복사열 차단에 투습 성능까지 갖춘 불연 하우스랩 단열재

[전통문양]

복사열 차단에 투습 성능까지 갖춘 불연 하우스랩 단열재

몇 해 전, 건축물에너지절약설계기준이 개정되면서 건축 자재와 시공 업계는 많은 혼란을 겪고 있다. 강화된 단열기준을 충족시키기 위한 새로운 자재들이 속속 등장하고, 현장에서는 이중 내단열, 추가 외단열 공법 등으로 묘책 마련에 고심하고 있다. 이중 기존 열반사단열재의 복사열 차단 기능에 투습방습 효과까지 갖춘 불연 하우스랩 단열재가 이슈로 떠오르고 있다.

 

전도, 대류, 복사는 건축물의 열을 전달하는 세 가지 경로이다. 이중 열 전달량이 가장 많은 복사열을 제어한다면 주택의 단열 성능은 높아지고 냉난방비도 그만큼 절감된다. 시중에 유통되고 있는 건축용 단열재 중 복사열 차단 효과가 높은 제품은 단연 열반사단열로, 표면에 알루미늄 재질의 금속판이 덮여 있어 외부 열을 반사시키는 데 뛰어난 성능을 보인다. 때문에 국내에 열반사단열재가 처음 출시되었을 때, 그 인기는 꽤나 높았다.

당시에는 시멘트콘크리트뿐 아니라 목조나 스틸하우스에도 외부에 반짝거리는 은박 소재의 단열재를 두른 모습이 눈에 많이 띄었다. 그러나 시간이 지나면서 상황은 달라졌다. 여기저기서 제품 성능에 대한 의문이 생기기 시작하고 하자 문제가 속출하며 그 인기는 급속도로 식어갔다. 특히 최근 들어 패시브하우스와 목조주택 전문가들이 열반사단열재를 결로 발생의 원인 중 하나로 지목하면서, 리모델링이나 저가 공사에 사용한다는 인식이 커졌다.

현재 국내에 유통되고 있는 열반사단열재는 그 종류만 해도 20여 개가 넘는다. 서너 개의 유명 브랜드 외에도 열반사시트, 열반사벽지 등의 이름이 붙어 판매되고 있다.  반면 불연 하우스랩 단열재는 생김새는 열반사단열재와 비슷하지만, 전혀 다른 성능으로 무장한 새로운 제품이다. 불연ㆍ단열ㆍ흡음 성능이 우수한 E-Glass Fiber(유리 섬유)를 일정한 길이로 절단해 직조하고 바깥쪽에는 고투습 알루미늄을 붙인다. 이는 뛰어난 복사열 차단 효과는 물론, 타공으로 인한 투습방습 효과를 갖춰 목조주택에도 무난하게 사용할 수 있다. 특히 (주)윈코의 스카이텍 하우스랩은 열전도율 0.031w/mK로 단열재 ‘가’ 등급을 획득하고 열관류율 0.14W/(㎡K)의 시험성적서를 갖춰 강화된 단열기준에 맞추기 위한 보조단열재 역할이 가능하다. 이젠 설계 과정에서 도면에 단열재 사양이 들어가는 것은 물론, 단열재의 시험성적서 등 자료 제출이 의무화된 실정이다. 이로써 목조주택 현장의 그라스울과 EPS 조합의 이중단열 공법을 대체할 수 있는 하나의 대안으로 주목받고 있다. 

단열기준은 충족하면서 벽체는 슬림하게

그라스울 R19 + 불연 하우스랩 단열재 조합

현재 국내 경량목구조 주택은 2×6 벽체 스터드에 R19그라스울을 넣고, 지붕은 2×8 서까래에 R30의 그라스울을 시공하는 것이 일반화되었다. 

초창기 시공하던 2×4 벽체에 R11은 지금은 당연히 불합격 조건이 되며 2×6 벽체에 R19그라스울을 사용해도 사용승인을 받지 못한다. 160㎜ 두께로 공급되는 그라스울도 있지만, 2×6 스터드 벽체 두께가 140㎜이다 보니 단열재를 눌러서 시공해야 하는 상황이 발생한다. 이는 단열 성능을 떨어뜨린다는 이유로 허가 조건을 충족시키지 못한다. 그렇다 보니 그라스울 내단열에 EPS 외단열을 추가하는 공법이 늘어나고 있지만, 벽체가 두꺼워지고 외벽 마감제 종류가 제한되는 점, 추후 결로가 생길 수 있는 점 등이 단점으로 지적되고 있다. 

EPS 외단열 대신 하우스랩 단열재를 시공하면 단열기준을 충족하는 동시에 얇은 벽체를 구현할 수 있고, 복사열까지 차단하는 효과를 얻는다. (주)윈코 기술개발팀의 김성훈 과장은 “스카이텍 하우스랩 8㎜는 일반 그라스울 60㎜ 두께에 해당하는 성능을 가진다”며 “석고보드 - 0SB - R19그라스울 - OSB - 스카이텍 - 공기층 - 시멘트사이딩 벽체의 경우, 건축물의 열손실을 30% 이상 감소시킨다는 공인시험성적서를 받았다”고 밝혔다. 

단, 이 모든 시스템의 전제 조건은 정확한 시공 디테일에 있다. 하우스랩 단열재는 벽체와 수직으로 롤을 풀면서 시공하며, 겹침 부위는 최소 10㎝ 이상으로 한다. 연결 부위는 알루미늄 테이프로 테이핑한 후 스카이텍과 최종 마감재 사이에 40×40 각재를 사용하여 타카 등으로 고정시킨다. 반드시 최소 20㎜ 이상의 공기층을 가져야 복사열 차단 성능을 발휘할 수 있다는 점이 시공의 핵심이다. 

<열화상 테스트 비교>

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▲ 불연 하우스랩단열재를 설치한 현장 - 외벽에 열이 새어나가는 면이 없이 기밀하고 지붕과 벽체가 맞닿는 면도 열교 현상이 거의 없다.

▲ 하우스랩 미적용 건물 - EPS단열재로 시공한 건물은 면이 닿는 부분에 선형 열교가 생기고 특히 지붕과 벽체 연결 부위에 열교 현상(붉게 나타난 부위)이 심하다.   

불연 하우스랩 단열재 제품 구성도 

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1. ALGC(Aluminium & Glass Cloth)
알루미늄에 유리섬유 매쉬를 결합시켜 뛰어난 복사열 차단 성능을 가지며 알루미늄의 취약점인 인장·인열 강도를 획기적으로 개선한 숨 쉬는 멤브레인(HPV급 고투습 알루미늄). 미세 기공 공법으로 투습 성능을 가지고 있다.

2. E-Glass Fiber Needle Mat
불연·단열·흡음 성능이 우수한 E-Glass Fiber를 일정한 길이로 절단하여 화학적 처리를 하지 않고 물리적 공법으로 직조한 고기능성 단열재료(불연, 섬유직경 9~25㎛).

3. Aluminium
반사 효율을 극대화시키기 위하여 높은 순도의 Aluminium을 결합시켜 복사열에 대한 반사성능과 내구성이 뛰어난 직경 30㎛로 천공한 고순도 알루미늄.    Q&A 전문가에게 물었다! 불연 하우스랩 단열재, 그 원리가 궁금하다

Q&A 전문가에게 물었다!
불연 하우스랩 단열재, 그 원리가 궁금하다 

Q1 주요 기능 중 태양열에 대한 복사열 차단은 겨울철에는 효과가 없지 않나?
열반사는 태양열뿐 아니라 복사열 전부에 대한 저항이다. 모든 물체는 온도의 높고 낮음에 상관없이 복사열을 방출한다. 스카이텍 열반사단열재는 표면의 낮은 방사율로 외부에서 내부로 유입되는 모든 복사열의 이동 경로를 막는다. 
여름철에는 뜨거운 태양복사열을 외부로 반사시켜 실내를 쾌적하게 하고 냉방에너지 비용을 절감해 준다. 겨울철에는 내부의 난방열을 실내를 향해 효과적으로 반사시키며, 낮은 방사율로 열이 외부로 방출되는 것을 막는다. 

Q2 화재에 대비한 성능은 어떠한가?
폴리에틸렌 폼이나 폴리에스터 부직포 등을 붙인 열반사단열재는 석유화학제품으로 불에 잘 타는 가연성 물질이다. 스카이텍 하우스랩 단열재는 준불연 이상의 무기질 재료를 이용하여 화재의 확산, 유해가스 발생을 최소화하여 화재로부터 인명을 보호하는 역할을 한다. 

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Q3 꼭 공기층을 두고 시공해야 한다는데, 그 두께는 어느 정도 만들어야 하는가?
복사열 차단 제품을 시공할 때 적정 공기층은 필수이다. 좌측 그림을 참조해 설명하자면 공기층이 없을 경우 외부 마감재의 열이 전도 현상을 통해 실내로 유입될 수 있다. 반면, 공기층을 확보하면 외부 마감재에서 방출하는 복사열이 하우스랩 표면에 닿아 반사되는 원리이다. 공기층의 적정 두께는 최소 20㎜로 권고한다. 공기층이 두꺼울수록 복사열 차단 효과는 높지만, 벽체나 지붕 구조물 두께가 늘어나는 점을 감안해 20㎜로 산정했다. 그 이하의 얇은 공기층일 경우는 전도, 대류 현상으로 열이 전달될 수 있다. 

Q4 단열재 위에 타카나 못, 고정 화스너 등을 박으면 알루미늄 피박이 부식되지 않는가? 
시멘트 등 강알칼리 소재는 일반 알루미늄이 부식될 수 있으나 타카, 못, 화스너는 알칼리 소재가 아니라 산화되지 않는다. 특히 스카이텍은 표면 고순도 알루미늄으로 방사율에 영향이 없는 내부식 코팅을 한 제품이다. 

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Q5 기존 외단열을 위해 EPS를 선택하는 이들에게 하우스랩 단열재를 대체재로 추천한다면, 그 이유는 무엇인가?
초기 열반사단열재가 인기를 끈 이유는 시공이 편리했기 때문이다. 하우스랩 단열재 역시 제품이 롤 형태로 되어 있어 종이를 붙이는 느낌으로 손쉽게 시공이 가능한 장점이 있다. 또한 EPS, 압출법 보온판 등 판상형 자재들은 이음매의 열교 현상이 있으나 하우스랩 단열재는 이음매 없이 집 전체를 감싸 열교 현상이 확실히 줄어든다. 

Q6 단열 성능을 눈으로 확인할 수 있는 데이타가 있나?
지난겨울부터 올여름까지 2개의 실험동을 갖추고 직접 테스트를 했다. 한 개의 실험동에는 투습방수지를, 다른 하나에는 불연 하우스랩 단열재인 스카이텍과 리플렉섬을 시공하고 일정 온도을 설정하고 냉난방기를 가동했다. 온도기록계와 적산전력계로 꾸준히 소요 에너지량을 모아 본 결과, 하우스랩 단열재 시공으로 인해 동절기에는 32.36%, 하절기에는 28.8%의 전기를 절약하는 효과를 얻었다. 스터드 주위에 열교 현상도 현저히 줄고, 자체적인 단열성능으로 평균 온도를 올리는 데 기여한 것을 눈으로 확인한 바 있다.

답변ㆍ(주)윈코 기술영업팀 강지현

 취재 이세정  사진 변종석  취재협조 (주)윈코 02-3272-0661 www.winco.co.kr

 출처 월간 <전원속의 내집> www.uujj.co.kr  Vol. 177-07 / 전원속의 내집

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