[목조주택 교실] 단열공사-주택의 에너지 손실 절감 위해 필요

지붕공사를 마치고 전기와 배관공사가 끝나면 다음 단계로 단열재 공사를 한다. 단열재로 가장 많이 사용하는 재료는 인슐레이션(Insulation)이다. 인슐레이션은 언뜻 보기에는 솜처럼 생겼으나 솜과 전혀 다른 인체에 해로운 유리 섬유(Fiber Glass)이다. 한 번 폐로들어가면 빠져나오기 힘들고 폐암의 원인이 되기도 한다. 따라서 인슐레이션 단열재 시공을 할 때는 반드시 마스크를 써야 한다.

모든 물질은 어느 정도 열의 이동에 저항하는 성질을 갖고 있다. 하지만 구조물의 외장재나 마감재로 사용하는 재료들은 일반적으로 다른 재료에 비해 상대적으로 낮은 저항성을 갖는다. 따라서 단열재는 이러한 낮은 저항성을 보완해 내부의 열을 밖으로 빼앗기거나 외부의 열이 안으로 들어오는 것을 방지한다. 이렇게 함으로써 주택의 난방이나 냉방에 필요로 하는 에너지의 손실을 줄일 수 있다.

목조주택은 비교적 저렴한 단열재를 쉽게 채울 수 있는 빈 공간이 많아서 단열시공에 유리하다. 동공(Cavities) 혹은 공기 층(Air Spaces)은 그 자체만으로 열의 흐름을 상당히 억제하지만, 그 공간에 단열재를 채우면 열 저항을 크게 높일 수 있다. 단열재에는 R값(Resistance Value)이라는 것이 있는데, 열의 전달을 방해하는 재료의 능력을 나타내는 측정값이다. R값이 클수록 단열 성능은 높다.

단열재의 종류

단열재는 여러 가지 물질을 사용하여 다양한 형태로 만들어진다. 크게 네 가지의 기본 종류, 즉 포대형(Batts And Blankets), 분사형(Loose Fill), 플라스틱 성형(Plastic Form), 고체형(Rigid) 등이 있다.

포대형 단열재(Batts)는 4′(1.2m) 및 8′(2.4m)의 길이로 미리 재단되어 공급되고 있으며 담요형 단열재(Blankets)는 연속된 두루마리 형태를 하고 있다. 이런 형태의 단열재는 외벽, 바닥 및 천장에서 방습재의 기능을 나타내는 종이 또는 얇은 막의 표면을 갖는다.
분사형 단열재(Loose Fill)는 셀룰로오스, 유리섬유, 석면, 질석(Vermiculite) 등의 다양한 재료로 제조된다. 분사형 단열재는 큰 가방이나 봉지로 공급되며 필요한 부분에 쏟아 붇거나 채우거나 또는 분사할 수 있다.

플라스틱 성형 단열재(Plastic Form)는 용액형이며 설치 후 고체화된다. 전체적인 설치를 위해서는 특별한 장비가 필요하지만, 적은 양의 사용은 수동으로 가능하며 창문 주위와 같이 갈라진 틈을 메우는 작업에 종종 이용된다.

고체형 단열재(Rigid)는 4′(1.2m) 폭과 8′ 및 9′(2.4m 및 2.7m) 길이에 다양한 두께로 공급된다. 이 재료는 단단한 고체형 판재로써 두께에 비해 높은 R값을 갖는다. 재료로는 스티로폼이나 우레탄폼이 사용된다.

기초의 단열

난방이 된 공간을 둘러싼 기초벽체는 높이 전체를 단열해야 한다. 벽체의 외부 혹은 슬래브와 가장자리에 단열재를 부착할 때는, 물에 의해서 손상되지 않는 배수가 되는 단열재를 사용해야 한다. 지상에 노출된 단열재의 면과 모서리는 그 위에 라스(Lath)를 붙이고 2분의 1인치 두께로 시멘트 모르타르를 한 겹 발라서 단열재를 보호해야 한다.

단열재를 기초벽체의 안쪽 면에 부착할 때, 지표면 아래에 붙이는 단열재와 여기에 사용하는 목재 누름대는 두께가 0.05밀리미터 이상 되는 폴리에틸렌 방습막으로 보호해야 한다. 물을 쉽게 흡수하지 않는 단열재(예를 들어 발포 폴리스티렌)라면, 단열재 뒤에 방습처리를 할 필요가 없지만, 여기에 사용하는 목재 누름대는 보호해야 한다. 그러나 벽체 속으로 들어간 습기가 빠져 나올 수 있게 하려면, 기초벽체의 지상 부분의 안쪽과 바깥쪽 모두에 방습처리를 해서는 안 된다.

판 형태의 경질 단열재는 시멘트 그라우트 혹은 합성 접착제를 격자 형태의 띠처럼 발라서 벽에 붙여야 한다. 접착제를 격자 형태로 바르는 것은 따뜻하고 습한 공기가 단열재 뒤에서 이동하는 것을 막아서 벽과 단열재 사이에 결로와 얼음이 생기는 것을 방지하기 위한 것이다. 만일에 단열재를 벽에 부착하는데 단백질이 주성분인 접착제를 사용하는 경우에는 방부제를 넣어야 한다.

합성수지 단열재는 불을 빠르게 확산시키므로, 지하실의 내부 벽에 부착하는 경우에는 노출되지 않도록 적절한 마감처리를 해야 한다. 그 밖의 단열재도 손상을 방지하기 위해서 보호해야 한다. 방화 덮개를 부착하는 곳에는 단열재의 위와 아래 그리고 개구부 둘레를 골조 부재에 물리적인 방법으로 부착해야 한다.

일반적으로 단열재는 방부처리한 목재기초의 샛기둥 사이에 부착한다. 이때 가능하면 동공 내에 공기 주머니가 생기거나 대류가 일어나는 것을 방지하기 위해서 단열재로 꽉 채워야 한다.

바닥의 단열

난방을 하지 않는 바닥 밑 공간(crawl spaces) 위의 방바닥 혹은 차고 위의 바닥은 단열시공을 해야 한다. 바닥의 밑을 천장으로 마감하지 않는 경우에는 단열재를 지지하기 위해서 몇 가지의 자재를 사용해야 한다. 마찰 부착형 배트(포상)나 경질 단열재를 사용하는 경우에는 철망을 장선의 밑에 부착하는 것이 경제적이다. 분사형의 단열재는 틈새를 통해서 빠져 나오는 것을 방지하기 위해서 구멍이 뚫리지 않은 자재로 지지해야 한다.

그러나 이 자재는 증기막(vapour barrier)을 통해서 침투한 수증기를 가두지 않고 배출시킬 수 있어야 한다. 장선들 사이의 장선가새 혹은 가로막이 주변에는 단열재를 꼭 끼워서 부착해야 한다. 난방이 되지 않는 공간 위의 바닥을 단열하면 열손실을 줄일 수 있지만 바닥이 차게 느껴지는데, 양탄자나 바닥깔개(rugs)를 깔면 찬 기운을 막을 수 있다.

벽체의 단열
2"×4" 샛기둥을 사용하는 일반 골조의 최대 유효 열 저항치는 공동을 배트 단열재로 채우고, 일반적인 마감을 하며, 덮개(Sheathing) 그리고 치장재(Cladding)를 부착하면 약 R-12(RSI-2.1)가 된다.
덮개와 치장재를 잘 선택하면 약 R-13(RSI 2.3)까지 높일 수 있다. 이 수준 이상의 단열을 하려면, 특별한 방법을 택해야 한다. 그 중 한 가지는 폭이 넓은 2"×6" 샛기둥을 사용하여 더 두꺼운 단열재를 부착하는 것이며, 열 저항치가 높은 단열재를 사용하는 것도 손쉬운 대체 방법이다.

다른 방법으로는 2"×4" 샛기둥 사이의 공간을 배트 단열재로 채우고, 일반적으로 사용하는 벽 덮개 대신에 경질 단열재를 붙이거나 벽 덮개 위에 추가로 경질 단열재를 붙인다. 후자의 방법은 벽골조에 단열재를 연속적으로 모두 덮게 되므로 골조 부재사이로 빠져나가는 열 손실을 줄여서 벽체의 열 저항치를 상당히 높여 주는 장점이 있다.

지붕과 천장의 단열

두꺼운 배트 단열재를 골조 부재 사이에 부착하면 아래 부분은 약간 압축되지만, 위 부분은 폭이 유지되어서 골조 위를 덮어 열 손실을 줄일 수 있다. 분사형 단열재로도 골조를 채울 수 있으며, 규격화된 배트 단열재와는 달리, 필요한 양만큼의 단열재를 사용할 수 있다. 한편, 이 단열재가 적절한 밀도로 시공되었는지 혹은 침하가 생기지 않았는지 여부에 주의를 기울여야 한다. 이 단열재는 처마반자 환기구로 넘쳐서 들어가거나, 환기구로 들어오는 바람에 의해서 날리지 않도록 단열재 덮개를 부착해야 한다. 田

글 정세용<올림픽우드 대표>