벽과 지붕 등 구조물의 열 흐름에 대한 저항치는 열저항熱抵抗, R-값, RSI-값으로 측정한다. 대부분의 물체는 약간의 열저항치를 갖는데 경량 목조주택에 사용하는 구조재, 치장재, 마감재는 열저항치가 비교적 낮다. 그렇기에 열 손실을 줄이고자 단열재를 부착하는 것이다. 목조주택의 단열 시공은 구조재와 구조재 사이 많은 공간에 단열재를 채우므로 간단하다. 공기층空氣層(보온을 위하여 건물 벽이나 천장 속에 두는 빈 층)은 그 자체만으로 열 흐름을 상당히 억제하지만, 여기에 단열재를 채우면 열저항치가 크게 높아진다. 난방용 에너지 가격이 저렴할 때에는 샛기둥과 샛기둥 사이에 단열재를 완전히 채우거나 트러스의 아래 현 혹은 천장의 장선 깊이 이상으로 단열재를 부착하는 경우는 드물었다. 또 기초 벽체에 단열도 하지 않았다. 오늘날에는 에너지 가격의 폭등과 에너지 절약에 대한 인식이 높아지면서 목조주택의 단열에 관심을 기울이고 있다. 단열을 하지 않은 기초 벽체가 열 손실의 주범이라 보고 외벽 골조의 모든 공간에 단열재를 채울 뿐만 아니라 시공법을 변경해서라도 더 많은 단열재를 사용하고 있는 것이다.

자료협조 캐나다주택 공사(CMHC), 유재완 <우림목재인터내셔널 국제목구조 교육센터 대표>

벽체의 단열

2×4인치(38×89㎜) 샛기둥을 사용하는 일반 골조 사이에 배트 단열재를 채우고 덮개와 치장재를 부착하면 최대 유효 열저항치는 약 R-12(RSI-2.1)가 나온다. 이 과정에서 덮개와 치장재를 잘 선택하면 유효 열저항치를 약 R-13(RSI 2.3)까지 높일 수 있다.

이 수치보다 더 높은 단열 효과를 얻으려면 특별한 방법을 선택해야 한다. 먼저 폭이 넓은 2×6인치(38×140㎜) 샛기둥을 사용하여 두꺼운 단열재를 부착하거나(그림 1), 열 저항치가 높은 단열재를 사용하여 벽체의 단열 효율을 높이는 방법이 있다(그림 2). 또한 2×4인치(38×89㎜) 샛기둥 사이에 배트 단열재를 채우고 일반적으로 사용하는 벽 덮개 대신 경질 단열재를 붙이는 방법도 있다(그림 3). 골조에 단열재를 연속해서 덮으므로 골조 부재 사이로 빠져나가는 열 손실을 줄여서 벽체의 열저항치를 상당히 높일 수 있다.

준경질 단열재 중에는 폴리올레핀Polyolefin 부직포를 부착한 것이 있다. 이음매를 테이프로 붙이면 증기는 이 단열재를 투과하지만 공기는 투과하지 못한다. 폴리올레핀 부직포 혹은 구멍이 뚫린 폴리에틸렌Polyethylene은 4피트와 9피트(1.2m와 2.7m)짜리 두루마리 형태의 제품이 있으며, 성능이 좋은 공기막은 모든 벽체의 외부에 사용할 수 있다.

경질 합성수지 같은 단열재는 증기의 투과율이 낮으며 공기와 물은 투과하지 못한다. 이 단열재를 잇대어 붙이고 코킹을 하면 공기막 역할을 한다.
벽 덮개의 이음매를 밀폐하거나 물이 흘러내리도록 설계하지 않았다면, 단열 덮개의 맨 위에 벽 덮개막을 부착해서 빗물이 흘러내리게 한다.

푸석푸석한 단열재로 시공할 때에는 먼저 벽체의 빈 공간을 밀폐해야 한다. 그렇게 하지 않으면 빈 공간이 단열재로 꽉 채워졌는지 확인할 수 없기에 푸석푸석한 단열재를 벽체에 사용할 수 없다. 더욱이 진동이 가해지면 푸석푸석한 단열재는 가라앉아서 윗부분에 틈이 생길 수 있다. 이러한 문제점의 대안으로 라텍스와 같은 고착제와 푸석푸석한 단열재의 혼합물을 뿜어서 덮는 준경질 단열 방식인 BIBS(Blow-in Blanket System)가 있다.

원칙적으로 외부 벽체 안에 전기 박스, 파이프, 덕트 등의 전기나 기계 설비를 해서는 안 된다. 불가피한 경우에는 설비 주변과 설비 사이 그리고 외부 표면을 단열재로 꽉 채운다. 이 때 가급적이면 단열재를 압축하지 않도록 한다.

교차점, 모서리, 개구부 주변의 작은 공간에는 단열재가 주름이 생기거나 지나치게 눌리지 않도록 약간 크게 잘라서 부착한다. 차고 문은 오랫동안 열어놓기도 하므로 집과 차고 사이의 벽체에는 차고의 난방 여부에 관계없이 외부 벽체와 같은 수준으로 단열 시공을 한다.

트러스형 혹은 서까래형 지붕과 천장의 단열

현재 표준 지붕 골조의 중심간격과 같은 폭을 가진 두꺼운 배트 단열재가 생산되고 있다. 골조 부재 사이에 부착하면 밑 부분은 약간 압축되지만, 윗부분은 폭이 유지되어서 골조 위를 덮음으로, 골조를 통해서 잃는 열손실을 줄일 수 있다. 푸석푸석한 단열재로도 골조를 채울 수 있는데, 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 해야 하며, 공기의 흐름을 막지 않도록 (그림 4)에서와 같이 단열재 덮개를 부착해야 한다. 배트 단열재와 경질 단열재는 골조 부재에 밀착 되도록 시공해야 한다. 이때에 처마반자 환기구를 통한 공기의 흐름을 방해하지 않도록 주의를 기울여야 한다.

장선형 지붕과 천장의 단열

천장 마감재를 골조 부재의 바닥 면에 직접 붙이면, 이 골조 부재를 서까래라고 하지 않고 장선이라고 부른다. 이러한 시공은 평지붕과 일부 경사 천장에서 볼 수 있다. 이와 같이 지붕의 천장과 지붕덮개 사이에 단열 시공을 하면, 지붕덮개와 단열재 사이의 공간이 작아져서 환기가 잘 되지 않으므로 결로로 인한 하자가 생길 수 있다. 그러므로 공기/증기막에 생긴 구멍으로 새어 들어간 습기는 줄지 않고 쌓여서 결로를 일으킨다. 결로 현상을 방지하는 방법은 (그림 5)와 (그림 6)에서 볼 수 있다.

장선형 지붕과 천장에 생기는 결로를 방지하는 방법은 일반적인 평지붕 시공법처럼 지붕덮개 위에 단열재를 부착하는 것이다(그림7).田