[쾌적한家, 건강한家] 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략

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[쾌적한家, 건강한家] 기존 주택의 저에너지 리모델링 전략

2018년 9월 27일 (목) 00:00:00 | 지면 발행 ( 2018년 9월호 - 전체 보기 )

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

01제로에너지건축물의 정의와 실현 가능성

02제로에너지주택의 필요 요소 개론

03열교, 곰팡이, 단열

04좋은 창호의 선택과 하자를 줄이는 요령

05차양의 효과적 설치

06주택은 왜, 기밀해야 하나

07자연환기와 기계식 환기, 그리고 환기장치 설치 및 관리

08구조 형식별 패시브주택 실현 전략

09기존 주택의 저에너지 리모델링 전략

10열원의 선택과 신재생에너지

11제로에너지주택을 위한 물과 열관리

12제로에너지주택 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.