우리 집 냉난방비 잡아주는 단열 A to Z (3-1)

시원한 집, 따뜻한 집, 웃풍이 없는 집, 결로가 없는 집의 공통점은 바로 모두 ‘단열이 잘 된 집’이라는 것. 주택의 단열은 에너지 절약 차원의 경제적인 측면뿐만 아니라, 쾌적한 주거공간을 확보해 삶의 질을 높여주기 때문에 그 중요성이 더욱 부각되고 있다. 예비 건축주를 위해 미리 알아둬야 할 단열과 단열재에 관한 기본 정보에서 최신 공법까지 모두 모아 소개한다.

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.

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, 요청해야 할 사항을 꼼꼼히 챙긴다면 자신이 꿈꾸는 건강하고 쾌적한 집을 짓게 될 것이다.

PART 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 온도 변화 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 어느 정도 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 비용 측면이나, 단열효과 측면에서 유리하다.

외벽에 폴리스티렌폼과 같은 단열재를 부착한 뒤 코트류로 마감하는 드라이비트와 스타코 공법이 대표적이다. 구조체가 외기에 노출되지 않아 눈, 비 등 기상현상과 급격한 온도 변화로 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 증가 효과가 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 전원 지역에 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 방지해 준다. 기존 단열법과 비교해 외단열 10%, 내단열 15%까지 에너지를 절감해 준다. 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 1.5~2평가량의 내부 면적이 확보돼 실제 내부 면적 증가 효과도 볼 수 있다. 외벽중단열 일체화 공법은 아파트, 빌라, 고층 상가 등 모든 철근콘크리트 건물에 적용 가능하다.