[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ②] 단열재를 알아야 주택이 보인다, 한국산업표준에 등록된 단열재의 종류 및 특성

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[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ②] 단열재를 알아야 주택이 보인다, 한국산업표준에 등록된 단열재의 종류 및 특성

2012년 12월 26일 (수) 17:23:51 | 지면 발행 ( 2012년 12월호 - 전체 보기 )

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.