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친환경 무기질 단열재, 미래홈 L/W 스톤울 인슐레이션 분사형 출시
- 제로에너지 미래홈에서 ‘미래홈 L/W 스톤울 인슐레이션 분사형‘ 제품을 출시했다. 이번에 출시된 제품은 고가 유기질 수성 연질폼을 대체하는 무기질 단열재로 국내 KOLAS 인증 등 우수한 성적과 불연성, 항부식성 등 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 천연석을 원료로 사용해 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물과 포름알데히드 발생을 최소화한 것이 특징이다. 또한, 충진 밀도 40㎏/㎥ 이상의 고밀도 시공으로 목조주택에서 전기, 배관 시공 시생기는 빈 공간을 밀봉해 열교 현상은 최소화하고 단열 및 차음 성능을 높인다. 이뿐만 아니라 유리 섬유에 비해 습기에 강해 목조주택을 더욱 건강하게 관리할 수 있다. 이번 제품은 ㈜KCC에서 KS규격에 따라 생산한 국내 원료로 미국산 최첨단 인슐레이션 전문 기계를 이용해 시공한다. 최근 3년의 코로나 팬데믹을 겪으며 전 세계적으로 유리섬유 인슐레이션의 공급난과 미국산 제품의 가격, 환율, 물류비 등의 폭등으로 곤란했던 국내 목조주택 시장에는 반가운 소식이다. 이에 자연스럽게 기존 수입품 고가 인슐레이션을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 제로에너지 미래홈 관계자는 “이번 제품을 출시함으로써 기존 목조주택 단열 공사의 단점과 취약점을 극복하는 솔루션을 제공하게 됐다. 또한 유기질 단열재 사용 금지 법규와 단열 기준이 강화된 이런 상황에서 국내 기술로 신규 개발한 원료를 첨단 기계 시공 기술과 접목하게 돼 시장에서 이미 많은 관심을 모으고 있다. 빠른 시일 내에 목조주택 단열 시장 변화가 예상된다.”라고 말했다. 문의 02-855-7188 zeroenergymiraehome@naver.com
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친환경 무기질 단열재, 미래홈 L/W 스톤울 인슐레이션 분사형 출시
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우리 집 냉난방비 잡아주는 단열 A to Z (3-2)
- 아는 만큼 보인다! 단열 기본기 쌓기일반적으로 설계 중간 단계인 인허가 과정에서 단열재의 등급 및 두께를 결정한다. 따라서 예비 건축주라면 단열에 대해 기본 용어와 정보를 사전에 숙지해둘 필요가 있다. 기본 정보를 충분히 이해하고 시공사와 단열에 대한 의견을 나누고, 요청해야 할 사항을 꼼꼼히 챙긴다면 자신이 꿈꾸는 건강하고 쾌적한 집을 짓게 될 것이다. 글 이수민 기자 참고 자료 한국패시브건축협회 www.phiko.kr『소규모 패시브주택을 위한 단열공법 개선에 관한 연구』 (경기대학교 건설·산업대학원 건축공학전공 서향심, 2015)『단열성능 평가를 통한 공동주택 외벽-창 고정부위 열교 개선 방안』(이화여자대학교 대학원 건축도시시스템공학과 김경민)『공동주택의 단열성에 관한 분석 및 단열보강 적용에 관한 연구』(공주대학교 대학원 건축공학과 박정훈, 2014)『건축물의 단열 설계 및 시공 시스템 개발연구』한국건설기술연구원,1998~2004. PART 02 단열재란?단열재란 전도, 대류, 복사에 의한 열의 흐름을 크게 줄일 수 있는 단일 재료 또는 여러 재료의 조합을 말한다. 따라서 종류별로 특성과 기능을 갖기 때문에 어떠한 대상물에 어떤 종류의 단열재를 사용할 것인지는 단열·대상물의 안전 사용 온도, 주변 조건, 필요한 기계적 강도, 내화성, 내약품성, 용적, 흡음, 방습 및 결로에 대한 저항치 및 가격 등을 충분히 따져본 뒤 결정해야 한다. 단열재의 대표적인 특성은 다음과 같다. ● 열손실 및 열획득을 차단해 에너지를 절약한다.● 공간 내 온도 변동을 줄임으로써 쾌적감을 높인다.● 냉난방이 필요 없거나 불가능할 때 실내 기온의 변동을 줄여준다.● 표면 온도 강하로 나타나는 표면 결로를 방지한다.● 표면 마감 시공이 용이해진다.● 소음이나 진동의 저감 효과를 갖는다. TIP 알아 둘 기초 용어들 열관류율(W/㎡K) 특정 두께를 가진 재료의 열전도 특성을 나타내며, 열전도율÷두께(m)로 계산된다. 열통과율이라고도 한다. 열전도율(W/mK) 열을 전달하는 물질의 고유한 성질을 나타내는 단위로 두께가 1m인 재료에 온도차를 1 주었을 때 이동하는 열의 양을 열전도율이라고 한다. 열저항률 고체 내부의 한 지점에서 다른 지점까지 열량이 통과할 때 저항하는 정도. 복합재료의 열관류율을 구하는데 필요하다. 열교 외벽이나 바닥, 지붕 등 부위에 단열이 연속되지 않는 부분이 있거나, 건물 외벽의 모서리 부분, 구조체의 일부분이 열전도율이 큰 부분이 있을 때 열이 집중적으로 흘러 들어오거나, 빠져나가는 현상을 말한다. 결로 벽, 바닥 등의 표면 온도가 낮아져 이슬이 맺힐 수 있는 온도 이하로 되었을 때, 대기가 함유하고 있던 수분이 벽이나 바닥의 표면에 달라붙어 물방울로 맺히는 현상을 말한다. PART 03 단열재의 종류와 특성단열재의 종류단열재는 종류별로 성능이 다르며, 짓고자 하는 건축물의 골조에 따라 선택이 달라져야 한다. 게다가 한번 선택하면 쉽게 바꿀 수 없으므로 처음 선택 시 신중해야 한다. 시공 전 단열재의 문제점이나 하자를 미리 확인하도록 한다. 시공 중 단열재의 문제점을 알게 되면, 벽을 뜯어내야 하는 대공사가 이루어질 수 있고, 그럴 경우 공사 기간은 늘어나고, 건축비는 증가할 수밖에 없는 상황이 발생된다. 따라서 단열재는 단열성, 내구성, 불연성, 방충성, 경제성을 모두 따져보고 선택하도록 한다. 또 건축물의 장소에 따라 선택의 방향이 달라질 수 있다. 글라스울 Glass wool 무기질 단열재 유리를 고온에 녹이고 가공해 울처럼 섬유화한 단열재다. 롤 roll형, 매트 형, 판넬 형 등이 있다. 현장에서 R 값이라 부르는 R-Value에 따라 분류한다. R-Value는 미국에서 사용되는 단열성능 기준값으로 ‘열전달 저항수치, 다시 말해 열이 전달되는 것에 대한 저항 수치를 뜻한다. R 수치가 높을수록 열이 전달되는 것을 막아 단열성능이 높아져 에너지 절감 효과가 커진다. 글라스울에서 밀도는 K로 표기한다. 12K 글라스울은 단열재를 1×1㎥ 만드는데 12㎏의 유리가 사용된 것이고, 24K 제품은 24㎏의 유리가 사용됐다는 것이다. 따라서 12K보다 24K가 단열성이 뛰어나다. 강점 형태나 재질이 울이나 솜과 비슷해, 가볍고 부드러워 재단이 쉽고, 시공이 용이하다. 화재에 강하고 유독가스가 발생하지 않는다. 자재비 및 인건비가 저렴해 금액 대비 단열성이 좋다. 약점 습기에 취약해 수분 흡수 시 골조에 영향을 줄 수 있다. 시간이 지나면 처짐 현상으로 빈 공간이 발생될 수 있어 단열성이 떨어지게 된다. ※글라스울은 석면과 다르다!아직도 글라스울과 석면을 혼동하는 이들이 있어, 글라스울 사용을 피하는 경우가 있다. 글라스울과 석면은 엄연히 다르다. 석면은 가는 섬유상으로 찢어져 있어 폐에 들어가기 쉽지만, 글라스울은 절단되어도 굵기가 변하지 않아 폐에 침투하지 못한다. 또 석면은 발암성을 지니지만, 글라스울은 한국산업안전보건법, 미국산업안전보건청 등에 따라 발암성 없음이 밝혀졌다. 미네랄울 Mineral wool 무기질 단열재 규산 칼슘계의 광석을 고온으로 용융시켜 만든 순수 무기질 섬유다. 강점 다른 단열재에 비해 활용 범위가 넓어 건축물의 내화, 흡음과 단열은 물론 용도가 매우 다양하며, 타제품에 비해 섬유가 유연하고 복원력이 우수하다. 또한 열전도율이 낮아 에너지 절감에 적합한 자재다. 미네랄을 그 자체가 무기질이라 불에 타지 않는다. 때문에 공기 중에서 산소와 화학반응으로 연소현상이 발생하지 않아 사용 가능 범위가 넓다. 약점 내단열재로 사용하는 경우 습기를 조절할 수 있는 능력이 부족해 시간이 지나면서 보기 싫은 곰팡이에게 최적화된 환경이 될 수도 있다. 때문에 이 부분을 보완하려면 방습 포일 Foil을 추가해야 한다. 또한 시공 시 전기배선 등으로 인해 틈이 생겨 습기가 유입되지 않도록 하는 것이 중요하다. 습기 차단이 제대로 이루어지지 않으면 지하실 냄새의 원인이 되기도 하며 겨울철에는 습기가 여름철 냉방으로 인해 증발하지 못하고 더욱 심해질 수 있으니 주의가 필요하다. 우레탄폼 유기질 단열재 가장 대중적으로 사용되는 단열재다. 보드 형태도 있지만, 보드 형태는 나란히 이음매가 생기게 되는데 이 폼 형식은 분무하는 발포식이라 더욱 빈틈없는 작업이 된다. 우레탄폼은 경질과 연질로 구분한다. 경질(Closed cell)은 강한 재질의 우레탄폼으로 연질 우레탄보다 밀도가 높고 열전도율이 낮아 단열등급 ‘가’군에 속한다. 강점 단열 부위에 분무하는 발포식 단열재로 팽창력과 접착력이 좋고, 차음성과 기밀성이 우수해 현장에서 많이 쓰는 효과적인 단열재다. 열전도율이 우수하고, 단열성능도 좋고, 내구성이 양호하다. 부착 성능이 우수하고, 강도가 높아 외단열이나 중단열에 많이 쓰인다. 약점 가연성이라는 단점이 있다. 일부 난연성 제품이 판매되고 있지만 불에 약한 것을 인정할 수밖에 없다. 또한 시공 후 일정 기간 유해한 냄새에 노출될 수 있고, 해충이 접근하여 번식 장소로 이용할 수 있어 해충 접근을 철저히 차단해야 한다. 영하에서도 시공이 가능하지만, 양생시간이 1~2시간 필요해 겨울철에는 시공이 쉽지 않다. 또 분무 발포식의 경우 작업자의 숙련도에 따라 품질의 차이가 생길 수 있다. ※수성 연질폼최근에 개발된 뿜칠형 단열재로 열전도율이 0.039W/mk다. 일반 우레탄폼 단열재와 비슷하지만, 물을 베이스로 한 단열재이기에 친환경적이다. 열전도율 측면이나 기존 섬유 단열재의 문제점인 열교 현상을 방지하는 최신 공법이다. 기포 구조로서 재료는 1%에 공기 99%로 이루어진 단열 기포 형상이다. 스프레이 분사로 100배의 팽창효과를 지닌다. 난열 제품으로 화재 시 유해가스가 발생하지 않으며 매끄러운 면에도 잘 접착되는 장점을 지녔다. 다만 재료가 고가며 별도의 기계장치가 필요하다는 단점이 있다. 비드법 보온판 EPS 유기질 단열재대중화되어 있는 경제적인 단열재다. 스티로폼 단열재로 주로 비드법 또는 발포 폴리스티렌 EPS(Expanded Poly Styrene)라고 부른다. 비드라고 부르는 구슬 형태의 아주 작은 폴리스틸렌 알갱이에 발포제를 첨가해 기포 형태의 플라스틱으로 융착 성형한 단열재다. 주로 지상층 외벽에 사용한다. 색으로 구분하면 흰색과 회색으로 나뉘는데, 흰색은 비드법 1종, 회색은 비드법 2종이다. 비드법 1종은 현장에서 잘라 쓰기가 용이하며, 성능도 좋은 편이다. 비드법 2종은 비드법 1종에 탄소를 함유한 합성물질인 흑연을 첨가해 축열 능력을 높인 제품이다. 네오폴, 에네포르, 제로폴 등의 브랜드가 있다. 강점 가격이 저렴하며 현장에서 바로 잘라 쓰기 용이해 시공도 쉽다. 발포 크기와 밀도에 따라 1~4등급으로 나누는데, 발포한 입자의 크기가 작은 것일수록 밀도가 높고, 열전도율이 뛰어나다. 소재의 90%가 공기로 이루어져 열전도율이 낮고, 차음성이 좋다. 시멘트와 부착성이 뛰어나고, 가볍고 탄성이 좋아 시공하기도 용이하다. 약점 불이 나면 쉽게 번지며, 유해가스를 방출해 내단열재로 사용하면 안 된다. 또한 흡수율이 약 2~4%대로 습기에 취약해 물에 닿는 부위의 시공은 불가하다. 수분을 머금게 되면 단열성이 급격히 저하될 수 있고, 숙성되지 않은 단열재를 사용할 경우 휨 현상에 의한 배부름하자나 이음새 부분의 균열이 발생할 수 있다. 압출법 보온판 XPS 유기질 단열재통상 ‘XPS’라고 하고, 제품명인 아이소핑크라고도 부른다. 폴리스티렌을 발포제와 난연재를 압출기에 혼합해 발포시켜 판재 모양으로 성형해 만든다. 동일한 밀도의 비드법 보온판보다 단열성능이 높아 벽체 두께를 줄이거나 동일한 두께로 단열을 더 신경 쓰는 건축주의 경우, 비용이 더 들더라도 압출법 보온판으로 외벽의 단열을 요청하기도 한다. 강점 비드법 단열재와 비슷하지만 단열성과 방습성이 더 뛰어나 건축의 내·외부에 두루 사용한다. 지하층에 사용해도 좋다. 비드법 단열재보다 밀도가 높고, 열전도율도 낮아 단열등급 ‘가’군에 속한다. 무게가 가볍고, 톱이나 칼 등으로 자유롭게 잘라 사용할 수 있다. 약점 비드법 단열재보다는 양호하지만, 여전히 고온에 약하다는 단점이 있다. 따라서 온돌 바닥이나, 지붕 없는 옥탑 천장 시공은 피한다. 또 시간이 흐르면 단열성능이 떨어지고, 판 부착 과정에서 이음새 부분의 열교 현상이 발생될 수 있다. PF보드 유기질 단열재내열성과 내구성이 우수한 열경화성 수지를 90% 이상의 독립기포 (Closed Cell)로 발포시킨 ‘준불연 고성능 페놀폼 단열재’다. 친환경 발포 가스를 사용하므로 친환경성 단열재다. 강점 압출스티로폼 단열재보다 밀도가 높고, 경질 우레탄폼 정도로 열전도율이 낮다. 글라스울, 에어 크리트보다는 불연성을 갖추지는 못했으나, 준불연성으로 유독가스도 최소화되어 외장 단열에 인기가 높다. 경시변화가 거의 없고, 시공 가격 대비 단열성이 좋아 냉난방비 절감과 흡음성에도 효과를 볼 수 있다. 약점 판 부착식으로 이음매가 발생될 수 있고, 시공 시 기능공이 필요하며 난연성능이 필요한 바깥 방향으로 시방서에 따라 정확히 시공해야 한다. 포름알데히드 검출 논란이 있었으나, 한국건축가협회 인증기관인 FITI, KOTITI 시험 연구원의 실험 결과, 실내는 물론 실외 기준에 적합한 것으로 확인된 바 있다. 흡수율이 높아 물기가 닿는 부위 사용에는 적합하지 않다. 셀룰로오즈 Cellulose 유기질 단열재종이를 재활용해 만드는 친환경 단열재다. 난연재를 첨가해 만든다. 우리나라에는 2010년 후반쯤 패시브하우스, 저에너지하우스 등이 주목받게 되면서 고효율 에너지주택에 쓰이는 단열재로 사용되고 있다. 강점 목재나 경량 철골 스터드 사이에 불어넣는 방식으로 시공되므로 비교적 밀실하게 시공되며, 밀도가 높아 단열성, 차음성, 기밀성이 좋다. 목조주택의 축열 기능을 향상시키는데 효과가 좋고, 시공 편의성이 높아 사용 빈도가 높아지고 있다. 게다가 화재 시 유독가스가 적어 유럽 등 전 세계 주택에 다양하게 사용되고 있다. 또 습기를 조절해 주는 조습성능이 있어 목구조의 구조체를 보호하는데 효과적이다. 약점 붕산계열의 난연재를 첨가하지만 불연이 아니기에 화재가 발생하면 화염이 구조체에 전달될 수 있다. 목구조에 주로 쓰이는 글라스울에 비해 가격이 높은 편이다. 열 반사 단열재열전달의 세 가지(복사, 전도, 대류) 중 복사열만을 막는데 쓰이는 특수 단열재다. 열 반사 단열재는 알루미늄 은박으로 만들어진 특수 단열재로 복사열을 90% 이상 차단해 주로 건물 내외벽에 사용된다. 강점 훨씬 얇은 두께로 동일한 효과를 내 공간을 더 확보할 수 있다. 단열효과가 뛰어나 열 소모율을 감소시킴으로써 연료비를 절감하며, 항균 방습 처리로 인한 인체 무해한 친환경 단열재다. 약점 열 반사 단열재는 공간을 띄워줘야 단열 효과를 발휘한다. 따라서 공기층 확보가 필수다. 반드시 시공 전 공간 체크가 필요하다. 그밖에 다른 단열재에 비해 가격이 높은 편이다. 전도로 손상되는 열에 취약하다. 단열재 소재에 따른 분류 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr
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우리 집 냉난방비 잡아주는 단열 A to Z (3-2)
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['20년 11월호 특집 1] 아는 만큼 보인다! 단열 기본기 쌓기
- PART 01 / 아는 만큼 보인다! 단열 기본기 쌓기 일반적으로 설계 중간 단계인 인허가 과정에서 단열재의 등급 및 두께를 결정한다. 따라서 예비 건축주라면 단열에 대해 기본 용어와 정보를 사전에 숙지해둘 필요가 있다. 기본 정보를 충분히 이해하고 시공사와 단열에 대한 의견을 나누고, 요청해야할 사항을 꼼꼼히 챙긴다면 자신이 꿈꾸는 건강하고 쾌적한 집을 짓게 될 것이다. 글 이수민 기자 참고 자료 한국패시브건축협회 www.phiko.kr 『소규모 패시브주택을 위한 단열공법 개선에 관한 연구』 (경기대학교 건설·산업대학원 건축공학전공 서향심, 2015) 『단열성능 평가를 통한 공동주택 외벽-창 고정부위 열교 개선 방안』(이화여자대학교 대학원 건축도시시스템공학과 김경민) 『공동주택의 단열성에 관한분석 및 단열보강 적용에 관한 연구』(공주대학교 대학원 건축공학과 박정훈, 2014) 『건축물의 단열설계 및 시공시스템 개발연구』한국건설기술연구원,1998~2004. 01 / 단열이란? 30~40년 전만 해도, 단열에 대한 개념이 부족해, 단열에 돈을 들이지 않으려는 건축주가 대부분이었지만. 최근에는 건축주 스스로 단열공사에 투자를 아끼지 않으려는 경우가 많다. 단열공사가 제대로 이루어진 집은 건강하고 쾌적한 환경은 물론, 자산 가치까지 높여주기 때문이다. 단열의 개념 단열이란 ‘열의 흐름(열전도)을 막거나 낮추는 것’을 뜻한다. 건축물의 성능 중 중요한 요소로, 필요한 열은 보존하고, 불필요한 열은 차단시켜 실내·외 열에너지를 효과적으로 지키거나 차단하는 것을 말한다. 혹독한 겨울철 난방비를 줄이고, 한 여름 폭염에 전기세를 줄이는 방법으로 단연 ‘단열’을 꼽는 이유다. 단열공사는 ‘단열재의 선택’과 ‘품질관리’에 따라 성능에 큰 차이를 보이게 된다. 특히 단열성능이 우수한 단열재를 두껍게 사용한다고 해도 시공이 불량하면 성능이 떨어질 수밖에 없으므로 단열공사는 단열재의 선택과 단열 공법, 그리고 시공 시 품질 관리가 종합적으로 이루어져야 한다. 단열의 원리 단열에는 저항형 단열, 반사형 단열, 용량형 단열 3가지 형태가 있는데, 대부분 저항형 단열과 반사형 단열을 혼합하거나 중복해서 사용한다. 저항형 단열 열전도율이 낮은 공기를 잡아두는 방법의 단열이다. 다공질 또는 섬유질의 기포성 단열재는 무수한 기포로 구성돼 있기 때문에 공기층을 형성하는 원리로 만들어진다. 대표적인 예로 비드법이나 글라스울, 경질 우레탄폼 등을 들 수 있다. 반사형 단열 금속성 재질의 막을 이용해 복사열을 반사시켜 단열하는 방법이다. 물체를 통한 열이동(전도)를 막고 복사에너지를 반사시켜줄 수 있는 공기층을 확보할 경우에만 단열 효과를 볼 수 있다. 단열재의 부피나 두께가 얇고 가벼워 건축물의 벽 두께를 줄일 수 있다. 흔히 반사율이 좋은 금속박판을 많이 쓰며 알루미늄 블랭킷, 표면에 금속박판이 된 블랭킷, 알루미늄 박판 처리 석고보드, 특별합금 코팅 처리된 열 반사 보온재, 열 반사 코팅 등이 있다.용량형 단열 말 그대로 벽체의 열저장 용량을 두껍게 해 온도변화 시간을 지체시키는 방법이다. 수백년 전 지어진 유럽의 석재 건물의 경우, 벽체 두께를 80㎝ 이상 두껍게 만들어 한여름에는 밤에 식었던 벽체로 실내를 시원하게, 한겨울에는 낮 동안 덥혀진 벽체의 온기가 추운 새벽까지 어느정도 유지시킨 것이 열용량을 이용한 사례다. 시공 위치별 분류 단열은 거주 및 생활공간의 쾌적함을 유지시켜 주택의 가치를 높여주고, 난방비와 냉방비를 절감시켜 준다. 집 구조와 재료, 비용을 고려한 합리적인 선택이 필요하다.외단열 주거용 건물에는 특히 실내 온도의 변화를 최소화할 필요가 있어 주로 ‘외단열’을 선택한다. 구조체의 외부 면에 단열재를 부착하고, 내수성과 내충격성을 지닌 자재로 마감해 단열성을 높이고, 열교현상을 낮추는 방법이다. 시공할 때 ‘보’나 ‘기둥’ 등의 영향을 받지 않으므로 단열성능 균질성이 높다. 따라서 기본적으로 ‘외단열’으로 꼼꼼하게 시공하는 것이 비용측면이나, 단열효과 측면에서 유리하다. 외벽에 폴리스티렌폼과 같은 단열재를 부착한 뒤 코트류로 마감하는 드라이비트와 스타코 공법이 대표적이다. 구조체가 외기에 노출되지 않아 눈, 비 등 기상현상과 급격한 온도변화로 인한 수축 & 팽창을 막아줘 구조체 안전성에도 도움을 준다. 중단열 ‘중단열’은 외벽 내부에 스티로폼 등 충진재衝振材를 충전하는 공법이다. 노출콘크리트로 시공하는 경우에 주로 사용한다. 골조 공기가 늘어나지만, 내·외부 마감이 절약되고, 내부 면적 증가효과가 있다.내단열 단열재를 주요 구조체 실내 측에 넣는 단열 방법이다. 실내 측의 열용량이 작아지므로 냉난방을 개시할 때 비교적 단시간에 필요한 실온에 도달한다. 외단열에 비해 시공이 용이하나, 내벽과 외벽, 슬래브 외벽이 만나는 부분 등 구조적으로 단열재를 설치할 수 없는 부분에 발생하는 열교를 피할 수 없다. 이중단열 미국, 유럽, 일본 등 선진국형 양단열 신공법으로 구조체 양면에 단열재를 시공하고 마감하는 공법이다. 도심지역이 아닌 일교차가 큰 전원지역에 위치해 있다면 비용이 추가되더라도 내단열과 외단열이 합해진 ‘이중단열’을 추천한다. 우수한 단열효과가 기대되지만 비용이 증가하고, 방습층을 형성하지 않을 경우 내부 단열재 뒷면에 결로가 발생할 수 있으며, 내부 면적이 좁아지는 단점이 있다. TIP ‘외벽중단열 일체화’ 공법도 나왔다! 외벽중단열 일체화 공법은 벽체부터 지붕까지 단절 없이 단열재를 시공하는 신기술 공법이다. 외부 비내력벽, 중간 단열재, 내부 내력벽이 끊기지 않고 일체화돼 열교현상을 막아준다. 따라서 단열 효과는 높이고, 결로, 습기, 곰팡이, 에너지 손실은 방지해준다. 기존 단열법과 비교해 외단열 10%, 내단열 15%까지 에너지를 절감해준다. 간결한 시공 과정으로 공사 기간을 단축시킨다. 특히 이 공법은 중단열 시공 과정에서 내부 마감 시 내장목수, 단열재, 석고보드, 목재 등의 재료를 사용하지 않아도 돼 폐기물 처리 비용과 공사비를 절약할 수 있어 일반 공사 대비 비용을 10~15% 가량 줄일 수 있다. 또한, 석면 분진으로 문제가 되는 내부 벽체 석고보드를 사용하지 않아도 돼 쾌적한 주거 환경을 만들어 준다. 이와 함께 전용 면적 30평 기준으로 1.5~2평 가량의 내부 면적이 확보돼 실제 내부 면적 증가 효과도 볼 수 있다. 외벽중단열 일체화 공법은 아파트, 빌라, 고층 상가 등 모든 철근콘크리트 건물에 적용 가능하다. 02 / 단열재란? 단열재란 전도, 대류, 복사에 의한 열의 흐름을 크게 줄일 수 있는 단일재료 또는 여러 재료의 조합을 말한다. 따라서 종류별로 특성과 기능을 갖기 때문에 어떠한 대상물에 어떤 종류의 단열재를 사용할 것인지는 단열·대상물의 안전 사용 온도, 주변 조건, 필요한 기계적 강도, 내화성, 내약품성, 용적, 흡음, 방습 및 결로에 대한 저항치 및 가격 등을 충분히 따져본 뒤 결정해야 한다. 단열재의 대표적인 특성은 다음과 같다. ● 열손실 및 열획득을 차단해 에너지를 절약한다. ● 공간 내 온도 변동을 줄임으로써 쾌적감을 높인다. ● 냉난방이 필요 없거나 불가능할 때 실내 기온의 변동을 줄여준다. ● 표면 온도 강하로 나타나는 표면 결로를 방지한다. ● 표면 마감 시공이 용이해진다. ● 소음이나 진동의 저감 효과를 갖는다. TIP 알아 둘 기초 용어들 열관류율(W/㎡K) 특정 두께를 가진 재료의 열전도 특성을 나타내며, 열전도율÷두께(m)로 계산된다. 열통과율이라고도 한다. 열전도율(W/mK) 열을 전달하는 물질의 고유한 성질을 나타내는 단위로 두께가 1m인 재료에 온도차를 1주었을 때 이동하는 열의 양을 열전도율이라고 한다. 열저항률 고체 내부의 한 지점에서 다른 지점까지 열량이 통과할 때 저항하는 정도. 복합재료의 열관류율을 구하는데 필요하다. 열교 외벽이나 바닥, 지붕 등 부위에 단열이 연속되지 않는 부분이 있거나, 건물외벽의 모서리 부분, 구조체의 일부분이 열전도율이 큰 부분이 있을 때 열이 집중적으로 흘러 들어오거나, 빠져 나가는 현상을 말한다. 결로 벽, 바닥 등의 표면 온도가 낮아져 이슬이 맺힐 수 있는 온도 이하로 되었을 때, 대기가 함유하고 있던 수분이 벽이나 바닥의 표면에 달라붙어 물방울로 맺히는 현상을 말한다 03 / 단열재의 종류와 특성 단열재의 종류 단열재는 종류별로 성능이 다르며, 짓고자 하는 건축물의 골조에 따라 선택이 달라져야 한다. 게다가 한번 선택하면 쉽게 바꿀 수 없으므로 처음 선택 시 신중해야 한다. 시공 전 단열재의 문제점이나 하자를 미리 확인하도록 한다. 시공 중 단열재의 문제점을 알게 되면, 벽을 뜯어내야 하는 대공사가 이루어질 수 있고, 그럴 경우 공사 기간은 늘어나고, 건축비는 증가할 수밖에 없는 상황이 발생된다. 따라서 단열재는 단열성, 내구성, 불연성, 방충성, 경제성을 모두 따져보고 선택하도록 한다. 또 건축물의 장소에 따라 선택의 방향이 달라질 수 있다. 글라스울Glass wool 무기질 단열재 유리를 고온에 녹이고 가공해 울처럼 섬유화한 단열재다. 롤roll형, 매트 형, 판넬 형 등이 있다. 현장에서 R값이라 부르는 R-Value에 따라 분류한다. R-Value는 미국에서 사용되는 단열성능 기준값으로 ‘열전달 저항수치, 다시 말해 열이 전달되는 것에 대한 저항 수치를 뜻한다. R수치가 높을수록 열이 전달되는 것을 막아 단열성능이 높아져 에너지 절감 효과가 커진다. 글라스울에서 밀도는 K로 표기한다. 12K 글라스울은 단열재를 1×1㎥ 만드는데 12㎏의 유리가 사용된 것이고, 24K 제품은 24㎏의 유리가 사용됐다는 것이다. 따라서 12K보다 24K가 단열성이 뛰어나다. 강점 형태나 재질이 울이나 솜과 비슷해, 가볍고 부드러워 재단이 쉽고, 시공이 용이하다. 화재에 강하고 유독가스가 발생하지 않는다. 자재비 및 인건비가 저렴해 금액 대비 단열성이 좋다.약점 습기에 취약해 수분 흡수 시 골조에 영향을 줄 수 있다. 시간이 지나면 처짐 현상으로 빈 공간이 발생될 수 있어 단열성이 떨어지게 된다. ※글라스울은 석면과 다르다!아직도 글라스울과 석면을 혼동하는 이들이 있어, 글라스울 사용을 피하는 경우가 있다. 글라스울과 석면은 엄연히 다르다. 석면은 가는 섬유상으로 찢어져 있어 폐에 들어가기 쉽지만, 글라스울은 절단 되어도 굵기가 변하지 않아 폐에 침투하지 못한다. 또 석면은 발암성을 지니지만, 글라스울은 한국산업안전보건법, 미국산업안전보건청 등에 따라 발암성 없음이 밝혀졌다. 미네랄울Mineral wool 무기질 단열재 규산 칼슘계의 광석을 고온으로 용융시켜 만든 순수무기질 섬유다.강점 다른 단열재에 비해 활용범위가 넓어 건축물의 내화, 흡음과 단열은 물론 용도가 매우 다양하며, 타 제품에 비해 섬유가 유연하고 복원력이 우수하다. 또한 열전도율이 낮아 에너지 절감에 적합한 자재다. 미네랄울 그 자체가 무기질이라 불에 타지 않는다. 때문에 공기 중에서 산소와 화학반응으로 연소현상이 발생하지 않아 사용 가능 범위가 넓다. 약점 내단열재로 사용하는 경우 습기를 조절할 수 있는 능력이 부족해 시간이 지나면서 보기 싫은 곰팡이에게 최적화된 환경이 될 수도 있다. 때문에 이 부분을 보완하려면 방습 포일Foil을 추가해야 한다. 또한 시공 시 전기배선 등으로 인해 틈이 생겨 습기가 유입되지 않도록 하는 것이 중요하다. 습기차단이 제대로 이루어지지 않으면 지하실 냄새의 원인이 되기도 하며 겨울철에는 습기가 여름철 냉방으로 인해 증발하지 못하고 더욱 심해질 수 있으니 주의가 필요하다. 우레탄폼 유기질 단열재 가장 대중적으로 사용되는 단열재다. 보드 형태도 있지만, 보드 형태는 나란히 이음매가 생기게 되는데 이 폼 형식은 분무하는 발포식이라 더욱 빈틈없는 작업이 된다. 우레탄폼은 경질과 연질로 구분한다. 경질(Closed cell)은 강한 재질의 우레탄폼으로 연질 우레탄보다 밀도가 높고 열전도율이 낮아 단열등급 ‘가’군에 속한다.강점 단열부위에 분무하는 발포식 단열재로 팽창력과 접착력이 좋고, 차음성과 기밀성이 우수해 현장에서 많이 쓰는 효과적인 단열재다. 열전도율이 우수하고, 단열성능도 좋고, 내구성이 양호하다. 부착 성능이 우수하고, 강도가 높아 외단열이나 중단열에 많이 쓰인다. 약점 가연성이라는 단점이 있다. 일부 난연성 제품이 판매되고 있지만 불에 약한 것을 인정할 수밖에 없다. 또한 시공 후 일정기간 유해한 냄새에 노출될 수 있고, 해충이 접근하여 번식장소로 이용할 수 있어 해충 접근을 철저히 차단해야 한다. 영하에서도 시공이 가능하지만, 양생시간이 1~2시간 필요해 겨울철에는 시공이 쉽지 않다. 또 분무 발포식의 경우 작업자의 숙련도에 따라 품질의 차이가 생길 수 있다. ※수성 연질폼 최근에 개발된 뿜칠형 단열재로 열전도율이 0.039W/mk다. 일반 우레탄폼 단열재와 비슷하지만, 물을 베이스로 한 단열재이기에 친환경적이다. 열전도율 측면이나 기존 섬유단열재의 문제점인 열교현상을 방지하는 최신 공법이다. 기포구조로서 재료는 1%에 공기 99%로 이루어진 단열기포 형상이다. 스프레이 분사로 100배의 팽창효과를 지닌다. 난열 제품으로 화재 시 유해가스가 발생하지 않으며 매끄러운 면에도 잘 접착되는 장점을 지녔다. 다만 재료가 고가며 별도의 기계장치가 필요하다는 단점이 있다. 비드법 보온판 EPS 유기질 단열재대중화되어 있는 경제적인 단열재다. 스티로폼 단열재로 주로 비드법 또는 발포 폴리스티렌 EPS(Expanded Poly Styrene)라고 부른다. 비드라고 부르는 구슬 형태의 아주 작은 폴리스틸렌 알갱이에 발포제를 첨가해 기포 형태의 플라스틱으로 융착 성형한 단열재다. 주로 지상층 외벽에 사용한다. 색으로 구분하면 흰색과 회색으로 나뉘는데, 흰색은 비드법 1종, 회색은 비드법 2종이다. 비드법 1종은 현장에서 잘라 쓰기가 용이하며, 성능도 좋은 편이다. 비드법 2종은 비드법 1종에 탄소를 함유한 합성물진인 흑연을 첨가해 축열 능력을 높인 제품이다. 네오폴, 에네포르, 제로폴 등의 브랜드가 있다. 강점 가격이 저렴하며 현장에서 바로 잘라 쓰기 용이해 시공도 쉽다. 발포 크기와 밀도에 따라 1~4등급으로 나누는데, 발포한 입자의 크기가 작은 것일수록 밀도가 높고, 열전도율이 뛰어나다. 소재의 90%가 공기로 이루어져 열전도율이 낮고, 차음성이 좋다. 시멘트와 부착성이 뛰어나고, 가볍고 탄성이 좋아 시공하기도 용이하다. 약점 불이 나면 쉽게 번지며, 유해가스를 방출해 내단열재로 사용하면 안 된다. 또한 흡수율이 약 2~4%대로 습기에 취약해 물에 닿는 부위의 시공은 불가하다. 수분을 머금게 되면 단열성이 급격이 저하될 수 있고, 숙성되지 않은 단열재를 사용할 경우 휨 현상에 의한 배부름하자나 이음새 부분의 균열이 발생할 수 있다. 압출법 보온판 XPS 유기질 단열재통상 ‘XPS’라고 하고, 제품명인 아이소핑크라고도 부른다. 폴리스티렌을 발포제와 난연재를 압출기에 혼합해 발포시켜 판재 모양으로 성형해 만든다. 동일한 밀도의 비드법 보온판보다 단열성능이 높아 벽체 두께를 줄이거나 동일한 두께로 단열을 더 신경 쓰는 건축주의 경우, 비용이 더 들더라도 압출법 보온판으로 외벽의 단열을 요청하기도 한다. 강점 비드법 단열재와 비슷하지만 단열성과 방습성이 더 뛰어나 건축의 내·외부에 두루 사용한다. 지하층에 사용해도 좋다. 비드법 단열재보다 밀도가 높고, 열전도율도 낮아 단열등급 ‘가’군에 속한다. 무게가 가볍고, 톱이나 칼 등으로 자유롭게 잘라 사용할 수 있다. 약점 비드법 단열재보다는 양호하지만, 여전히 고온에 약하다는 단점이 있다. 따라서 온돌 바닥이나, 지붕 없는 옥탑 천장 시공은 피한다. 또 시간이 흐르면 단열성능이 떨어지고, 판 부착 과정에서 이음새 부분의 열교 현상이 발생될 수 있다. PF보드 유기질 단열재 내열성과 내구성이 우수한 열경화성 수지를 90% 이상의 독립기포 (Closed Cell)로 발포시킨 ‘준불연 고성능 페놀폼 단열재’다. 친환경 발포가스를 사용하므로 친환경성 단열재다. 강점 압출스티로폼 단열재보다 밀도가 높고, 경질 우레탄폼 정도로 열전도율이 낮다. 글라스울, 에어 크리트보다는 불연성을 갖추지는 못했으나, 준불연성으로 유독가스도 최소화되어 외장단열에 인기가 높다. 경시변화가 거의 없고, 시공 가격 대비 단열성이 좋아 냉난방비 절감과 흡음성에도 효과를 볼 수 있다.약점 판 부착식으로 이음매가 발생될 수 있고, 시공 시 기능공이 필요하며 난연성능이 필요한 바깥 방향으로 시방서에 따라 정확히 시공해야 한다. 포름알데히드 검출 논란이 있었으나, 한국건축가협회 인증기관인 FITI, KOTITI 시험연구원의 실험 결과, 실내는 물론 실외 기준에 적합한 것으로 확인된 바 있다. 흡수율이 높아 물기가 닿는 부위 사용에는 적합하지 않다. 셀룰로오즈Cellulose 유기질 단열재 종이를 재활용해 만드는 친환경 단열재다. 난연재를 첨가해 만든다. 우리나라에는 2010년 후반 쯤 패시브하우스, 저에너지하우스 등이 주목받게 되면서 고효율 에너지주택에 쓰이는 단열재로 사용되고 있다. 강점 목재나 경량 철골 스터드 사이에 불어넣는 방식으로 시공되므로 비교적 밀실하게 시공되며, 밀도가 높아 단열성, 차음성, 기밀성이 좋다. 목조주택의 축열기능을 향상시키는데 효과가 좋고, 시공 편의성이 높아 사용 빈도가 높아지고 있다. 게다가 화재 시 유독가스가 적어 유럽 등 전 세계 주택에 다양하게 사용되고 있다. 또 습기를 조절해주는 조습성능이 있어 목구조의 구조체를 보호하는데 효과적이다.약점 붕산계열의 난연재를 첨가하지만 불연이 아니기에 화재가 발생하면 화염이 구조체에 전달될 수 있다. 목구조에 주로 쓰이는 글라스울에 비해 가격이 높은 편이다. 열 반사 단열재 열전달의 세 가지(복사, 전도, 대류) 중 복사열만을 막는데 쓰이는 특수단열재다. 열 반사 단열재는 알루미늄 은박으로 만들어진 특수 단열재로 복사열을 90% 이상 차단해 주로 건물 내외벽에 사용된다. 강점 훨씬 얇은 두께로 동일한 효과를 내 공간을 더 확보할 수 있다. 단열효과가 뛰어나 열 소모율을 감소시킴으로써 연료비를 절감하며, 항균 방습 처리로 인한 인체 무해한 친환경 단열재다.약점 열 반사 단열재는 공간을 띄워줘야 단열 효과를 발휘한다. 따라서 공기층 확보가 필수다. 반드시 시공 전 공간 체크가 필요하다. 그밖에 다른 단열재에 비해 가격이 높은 편이다. 전도로 손상되는 열에 취약하다. 단열재 소재에 따른 분류 04 / 단열재의 선택 기준 단열재의 성능은 단열효과를 높이는 중요 요소다. 단열재의 종류에 따라서 열전도율이 달라지기 때문에 가능하면 상위 등급 제품 선택하고, 시공 전 반드시 ‘단열시험성적서’를 확인하도록 한다. 성적서는 ‘KS L 9016’ 기준에 따라 온도, 습도, 열전도율, 두께를 시험한 것이다. 등급이 상위일수록 열전도율이 낮아 단열이 잘 된다. 그만큼 단열재가 점유하는 공간이 줄어 내부 공간 활용에도 유리하다. 또한 반드시 ‘열전도율과 열관류율은 낮을수록, 열저항률은 높을수록 단열성이 높은 단열재’임을 기억하고, 시험성적서를 바탕으로 등급표를 확인한 후 시공을 승인하도록 한다. 시험성적서 외에도 각 단열재 회사에서 제시하는 취급 방법과 특징을 충분히 숙지하고 설계에 반영해야 한다. 단열재 선택 기준 01 단열성능을 비교한다 단열재의 성능을 단순하게 비교한다. 같은 두께의 단열재를 시공했을 경우, 각 단열재의 성능만큼 건축물에서 단열성능의 차이가 발생할 수밖에 없고, 그만큼 에너지 효율성에 영향을 미쳐 냉난방비 차이가 커지기 때문이다. 또한 실내 공간의 넓이에도 차이가 발생될 수 있다. 02 장기 성능 저하 여부를 체크한다 시간이 지나도 단열성능을 유지할 수 있는 제품인지 따져본다. 지난 몇 년간 건축자재 시장에서 주로 사용되는 단열재에 변화가 있었는데, 그 이유가 바로 장기 단열성능 때문이었다. 최소 20~25년을 기준으로 냉난방비 차이를 생각한다면, 장기 단열성능을 간과할 수는 없다. 03 불연과 난연의 정도를 확인한다. 주택에 화재 발생 시 어떤 단열재와 외장재를 사용했으냐에 따라 그 피해의 정도는 달라질 수 있다. 최근 건축 관련법에서도 단열재의 불연 성능에 대한 부분이 점점 강화되는 것처럼, 단열재의 불연 성능은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 또한 화재 시 유독가스가 얼마나 발생되는지도 비교해보도록 한다.04 친환경적인지 생각한다 친환경적 표지 인증한 제품을 사용하면 가족의 건강을 지킬 수 있는 것은 물론, 녹색건축물로 인정받으면 가산점을 받아 용적률 4% 혜택도 받을 수 있다. 단열재의 등급과 열전도율 지역별 단열재 기준 단열 기준은 현재 건축법 시행령 제91조와 설비기준규칙 제21조(건축물열손실방지)의 1개뿐이다. 따라서 건축물 용도별 관류율의 선택적 적용이 아닌, 모든 용도의 건축물은 동일규준을 적용한다. 즉 단독주택이든, 공동주택이든 동일한 열관류율을 적용하고 다만 단열재의 열전도율에 따른 두께의 차이만 있다. 2018년부터 강화 개정된 건축물의 에너지 절약 지역별 설계 기준표를 참고해 적정 두께와 자재를 선택하자. [중부1지역] 강원도(고성, 속초, 양양, 강릉, 동해, 삼척 제외) 경기도(연천, 포천, 가평, 남양주, 의정부, 양주, 동두천, 파주) 충청북도(제천), 경상북도(봉화, 청송) [중부2지역] 서울특별시, 대전광역시, 세종특별자치시, 인천광역시 강원도(고성, 속초, 양양, 강릉, 동해, 삼척) 경기도(연천, 포천, 가평, 남양주, 의정부, 양주, 동두천, 파주 제외) 충청북도(제천 제외), 충청남도 경상북도(봉황, 청송, 울진, 영덕, 포항, 경주, 청도, 경산 제외) 전라북도, 경상남도(거창, 함양) [남부지역] 부산광역시, 대구광역시, 울산광역시, 광주광역시, 전라남도 경상북도(울진, 영덕, 포항, 경주, 청도, 경산) 경상남도(거창, 함양 제외) [제주도]※ 에너지 절약 지역별 기준표를 볼 때, 열관류율과 열전도율은 낮을수록, 열저항률은 높을수록 단열성능이 뛰어난 단열재임을 염두에 두고 적정 두께와 자재를 선택하도록 한다.
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['20년 11월호 특집 1] 아는 만큼 보인다! 단열 기본기 쌓기
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기존 주택의 저에너지 리모델링 전략
- 이달엔 기존 주택을 따뜻한 주택으로 리모델링하는 방법과 그 실천 전략에 대한 내용이다. 항상 같은 얘기지만, 비용만 넉넉하면 못할 것이 없다. 다만 이 글은 최소 비용을 목적으로 하는 동시에, 최소 성능도 같이 담고 있다. 즉, 무엇이든 최소 성능을 위한 가격의 하한선이 존재해야 하기 때문이다. 이를 무시하면, 결국 머지않아 리모델링을 다시 하게 된다.글 최정만 (사)한국패시브건축협회 회장 02-474-6621 www.phiko.kr 우리나라 리모델링 시장은리모델링 수요는 꾸준히 늘어나고 있다. 그러나 우리나라에서 리모델링은 대부분 ‘창문 교체+인테리어’라는 공식이 존재한다. 이것은 인테리어 공사 시 창문을 덤으로 한 것이지, 리모델링은 아니다. 특히, 저에너지 리모델링은 더더욱 아니다.여기에선 주택 리모델링의 모든 것을 담지는 못한다. 따라서 (사)한국패시브건축협회로 들어오는 많은 개·보수 관련 질문 가운데 중복되는 것이 건축주에게 꼭 필요한 사항이란 생각으로 그 내용을 간략하게 정리하고자 한다. 주로 내단열 방법에 집중했다. 리모델링도 신축과 마찬가지로 제대로 된 설계와 이에 따른 전문가의 시공이 뒤따라야 한다. 하지만 우리나라 시장은 그것과 너무나 다른 길을 걷고 있어 안타까울 따름이다. 그저 ‘고치고, 고치고 또 고치는’ 현상이 반복되지 않기만을 바랄 뿐이다. 리모델링 비용냉정하게 얘기하자면 구조체만 남기는 전면 리모델링 시공비는 신축 비용의 80%라고 봐야 한다. 어떤 경우 신축비용과 같을 수도 있다. 이러한 전면 리모델링은 주택 성능을 구현하는 가장 나은 방법이지만, 비용이 많이 든다. 신축을 고려했다가 건축법 강화로 면적 손실이 매우 커질 경우 선택하는 이유다.그러므로 대부분 전면 리모델링보다 주로 내부를 뜯어고치는 식의 부분 보수에 가까운 형태를 택한다. 그 후 계획을 세우고 막상 시공사를 찾다 보면 인테리어 회사를 만난다. 이 과정에서 첫 번째로 부닥치는 문제가 ‘단열과 기밀’에 대한 개념을 가지고 접근하는 인테리어 회사를 찾기 어렵다는 것이다. 그래서 (전문가가 설계부터 개입할 일 없는) 이 시장이야말로, 건축주가 계약 당시 공사의 방향성을 명확히 가지고 있어야 한다. 주요 요소와 접근 전략저에너지 리모델링에서 고려할 주요 사항들은 앞선 연재에서 다룬 신축건물의 요소와 다를 바 없다. 그러나 인접 대지 경계선과 거리 규정이 없던 시절에 지은 건물이 대부분이고, 또 이런 건물은 대부분 외단열을 시공할 만한 공간이 충분치 않다. 여기에 더해 ‘외관이 사회 공통의 재산’이란 인식이 희박했기에 외벽에 불법으로 확장한 섀시, 가스 및 에어컨 배관을 비롯해 수없이 잡다한 요소들이 붙어 있다. 이를 모두 제거 또는 이설한 후 외단열을 하는 것도 현실적으로 불가능하다. 대부분의 건축주가 내단열을 고려하는 이유인데, 이 부분에 집중해 설명하고자 한다. 내단열은 최악이다내단열은 최악인데, 특히 콘크리트구조 또는 조적조의 내단열은 다음과 같은 커다란 단점이 존재한다.- 외부 콘크리트 구조체의 거대한 축열량이 도시를 뜨겁게 만든다.- 실내는 축열체가 없어 여름에 쉽게 더워지고, 겨울에 쉽게 추워진다.- 콘크리트 구조체와 단열재 사이에 상시 결로와 곰팡이의 위험이 있다.- 유기질 단열재를 사용하면 화재 시 예측할 수 없는 피해를 입을 수 있다.하지만 이러한 이유로 내단열을 선택할 수밖에 없고, 지금도 그 방향성의 전환은 보이지 않는다. 주거시설에서 ‘제대로 된 내단열’이란 말이 너무나 아이러니한 표현이기는 하나, 실존을 외면한들 망상만 남을 뿐이니 내단열 공사를 염두에 둔 분들을 위해 이 자료를 남긴다. 피할 수 없다면, 그래도 잘하는 방법을 정리하는 게 바르다고 생각했기 때문이다. 그러나 글을 정리하는 현재도 우리 협회는 ‘주거시설은 외단열로 해야 한다’는 게 공식 입장이다. 현실적으로 힘들더라도 이를 위한 여러 가지 적극적인 정책들을 마련해야 한다.기존 마감 철거내단열을 위해 ‘어디까지 철거해야 하는지’라는 질문이 많은데, 원칙적으로 구조체 바탕 면까지 모두 드러내야 한다. 만약 특정 소재가 붙은 채로 단열재를 붙일 경우, 그 속에서 심각한 수준의 곰팡이가 필 수 있기 때문이다.구조체에 벽지만 붙어 있는 경우기존 석고보드 등이 있다면, 벽지까지 다 한꺼번에 철거하면 된다. 하지만 오래된 주택은 대부분 구조벽체 위에 벽지만 시공돼 있다. 이 경우 벽지를 그냥 두고 단열재를 시공하는데, 이 역시 좋지 않은 방법이다. 기존의 벽지를 제거하는 것은 매우 까다롭지만, 스팀다리미 또는 스팀청소기를 이용하면 매우 빠른 시간 내에 손쉽게 없앨 수 있다. 가능한 스팀이 계속 나오는 제품을 이용하는 게 몸과 마음이 편하다. 단열재 선택우리나라에서 통상 스티로폼, 아이소핑크 등으로 불리는 유기질 소재 단열재가 시장의 대부분을 차지하므로 우선 유기질 단열재를 사용한 내단열에 초점을 둔다. 내단열에 사용할 수 있는 유기질 단열재는 사실상 압출법 단열재(XPS) 외엔 별다른 대안이 없다. XPS는 독특한 스킨으로 인한 투습성이 매우 낮기 때문에, 단열재 내부를 통과하는 수증기에 의한 2차 피해를 최소화할 수 있다. 이론적으로 약 100㎜ 이상의 XPS는 불투습으로 봐도 무방하다. 즉, 100㎜ 이하의 XPS를 사용할 경우 실내측에 방습층을 별도로 만들 필요가 없다. 이 방습층의 필요성은 앞서 <8. 구조 형식별 패시브주택 실현 전략> 연재에서 충분히 설명했기에 넘어간다.기타 폴리우레탄 계열의 단열재와 비드법 단열재는 연소 특성 또는 흡수율과 습기 투과성 등의 이유로 내단열재로 권장하지 않는다. 비록 현실과 동떨어진 얘기일 수 있으나, 내단열의 최선은 ‘무기질 단열재+방습층’ 시공임을 한 번 더 짚고 넘어간다. XPS 단열재불가피하지만 별 대안이 없기에 사용은 하되, 결국 유기질 단열재임을 잊지 않아야 한다. ‘XPS가 EPS보다 불에 강하다’ 또는 ‘자기 소화성이 있어 화재 시 안전하다’라는 것은 ‘2㎜의 수심이 1㎜의 수심보다 한없이 깊다’라는 표현과 다르지 않다. 그러므로 유기질 단열재를 내단열로 사용할 경우, 단열재 실내 측에 석고보드를 2겹으로 시공해야 한다.‘유기질 단열재+석고보드’는 태어날 때부터 한 몸이다.이보드 또는 그와 유사한 제품압출법 단열재 위에 플라스틱 느낌의 PP소재를 덧붙인 제품이 많이 사용된다. 이런 종류의 자재는 ‘단열재+마감재를 위한 바탕재’를 한 몸에 가지고 있는 장점이 있다. 특히, 이러한 제품이 시장에서 외형을 키우게 된 배경은 다음과 같다.[그림 1]처럼 20~25㎜ 두께의 결로 방지 단열재를 시공할 때, 구조체와 일체 타설할 경우 철근 배근부터 시작해 많은 것을 고려해야 한다. 이것이 싫어 후부착하면 마감 시 다른 곳과 단 차가 생길 수밖에 없다. 그런데 이와 유사한 제품을 사용할 경우 [그림 2]처럼 석고보드 마감과 두께를 같이할 수 있어 작업이 편하다. [그림 1] [그림 2] 최초 공동주택의 결로 방지 단열재로 개발한 제품이 내단열재로 퍼진 것이다. 여러 면에서 시공이 편리하기에 내단열재로 적극 고려되지만, 이 구성 역시 결국은 ‘압출법 단열재+폴리프로필렌’, 즉 석유화학제품의 조합임을 명심해야 한다. 이 제품을 붙이고 벽지로 마감하는 방법은, 지금까지 우리나라가 노력해온 거의 모든 ‘내화성능’에 관한 역사를 부정하는 것과 같다(그러나 이 역시 법적으로 아무런 문제가 없다). 그러므로 압출법 단열재만 사용하든, PP 일체형 압출법 단열재를 사용하든 결국 실내 측에 석고보드를 2겹으로 시공해야 한다. 또한, 석유화학제품이므로 실내 공기질에 영향을 미치는 휘발성 유기화합물의 함유 정도를 시험성적서로 제시하고 있는지 확인해야 한다. 물론 이러한 시험성적서가 있다고 하더라도 ‘ZERO’는 아니기에 공사 시, 또는 공사 후 충분한 환기를 통해 이를 배출시켜야 한다.이런 종류의 제품은 장점도 있는데, 표면의 PP 소재로 인해 방습성이 높아진다는 것이다. 즉, 상대적으로 얇은 단열재를 사용해도 방습층 시공을 생략할 수 있는데, 그냥 없앨 수 있는 건 아니고 단열재를 어떻게 접착했느냐에 따라 다르다. 단열재 접착시공 후 유일한 문제 부분은 단열재와 구조체 사이의 틈새, 그리고 단열재와 단열재 사이의 틈새라고 보면 무방하다. 그러나 단열재를 구조체에 접착할 때, 이 틈새를 완전히 없애기란 불가능하다. 그러므로 이 틈새에 집중하기보다 습기가 그 틈새로 들어가지 않도록 접착하는 게 중요하다. 단열재의 중앙과 테두리를 접착 모르타르 또는 접착제로 발라야 한다. 그래야 그 속에 틈새가 생겨도, 습기로 인한 피해를 최소화하고 구조적으로도 견고해지기 때문이다. 단열재를 2겹으로 붙이면, 단열재와 단열재 사이의 열교는 확실히 줄어든다. 그러나 중앙과 테두리에 접착제를 모두 발라가면서 2겹으로 작업하는 것은 반대급부로 ‘부실 공사’로 이어질 확률도 높아진다는 것을 유의해야 한다. 힘든 일은 모두가 힘들어 하기 때문이다. 그러므로 1겹이든 2겹이든, 제대로 시공하는 게 더 나은 결과를 보장한다. 당연하겠지만, 단열재와 단열재 사이도 습기가 들어가지 않도록 대책을 세워야 한다. 폴리우레탄폼으로 틈새 메우기는 기본이지만, 폴리우레탄도 습기 투과성이 아예 없다고 볼 수 없으므로, 전용 방습 테이프를 사용하는 것이 최선의 결과를 보장받는 방법이다. 방습 테이프로 틈새를 처리한 모습 접착제 종류거의 일반명사처럼 G2 본드라는 것을 사용하는데, 냄새가 매우 심하다. 그러므로 이런 종류의 제품을 사용할 땐 환경마크를 받은 제품인지 확인해야 한다. 최근 폴리우레탄폼을 사용하는 현장도 많은데, 단열폼과 접착폼이 구분되기 때문에 구입 시 이를 확인해야 하며, B2등급(유럽의 난연 등급) 이상의 제품을 사용해야 한다.외벽 콘센트단열 시 가장 주의할 부분이 외벽에 콘센트 박스가 붙어 있는 경우다. 박스 위에 그냥 단열재를 시공하면 박스 내부에 결로가 생겨 누전에 의한 치명적인 화재로 이어질 수 있기 때문이다. 그래서 이러한 박스를 설치하면 안 되는데, 그렇다고 콘센트를 모두 없앨 수도 없으니 전선만 빼내고 습기가 들어가지 않도록 해야 한다. 전기를 끊고 박스를 제거하는 게 최선이지만, 불가피하다면 전선만 끌어내고 주변을 방습 테이프로 처리해야 한다. 석고보드 시공내단열 시 석고보드는 필수이며, 그것도 2겹이어야 한다. 우리나라 내화규정이기도 하지만, 법을 떠나 스스로 생명을 지킬 수 있는 가장 기초적인 방법이기 때문이다. 만약 본드로 제대로 시공했다면 별다른 방법 없이 단열재 위에 석고보드를 직접 부착할 수 있다. 그러나 내화규정에 의하면 이 방법은 불가능하며, 석고보드 내부에 각목 등으로 받쳐주는 바탕 면이 있어야 한다. 하지만, 이 역시 엉뚱하게 처리되거나 생략되는 것보다 실행되는 것이 옳기에, 직접 부착도 불가피하게 ‘할 수 있다’라고 적을 수밖에 없다. (그러나 결코 옳은 방법은 아니기에 마음은 편지 않다.) 석고보드 자체는 완전 투습체이기에 시공 시 반드시 테두리까지 발라져야할 필요는 없다. 두 번째 석고보드는 타카를 사용하면 고정할 수 있다. 석고보드는 가급적 방화석고보드 사용을 권장한다.창호 선택내단열 시 2중창 외에 선택의 여지가 없다. 2중창은 내단열을 하는 아파트를 중심으로 발전해왔기에 내단열과 찰떡궁합이다. 비록 기밀성과 단열성은 3중 유리 시스템창호가 좋긴 하나 내단열과 맞지 않는다.창호 시공내단열과 2중창도 역시 만나는 부위를 잘 처리하는 게 중요하다. 습기 이동 때문이다. 내단열 건물에 2중창을 설치할 때 흔히 마감 시공의 편의성을 위해 실내 면까지 창을 끌고 들어오는 경우가 많다. 이 경우 창문의 무게를 단열재가 받을 수 없기에 창문 하부에 꽤 두꺼운 철재 브래킷이 들어가게 되고, 이 부분의 단열재가 훼손될 수밖에 없어 장기적으로 해당 위치에 결로를 유발하게 된다. 그러나 앞서 설명과 같이 석고보드 시공을 위한 바탕 틀을 만들지 않을 경우 단열재 상부를 마감하기에 용이하지 않으므로 이 역시 불가피하게 선택하게 된다. 만약 이처럼 된다면 창문을 받치는 철재 브래킷은 최소한의 길이가 돼야 하며, 단열재 길이는 처음부터 브래킷을 고려해 짧게 시공하고, 브래킷 시공 후 주변의 빈 공간은 단열폼으로 틈새 없이 채워야 한다. 이를 위해 단열재 두께가 100㎜를 넘어가기 어렵다.무기질 단열재+방습층 시공내단열은 ‘무기질 단열재+방습층 시공’ 방법이 최선이며 이론의 여지가 없다. 비록 시장에서 외면받고 있으나, 이는 불가능해서가 아니라 워낙 경험이 없기 때문이다. 따라서 이 방법에 대한 설명 없이 내단열을 얘기할 수 없다.무기질 단열재 가운데 비교적 저렴하고 구하기 쉬운 게 글라스울인데, 권장하는 밀도 24kg/㎥의 제품도 자체 강도가 거의 없다. 그래서 압출법 단열재처럼 독립적으로 시공하지 못하고, 하지 틀을 만들어 그 속에 끼워 넣는 방식을 택한다. 이 목재 틀은 나중에 석고보드 고정을 위한 바탕 면으로도 사용한다. 이 경우 창문의 시공도 더 합리적일 수 있고, 목재 틀을 몇 겹으로 시공하느냐에 따라 단열재 두께도 자유롭게 늘릴 수 있기 때문에 화재 안전성을 떠나 여러모로 유리하다. 다만, 모든 글라스울 단열재는 석고보드와 같이 완전 투습체이기 때문에 방습층이 반드시 들어가야 한다(그림에서 붉은 점선). 이 틀을 이용해 창턱도 마감할 수 있기에 창문의 시공도 별도의 커다란 철재 브래킷 없이 시공 가능하다(물론 이 경우에도 평평한 형태의 철물이 들어가긴 한다).시공은 바탕 면 정리 → 목재 틀 1 → 사이에 글라스울 → 목재 틀 2 → 사이에 글라스울 → 석고보드 나사 고정 → 방습층 → 석고보드 타카 시공 순서로 하면 된다. 이 그림은 이해를 돕기 위한 간략한 그림이며, 창문 위치는 단열 두께 또는 외장재 종류나 상태에 따라서 가변적이다. 천장 단열경사지붕 경사지붕일 때, 평천장에 단열재를 추가하는 것은 옳은 방법이 아니다. 평천장과 경사면 사이에 빈 공간이 있는데 벽면에 단열재를 붙일 때 바탕 면과 단열재 사이에 빈 공간이 없도록 노력하는 것을 이해한다면, 이 방식은 공간 속에 곰팡이를 기르는 것과 같다. 평천장의 단열재 때문에 공간의 온도가 매우 심하게 내려가고, 그 공간으로 실내 습기가 침투하는 것이 곰팡이 생성의 원인이다. 그러므로 천장을 드러내고 경사면에 단열을 추가하는 것이 맞다. 이때 주의사항은 외벽 단열재를 시공하는 것과 같으며, 특히 전등의 전선을 처리할 때 조심해야 한다. 물론, 외벽에 글라스울 단열재 시공과 마찬가지로 실내 측에 방습층이 있을 경우 공간을 둬도 되지만, 기존 주택의 일반적인 상황을 고려할 때 평천장에 방습층을 완전히 만드는 것은 불가능하다. 평지붕 평지붕은 내부에서 단열할 필요 없다. 오히려 외부에 단열하는 게 더 저렴하고 간편하다. 기존 지붕에 방수 문제가 없다면, 평지붕 위에 어떠한 처리도 필요하지 않고 다음 순서대로 하면 단열 처리할 수 있다.시공은 압출법 단열재 50㎜ 이상 2겹 → 지붕용 투습 방수지 → 구멍 있는 배수판 또는 부직포 → 쇄석 60㎜ 이상 순서로 하면 된다.즉, 평지붕 위에 그냥 단열재를 올리고, 이 단열재를 보호하기 위한 조치를 상부에 하는 것이다. 그리고 최종으로 풍압에 견디고, 보행이 가능하도록 쇄석을 깔면 된다. 이른바 ‘역전지붕’이란 방법이며, 단열재 사이 또는 하부로 빗물이 들어가도 단열 성능과 거의 무관하다는 장점이 있다. 다만, 이 단열재가 기존 배수구를 막지 않도록 조심해야 한다. ※ 이 역전지붕에 관한 자세한 사항은 한국패시브건축협회에서 ‘역전지붕’으로 검색하면 많은 시공사례와 함께 정보를 볼 수 있다. 단열재 위에 지붕용 투습 방수지를 깐 후, 기존 배수구를 보호하기 위한 뚜껑 시공 인테리어 공사 유의사항단열공사가 끝나면 말 그대로 인테리어 공사만 남는다. 이 부분은 취향대로 하면 되지만, 몇 가지 유의사항이 있다.기존 전선과 분전반_ 지은 지 20년이 넘는 건물을 리모델링한다면, 모든 전선을 새로 설치하는 게 좋다. 전선도 노후화되기 때문이며, 리모델링 후엔 이를 다시 할 수도 없다.가구의 심재_ 가구의 심재는 인조 목재(MDF)가 많이 사용된다. 이 심재엔 인체 유해성을 판정하는 등급이 있으며, 이 등급이 최소 E1보다 높아야 한다(E0 이상 권장). 이런 제품을 사용한다고 광고하는 회사도 있으나, 사실 E1 등급이 우리나라 법의 최소 기준이다. 다만 이마저 지켜지지 못하므로 유의해야 한다.타일 접착_ 제품명을 직접 거론하는 것이 좋진 않으나, 현장에서 가장 많이 사용되는 접착제가 세라픽스라는 제품이다. 이 제품은 습기가 있는 공간에 사용될 수 없는 제품이다. 화장실 타일 시공은 같은 회사의 드라이픽스라는 제품이 있으며, 동종의 유사한 제품들이 존재한다. 세라픽스는 습기가 없는 거실 등에 타일을 붙일 때 사용될 수 있다.전등_ 아무리 맘에 드는 것이 없더라고, 지구를 위해 조명은 100% LED를 사용하고, 거실처럼 조명의 개수가 많다면 최대한 많이 스위치로 분리해 평소에 필요 없는 등을 끄도록 해야 한다.독립형 화재감지기_ 이 역시 꼭 설치돼야 한다. 최근 기술의 발달로 핸드폰으로도 감지 결과를 전송해 주는 저렴한 제품이 있으므로 꼭 설치하도록 하자.이상 간략하게나마 리모델링 시 최소한의 단열을 위한 몇 가지 필수적인 사항들을 짚어 보았다. 다음호는 ‘열원과 신재생에너지’에 대해 소개한다. 01 제로에너지건축물의 정의와 실현 가능성02 제로에너지주택의 필요 요소 개론03 열교, 곰팡이, 단열04 좋은 창호의 선택과 하자를 줄이는 요령05 차양의 효과적 설치06 주택은 왜, 기밀해야 하나07 자연환기와 기계식 환기, 그리고 환기장치 설치 및 관리 08 구조 형식별 패시브주택 실현 전략 09 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략 10 열원의 선택과 신재생에너지11 제로에너지주택을 위한 물과 열관리12 제로에너지주택 경제성 평가와 관리 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr
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기존 주택의 저에너지 리모델링 전략
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[쾌적한家, 건강한家] 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략
- 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략 이달엔 기존 주택을 따뜻한 주택으로 리모델링하는 방법과 그 실천 전략에 대한 내용이다. 항상 같은 얘기지만, 비용만 넉넉하면 못할 것이 없다. 다만 이 글은 최소 비용을 목적으로 하는 동시에, 최소 성능도 같이 담고 있다. 즉, 무엇이든 최소 성능을 위한 가격의 하한선이 존재해야 하기 때문이다. 이를 무시하면, 결국 머지않아 리모델링을 다시 하게 된다. 글 최정만 (사)한국패시브건축협회 회장 02-474-6621 www.phiko.kr CONTENTS 01 제로에너지건축물의 정의와 실현 가능성 02 제로에너지주택의 필요 요소 개론 03 열교, 곰팡이, 단열 04 좋은 창호의 선택과 하자를 줄이는 요령 05 차양의 효과적 설치 06 주택은 왜, 기밀해야 하나 07 자연환기와 기계식 환기, 그리고 환기장치 설치 및 관리 08 구조 형식별 패시브주택 실현 전략 09 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략 10 열원의 선택과 신재생에너지 11 제로에너지주택을 위한 물과 열관리 12 제로에너지주택 경제성 평가와 관리 우리나라 리모델링 시장은 리모델링 수요는 꾸준히 늘어나고 있다. 그러나 우리나라에서 리모델링은 대부분 ‘창문 교체+인테리어’라는 공식이 존재한다. 이것은 인테리어 공사 시 창문을 덤으로 한 것이지, 리모델링은 아니다. 특히, 저에너지 리모델링은 더더욱 아니다. 여기에선 주택 리모델링의 모든 것을 담지는 못한다. 따라서 (사)한국패시브건축협회로 들어오는 많은 개·보수 관련 질문 가운데 중복되는 것이 건축주에게 꼭 필요한 사항이란 생각으로 그 내용을 간략하게 정리하고자 한다. 주로 내단열 방법에 집중했다. 리모델링도 신축과 마찬가지로 제대로 된 설계와 이에 따른 전문가의 시공이 뒤따라야 한다. 하지만 우리나라 시장은 그것과 너무나 다른 길을 걷고 있어 안타까울 따름이다. 그저 ‘고치고, 고치고 또 고치는’ 현상이 반복되지 않기만을 바랄 뿐이다. 리모델링 비용 냉정하게 얘기하자면 구조체만 남기는 전면 리모델링 시공비는 신축 비용의 80%라고 봐야 한다. 어떤 경우 신축비용과 같을 수도 있다. 이러한 전면 리모델링은 주택 성능을 구현하는 가장 나은 방법이지만, 비용이 많이 든다. 신축을 고려했다가 건축법 강화로 면적 손실이 매우 커질 경우 선택하는 이유다. 그러므로 대부분 전면 리모델링보다 주로 내부를 뜯어고치는 식의 부분 보수에 가까운 형태를 택한다. 그 후 계획을 세우고 막상 시공사를 찾다 보면 인테리어 회사를 만난다. 이 과정에서 첫 번째로 부닥치는 문제가 ‘단열과 기밀’에 대한 개념을 가지고 접근하는 인테리어 회사를 찾기 어렵다는 것이다. 그래서 (전문가가 설계부터 개입할 일 없는) 이 시장이야말로, 건축주가 계약 당시 공사의 방향성을 명확히 가지고 있어야 한다. 주요 요소와 접근 전략 저에너지 리모델링에서 고려할 주요 사항들은 앞선 연재에서 다룬 신축건물의 요소와 다를 바 없다. 그러나 인접 대지 경계선과 거리 규정이 없던 시절에 지은 건물이 대부분이고, 또 이런 건물은 대부분 외단열을 시공할 만한 공간이 충분치 않다. 여기에 더해 ‘외관이 사회 공통의 재산’이란 인식이 희박했기에 외벽에 불법으로 확장한 섀시, 가스 및 에어컨 배관을 비롯해 수없이 잡다한 요소들이 붙어 있다. 이를 모두 제거 또는 이설한 후 외단열을 하는 것도 현실적으로 불가능하다. 대부분의 건축주가 내단열을 고려하는 이유인데, 이 부분에 집중해 설명하고자 한다. 내단열은 최악이다 내단열은 최악인데, 특히 콘크리트구조 또는 조적조의 내단열은 다음과 같은 커다란 단점이 존재한다. - 외부 콘크리트 구조체의 거대한 축열량이 도시를 뜨겁게 만든다. - 실내는 축열체가 없어 여름에 쉽게 더워지고, 겨울에 쉽게 추워진다. - 콘크리트 구조체와 단열재 사이에 상시 결로와 곰팡이의 위험이 있다. - 유기질 단열재를 사용하면 화재 시 예측할 수 없는 피해를 입을 수 있다. 하지만 이러한 이유로 내단열을 선택할 수밖에 없고, 지금도 그 방향성의 전환은 보이지 않는다. 주거시설에서 ‘제대로 된 내단열’이란 말이 너무나 아이러니한 표현이기는 하나, 실존을 외면한들 망상만 남을 뿐이니 내단열 공사를 염두에 둔 분들을 위해 이 자료를 남긴다. 피할 수 없다면, 그래도 잘하는 방법을 정리하는 게 바르다고 생각했기 때문이다. 그러나 글을 정리하는 현재도 우리 협회는 ‘주거시설은 외단열로 해야 한다’는 게 공식 입장이다. 현실적으로 힘들더라도 이를 위한 여러 가지 적극적인 정책들을 마련해야 한다. 기존 마감 철거 내단열을 위해 ‘어디까지 철거해야 하는지’라는 질문이 많은데, 원칙적으로 구조체 바탕 면까지 모두 드러내야 한다. 만약 특정 소재가 붙은 채로 단열재를 붙일 경우, 그 속에서 심각한 수준의 곰팡이가 필 수 있기 때문이다. 구조체에 벽지만 붙어 있는 경우 기존 석고보드 등이 있다면, 벽지까지 다 한꺼번에 철거하면 된다. 하지만 오래된 주택은 대부분 구조벽체 위에 벽지만 시공돼 있다. 이 경우 벽지를 그냥 두고 단열재를 시공하는데, 이 역시 좋지 않은 방법이다. 기존의 벽지를 제거하는 것은 매우 까다롭지만, 스팀다리미 또는 스팀청소기를 이용하면 매우 빠른 시간 내에 손쉽게 없앨 수 있다. 가능한 스팀이 계속 나오는 제품을 이용하는 게 몸과 마음이 편하다. 단열재 선택 우리나라에서 통상 스티로폼, 아이소핑크 등으로 불리는 유기질 소재 단열재가 시장의 대부분을 차지하므로 우선 유기질 단열재를 사용한 내단열에 초점을 둔다. 내단열에 사용할 수 있는 유기질 단열재는 사실상 압출법 단열재(XPS) 외엔 별다른 대안이 없다. XPS는 독특한 스킨으로 인한 투습성이 매우 낮기 때문에, 단열재 내부를 통과하는 수증기에 의한 2차 피해를 최소화할 수 있다. 이론적으로 약 100㎜ 이상의 XPS는 불투습으로 봐도 무방하다. 즉, 100㎜ 이하의 XPS를 사용할 경우 실내측에 방습층을 별도로 만들 필요가 없다. 이 방습층의 필요성은 앞서 <8. 구조 형식별 패시브주택 실현 전략> 연재에서 충분히 설명했기에 넘어간다. 기타 폴리우레탄 계열의 단열재와 비드법 단열재는 연소 특성 또는 흡수율과 습기 투과성 등의 이유로 내단열재로 권장하지 않는다. 비록 현실과 동떨어진 얘기일 수 있으나, 내단열의 최선은 ‘무기질 단열재+방습층’ 시공임을 한 번 더 짚고 넘어간다. XPS 단열재 불가피하지만 별 대안이 없기에 사용은 하되, 결국 유기질 단열재임을 잊지 않아야 한다. ‘XPS가 EPS보다 불에 강하다’ 또는 ‘자기 소화성이 있어 화재 시 안전하다’라는 것은 ‘2㎜의 수심이 1㎜의 수심보다 한없이 깊다’라는 표현과 다르지 않다. 그러므로 유기질 단열재를 내단열로 사용할 경우, 단열재 실내 측에 석고보드를 2겹으로 시공해야 한다. ‘유기질 단열재+석고보드’는 태어날 때부터 한 몸이다. 이보드 또는 그와 유사한 제품 압출법 단열재 위에 플라스틱 느낌의 PP소재를 덧붙인 제품이 많이 사용된다. 이런 종류의 자재는 ‘단열재+마감재를 위한 바탕재’를 한 몸에 가지고 있는 장점이 있다. 특히, 이러한 제품이 시장에서 외형을 키우게 된 배경은 다음과 같다. [그림 1]처럼 20~25㎜ 두께의 결로 방지 단열재를 시공할 때, 구조체와 일체 타설할 경우 철근 배근부터 시작해 많은 것을 고려해야 한다. 이것이 싫어 후부착하면 마감 시 다른 곳과 단 차가 생길 수밖에 없다. 그런데 이와 유사한 제품을 사용할 경우 [그림 2]처럼 석고보드 마감과 두께를 같이할 수 있어 작업이 편하다.[그림 1] [그림 2] 최초 공동주택의 결로 방지 단열재로 개발한 제품이 내단열재로 퍼진 것이다. 여러 면에서 시공이 편리하기에 내단열재로 적극 고려되지만, 이 구성 역시 결국은 ‘압출법 단열재+폴리프로필렌’, 즉 석유화학제품의 조합임을 명심해야 한다. 이 제품을 붙이고 벽지로 마감하는 방법은, 지금까지 우리나라가 노력해온 거의 모든 ‘내화성능’에 관한 역사를 부정하는 것과 같다(그러나 이 역시 법적으로 아무런 문제가 없다). 그러므로 압출법 단열재만 사용하든, PP 일체형 압출법 단열재를 사용하든 결국 실내 측에 석고보드를 2겹으로 시공해야 한다. 또한, 석유화학제품이므로 실내 공기질에 영향을 미치는 휘발성 유기화합물의 함유 정도를 시험성적서로 제시하고 있는지 확인해야 한다. 물론 이러한 시험성적서가 있다고 하더라도 ‘ZERO’는 아니기에 공사 시, 또는 공사 후 충분한 환기를 통해 이를 배출시켜야 한다. 이런 종류의 제품은 장점도 있는데, 표면의 PP 소재로 인해 방습성이 높아진다는 것이다. 즉, 상대적으로 얇은 단열재를 사용해도 방습층 시공을 생략할 수 있는데, 그냥 없앨 수 있는 건 아니고 단열재를 어떻게 접착했느냐에 따라 다르다. 단열재 접착 시공 후 유일한 문제 부분은 단열재와 구조체 사이의 틈새, 그리고 단열재와 단열재 사이의 틈새라고 보면 무방하다. 그러나 단열재를 구조체에 접착할 때, 이 틈새를 완전히 없애기란 불가능하다. 그러므로 이 틈새에 집중하기보다 습기가 그 틈새로 들어가지 않도록 접착하는 게 중요하다. 단열재의 중앙과 테두리를 접착 모르타르 또는 접착제로 발라야 한다. 그래야 그 속에 틈새가 생겨도, 습기로 인한 피해를 최소화하고 구조적으로도 견고해지기 때문이다. 방습 테이프로 틈새를 처리한 모습 단열재를 2겹으로 붙이면, 단열재와 단열재 사이의 열교는 확실히 줄어든다. 그러나 중앙과 테두리에 접착제를 모두 발라가면서 2겹으로 작업하는 것은 반대급부로 ‘부실 공사’로 이어질 확률도 높아진다는 것을 유의해야 한다. 힘든 일은 모두가 힘들어 하기 때문이다. 그러므로 1겹이든 2겹이든, 제대로 시공하는 게 더 나은 결과를 보장한다. 당연하겠지만, 단열재와 단열재 사이도 습기가 들어가지 않도록 대책을 세워야 한다. 폴리우레탄폼으로 틈새 메우기는 기본이지만, 폴리우레탄도 습기 투과성이 아예 없다고 볼 수 없으므로, 전용 방습 테이프를 사용하는 것이 최선의 결과를 보장받는 방법이다. 접착제 종류 거의 일반명사처럼 G2 본드라는 것을 사용하는데, 냄새가 매우 심하다. 그러므로 이런 종류의 제품을 사용할 땐 환경마크를 받은 제품인지 확인해야 한다. 최근 폴리우레탄폼을 사용하는 현장도 많은데, 단열폼과 접착폼이 구분되기 때문에 구입 시 이를 확인해야 하며, B2등급(유럽의 난연 등급) 이상의 제품을 사용해야 한다. 외벽 콘센트 단열 시 가장 주의할 부분이 외벽에 콘센트 박스가 붙어 있는 경우다. 박스 위에 그냥 단열재를 시공하면 박스 내부에 결로가 생겨 누전에 의한 치명적인 화재로 이어질 수 있기 때문이다. 그래서 이러한 박스를 설치하면 안 되는데, 그렇다고 콘센트를 모두 없앨 수도 없으니 전선만 빼내고 습기가 들어가지 않도록 해야 한다. 전기를 끊고 박스를 제거하는 게 최선이지만, 불가피하다면 전선만 끌어내고 주변을 방습 테이프로 처리해야 한다. 석고보드 시공 내단열 시 석고보드는 필수이며, 그것도 2겹이어야 한다. 우리나라 내화규정이기도 하지만, 법을 떠나 스스로 생명을 지킬 수 있는 가장 기초적인 방법이기 때문이다. 만약 본드로 제대로 시공했다면 별다른 방법 없이 단열재 위에 석고보드를 직접 부착할 수 있다. 그러나 내화규정에 의하면 이 방법은 불가능하며, 석고보드 내부에 각목 등으로 받쳐주는 바탕 면이 있어야 한다. 하지만, 이 역시 엉뚱하게 처리되거나 생략되는 것보다 실행되는 것이 옳기에, 직접 부착도 불가피하게 ‘할 수 있다’라고 적을 수밖에 없다. (그러나 결코 옳은 방법은 아니기에 마음은 편지 않다.) 석고보드 자체는 완전 투습체이기에 시공 시 반드시 테두리까지 발라져야할 필요는 없다. 두 번째 석고보드는 타카를 사용하면 고정할 수 있다. 석고보드는 가급적 방화석고보드 사용을 권장한다. 창호 선택 내단열 시 2중창 외에 선택의 여지가 없다. 2중창은 내단열을 하는 아파트를 중심으로 발전해왔기에 내단열과 찰떡궁합이다. 비록 기밀성과 단열성은 3중 유리 시스템창호가 좋긴 하나 내단열과 맞지 않는다. 창호 시공 내단열과 2중창도 역시 만나는 부위를 잘 처리하는 게 중요하다. 습기 이동 때문이다. 내단열 건물에 2중창을 설치할 때 흔히 마감 시공의 편의성을 위해 실내 면까지 창을 끌고 들어오는 경우가 많다. 이 경우 창문의 무게를 단열재가 받을 수 없기에 창문 하부에 꽤 두꺼운 철재 브래킷이 들어가게 되고, 이 부분의 단열재가 훼손될 수밖에 없어 장기적으로 해당 위치에 결로를 유발하게 된다. 그러나 앞서 설명과 같이 석고보드 시공을 위한 바탕 틀을 만들지 않을 경우 단열재 상부를 마감하기에 용이하지 않으므로 이 역시 불가피하게 선택하게 된다. 만약 이처럼 된다면 창문을 받치는 철재 브래킷은 최소한의 길이가 돼야 하며, 단열재 길이는 처음부터 브래킷을 고려해 짧게 시공하고, 브래킷 시공 후 주변의 빈 공간은 단열폼으로 틈새 없이 채워야 한다. 이를 위해 단열재 두께가 100㎜를 넘어가기 어렵다. 무기질 단열재+방습층 시공 내단열은 ‘무기질 단열재+방습층 시공’ 방법이 최선이며 이론의 여지가 없다. 비록 시장에서 외면받고 있으나, 이는 불가능해서가 아니라 워낙 경험이 없기 때문이다. 따라서 이 방법에 대한 설명 없이 내단열을 얘기할 수 없다. 무기질 단열재 가운데 비교적 저렴하고 구하기 쉬운 게 글라스울인데, 권장하는 밀도 24kg/㎥의 제품도 자체 강도가 거의 없다. 그래서 압출법 단열재처럼 독립적으로 시공하지 못하고, 하지 틀을 만들어 그 속에 끼워 넣는 방식을 택한다. 이 목재 틀은 나중에 석고보드 고정을 위한 바탕 면으로도 사용한다. 이 경우 창문의 시공도 더 합리적일 수 있고, 목재 틀을 몇 겹으로 시공하느냐에 따라 단열재 두께도 자유롭게 늘릴 수 있기 때문에 화재 안전성을 떠나 여러모로 유리하다. 다만, 모든 글라스울 단열재는 석고보드와 같이 완전 투습체이기 때문에 방습층이 반드시 들어가야 한다(그림에서 붉은 점선). 이 틀을 이용해 창턱도 마감할 수 있기에 창문의 시공도 별도의 커다란 철재 브래킷 없이 시공 가능하다(물론 이 경우에도 평평한 형태의 철물이 들어가긴 한다). 시공은 바탕 면 정리 → 목재 틀 1 → 사이에 글라스울 → 목재 틀 2 → 사이에 글라스울 → 석고보드 나사 고정 → 방습층 → 석고보드 타카 시공 순서로 하면 된다. 이 그림은 이해를 돕기 위한 간략한 그림이며, 창문 위치는 단열 두께 또는 외장재 종류나 상태에 따라서 가변적이다. 천장 단열 경사지붕 경사지붕일 때, 평천장에 단열재를 추가하는 것은 옳은 방법이 아니다. 평천장과 경사면 사이에 빈 공간이 있는데 벽면에 단열재를 붙일 때 바탕 면과 단열재 사이에 빈 공간이 없도록 노력하는 것을 이해한다면, 이 방식은 공간 속에 곰팡이를 기르는 것과 같다. 평천장의 단열재 때문에 공간의 온도가 매우 심하게 내려가고, 그 공간으로 실내 습기가 침투하는 것이 곰팡이 생성의 원인이다. 그러므로 천장을 드러내고 경사면에 단열을 추가하는 것이 맞다. 이때 주의사항은 외벽 단열재를 시공하는 것과 같으며, 특히 전등의 전선을 처리할 때 조심해야 한다. 물론, 외벽에 글라스울 단열재 시공과 마찬가지로 실내 측에 방습층이 있을 경우 공간을 둬도 되지만, 기존 주택의 일반적인 상황을 고려할 때 평천장에 방습층을 완전히 만드는 것은 불가능하다. 평지붕 평지붕은 내부에서 단열할 필요 없다. 오히려 외부에 단열하는 게 더 저렴하고 간편하다. 기존 지붕에 방수 문제가 없다면, 평지붕 위에 어떠한 처리도 필요하지 않고 다음 순서대로 하면 단열 처리할 수 있다. 시공은 압출법 단열재 50㎜ 이상 2겹 → 지붕용 투습 방수지 → 구멍 있는 배수판 또는 부직포 → 쇄석 60㎜ 이상 순서로 하면 된다. 즉, 평지붕 위에 그냥 단열재를 올리고, 이 단열재를 보호하기 위한 조치를 상부에 하는 것이다. 그리고 최종으로 풍압에 견디고, 보행이 가능하도록 쇄석을 깔면 된다. 이른바 ‘역전지붕’이란 방법이며, 단열재 사이 또는 하부로 빗물이 들어가도 단열 성능과 거의 무관하다는 장점이 있다. 다만, 이 단열재가 기존 배수구를 막지 않도록 조심해야 한다. ※ 이 역전지붕에 관한 자세한 사항은 한국패시브건축협회에서 ‘역전지붕’으로 검색하면 많은 시공사례와 함께 정보를 볼 수 있다. 단열재 위에 지붕용 투습 방수지를 깐 후, 기존 배수구를 보호하기 위한 뚜껑 시공 인테리어 공사 유의사항 단열공사가 끝나면 말 그대로 인테리어 공사만 남는다. 이 부분은 취향대로 하면 되지만, 몇 가지 유의사항이 있다. 기존 전선과 분전반_ 지은 지 20년이 넘는 건물을 리모델링한다면, 모든 전선을 새로 설치하는 게 좋다. 전선도 노후화되기 때문이며, 리모델링 후엔 이를 다시 할 수도 없다. 가구의 심재_ 가구의 심재는 인조 목재(MDF)가 많이 사용된다. 이 심재엔 인체 유해성을 판정하는 등급이 있으며, 이 등급이 최소 E1보다 높아야 한다(E0 이상 권장). 이런 제품을 사용한다고 광고하는 회사도 있으나, 사실 E1 등급이 우리나라 법의 최소 기준이다. 다만 이마저 지켜지지 못하므로 유의해야 한다. 타일 접착_ 제품명을 직접 거론하는 것이 좋진 않으나, 현장에서 가장 많이 사용되는 접착제가 세라픽스라는 제품이다. 이 제품은 습기가 있는 공간에 사용될 수 없는 제품이다. 화장실 타일 시공은 같은 회사의 드라이픽스라는 제품이 있으며, 동종의 유사한 제품들이 존재한다. 세라픽스는 습기가 없는 거실 등에 타일을 붙일 때 사용될 수 있다. 전등_ 아무리 맘에 드는 것이 없더라고, 지구를 위해 조명은 100% LED를 사용하고, 거실처럼 조명의 개수가 많다면 최대한 많이 스위치로 분리해 평소에 필요 없는 등을 끄도록 해야 한다. 독립형 화재감지기_ 이 역시 꼭 설치돼야 한다. 최근 기술의 발달로 핸드폰으로도 감지 결과를 전송해 주는 저렴한 제품이 있으므로 꼭 설치하도록 하자. 이상 간략하게나마 리모델링 시 최소한의 단열을 위한 몇 가지 필수적인 사항들을 짚어 보았다. 다음호는 ‘열원과 신재생에너지’에 대해 소개한다.
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[쾌적한家, 건강한家] 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략
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【단열 & 기밀】 ②단열재의 종류와 특성
- 유동적인 공기, 어떻게 가둘까 주택 에너지 다이어트를 위한 단열재의 종류와 특성1980년대만 해도 단열에 대한 개념이 없어서 건축주나 시공사 모두 단열공사에 돈을 들이려고 하지 않았다. 그러다 보니 정부에서 설계에 단열을 반영시키고자 건축물을 준공할 때 강제 요건으로 단열재 구입 영수증을 첨부하게 할 정도였다. 지금은 정부에서 <건축물의 에너지 절약 설계기준>을 통해 단열 규제를 점점 더 강화하는 추세이다. 하지만 이 규정이 아니더라도 지금은 건축주 스스로 단열공사에 기꺼이 투자하고 있다. 주택의 자산 가치를 높이는 이유도 있지만, 무엇보다 건강하고 쾌적한 주거 공간을 원하기 때문이다. 바로 냉·난방비가 거의 들지 않으면서 겨울에는 따듯하고 여름에는 시원한 주택이다. 여기에서는 단열의 효과를 좌우하는 단열재 성능 및 두께뿐만 아니라 단열 구조의 선택, 시공 방법 등에 대해 살펴본다. 글 윤홍로 기자참고 문헌 <건축물의 단열 공법 연구> 건설부, 대한건축학회.<건축물의 단열 설계 및 시공 시스템 개발 연구> 한국건설기술연구원.<외단열공법 실용성 평가> 대한주택공사.도움말(사)한국패시브건축협회 02-474-6621 www.phiko.kr생고뱅 이소바 코리아 031-432-8200 www.sgpplkorea.com 단열재란 일정한 온도가 유지되도록 외부로의 열손실이나 열의 유입을 적게 하기 위한 재료이다. 사용 온도에 따라 100℃ 이하의 ‘보냉재’, 100∼500℃의 ‘보온재’, 500∼1,100℃의 ‘단열재’, 그리고 1,100℃ 이상의 ‘내화단열재耐火斷熱材’로 구분한다. 열전도율을 작게 하기 위해서 대부분 단열재는 다공질多孔質이 되도록 만든다. 공기의 열전도율은 0.025W/m·k로, 웬만한 단열재보다 매우 성능이 좋지만, 공기는 유동적이기 때문에 단열재 역할을 하지 못한다. 즉, 공기는 기본적으로 밀폐돼 있어야 단열 성능을 갖는다. 하지만 건축물에서 완전 밀폐란 거의 불가능하기에 복층 유리 사이의 공기층 등을 제외하고 단열성을 갖지 못한다. 따라서 대부분의 단열재는 특정 물질의 구성재로 공기층을 가두는 방식으로 만들어진다. 단열재는 그 종류에 따라 열전도율 값이 달라지기 때문에 각 단열재 회사가 보유하고 있는 열전도율 값에 대한 시험성적서를 반드시 확인해야 하며, 시험성적서 외에도 각 단열재 회사에서 제시하는 취급 방법과 특징을 충분히 숙지해야 한다. 글라스울은 유리를 용융한 후, 분사 또는 원심력을 이용해 섬유상으로 만든다. / 비드법 보온판(일명 스티로폼)은 폴리스틸렌 수지에 저융점의 유기 발포제를 첨가해 발포시켜 만든다. 단열재의 특성건축물에서 에너지 소모량의 저감을 위해 성능 좋은 단열재의 사용은 가장 기본 요건이다. 그뿐만 아니라 단열재는, 기계적 강도가 우수해 스테이플러 등 보조적인 고정 없이 자립할 수 있고 공칭 두께로 100% 복원돼야 하며 불가피하게 습이 침투할 수 있는 가혹한 조건에서도 우수한 발수 성능에 의해 처지거나 흘러내리지 않아야 한다. 다음은 단열재의 요구 성능이다. 출처: (사)한국패시브건축협회 열전도율 _ 단열재 하면, 단열 성능이 좋아야 함은 두 말할 나위가 없다. 열전도율 값(숫자가 작을수록 성능이 좋음)은 그 단열재의 사용 온도에 의해서 변하는 경우가 있다. 따라서 두 종류 단열재의 열전도율 값을 비교할 때, 반드시 몇 ℃의 온도에서의 열전도율 값인지 확인해야 한다. 또한, 열전도율 값은 단열재의 밀도와 관계가 있다. 같은 원료와 구성의 단열재라도 밀도가 작으면 열전도율 값은 작아진다. 단열재는 본래 내장된 기체, 즉 공기에 의해 단열 성능을 발휘한다. 따라서 단열재는 내장된 공기와 구성 재료와의 체적비에 따라 열전도율 값이 좌우된다. 화학적 특성 _ 단열재가 다른 재료와 접촉할 경우, 그 자체가 화학적인 작용을 일으켜서 침식할 수 있다. 대부분의 단열재는 화학적으로 안정하므로 위험성은 적은 편이다. 다만, 비드법[스티로폼] 단열재는 화학적으로 약한 편이며, 특히 접착제를 사용해 시공할 때 침식될 수 있다. 물리적 특성 _ 단열재의 역학적 강도에 대한 문제이다. 대부분의 단열재는 역학적 강도가 취약하기에 구조체를 겸할 수 없다. 단열재는 일반적으로 다기포多氣泡의 구성을 가진 연한 재료로 운반 또는 시공 중 파손되지 않도록 주의해야 한다. 흡수성 _ 단열재에서 공기층이 단열 효과를 갖게 한다. 이 공기층에 공기 대신 물이 찬다면, 물의 열전도율 값으로 바뀌므로 단열 효과는 떨어질 수밖에 없다. 특히, 물과 접촉하는 유기질 단열재는 그 자체가 부식되고 내장재와 외장재 등에 심각한 손상을 입힐 수 있다. 불연성 _ 건축용 단열재는 불연성에 대해 특히 신경을 써야 한다. 단열재가 연소성이 있으면 화재가 발생했을 때, 그 부분이 불길 역할을 하기 때문이다. 유기질 단열재와 플라스틱 계열의 폼 단열재도 불연재는 아니다. 이러한 단열재는 제조 과정에서 자기 소화성을 갖도록 난연 처리를 한 것이다. 원료가 광물질인 글라스울이나 암면 단열재는 일반적으로 불연재에 속한다. 시공성 _ 단열재는 취급이 용이해야 한다. 즉, 공사 현장까지 운반뿐만 아니라 건축공사 시 가공 및 설치도 용이해야 한다. 단열재의 원리단열재의 원리는 크게 저항형 단열과 반사형 단열이 있으며, 최근에는 두 가지를 혼합해서 사용하기도 한다. 저항형 단열 _ 외단열을 위해 비드법 보온판을 부착하고 파스너로 고정한 현장 / 반사형 단열재 스카이텍. 금속성 재질의 얇은 막을 이용해 햇빛과 열을 반사시켜 단열한다. 저항형 단열 _ 가장 보편적이고 일반적인 방법으로 비드법 등의 단열재를 사용하는 것이다. 공기는 다른 재료에 비해 열전달이 잘 안되기 때문에 대부분 단열재는 공기층을 형성할 수 있는 재료로 만들어진다. 비드법이나 글라스울은 이런 원리로 만들어지며, 부피에 비해 그 무게가 아주 가볍다. 같은 무게에서 최대한 부피를 크게 하면 내부에 공기층이 많이 생기게 되는 원리로 만든 것이 바로 스티로폼(비드법)이다. 반사형 단열 _ 열 반사 단열재로 통하며, 거울처럼 반짝이는 금속성 재질의 얇은 막을 이용해 햇빛과 열을 반사시켜 단열하는 방법이다. 단열재의 부피나 두께가 얇고 중량이 가벼우며 건축물의 벽 두께를 줄일 수 있다. 하지만 공기층을 확보하지 않으면 단열 효과를 거두기 어려우므로 시공할 때 주의를 요한다. 용량형 단열 _ 유럽에서 200년 이상 된 건물의 벽체는 두께가 거의 80cm 이상일 정도로 두껍다. 벽난로에 의존해 난방하거나 난방 장치가 아예 없는 건물들도 있다. 이 건물들이 지어질 당시에는 난방에 대한 기술이 충분치 않았기에 그 해결책으로 고안된 것이 바로 용량형 단열이다. 벽을 아주 두껍게 만들어 더운 낮에는 그 열기가 벽두께 때문에 내부로 들어가지 못하게 하고, 반대로 차가운 밤에는 낮에 데워졌던 두꺼운 벽에서 온기가 실내로 방사되어 추위를 이기는 데 도움이 되도록 한 것이다. 단열재 소재에 따른 분류 1 시공성이 우수하지만 유독가스 발생 위험이 있는 스티로폼으로 잘 알려진 EPS / 2 물리적 성질은 EPS와 같지만, 단열 성능이 우수한 압출 단열재 XPS 3 경질 폴리우레탄폼은 90% 이상 독립 기포로 이뤄져 강한 내수성 및 내습성을 보인다. / 4 인조 광물 섬유는 미네랄울과 글라스울로 나뉜다. 사용 재료에 따른 분류성형 단열 공법 _ 구조체를 시공한 뒤에 성형 단열재를 부착하거나 구조체와 동시에 시공하는 공법이다. 성형 단열재는 발포 폴리스틸렌 보드, 암면 펠트 등 여러 형태의 제품이 있다. 가격이 저렴한 편이지만, 접합부가 많아 그 부분으로 습기가 침입하기 쉽고 구조체로부터 단열재의 탈락을 방지하고자 장착한 핀이 열교 역할을 할 수도 있다. 따라서 결로를 방지하고 구조체를 보호하려면 습기와 열교에 대한 보완이 필요하다. 독일 Stieco사에서 만든 Stieco Zell이라는 목섬유를 충진하는 모습. 셀룰로스처럼 벽체에 부직포를 치고 구멍을 내, 그 틈으로 목섬유를 충진기로 불어 넣어 고밀도로 채우는 방식이다. 손으로 만져 보면 나무를 갈아서 만들었다고 보기 어려울 만큼 솜처럼 부드럽다. 열전도율로만 보면 다른 단열재와 비슷한 수준이지만, 이것은 나무를 그대로 갈아서 만드니 훨씬 친환경적이다. 단열 성능으로만 보면 스티로폼처럼 생긴 제품들이 수치상 조금 더 낫지만, 이 목섬유는 습기를 머금었다 뱉었다 하는 습도 조절 기능이 있어서 우리나라처럼 무더운 여름에 훨씬 더 적합하다. 그래서 결로에도 강하다. 현장 발포 공법 _ 구조체를 시공할 때 구조체 내에 중공 부분을 만들고, 그 부분에 단열재를 발포하는 공법이다. 단열재로 요소 발포 보온재(우레아폼), 우레탄 발포 보온재 등을 사용한다. 간단한 발포 장치를 사용해 복잡한 모양의 공간에 골고루 주입할 수 있으며, 표면 마무리 상태가 양호하고 시공이 간편하다. 단, 조적조의 경우 사춤 모르타르를 부실 시공하면 완벽한 단열재 충진이 어렵다. 또한, 주입 재료의 건조 시 재료의 부피 수축에 의한 틈새 발생을 막기 위해 수축률이 적은 재료를 선택해야 한다. 뿜칠 단열 공법 _ 복잡한 모양의 단면에도 단열재를 골고루 시공할 수 있다. 뿜칠 단열재는 경질 우레탄 폼, 암면 등이 있으며, 단열과 방화 측면에서 성능이 우수한 편이다. 시공 부분에 따른 분류 단열 규정 강화에 따라 목구조와 경량 철골조(스틸하우스 등) 등은 내단열과 외단열을 병행하여 시공하는 추세다. 경량 목조주택에 별도로 외단열을 시공한 모습(좌), 외단열 미장 공법 및 스타코 공법용 Tyvec? Drain Wrap?으로 시공한 경량 목조주택(우) 내단열 공법 _ 목구조와 경량 철골조(스틸하우스 등)와 같이 구조체와 같은 면에 단열 시공을 하는 공법, 그리고 구조가 외부로 노출된 노출콘크리트 등에서 실내 측에 단열 시공을 하는 공법이다. 외단열 공법에 비해 냉난방 부하는 적지만, 단열 시공 면적은 상대적으로 더 넓다. 중단열 공법 _ 중공층을 가진 조적조와 프리 캐스트 콘크리트 패널Precast Concrete Panel 등의 구조체 중간에 단열재를 충진하는 공법이다. 단열재로는 암면, 스티로폼, 우레아폼 등이 있다. 기둥, 보, 슬래브의 단부 및 단열재와의 이음부 등에 불연속 단열 부분이 발생해 열손실과 표면 결로가 발생할 수 있다. 외단열 공법 _ 구조체에 폴리스티렌폼과 같은 단열재를 부착하고 코트류 마감을 하는 드라이비트, 스타코 등의 공법과 구조체의 외부에 열반사 단열재 등을 부착하고 석재 등을 시공하는 공법이다. 기둥, 보 등의 영향을 적게 받으므로 단열 성능의 균질성이 높고, 내부 구조체를 축열재로 이용할 수 있다. 최근 정부의 단열 기준 강화가 아니더라도 단열에 대한 관심이 점점 높아지고 있다. 한편, 각종 화재 사고로 인한 건축물의 내화 성능이 강하게 요구되는 사회적 환경에 기인해 단열재도 불연 성능을 만족하는 무기질계(글라스울, 미네랄울 등) 등의 단열재가 주택 시장을 주도하고 있다. 향후 단열재 시장에는 기존 단열재가 지닌 장점을 취합한 기능성과 시공성 높은 제품들이 출시될 것으로 보인다. 한편, 글라스울이 인체에 유해하다는 말도 있었으나, 국제보건기구(WHO) 산하 국제암연구기관(IARC)에서 글라스울을 제작하는 미국 16개, 유럽 13개 공장 근로자를 대상으로 연구를 진행한 결과, 유해성을 찾지 못했다고 한다. 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr
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【단열 & 기밀】 ②단열재의 종류와 특성
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['18년 1월호 특집] 유동적인 공기, 어떻게 가둘까 '단열재의 종류와 특성'
- 유동적인 공기, 어떻게 가둘까 단열재의 종류와 특성 1980년대만 해도 단열에 대한 개념이 없어서 건축주나 시공사 모두 단열공사에 돈을 들이려고 하지 않았다. 그러다 보니 정부에서 설계에 단열을 반영시키고자 건축물을 준공할 때 강제 요건으로 단열재 구입 영수증을 첨부하게 할 정도였다. 지금은 정부에서 <건축물의 에너지 절약 설계기준>을 통해 단열 규제를 점점 더 강화하는 추세이다. 하지만 이 규정이 아니더라도 지금은 건축주 스스로 단열공사에 기꺼이 투자하고 있다. 주택의 자산 가치를 높이는 이유도 있지만, 무엇보다 건강하고 쾌적한 주거 공간을 원하기 때문이다. 바로 냉·난방비가 거의 들지 않으면서 겨울에는 따듯하고 여름에는 시원한 주택이다. 여기에서는 단열의 효과를 좌우하는 단열재 성능 및 두께뿐만 아니라 단열 구조의 선택, 시공 방법 등에 대해 살펴본다. 글 윤홍로 기자 참고 문헌 <건축물의 단열 공법 연구> 건설부, 대한건축학회. <건축물의 단열 설계 및 시공 시스템 개발 연구> 한국건설기술연구원. <외단열공법 실용성 평가> 대한주택공사. 도움말 (사)한국패시브건축협회 02-474-6621 www.phiko.kr 생고뱅 이소바 코리아 031-432-8200 www.sgpplkorea.com 단열재란 일정한 온도가 유지되도록 외부로의 열손실이나 열의 유입을 적게 하기 위한 재료이다. 사용 온도에 따라 100℃ 이하의 ‘보냉재’, 100∼500℃의 ‘보온재’, 500∼1,100℃의 ‘단열재’, 그리고 1,100℃ 이상의 ‘내화단열재耐火斷熱材’로 구분한다. 열전도율을 작게 하기 위해서 대부분 단열재는 다공질多孔質이 되도록 만든다. 01 글라스울은 유리를 용융한 후, 분사 또는 원심력을 이용해 섬유상으로 만든다. 02 비드법 보온판(일명 스티로폼)은 폴리스틸렌 수지에 저융점의 유기 발포제를 첨가해 발포시켜 만든다. 공기의 열전도율은 0.025W/m·k로, 웬만한 단열재보다 매우 성능이 좋지만, 공기는 유동적이기 때문에 단열재 역할을 하지 못한다. 즉, 공기는 기본적으로 밀폐돼 있어야 단열 성능을 갖는다. 하지만 건축물에서 완전 밀폐란 거의 불가능하기에 복층 유리 사이의 공기층 등을 제외하고 단열성을 갖지 못한다. 따라서 대부분의 단열재는 특정 물질의 구성재로 공기층을 가두는 방식으로 만들어진다. 단열재는 그 종류에 따라 열전도율 값이 달라지기 때문에 각 단열재 회사가 보유하고 있는 열전도율 값에 대한 시험성적서를 반드시 확인해야 하며, 시험성적서 외에도 각 단열재 회사에서 제시하는 취급 방법과 특징을 충분히 숙지해야 한다. <단열재 열전도율> ※ 상기 열전도 수치는 일반적으로 알려진 수치이며, 각 재료의 정확한 열전도율은 각 제품 공급사의 시험성적서를 확인할 것. 출처: (사)한국패시브건축협회 단열재의 특성 건축물에서 에너지 소모량의 저감을 위해 성능 좋은 단열재의 사용은 가장 기본 요건이다. 그뿐만 아니라 단열재는, 기계적 강도가 우수해 스테이플러 등 보조적인 고정 없이 자립할 수 있고 공칭 두께로 100% 복원돼야 하며 불가피하게 습이 침투할 수 있는 가혹한 조건에서도 우수한 발수 성능에 의해 처지거나 흘러내리지 않아야 한다. 다음은 단열재의 요구 성능이다. 열전도율 _ 단열재 하면, 단열 성능이 좋아야 함은 두 말할 나위가 없다. 열전도율 값(숫자가 작을수록 성능이 좋음)은 그 단열재의 사용 온도에 의해서 변하는 경우가 있다. 따라서 두 종류 단열재의 열전도율 값을 비교할 때, 반드시 몇 ℃의 온도에서의 열전도율 값인지 확인해야 한다. 또한, 열전도율 값은 단열재의 밀도와 관계가 있다. 같은 원료와 구성의 단열재라도 밀도가 작으면 열전도율 값은 작아진다. 단열재는 본래 내장된 기체, 즉 공기에 의해 단열 성능을 발휘한다. 따라서 단열재는 내장된 공기와 구성 재료와의 체적비에 따라 열전도율 값이 좌우된다. 화학적 특성 _ 단열재가 다른 재료와 접촉할 경우, 그 자체가 화학적인 작용을 일으켜서 침식할 수 있다. 대부분의 단열재는 화학적으로 안정하므로 위험성은 적은 편이다. 다만, 비드법[스티로폼] 단열재는 화학적으로 약한 편이며, 특히 접착제를 사용해 시공할 때 침식될 수 있다. 물리적 특성 _ 단열재의 역학적 강도에 대한 문제이다. 대부분의 단열재는 역학적 강도가 취약하기에 구조체를 겸할 수 없다. 단열재는 일반적으로 다기포多氣泡의 구성을 가진 연한 재료로 운반 또는 시공 중 파손되지 않도록 주의해야 한다. 흡수성 _ 단열재에서 공기층이 단열 효과를 갖게 한다. 이 공기층에 공기 대신 물이 찬다면, 물의 열전도율 값으로 바뀌므로 단열 효과는 떨어질 수밖에 없다. 특히, 물과 접촉하는 유기질 단열재는 그 자체가 부식되고 내장재와 외장재 등에 심각한 손상을 입힐 수 있다. 불연성 _ 건축용 단열재는 불연성에 대해 특히 신경을 써야 한다. 단열재가 연소성이 있으면 화재가 발생했을 때, 그 부분이 불길 역할을 하기 때문이다. 유기질 단열재와 플라스틱 계열의 폼 단열재도 불연재는 아니다. 이러한 단열재는 제조 과정에서 자기 소화성을 갖도록 난연 처리를 한 것이다. 원료가 광물질인 글라스울이나 암면 단열재는 일반적으로 불연재에 속한다. 시공성 _ 단열재는 취급이 용이해야 한다. 즉, 공사 현장까지 운반뿐만 아니라 건축공사 시 가공 및 설치도 용이해야 한다. 단열재의 원리 단열재의 원리는 크게 저항형 단열과 반사형 단열이 있으며, 최근에는 두 가지를 혼합해서 사용하기도 한다. 01 저항형 단열 _ 외단열을 위해 비드법 보온판을 부착하고 파스너로 고정한 현장 02 반사형 단열재 스카이텍. 금속성 재질의 얇은 막을 이용해 햇빛과 열을 반사시켜 단열한다. 저항형 단열 _ 가장 보편적이고 일반적인 방법으로 비드법 등의 단열재를 사용하는 것이다. 공기는 다른 재료에 비해 열전달이 잘 안되기 때문에 대부분 단열재는 공기층을 형성할 수 있는 재료로 만들어진다. 비드법이나 글라스울은 이런 원리로 만들어지며, 부피에 비해 그 무게가 아주 가볍다. 같은 무게에서 최대한 부피를 크게 하면 내부에 공기층이 많이 생기게 되는 원리로 만든 것이 바로 스티로폼(비드법)이다. 반사형 단열 _ 열 반사 단열재로 통하며, 거울처럼 반짝이는 금속성 재질의 얇은 막을 이용해 햇빛과 열을 반사시켜 단열하는 방법이다. 단열재의 부피나 두께가 얇고 중량이 가벼우며 건축물의 벽 두께를 줄일 수 있다. 하지만 공기층을 확보하지 않으면 단열 효과를 거두기 어려우므로 시공할 때 주의를 요한다. 용량형 단열 _ 유럽에서 200년 이상 된 건물의 벽체는 두께가 거의 80cm 이상일 정도로 두껍다. 벽난로에 의존해 난방하거나 난방 장치가 아예 없는 건물들도 있다. 이 건물들이 지어질 당시에는 난방에 대한 기술이 충분치 않았기에 그 해결책으로 고안된 것이 바로 용량형 단열이다. 벽을 아주 두껍게 만들어 더운 낮에는 그 열기가 벽두께 때문에 내부로 들어가지 못하게 하고, 반대로 차가운 밤에는 낮에 데워졌던 두꺼운 벽에서 온기가 실내로 방사되어 추위를 이기는 데 도움이 되도록 한 것이다. 단열재 소재에 따른 분류 01 시공성이 우수하지만 유독가스 발생 위험이 있는 스티로폼으로 잘 알려진 EPS 02 물리적 성질은 EPS와 같지만, 단열 성능이 우수한 압출 단열재 XPS 03 경질 폴리우레탄폼은 90% 이상 독립 기포로 이뤄져 강한 내수성 및 내습성을 보인다. 04 인조 광물 섬유는 미네랄울과 글라스울로 나뉜다. 무기질 단열재 _ 열에 강한 반면, 흡수성이 크다. 유기질 단열재 _ 열에 약한 반면, 흡수성이 적다. 사용 재료에 따른 분류 성형 단열 공법 _ 구조체를 시공한 뒤에 성형 단열재를 부착하거나 구조체와 동시에 시공하는 공법이다. 성형 단열재는 발포 폴리스틸렌 보드, 암면 펠트 등 여러 형태의 제품이 있다. 가격이 저렴한 편이지만, 접합부가 많아 그 부분으로 습기가 침입하기 쉽고 구조체로부터 단열재의 탈락을 방지하고자 장착한 핀이 열교 역할을 할 수도 있다. 따라서 결로를 방지하고 구조체를 보호하려면 습기와 열교에 대한 보완이 필요하다. 현장 발포 공법 _ 구조체를 시공할 때 구조체 내에 중공 부분을 만들고, 그 부분에 단열재를 발포하는 공법이다. 단열재로 요소 발포 보온재(우레아폼), 우레탄 발포 보온재 등을 사용한다. 간단한 발포 장치를 사용해 복잡한 모양의 공간에 골고루 주입할 수 있으며, 표면 마무리 상태가 양호하고 시공이 간편하다. 단, 조적조의 경우 사춤 모르타르를 부실 시공하면 완벽한 단열재 충진이 어렵다. 또한, 주입 재료의 건조 시 재료의 부피 수축에 의한 틈새 발생을 막기 위해 수축률이 적은 재료를 선택해야 한다. 독일 Stieco사에서 만든 Stieco Zell이라는 목섬유를 충진하는 모습. 셀룰로스처럼 벽체에 부직포를 치고 구멍을 내, 그 틈으로 목섬유를 충진기로 불어 넣어 고밀도로 채우는 방식이다. 손으로 만져 보면 나무를 갈아서 만들었다고 보기 어려울 만큼 솜처럼 부드럽다. 열전도율로만 보면 다른 단열재와 비슷한 수준이지만, 이것은 나무를 그대로 갈아서 만드니 훨씬 친환경적이다. 단열 성능으로만 보면 스티로폼처럼 생긴 제품들이 수치상 조금 더 낫지만, 이 목섬유는 습기를 머금었다 뱉었다 하는 습도 조절 기능이 있어서 우리나라처럼 무더운 여름에 훨씬 더 적합하다. 그래서 결로에도 강하다. 뿜칠 단열 공법 _ 복잡한 모양의 단면에도 단열재를 골고루 시공할 수 있다. 뿜칠 단열재는 경질 우레탄 폼, 암면 등이 있으며, 단열과 방화 측면에서 성능이 우수한 편이다. 시공 부분에 따른 분류 내단열 공법 _ 목구조와 경량 철골조(스틸하우스 등)와 같이 구조체와 같은 면에 단열 시공을 하는 공법, 그리고 구조가 외부로 노출된 노출콘크리트 등에서 실내 측에 단열 시공을 하는 공법이다. 외단열 공법에 비해 냉난방 부하는 적지만, 단열 시공 면적은 상대적으로 더 넓다. 중단열 공법 _ 중공층을 가진 조적조와 프리 캐스트 콘크리트 패널Precast Concrete Panel 등의 구조체 중간에 단열재를 충진하는 공법이다. 단열재로는 암면, 스티로폼, 우레아폼 등이 있다. 기둥, 보, 슬래브의 단부 및 단열재와의 이음부 등에 불연속 단열 부분이 발생해 열손실과 표면 결로가 발생할 수 있다. 단열 규정 강화에 따라 목구조와 경량 철골조(스틸하우스 등) 등은 내단열과 외단열을 병행하여 시공하는 추세다. 경량 목조주택에 별도로 외단열을 시공한 모습(좌), 외단열 미장 공법 및 스타코 공법용 Tyvec? Drain Wrap?으로 시공한 경량 목조주택(우) 외단열 공법 _ 구조체에 폴리스티렌폼과 같은 단열재를 부착하고 코트류 마감을 하는 드라이비트, 스타코 등의 공법과 구조체의 외부에 열반사 단열재 등을 부착하고 석재 등을 시공하는 공법이다. 기둥, 보 등의 영향을 적게 받으므로 단열 성능의 균질성이 높고, 내부 구조체를 축열재로 이용할 수 있다. 최근 정부의 단열 기준 강화가 아니더라도 단열에 대한 관심이 점점 높아지고 있다. 한편, 각종 화재 사고로 인한 건축물의 내화 성능이 강하게 요구되는 사회적 환경에 기인해 단열재도 불연 성능을 만족하는 무기질계(글라스울, 미네랄울 등) 등의 단열재가 주택 시장을 주도하고 있다. 향후 단열재 시장에는 기존 단열재가 지닌 장점을 취합한 기능성과 시공성 높은 제품들이 출시될 것으로 보인다. 한편, 글라스울이 인체에 유해하다는 말도 있었으나, 국제보건기구(WHO) 산하 국제암연구기관(IARC)에서 글라스울을 제작하는 미국 16개, 유럽 13개 공장 근로자를 대상으로 연구를 진행한 결과, 유해성을 찾지 못했다고 한다.
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- 집짓기 정보
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['18년 1월호 특집] 유동적인 공기, 어떻게 가둘까 '단열재의 종류와 특성'
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【 패시브하우스】 ③저에너지 스틸하우스 구현을 위한 가이드라인
- THEME 03 저에너지주택 스틸하우스 구현을 위한 가이드라인외단열 마감 및 지붕 SIP 패널 적용 기준정부의 지속적인 단열 기준 강화와 경주 지진 이후 2층 이상의 건축물에도 내진설계가 의무화되면서 최근 건축구조의 안정성 및 우수한 단열성이 요구되고 있다. 이러한 건축 환경 변화의 패러다임에 맞물려 저에너지 주택으로 각광받고 있는 제2세대 스틸하우스 구현을 위한 가이드라인을 외부 단열 기준으로 제시해 본다. 글 정재민J Architecture 대표이사/한국기술교육대학교 겸임교수) 스틸하우스 단열 접근 전략열교차단 열교(Heat Bridge)란 건축물의 어느 한 부분의 단열이 약화되거나 끊김으로 인해 외기가 실내로 들어오는 것을 의미한다. 효과적인 열교 차단을 위해선 열이 흐르는 방향과 사용되는 자재의 열 저항을 알아야 한다. 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며 저항이 가장 적은 경로를 따라 이동한다. 스틸하우스에 사용되는 많은 자재들 중에 열 저항이 매우 낮은 스틸의 열교를 차단하는 것이 스틸하우스에서 열교를 방어하는 가장 중요한 포인트라고 할 수 있다. 단열의 방식은 내단열, 중단열, 외단열 등으로 구분할 수 있으나, 열교 현상을 최대한 억제하는 방법은 외단열 채택이다. [그림 1]은 내단열 시공으로 인한 하자 사례인데, 이를 보면 주택에서 외단열의 필요성을 절실하게 느낄 수 있다. [그림 1] 하자 시공으로 인한 결로하자 시공으로 인한 결로 습기 이동을 고려한 외단열 계획만약 외부에 열전도율 0.034W/㎡ K의 단열재 50㎜를 댈 경우 전체 열관류율은 0.253W/㎡ K가 된다. 이는 현행법에 의한 중부지방 열관류율 0.270W/㎡ K 기준 이내로, 평균 열관류율 측면에선 적당하나 외부 O.S.B 안쪽의 주변 온도가 낮아질 가능성이 있다. 이 경우 외부 EPS(또는 XPS)의 투습 저항값(Sd Value)은 50×0.05m=2.5m로써 반투습이 되므로 실내 측에 방습층이 필요하다. 따라서 가변형 방습지를 추가로 설치해야 한다. O.S.B 내측의 온도를 표준 온습도에서 곰팡이 생성 온도 조건인 12.6˚ C를 벗어나기 위한 외부 단열재 두께로 계산한 것이 아래의 시뮬레이션이다([그림 2] 참조). 스터드 사이의 중간 단열을 제외하고 외부 단열만 두께를 120㎜로 한다면 결과는 아래와 같다. 스틸하우스에서 열교 현상을 최대한 억제하는 방법은 외단열이다. O.S.B 내측의 온도는 안정권에 들어오고 평균 열관류율이 0.240W/㎡ K로 된다. 그러므로 이 방식에선 실내 측에 방습층을 생략해도 되며, 외부 단열재의 Sd 값은 50×0.12=6m가 되지만, 실외 측에 방습층이 있으므로 안정 범위에 들어온다고 말할 수 있다. 즉 이와 같은 일련의 과정을 통해 스틸하우스 구조에서 현행법을 준수하면서 콘크리트구조 또는 콘크리트구조와의 열적 성능에 있어서 경쟁력을 확보하기 위한 방안은 중간 단열을 제외하고 외단열만 EPS 또는 동등 이상의 단열재 두께 120㎜ 이상을 사용하는 것이다. 만약 패시브하우스 또는 저에너지 건축물과 같은 조건을 만들고자 한다면 외부에 두께 120㎜ 이상의 단열재를 사용하면 될 것이다. 특히, 두께 150㎜ 이상인 단열재를 사용한다면 가변형 방습층을 생략해도 된다. [그림 2] 결로 방지 외단열 시뮬레이션 [그림 3] 기밀테스트 기밀패시브 건축물에 있어 매우 중요한 인자 중의 하나가 기밀이다. 독일 PHI(passiv.de)에서 기준으로 삼는 패시브하우스의 기밀 조건은 50pa ≤ 0.6회/h이다. 여기서 50pa 이란 주택 내·외부 공기의 압력 차이를 의미하는데 풍속으로 따지면 약 8~9m/s 정도며, 정성적으로 표현하면 여름철 태풍의 초기 바람세기 정도이다. 즉, 평상시보다 상당히 강한 압력이 외부에 걸릴 때 주택 내부로 들어오는 틈새바람의 양이 시간당 실내 체적의 0.6회 정도만 들어와야 한다는 설명이며, 국내 현실에 비추어볼 때 상당히 강한 기밀을 요구하고 있다. [그림 3]은 기밀성 테스트(Blow-door Test)를 위해 문에 설치한 가압기의 모습이다. 저에너지 주택을 위한 모든 건식 구조물은 별도의 기밀처리가 필요하며, 현대에 들어와선 실내측에 필수적으로 들어가는 방습층 또는 가변형 방습층이 기밀층의 역할을 함께 하도록 고안되고 있다. 만약 스틸하우스에서 열교를 효과적으로 차단하기 위해 유기질 단열재를 이용한 외단열을 적용하고, 그 두께가 150㎜를 넘을 경우 실내측에 방습층 또는 가변형 방습층이 필요 없게 되므로, 이 경우 기밀층을 확보하기 위한 전략은 아래와 같다.① 외부 O.S.B 사이에 기밀 테이프 부착② 외부 투습 방수지를 기밀층으로 활용③ 유기질 단열재를 O.S.B 면에 전용 접착제로 부착이 세 가지로 접근할 수 있다. [그림 4] 기초 측면 XPS 단열 [그림 5] 기초 단열 [그림 6] 외벽 단열 [그림 7] 코너 외벽 단열 [그림 8] 돌출부 외벽 단열 [그림 9] 지붕 단열 [그림 10] 창호 단열 [그림 11] 창호 단열 스틸하우스 부위별 단열 디테일기초스틸하우스의 기초 단열은 경량목구조 기초 단열과 별반 다르지 않다. 다만 철에 의한 열전도를 가능한 효과적으로 막는 것이 중요하다. [그림 4], [그림 5]는 기초 측면 100㎜ XPS 단열재 시공 및 디테일을 표현한 내용이다. 외벽(중간 단열층 없는 외단열 기준)스틸하우스에서 외벽은 내력벽, 비내력벽, 전단벽으로 구분할 수 있다. 외벽의 기능에 따라 스틸 스터드의 간격 차이는 있겠지만 벽체 내부를 구성하는 요소는 크게 다르지 않다. 스틸 스터드는 열전도율이 있기 때문에 [그림 6], [그림 7], [그림 8]과 같이 외벽에 단열층의 확보가 필요하다. 지붕(SIP 지붕 패널 설치 기준)건축물에서 지붕은 열 손실이 가장 많은 부위에 속한다. 형태에 따라 다를 수는 있지만 X, Y, Z 축이 만나는 꼭짓점과 같이 열교에 취약한 부위가 많다. 지붕 단열은 다양한 방법이 있지만 [그림 9]는 SIP 패널이 적용된 트러스 골조 상부 단열 디테일이다. 창호외벽에 비해 단열 성능과 기밀 성능이 취약한 부위다. 창호는 유리와 프레임으로 구성되는데 복층 유리 이상을 사용하는 경우 유리에 비해 프레임의 열관류율이 더 좋지 않은 것이 일반적이다. 취약 부위인 프레임 중에서도 창호와 외벽이 만나는 부분, 즉 프레임의 테두리 부분이 특히 취약하다고 볼 수 있다. [그림 10], [그림 11]은 그러한 단열의 취약성을 보완하기 위해 고밀도 경질 폴리우레탄 보드를 외벽 구조 프레임 테두리에 설치한 디테일이다. Epilogue 최근 스틸하우스 건축 공법은 포스코에서 개발한 World Premium 제품인 PosMAC*을 적용해 반영구적인 구조로 인정받고 있다. 또한, 한국철강협회와 스틸얼라이언스 등 관련 단체를 중심으로 기존 KS 내화구조표준**에서 표준 구조 확대 및 층간 소음 차단 구조에 대한 연구가 시작될 예정이며, 건축사 등 수요업계를 대상으로 스틸하우스 관련 다양한 구조/마감 디테일을 개발해 배포할 예정이다.스틸하우스는 포스코와 한국철강협회를 중심으로 국내에 보급하기 시작한 1996년 이후 약 1.2만 호가 국내에 건립됐으며, 앞으로 2020년까지 약 2만 호의 제2세대 스틸하우스가 보급될 것으로 예상된다. 이는 일자리 창출과 지역 사회 발전 등 어려운 건설 경기에 희망의 촛불이 될 것으로 보인다. *PosMAC(POSCO Magnesium Aluminium alloy Coating product) : 기존의 아연도금 강판(180g/㎡)에 비하여 최대 10배 내부식성을 지님**KS 내화구조(KS F 1611-5): 내력벽 스틸스터드의 KS 내화 표준 성능으로 인정받음참고문헌1. 스틸하우스 단열 방법에 따른 거주자의 만족도 조사(2014년 한양대학교 석사논문, 정재민) 2. 저에너지/패시브 스틸하우스 설계/시공 가이드(2015년 한국철강협회/한국 패시브 건축협회) 3. 저에너지 요소 기술이 적용된 스틸하우스 적용 사례(경기도 용인시/신영종합건설) ※ 스틸하우스 저에너지 설계 디테일 자료 요청한국철강협회 02-559-3565 www.steelhouse.or.kr스틸하우스 얼라이언스 02-400-3594 www.steelhousegroup.com전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr잡지구독 신청 www.countryhome.co.kr:454/shop/subscription.asp
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【 패시브하우스】 ③저에너지 스틸하우스 구현을 위한 가이드라인
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[6월호 특집] 04. 저에너지주택 스틸하우스 구현 위한 가이드라인
- 저에너지주택 스틸하우스 구현 위한 가이드라인 외단열 마감 및 지붕 SIP 패널 적용 기준 정부의 지속적인 단열 기준 강화와 경주 지진 이후 2층 이상의 건축물에도 내진설계가 의무화되면서 최근 건축구조의 안정성 및 우수한 단열성이 요구되고 있다. 이러한 건축 환경 변화의 패러다임에 맞물려 저에너지 주택으로 각광받고 있는 제 2세대 스틸하우스 구현을 위한 가이드라인을 외부 단열 기준으로 제시해 본다. 글 정재민 스틸하우스 단열 접근 전략 열교차단_열교(Heat Bridge)란 건축물의 어느 한 부분의 단열이 약화되거나 끊김으로 인해 외기가 실내로 들어오는 것을 의미한다. 효과적인 열교 차단을 위해선 열이 흐르는 방향과 사용되는 자재의 열 저항을 알아야 한다. 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며 저항이 가장 적은 경로를 따라 이동한다. 스틸하우스에 사용되는 많은 자재들 중에 열 저항이 매우 낮은 스틸의 열교를 차단하는 것이 스틸하우스에서 열교를 방어하는 가장 중요한 포인트라고 할 수 있다. 단열의 방식은 내단열, 중단열, 외단열 등으로 구분할 수 있으나, 열교 현상을 최대한 억제하는 방법은 외단열 채택이다. [그림 1] 하자 시공으로 인한 결로 [그림 1]은 내단열 시공으로 인한 하자 사례인데, 이를 보면 주택에서 외단열의 필요성을 절실하게 느낄 수 있다. 스틸하우스에서 열교 현상을 최대한 억제하는 방법은 외단열이다. 습기 이동을 고려한 외단열 계획_만약 외부에 열전도율 0.034W/㎡K의 단열재 50㎜를 댈 경우 전체 열관류율은 0.253W/㎡K가 된다. 이는 현행법에 의한 중부지방 열관류율 0.270W/㎡K 기준 이내로, 평균 열관류율 측면에선 적당하나 외부 O.S.B 안쪽의 주변 온도가 낮아질 가능성이 있다. 이 경우 외부 EPS(또는 XPS)의 투습 저항 값(Sd Value)은 50×0.05m=2.5m로써 반투습이 되므로 실내 측에 방습층이 필요하다. 따라서 가변형 방습지를 추가로 설치해야 한다. O.S.B 내측의 온도를 표준 온습도에서 곰팡이 생성 온도 조건인 12.6˚C를 벗어나기 위한 외부 단열재 두께로 계산한 것이 아래의 시뮬레이션이다([그림2] 참조). 스터드 사이의 중간 단열을 제외하고 외부 단열만 두께를 120㎜로 한다면 결과는 아래와 같다. O.S.B 내측의 온도는 안정권에 들어오고 평균 열관류율이 0.240W/㎡K로 된다. 그러므로 이 방식에선 실내측에 방습층을 생략해도 되며, 외부 단열재의 Sd값은 50×0.12=6m가 되지만, 실외측에 방습층이 있으므로 안정 범위에 들어온다고 말할 수 있다. 즉 이와 같은 일련의 과정을 통해 스틸하우스 구조에서 현행법을 준수하면서 콘크리트구조 또는 콘크리트구조와의 열적 성능에 있어서 경쟁력을 확보하기 위한 방안은 중간 단열을 제외하고 외단열로만 EPS 또는 동등 이상의 단열재 두께 120㎜ 이상을 사용하는 것이다. 만약 패시브하우스 또는 저에너지 건축물과 같은 조건을 만들고자 한다면 외부에 두께 120㎜ 이상의 단열재를 사용하면 될 것이다. 특히, 두께 150㎜ 이상인 단열재를 사용한다면 가변형 방습층을 생략해도 된다. [그림 2] 결로 방지 외단열 시뮬레이션 기밀_패시브 건축물에 있어 매우 중요한 인자 중의 하나가 기밀이다. 독일 PHI(passiv.de)에서 기준으로 삼는 패시브하우스의 기밀 조건은 50pa ≤ 0.6회/h이다. 여기서 50pa이란 주택 내·외부 공기의 압력 차이를 의미하는데 풍속으로 따지면 약 8~9m/s 정도며, 정성적으로 표현하면 여름철 태풍의 초기 바람세기 정도이다. 즉, 평상시보다 상당히 강한 압력이 외부에 걸릴 때 주택 내부로 들어오는 틈새바람의 양이 시간당 실내 체적의 0.6회 정도만 들어와야 한다는 설명이며, 국내 현실에 비추어볼 때 상당히 강한 기밀을 요구하고 있다. [그림3]은 기밀성 테스트(Blow-door Test)를 위해 문에 설치한 가압기의 모습이다. [그림 3] 기밀테스트 저에너지 주택을 위한 모든 건식 구조물은 별도의 기밀처리가 필요하며, 현대에 들어와선 실내측에 필수적으로 들어가는 방습층 또는 가변형 방습층이 기밀층의 역할을 함께 하도록 고안되고 있다. 만약 스틸하우스에서 열교를 효과적으로 차단하기 위해 유기질 단열재를 이용한 외단열을 적용하고, 그 두께가 150㎜를 넘을 경우 실내측에 방습층 또는 가변형 방습층이 필요 없게 되므로, 이 경우 기밀층을 확보하기 위한 전략은 아래와 같다. ① 외부 O.S.B 사이에 기밀 테이프 부착 ② 외부 투습 방수지를 기밀층으로 활용 ③ 유기질 단열재를 O.S.B면에 전용 접착재로 부착 이 세 가지로 접근할 수 있다. [그림 4] 기초측면 XPS단열 [그림5] 기초 단열 [그림6] 외벽단열 [그림7] 코너 외벽단열 [그림8] 돌출부 외벽단열 [그림 9] 지붕단열 [그림10] 창호단열 [그림11] 창호단열 스틸하우스 부위별 단열 디테일 기초_스틸하우스의 기초 단열은 경량목구조 기초 단열과 별반 다르지 않다. 다만 철에 의한 열전도를 가능한 효과적으로 막는 것이 중요하다. [그림4], [그림5]는 기초 측면 100㎜ XPS 단열재 시공 및 디테일을 표현한 내용이다. 외벽(중간 단열층 없는 외단열 기준)_스틸하우스에서 외벽은 내력벽, 비내력벽, 전단벽으로 구분할 수 있다. 외벽의 기능에 따라 스틸 스터드의 간격 차이는 있겠지만 벽체 내부를 구성하는 요소는 크게 다르지 않다. 스틸 스터드는 열전도율이 있기 때문에 [그림6], [그림7], [그림8]과 같이 외벽에 단열층의 확보가 필요하다. 지붕(SIP 지붕 패널 설치 기준)_건축물에서 지붕은 열 손실이 가장 많은 부위에 속한다. 형태에 따라 다를 수는 있지만 X, Y, Z축이 만나는 꼭짓점과 같이 열교에 취약한 부위가 많다. 지붕 단열은 다양한 방법이 있지만 [그림9]는 SIP 패널이 적용된 트러스 골조 상부 단열 디테일이다. 창호_외벽에 비해 단열 성능과 기밀 성능이 취약한 부위다. 창호는 유리와 프레임으로 구성되는데 복층 유리 이상을 사용하는 경우 유리에 비해 프레임의 열관류율이 더 좋지 않은 것이 일반적이다. 취약 부위인 프레임 중에서도 창호와 외벽이 만나는 부분, 즉 프레임의 테두리 부분이 특히 취약하다고 볼 수 있다. [그림10], [그림11]은 그러한 단열의 취약성을 보완하기 위해 고밀도 경질 폴리우레탄 보드를 외벽 구조 프레임 테두리에 설치한 디테일이다. ※ 스틸하우스 저에너지 설계 디테일 자료 요청 한국철강협회 : 02-559-3565(www.steelhouse.or.kr) 스틸하우스 얼라이언스 : 02-400-3594(www.steelhousegroup.com) Epilogue 최근 스틸하우스 건축 공법은 포스코에서 개발한 World Premium 제품인 PosMAC*을 적용해 반영구적인 구조로 인정받고 있다. 또한, 한국철강협회와 스틸얼라이언스 등 관련 단체를 중심으로 기존 KS내화구조표준**에서 표준구조 확대 및 층간 소음 차단 구조에 대한 연구가 시작될 예정이며, 건축사 등 수요업계를 대상으로 스틸하우스 관련 다양한 구조/마감 디테일을 개발해 배포할 예정이다. 스틸하우스는 포스코와 한국철강협회를 중심으로 국내에 보급하기 시작한 1996년 이후 약 1.2만 호가 국내에 건립됐으며, 앞으로 2020년까지 약 2만 호의 제2세대 스틸하우스가 보급될 것으로 예상된다. 이는 일자리 창출과 지역 사회 발전 등 어려운 건설 경기에 희망의 촛불이 될 것으로 보인다. *PosMAC(POSCO Magnesium Aluminium alloy Coating product) : 기존의 아연도금 강판(180g/㎡)에 비하여 최대 10배 내부식성을 지님 **KS내화구조(KS F 1611-5): 내력벽 스틸스터드의 KS내화표준성능으로 인정받음 참고문헌 : 1. 스틸하우스 단열 방법에 따른 거주자의 만족도 조사(2014년 한양대학교 석사논문, 정재민) 2. 저에너지/패시브 스틸하우스 설계/시공 가이드(2015년 한국철강협회/한국패시브건축협회) 3. 저에너지 요소 기술이 적용된 스틸하우스 적용 사례(경기도 용인시/신영종합건설)
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[6월호 특집] 04. 저에너지주택 스틸하우스 구현 위한 가이드라인
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【전원주택 짓기】단독주택 단열 가이드 4
- THEME 02-3 중단열 A to Z 내단열과 외단열 장점만! ‘중단열 공법’ 결로와 열교 현상 발생 우려가 있는 내단열 공법과 어려운 시공방법과 높은 공사비가 드는 외단열 공법. 이러한 단열 방식의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위해 고안해 낸 방식이 바로 중단열 공법이다. 구조체 가운데 단열재를 삽입해 외단열 방식의 단열성을 높이고 동시에 골조 공사와 단열 공사를 함께 해낼 수 있다는 장점이 있다. 하지만 중단열 방식의 구조상 양쪽 벽체를 구조적 성능 발휘를 위해 서로 연결해야 하며, 시공 중 벽체 콘크리트 타설이나 철근 조립 작업 중 단열재가 파손돼 제 기능을 발휘하지 못한다는 단점도 있다.일반적으로 중단열 공법은 외벽 내부에 단열재를 설치하거나 폼 등의 분사식 충전제를 이용해 충진한다. 요즘 인기를 끌고 있는 노출 콘크리트 형태의 건축물에서도 중단열 공법이 시공되기도 하는데, 외부에 단열재를 덧붙이기 어려운 구조 때문이다. 철근콘크리트주택에 새롭게 도입한 중단열 공법 노출 콘크리트 형태의 빌라에 사는 김 모 씨는 집을 지으면 절대 이런 형태의 집에서 살지 않겠고 말한다. 2008년에 준공된 김 씨의 집은 웃풍이 셀 뿐만 아니라 단열도 제대로 되지 않아 겨울엔 춥고 여름엔 습해 늘 고생이다. 김 씨의 사례처럼 사실 그동안 중단열 기능에 대해 많은 이들이 의문을 제기해 왔다. 특히 오래전에 지어진 노출 콘크리트 주택의 경우 그 편견은 더욱 높다. 하지만 중단열 공법 또한 기술 발전으로 여타 단열 공법만큼이나 그 성능도 높아졌다는 것이 전문가들의 일반적인 의견이다. 즉, 제대로만 시공하면 따뜻하다는 것. 그렇다면 요즘 잘 나가는 중단열 공법에는 과연 어떠한 것이 있을까?취재 협조 태성산업개발 T 031-425-1138 www.artarchi.com 벽체부터 슬래브까지‘일체형 시공’이 관건! 단열성은 기본이다. 내외부 온도 차를 줄이지 못해 발생하는 결로까지 잡는다면 쾌적한 실내 생활이 가능하다. 이에 대해 중단열 전문 시공업체인 태성산업개발은 “일체형 시공을 통하면 단열과 결로를 해결할 수 있다"라고 조언한다. 외벽 중단열 일체화 공법의 장점으로 가장 먼저 결로 방지 및 단열성 증가다. 특히 이 공법은 노출 콘크리트 건축물뿐만 아니라 모든 철근콘크리트 건물에 적용이 가능하다는 점이 눈에 띈다.벽체부터 슬래브까지 단열재의 끊김이 없이 외부 비내력벽 + 중간 단열재 + 내부 내력벽의 일체화 시공으로, 코너 부위의 결로를 방지할 수 있고 단열성도 높다. 또한 중간 칸막이벽 및 최상층 슬래브에도 단열효과와 결로방지 기능이 높다. 공사기간 단축도 눈여겨볼 만하다. 골조공사 시 단열재를 타설 부착하는 방식으로, 전체적인 공사기간을 절감할 수 있다. 일반 단층 건물뿐만 아니라 아파트, 빌라 등 고층건물에도 적용할 수 있어 건축비 절감 효과도 볼 수 있다. 친환경적 요소도 빼놓을 수 없다. 시공 시 내부 마감 공사에 단열재, 석고보드, 목재 등의 재료를 생략할 수 있어 폐기물 처리비 절감을 유도할 수 있다. 게다가 내부 벽체에 석고보드를 미 시공해 인체에 유해한 석면 분진에서 자유로운 쾌적한 주거 환경을 조성할 수 있다.공사비 절감도 반갑다. 태성종합건설 측에 따르면 내외부 노출 마감 시 마감 작업을 생략할 수 있어 전체 공사비를 약 20% 이상 대폭 절감할 수 있다고 설명한다. 여기에 내장 인건비까지 절감할 수 있다. 일반 공사 대비 전체 공시비의 10~15% 비용을 절감할 수 있다는 것. 태성종합건설 관계자는 “실제로 지방의 한 상가주택 평당 공사비를 기존 380~400만 원에서 중단열 시공을 통해 평당 350만 원(내외부, 천장 노출 마감 공사)으로 낮출 수 있었다"라고 말했다. 여기에 건물 실제 내부 면적 증가 효과도 볼 수 있다. 중단열 시공 시 내부 마감 공사에서 발생할 수 있는 단열재, 석고보드 재료의 두께(약 150mm)를 생략할 수 있다. 전용 30평 기준으로 약 1.5~2.0평 정도의 내부 면적이 커지는 효과가 있다는 것. 건축 허가 시 내부 구조체 옹벽이 건물 중심선 기준으로 허가를 받는 만큼 실내 면적이 커진다는 것이 업체 측의 설명이다. 면적에 따라 경제성이 달라지는 상가 건축에 적합해 보인다.시공방법은?일반적인 콘크리트 건축물 시공은 철근 배근 → 내 외벽용 거푸집 설치 → 콘크리트 타설 및 양생 → 거푸집 제거 과정 반복 및 완료 → 단열공사 → 마감공사로 이뤄진다. 하지만 중단열 공법은 구조공사 시 단열공사와 내외부 마감공사를 동시에 진행할 수 있다. 내외부 마감을 노출 콘크리트에 적용할 경우, 구조와 단열, 마감공정을 동시에 완성할 수 있다.외벽 중단열 일체화 공법 시공과정 01. 외부 거푸집 02. 단열재 설치 03. 내부 거푸집 설치 04. 거푸집 해체 후 단면도 05. 내부 노출 마감 이름부터 찬란한 중단열재, ‘골드폼’ 중단열 공법에 사용하는 단열재 하면 보통 ‘골드폼’을 꼽는다. 다른 단열재에 비해 같은 체적 내 독립기포 수가 가장 적고, 치밀하게 생성돼 우수한 단열효과와 탁월한 압축강도를 보인다. 유기질 단열재 중 우수한 품질을 자랑하는 단열재다.가장 먼저 우수한 단열성이 돋보인다. 열전도율이 가장 낮은 수소화염화불화 탄소로 채워져 있어 단열효과가 뛰어나며, 열전도율 변화도 거의 없다. 내충격과 내압축성도 뛰어나다. 작고 균일한 독립기포로 구성된 골드폼은 압축보드 중 최대하중 60ton/㎡까지 견딘다. 덕분에 단열재에 높은 압력이 가해지는 중단열 공법에 적합한 제품이다.방습성도 탁월하다. 미세한 독립기포로 형성돼 장기간 수분에 노출되더라도 흡수력이 거의 없어 단열효과를 지속적으로 발휘한다.[중단열 보강법 소개] 중단열의 비용은 줄이고, 성능은 높인다! 열 반사 단열재 아마도 최고급 단열재로 시공을 한다면 누구나 따뜻하고 안락한 집을 지을 수 있을 것이다. 하지만 한 푼이라도 아끼고 싶은 게 사람 마음이다. 전문가들은 단열에 절대 돈을 아끼지 말라곤 하지만, 그렇다 해서 흥청망청 쓰라는 건 아닐 터. 이러지도 저러지도 못하고 있는 건축주라면 적재적소에 단열재를 잘 활용하는 방법을 고민해보면 어떨까.취재 협조 윈코 T 02-3272-0661 www.winco.co.kr 단열재 전문 회사 WINCO가 단열재 관련 업체별로 중부지방의 목조건축 단열 시공 효과를 분석한 자료가 눈길을 끈다. 시공업체 교육용으로 제작한 ‘개정된 단열기준에 따른 목조건축 단열의 변화’로 시공현장에서 흔히 사용하는 A사와 B ·C사의 단열재 제품 등급에 따라 비교 분석한 자료다.결론부터 말하자면, 가격이 비싼 (가) 등급을 사용하지 않고 (다) 등급의 중단열재에 외단열재로 보강만 해도, 새 법령 기준에 맞출 수 있다. 참조로 분석에 사용된 외 단열재는 WINCO에서 판매 중인 ‘스카이텍SKYTECH’이다. 잘만 활용하면 비용까지 줄일 수도 있다고 하니, 놓치지 말고 확인해보자! 다음은 스카이텍으로 중단열을 보강했을 경우, 중부지방 단열 기준에 '적합'해지는 정도를 표로 나타낸 것이다. [친환경 중단열재 소개] 숯 단열재로 온기와 건강을 책임진다! 친환경에 대한 높은 관심은 주택으로 확산하고 있다. 실내·외 건축자재에서 포름알데히드 등 인체에 해로운 물질이 발생할 수 있다는 건축주 불안감도 높다. 그 불안감은 화학물질로 만들어진 단열재로도 이어지고 있다. 그래서 흙으로 눈을 돌리는 건축주들로 늘어나고 있다. 하지만 구조 특성상 잦은 보수와 약한 지지력이 늘 문제가 돼 왔다. 채세움에서 개발한 흙과 숯을 이용한 친환경 단열재가 주목받고 있는 이유도 여기에 있다. 숯과 대나무, 목재, 흙 등 자연에서 구할 수 있는 재료로 만든 친환경 흙벽은 한옥 벽체 방식 중 하나인 ‘외’ 엮기 방식을 진화시켜, 구조적으로 튼튼한 전통한옥 벽체의 장점을 높이고 단열적 기능을 보완했다. 외 엮기를 이중으로 하고 중앙에 단열층을 둔 단열재이면서 미장을 하면 벽이 되는 패널식 벽이다.취재 협조 채세움 T 033-733-0353 www.chaeseum.com 내력벽으로 인정되나요? 흙벽으로만 만들어진 벽체는 구조적으로 안전하다고 볼 수 없다. 때문에 내력벽으로 인정되지 않는다. 반면, 숯 단열 흙벽은 대나무와 나무 등 보강재를 사용해 프레임(지지틀)을 만들고 단열재(왕겨숯)를 채운 후 양쪽에 대나무(외)를 부착해 흙 미장으로 마감했다. 내력벽 인정받는 튼튼한 단열재 + 벽이라 생각하면 된다. 구조적으로 하중에 안전하고 단열성이 우수하다. 단열은 높이고 비용은 줄이고단열성과 방음성, 내구성이 뛰어나며 내진력이 좋은 점이 가장 큰 특징이다. 흙 등 친환경 재료로 만들어 전통 건축물이나 한옥 등에 적용하기 좋은 점도 장점이다. 공사 기간을 단축할 수 있다는 점도 눈여겨볼 만하다. 공장에서 블럭을 만들어 현장에서는 설치와 흙 바르기만 하면 돼 시간과 인건비가 줄어든다. 또한 난연2급으로 준불연 벽체이기도 하다. cf. 숯단열지붕판한옥의 단점으로 손꼽히는 지붕 단열은 어떻게 보완하면 좋을까. 채세움에서 이에 대한 해결책을 제시했다. 서까래, 마감재(루바), 단열층(왕겨숯), 공기흐름층, 개판(합판), 방수시트로 이뤄진 숯 단열 지붕 판이 바로 그 답이다. 채세움 숯 단열벽체와 마찬가지로 공장에서 미리 제작해 현장에서는 간단한 시공만 하면 돼 시공기간과 인건비를 줄일 수 있다. 물론 한옥뿐만 아니라 다양한 형태의 주택에도 적용할 수 있는 장점을 갖췄다.[IN SHORT]지구온난화에 대처하고 주택의 에너지효율을 높이기 위해 최근 정부가 단열재 설치기준을 강화했다. 아래의 표들은 이에 대한 정확한 수치를 소개한 자료들이다.(이 기준은 2017년 6월 20일부터 시행한다. 다만, 제3조2 개정규정은 2017년 3월 20일부터 시행한다.) 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr잡지구독 신청www.countryhome.co.kr:454/shop/subscription.asp
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[NEWS & ISSUE] 건축물 단열재 부실시공 방지 대책
- 건축물 마감재와 단열재가 국내외에서 화재 발생 시 불길 역할을 하고 있다. 고의로 건축물을 부실 시공한 건축사나 시공업자에 대해 형사 고발, 영업정지 등 엄중 처벌함으로써 국민이 안전한 건물에서 안심하고 살 수 있도록 <건축법>이 대폭 강화된다.행정안전부와 국토교통부는 최근 다음과 같이 건축물 단열재 시공 및 관리 실태에 대한 안전 감찰 결과 및 부실 시공 방지 대책을 발표했다. 단열재 제조·유통 단계외견상 불에 잘 타지 않는 난연성능 여부를 쉽게 파악할 수 있도록 난연 성능 등급이 포함된 제품 정보를 단열재 겉면에 표기하도록 하여 불량 단열재를 제조할 유인을 사전에 제거한다.난연성능시험성적서 전산자료(DB)를 구축하여 설계 및 감리 시 단열재의 난연성능 여부를 손쉽게 확인하도록 유도할 예정이다. 건축 인·허가 단계단열재 관련 도서의 제출 시기를 건축허가로 앞당겨 충분한 시간을 갖고 검토할 수 있도록 개선하고, 착공신고 및 사용승인에서 적합 여부를 단계별로 확인 및 검토하도록 할 예정이다. 지역건축안전센터(2018년 4월 설치 예정)에 건축사, 구조기술사 등 전문 인력 채용을 유도하여 건축행정의 전문성을 보완할 계획이다.단열재 시공 단계단기간(2~3주)에 이루어지는 단열재 시공 현장을 제대로 관리·감독하기 위해 ▲단열재에 대한 건축안전점검을 확대 및 고도화하고,▲단열재의 공급 여부, 시공 여부, 적합성 여부를 관계자가 서명날인하고,▲허가권자가 최종 확인하는 난연성능품질관리서 도입을 추진할 예정이다.※제조단계부터 유통단계까지 난연성능 단열재를 공급, 유통, 시공하였는지 여부를 1장의 서류로 순차적으로 확인 및 검토하는 품질관리서 건축물 마감재료는 난연재(불에 잘 타지 않는 성능을 가진 재료)를 사용하도록 법에 규정되어 있다. 건축법 위반자 처벌이번 안전감찰을 계기로 ▲단열재의 난연성능 기준을 위반한 제조·유통업자에 대해 3년 이하의 징역형을 신설하고, 현행보다 10배 강화한 5억 원 이하의 벌금형에 처하고,▲위법한 설계·시공·감리자에 대해 3년 이하의 징역형으로 강화하고, 현행보다 5배 강화한 5억 원 이하의 벌금형에 처하는 내용의 건축법 개정을 2018년에 추진할 예정이다. 이 밖에도 건축물 단열재 시공 및 관리 실태에 대한 안전감찰 결과에 대한 발표는 행안부와 국토부가 지난 8월 30일부터 9월 15일까지 37개 지방자치단체 등을 대상으로 6층 이상 건축물의 단열재 시공 상태 등에 대해 시행한 표본점검 결과와 이에 대한 대책을 담고 있다. 최근 국내·외에서 발생한 가연성 외장재로 인한 화재사고를 계기로 강화된 화재안전기준이 현장에 정착되어 있는지를 점검하고, 이를 토대로 현장 밀착형 대책을 강구하기 위한 것이다.점검 결과, 건축물 마감재료는 난연재(불에 잘 타지 않는 성능을 가진 재료)를 사용하도록 법에 규정되어 있음에도 기준에 미달되는 저가의 일반 단열재를 사용하는 등의 시공 현장 38개소를 적발하였다.또한, 설계도서와 시험성적서의 내용 확인·검토 업무가 소홀하거나 설계도면에 단열재 표기를 누락 하는 등 건축 인·허가 과정의 문제점을 463개소에서 확인하였다. 안전감찰 결과에 따른 조치사항먼저, 고의적인 부실설계·감리업무를 수행한 건축사와 시험성적서 내용을 위·변조한 시공업자 등 3명에 대하여는 해당 지방자치단체에 형사 고발토록 조치한다.감리 업무를 소홀히 한 건축사 등 46명에 대하여는 영업정지 등 행정처분 요구, 관련도서의 내용 확인·검토가 소홀한 463건에 대해서는 외벽 마감재료 기준에 적합하게 적시하도록 하는 등 건축법에 따라 적합하게 조치하도록 하였다. 류희인 행정안전부 재난안전관리본부장은 “이번 안전감찰 및 제도 개선은 적극적으로 국민의 안전을 보장하기 위해 행정안전부와 국토교통부가 함께한 안전협업의 모범사례”라며, “국민안전 기본권 보장 측면에서 국민안전을 위협하는 각 분야의 악의적·고의적 불법행위에 대한 ‘징벌적 손해배상제도’ 도입 필요성에 대해 관련 부처와 협의해 나갈 것“이라고 밝혔다. 박승기 국토교통부 건축정책관은 “런던 그렌펠 아파트 화재사고에서 알 수 있듯 가연성 외장재는 대형 인명 피해의 원인이므로, 강화된 화재안전기준에 대한 현장 집행력 담보가 필요하다.”라면서, “이를 위해 건축법령 개정을 추진하는 한편, 안전에 대한 모니터링도 내실있게 추진하여 현장에서의 부실 사례 발생을 적극적으로 방지할 계획이다”라고 밝혔다. 목구조 및 스틸스터드구조에 많이 쓰이는 글라스울 단열재. 원료가 광물질인 글라스울 단열재는 일반적으로 불연재에 속한다. Tip 단열재의 특성화학적 특성 _ 단열재가 다른 재료와 접촉할 경우, 그 자체가 화학적인 작용을 일으켜서 침식할 수 있다. 대부분의 단열재는 화학적으로 안정하므로 위험성은 적은 편이다. 다만, 비드법[스티로폼] 단열재는 화학적으로 약한 편이며, 특히 접착제를 사용해 시공할 때 침식될 수 있다. 물리적 특성 _ 단열재의 역학적 강도에 대한 문제이다. 대부분의 단열재는 역학적 강도가 취약하기에 구조체를 겸할 수 없다. 단열재는 일반적으로 다기포多氣泡의 구성을 가진 연한 재료로 운반 또는 시공 중 파손되지 않도록 주의해야 한다. 흡수성 _ 단열재에서 공기층이 단열 효과를 갖게 한다. 이 공기층에 공기 대신 물이 찬다면, 물의 열전도율 값으로 바뀌므로 단열 효과는 떨어질 수밖에 없다. 특히, 물과 접촉하는 유기질 단열재는 그 자체가 부식되고 내장재와 외장재 등에 심각한 손상을 입힐 수 있다. 불연성 _ 건축용 단열재는 불연성에 대해 특히 신경을 써야 한다. 단열재가 연소성이 있으면 화재가 발생했을 때, 그 부분이 불길 역할을 하기 때문이다. 유기질 단열재와 플라스틱 계열의 폼 단열재도 불연재는 아니다. 이러한 단열재는 제조 과정에서 자기 소화성을 갖도록 난연 처리를 한 것이다. 원료가 광물질인 글라스울이나 암면 단열재는 일반적으로 불연재에 속한다. 시공성 _ 단열재는 취급이 용이해야 한다. 즉, 공사 현장까지 운반뿐만 아니라 건축공사 시 가공 및 설치도 용이해야 한다.
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[NEWS & ISSUE] 건축물 단열재 부실시공 방지 대책