②] 단열재를 알아야 주택이 보인다, 한국산업표준에 등록된 단열재의 종류 및 특성
-
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ①] 열, 공기, 습기 알아야 잡는다 - 톡톡 튀는 전원주택 물리학
- 전원주택 등 건축물의 외피外皮(Envelope)란 거실 또는 거실 외부 공간을 둘러싼 벽, 지붕, 바닥, 창과 문 등 외기에 직접 면하는 부위다. 거실은〈건축법〉에서 건축물 안에서 거주(단위 세대 내 욕실, 화장실, 현관 포함), 집무, 작업, 집회, 오락, 기타 이와 유사한 목적으로 사용하는 방을 일컬으며,〈건축물에너지절약설계기준〉에선 거실이 아닌 냉방 또는 난방 공간도 포함한다. 외피는 전원주택의 실외와 실내 환경을 분리하는 층이고, 기후 변화로부터 실내를 보호하는 층이며, 실내의 열, 공기, 습기 흐름을 조절하는 층이다. 이정현 듀폰코리아㈜ 건축산업소재사업부 부장은 외피 설계의 4대 요소로 ▲지속성을 보장하기 위한 '구조적 완벽성'▲열전달을 최소화하기 위한 '온도 제어'▲결로를 최소화하기 위한 '습기 제어'▲열전달과 결로를 최소화하기 위한 '공기 제어'를 꼽는다. 외피는 에너지(열, 소리, 빛 등)와 유체(공기, 습기 등)의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 이 가운데 열, 공기, 습기는 전원주택의 생애 주기(Life Cycle)는 물론 무엇보다 거주자의 쾌적성과 건강성을 좌우하기에 반드시 제어해야 할 요소다. 그러면 열, 공기, 습기의 흐름은 전원주택에 어떤 영향을 미치며, 이를 제어하는 방법은 무엇일까.※ 본 기사는 듀폰코리아㈜에서 2012년 11월 7일 개최한 '기밀과 결로 방지를 통한 에너지 고효율 건축 솔루션'세미나를 기초로 했음을 밝힌다.글 윤홍로 기자 '열熱' 전달의 주범-전도, 대류전도란 물질의 이동 없이 고온의 분자에서 저온의 분자로 열전달이 이뤄지는 것이다. 전도는 열전도 저항성(Thermal Resistance: R-value)이 높은 단열재로 차단한다. 주택의 외피 자재, 치장재, 마감재는 대부분 열전도 저항성이 낮기에 별도의 단열재가 필요하다. 정지 상태의 공기는 열전도 저항성이 매우 우수한 재료다. 공기를 이용한 단열재가 바로 섬유상 다공질로 공기를 포집하는 파이버Fiber다. 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등은 물질 그 자체가 단열재는 아니다.발포(Form) 공정을 통해 정지 상태의 공기층을 지녀야만 비로소 발포성 폴리에틸렌, 발포성 폴리스티렌 등의 이름을 단 단열재로 탄생한다. ※ 단열재로 잘 알려진 스티로폼은 상품명이며 원명은 발포성 폴리스티렌(EPS: Expandable Polystyrene) 수지다. 대류란 유체(기체, 액체)의 흐름에 의한 열전달로, 뜨거운 기체는 위로 올라가고 차가운 기체는 아래로 내려오면서 열전달이 이뤄진다. 대류는 기밀로 차단하는데 재료나 시공의 정확성에 의존하기에 제어하기 어렵다. 한국패시브건축협회에서도 기밀은 패시브 건축물에서 우열을 가리기 어려운 인자 중 하나라고 한다. "독일PHI(passiv.de)에서 기준으로 삼는 패시브하우스의 기밀 조건은 '50㎩ ≤ 0.6회/h'다. 50㎩(파스칼)이란 주택 내·외부 공기의 압력 차이를 뜻하며 여름철 태풍 초기 바람의 세기인 풍속 8~9m/s에 해당한다. 즉, 평상시보다 상당히 강한 압력이 외부에 걸릴 때 주택 내부로 들어오는 틈새 바람의 양이 시간당 실내체적의 0.6회정도 만들어와야 한다는 것이다. 우리나라 현실에 비춰 볼 때 상당히 강한 기밀을 요구한다." 복사란 고온의 물체 표면에서 저온의 물체 표면을 통한 열전달이다. 재료 표면의 특성에 따라 복사율은 다르며 저방사성 표면을 가진 물질로 차단한다.전원주택에서 열전달은 전도(약 55%), 대류(약 40%), 복사(약 5%) 순으로 일어난다. 따라서 열전달의 약 95%를 차지하는 전도와 대류만 잡으면 에너지 고효율 전원주택을 지을 수 있다. 보온병은 단열이 가장 완벽한 형태다. 안팎 두 개의 층으로 이뤄진 진공 상태로, 그 사이에선 전도와 대류는 이뤄지지 않으며 복사에 의한 열전달을 최소화하기 위해 글라스 표면에 저방사성 알루미늄으로 코팅한다. 흔히 말하는 로-이Low-E 유리가 바로 표면에 저방사성 처리를 한 제품이다. 즉, 전원주택을 보온병 형태로 만들어 창과 문을 내고 전열 교환기를 갖추면 '패시브하우스'가 되고, 여기에 신재생에너지 발전설비를 도입해 전기를 자체생산하면 '에너지 플러스 하우스'가 된다. '공기空氣' 흐름의 주범-침기, 누기공기의 흐름엔 외부 공기가 실내로 들어오는 '침기浸氣'와 실내 공기가 외부로 빠져나가는 '누기漏氣'가 있다. 전원주택에서 침기와 누기가 가장 많이 발생하는 부위는 바닥, 벽체, 천장이다. 침기와 누기는 내·외부의 압력차에 의해 발생하며 이동하는 통로는 다공질, 틈, 갈라짐(Crack) 등 이다.침기와 누기는 열 손실을 포함해 여러 가지 문제를 일으키기에 세밀한 기밀 시공으로 차단해야 한다. 공기의 흐름에 의한 열 손실 메커니즘은 침기·누기 발생 ⇒ 외력에 의한 대류 ⇒ 자연 대류 ⇒ 단열재 내부 공기 흐름 ⇒ 단열재 주변 틈을 통한 공기흐름이다. 단열재 내부에서 어떻게 공기의 흐름이 일어나는 것일까. <그래프>는 '단열재 열전도 저항값에 미치는 공기 흐름의 영향'이다. 가로축은 단열재의 열전도 저항값이고 세로축은 풍속이며, ①은 방풍용 하우스 랩House Wrap과 함께 설치한 단열재고②는 방풍용 하우스 랩 없이 설치한 단열재다. ①과 ②의 열전도 저항값의 저하를 보면, 그 차이가 상당하다. 풍속이 14mph일 때 열전도 저항값이 ①은 10% 정도, ②는 70% 정도 떨어진다. 즉, 방풍용 하우스 랩의 설치 여부에 따라 단열재의 열전도 저항값은 최대 60% 정도 차이가 난다. 따라서 전원주택에서 공기의 흐름을 막으려면,〈 그림〉 '하우스랩 시공위치'와 같이 반드시 단열재와 함께 방풍용 하우스랩을 시공해야 한다. ※ mph(miles per hour): 속도의 단위. 한 시간 동안 움직인 거리를 마일 단위로 표시한 것. '습기濕氣' 흐름의 주범-확산, 대류습기는 확산과 공기의 흐름(대류)으로 이동한다. 확산은 틈새를 통해 밀도(농도)가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 분자 운동이다. 확산보다 더 무서운 것이 결로를 일으키는 대류다. 모든 공기는 습기를 품고 있기에 침기와 누기로 말미암아 공기가 흐를 때 습기도 함께 이동한다. 결국, 내·외부 온도 차로 발생한 결로는 단열재를 적셔 열전도 저항값을 떨어뜨려 열 손실을 일으킨다. 이 때 두꺼운 단열재일수록 열전도 저항값은 더 떨어진다. 실험자료를 보면 두께 125㎜ 단열재는 60% 이상 열전도 저항값을 잃는데, 그 이유는 단열재 속 공기가 물로 치환되기 때문이다. 따라서 건축물에서 습기관리는 매우 중요하다.습기와 물의 관계는 매우 밀접하며 전원주택에서 발생하는 물 대부분의 문제는 빗물에 의한다. 빗물은 중력, 모세관 현상, 바람, 압력차에 의해 침투한다. 빗물이 외장재만 적시면 큰 문제가 안 되지만, 단열재를 적시면 열전도 저항값을 떨어뜨려 열 손실을 일으킬 뿐만 아니라 구조재에도 치명적이다. 따라서 외부의 빗물과 습기가 단열재 속으로 스며들지 않도록 방수·방습용 하우스 랩을 시공해야 한다. 이상적인 전원주택 외피 구조는 단열재 안쪽에 기밀·방습용 하우스 랩을 설치하고 바깥쪽에 투습·방수용 하우스 랩을 설치해 습기를 제어하는 것이다. 기밀·방습용 하우스 랩은 수증기압이 높은 부위에 설치한다. 난방하는 추운 지역은 실외보다 실내가 수증기압(습기)이 높기에 습기가 안에서 밖으로 흐른다. 이러한 지역에선 기밀·방습용 하우스 랩을 외피 안쪽에 설치해 단열재를 보호한다. 반대로 냉방하는 더운 지역은 실내보다 실외가 수증기압이 높기에 기밀·방습용 하우스 랩을 외피바깥쪽에 설치해 단열재를 보호한다.사시사철 난방만 하거나 냉방만 하면 문제없는데 우리나라는 여름과 겨울이 확연하기에 방습(겨울)과 투습(여름) 기능을 모두 갖춘 하우스 랩이 필요하다. 바로 내력벽 안쪽에서 물과 공기는 막으면서 습기를 배출하는 가변형투습·방습지인 듀폰DuPont™의 'AirGuardⓇ Smart'다.AirGuardⓇ Smart는 상대 습도에 따라 투습 저항(Sd)값이 변하면서 투습과 방습 기능을 발휘한다. 상대 습도가 낮은 겨울엔 높은 투습 저항값을 유지해 내부의 습기가 단열재 쪽으로 진행하는 것을 차단해 결로를 방지하고, 상대 습도가 높은 여름엔 낮은 투습 저항값을 유지해 외부의 습기가 단열재에 머물지 않고 내부로 진행하도록 함으로써 역결로를 방지한다. 투습 저항값의 범위가 전 세계 동종 제품 중 매우 넓고 인장 강도, 인열 강도 등 내구성도 강해 시공 중 기능층 손상을 방지한다. ※ 투습 저항(Sd)값: 투습 저항을 공기층 두께로 환산한 값이며, 높을수록 습기의 투과가 어렵다.
-
- 집짓기 정보
- 건축정보
-
[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ①] 열, 공기, 습기 알아야 잡는다 - 톡톡 튀는 전원주택 물리학