2018.01.05.(금) 추가...

 

글이 쓴지 6년이 지났지만, 여전히 열반사 단열재가 기존 단열재보다 우수한 단열효과가 있다며 일반인 상대로 판매되고 있어서 가슴이 아픕니다. (특히 오래된 주택의 리모델링 시, 전원주택 신축 시 단열재로 좋다며 추천하는 분들... 당신이 패시브 하우스만큼의 시공을 하지 않는다면!!)

오늘도 열반사 단열재라고 검색하면 가장 상위에 뜨는 업체에 연락 후 시험성적서를 요구했더니만, 제품을 구매하시면 보내주겠다며 거절하네요. ㅡㅡ;;

열반사 단열재의 경우, 일반적인 단열재와 달리 복합구성체로서 단열성능을 인정받습니다. 즉, 일반적인 단열재가 단열재 만으로 단열성능을 시험하는 것과 달리, 열반사 단열재는 "구조체+열반사 단열재+밀폐된 공기층+마감재"로 여러 재료의 조합을 한 후 단열성능을 시험합니다. 문제는 이 시험방법에 따라 도출되는 단열성능은 실제로 열반사 단열재의 단열성능이라고 보기 어렵습니다.

열반사 단열재의 핵심은 복사열에 대한 반사율(방사율) 입니다.

쉬운 예로... 비상담요(미국선 Space Blanket)와 같습니다.

비상담요에 대한 기본 개념은 "https://namu.wiki/w/스페이스 블랭킷"을 참고 바랍니다.

 

스페이스 블랭킷 - 나무위키

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namu.wiki

어쨌거나 사람이 혹한/혹서 기후에 노출될 경우, 체온의 변화로 인하여 생존에 위협이 발생하기 때문에 체온의 유지(저체온이든 고체온이든)를 위하여 임시방편으로 비상담요를 감쌉니다.

이렇게 비상담요를 사용하여 얻을 수 있는 효과는

1. 방풍 기능으로 대류현상에 따른 온도변화를 저감

2. Foil의 열반사 기능으로 복사현상에 따른 온도변화를 저감 시킵니다.

분명 혹한/혹서 환경 속에서 재난에 처한 사람이라면 저 얇은 Foil 담요만으로도 상당한 효과를 볼 수 있을 것입니다.

허나, 이는 재난 상황에서 두터운 의복이나 담요 등을 제공하기 어려운 상황이기에 임시방편으로 제공되는 것이지, 일반적인 상황이라면 혹한/혹서 환경에 맞는 의복이나 담요 등을 제공하는 것이 당연한 것입니다.

 

건축쟁이들이 아닌 일반인 분들이라면, 열반사 단열재는 건물에 비상담요를 두르는 것과 같은 의미라 생각하시길 바랍니다. 간혹, 오래된 집의 단열성능 향상을 위해(리모델링) 열반사 단열재를 선택하는 분들이 있는데... 이는 집의 단열 성능을 향상하는데 큰 도움이 되지 않습니다. 위 비상담요를 사람이 두르는 것처럼 아주 잠깐 응급한 상황에서나 임시방편으로 사용하는 것 입니다.

 

시공비용도 저렴하고, 시공방법도 단순하니 잠깐동안은 따뜻하다 느끼실 수 있습니다만, 우리나라처럼 겨울이 3~4개월 지속되고, 여름이 4~5개월 지속되는 환경에서는 비상담요 같은 열반사 단열재로는 효과를 보기 어렵습니다.

 

가끔 열반사 단열재로 인해 웃풍이 사라졌다며 만족한다고 말씀하시는 분이 계신데...

(웃풍과 외풍의 차이 : 경향신문 [알고 쓰는 말글] 외풍과 웃풍)

일단 웃풍이랑 외풍을 같은 거라 생각하시기 때문입니다. 대개 오래된 집의 경우, 단열이 안되는 이유는 웃풍과 외풍이 둘다 있기 때문입니다. 오래된 집의 경우, 구조체 틈새와 창문 틈새 등으로 외풍이 들어옵니다. 그리고, 단열재가 빈약하여 웃풍도 심합니다.

열반사 단열재로 단열시공을 하게 되면, 분명 새로운 마감재로 외벽에 마감을 하므로 틈새로 스며드는 외풍을 막아줍니다. 따라서, 외풍으로 인한 열손실은 확실히 줄어듭니다. 하지만, 웃풍은 아닙니다. 열반사 단열재 시공으로 웃풍을 잡기엔 무리가 있습니다. 특히, 열반사 단열재 판매하는 이들이나 시공을 권하는 이들이 강조하는 것처럼 기존 단열재보다 우수한 단열성능을 발휘하려면 단열성능을 시험할 때 제출한 것과 똑같은 열반사 단열재의 복합구성체로 시공이 되어야 합니다. 실제 시공을 하면서 복합구성체와 거의 같게 재료를 구성할 수는 있습니다. 허나, 기밀한 공기층을 절대 만들지 못합니다. 완전 차폐된 공기층을 만드려면 기밀테이프로 외벽 및 내부 마감재 틈새를 테이핑하여야 합니다.

위 그림처럼 외벽 방 쪽으로 틈새(건물 구조체(벽,바닥,천장)의 틈새, 창문틀 또는 문틀의 틈새 등)를 꼼꼼하게 막고, 열반사 단열재를 붙인 후, 공기층 2cm 이상 띄운 후, 석고보드나 합판으로 내부벽을 세운 후 틈새(내부벽과 바닥, 천장)를 기밀테이프로 테이핑한 후, 벽지 등으로 마감하여야 합니다. 과연, 이렇게 시공하는 업체가 있을까요? ㅡㅡ;;

(있을 수도 있겠지요...)

 

암튼, 열반사 단열재가 뛰어난 단열성능을 가지는 가장 큰 이유는 밀폐된 공기 입니다. 우리가 알고 있는 공기는 이세상 모든 물체보다 단열성능이 뛰어납니다. 단, 공기가 밀폐되어 있을 때 입니다. 이보다 더 뛰어난 단열성능은 이 공기마저 없는 상태, 즉... 진공상태 입니다. 우리가 흔히 말하는 진공보온병 처럼 말이지요.

 

그 어떠한 단열재보다 뛰어난 성능을 가진 것이 밀폐된 공기층 입니다. 열반사 단열재의 복합구성체가 일반적인 고체 단열재보다 우수한 단열성능을 가진 이유입니다. 저렴한 시공비로는 절대 불가능한 게 밀폐된 공기층을 만드는 것입니다. 절대 불가능 합니다.

 

패시브 하우스라고 불리는.. 일반 주택 시공비의 2~3배 이상 들여야 하는 패시브 하우스의 핵심 중 하나가 바로 이 기밀성이 유지입니다. 저렴한 리모델링 비용으로는 절대 절대 불가능 합니다.

 

요즘은 흔해진 이중창 중에 로이유리 복층창이란 것이 있습니다.

글 쓰다보니 로이유리 복층창이야 말로 건물에 열반사 단열재를 붙인 것과 같은 구성이네요.

 

로이유리 복층창의 구성이 건물에 열반사 단열재 복합 구성체를 시공한 것과 같은 구성입니다.

 

복층창의 구성은 유리 + 밀페된 공기 + 유리 입니다.

로이유리 복층창 구성은 유리(밀폐된 공기 쪽에 로이 코팅이라고 하여 투명한 금속막을 유리표면에 코팅) + 밀폐된 공기 + 유리 입니다.

이 금속막의 역할이 열반사 입니다. 특수한 금속막으로 우리 눈에 보이는 가시광선은 투과되고, 열을 전달하는 적외선 등은 반사합니다.

 

일반 복층창과 로이코팅 복층창을 비교하면 

분명 열반사로 인한 단열성능은 뛰어납니다.

아래는 "건축물의 에너지절약설계기준"에 고시된 창 및 문의 단열성능에 대한 기준입니다.

 

일반유리 복층창과 로이유리(하드코팅) 복층창의 성능을 비교해보면 대략 10% 정도 단열성능이 좋아집니다.

 

유추해 보건데, 기밀한 공기층을 단열재로 사용한 주택에 열반사 단열재를 활용하면 10% 단열성능 향상을 기대해 볼 수 있을 것입니다.

 

핵심은 바로, 기밀한 공기층의 구성 여부입니다. 열반사 단열재는 기밀한 공기층이 만들어내는 단열성능을 베이스로 하여 10%의 단열성능을 기대할 수 있는 것이지, 열반사 단열재 + 기밀하지 못한 공기층으로는 일반적인 고체 단열재보다 단열성능이 좋을 수 없습니다.

 

제발... 오래된 주택의 리모델링에 열반사 단열재 추천하는 것은 시공전문가로서 해서는 안되는 일이라 생각합니다. 물론 기밀테이프로 기밀성능을 극대화해주실 수 있다면 모르겠지만요!!

 

그리고, 일반인 분들... 저렴한 재료비와 시공비, 짧은 공기에 현혹되어 열반사 단열재로 리모델링하려는 유혹에 넘어가지 마시기 바랍니다. ^^

 

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최근들어 신축되고 있는 건물들을 보면 온통 휘향찬란하다.

건물 구조체가 완성되고 나면.. 콘트리트벽에 온통 은칠, 혹은 황동칠한 듯 열반사 단열재를 붙이기 시작한다. ㅡㅡ;; 

열반사 단열재 시공하는 모습을 보고 있으면 화려함에 눈을 떼지 못한다.

 

 

헌데, 과연 점차 강화되고 있는 단열성능요구에 저 얇은 단열재가 충족할 수 있을까?

 

건축박람회를 가보면 상당히 자랑스럽게 '우주선에 쓰이는 단열재'라며 광고를 한다. 흠..

광고문고만 보면 호~옥 믿게 되어 버린다.

(자료를 찾아보니 맞는 말이긴 하다. ^^)

 

하지만, 감리를 하시는 분들은 열반사 단열재에 대하여 회의적인 의견을 표명하는 분들이 많다. 실제 공사된 건축물들을 지켜보면 단열성능에 대하여 의심하게 된다고 한다. 왜일까?

 

먼저 '열반사 단열재'의 원리를 알아보자.

열반사 단열재는 획기적인 단열성능만큼 신소재를 쓴 것이 아니다.

얇고 유연한 폴리에틸렌발포수지 위에 은박지를 붙인 것 뿐이다. 열전도율만 따져보면 거의 단열성능이 없는 것과 마찬가지다. 헌데, 이런 재료가 어째서 우주선 단열재로 쓰이는 것일까?

이유는 단 하나다. 재료명에서도 알수 있듯이 은박지(금속박피)가 열을 반사하는 성질을 이용한 것이다.

우주 공간은 '진공'상태이다. 즉, 우주공간에서는 열이 이동하는 방법은 복사열 뿐이다. 흔히들 우주공간에서 양지는 표면온도가 135도에 달하고, 음지는 표면온도가 영하 80도에 내려간다고 알려져 있다. 우주공간에서는 지구상에 흔히 쓰이는 단열재는 오히려 쓸모가 없고, 복사열을 반사시키는 단열재가 더 효율적이다.(물론 우주선의 경우, 대기권을 통과할 때 발생하는 마찰열로 인해 수천도에 달하는 표면온도를 견디어야 한다.)

 

현재 판매되는 열반사 단열재도 복사열을 95%까지 차단해주는 것으로 알려져 있다.

 

건축물의 특성 상 낮시간 동안 고스란히 일사량을 받아들여 건물은 복사열에 의한 온도상승은 늘 에너지효율 상 큰 부하를 주기에.. 열반사 단열재가 상당한 효율을 나타내긴 한다.

 

그러나, 이는 복사열에 한정된 성능일 뿐이다.

열이 전달되는 경로는 1.복사열, 2.대류열, 3.전도열 이다.

 

대류열과 전도열에 대한 단열성능도 검증되어야 한다. 과연 열반사 단열재가 대류열과 전도열에 단열성능이 있을까?

 

실제 단열성능 인증서를 보면, 같은 두께의 단열재보다 뛰어난 성능을 인정받고 있다. 놀라울 따름이다. 헌데, 우리는 단열성능 인증서 상의 단열재 상태를 유심히 보아야 한다.

 

열반사 단열재가 단열성능 시험하는 상황은 대개 이렇다.

 

콘크리트구조체 - 열반사 단열재 - 밀폐된 중공(대개 5cm~7cm) - 열반사 단열재(혹은 외장재) 이다.

주목할 점은 바로 밀폐된 중공이다.

일반 단열재가 단열재만으로 단열성능을 인정받는 것과 달리, 열반사 단열재는 단열재와 단열재(혹은 외장재) 사이에 밀폐된 중공(공기가 통하지 않는 빈공간)이 들어간다.

 

위에서도 언급했듯이 열반사 단열재는 은박지(금속박피)의 특성으로 인해 복사열을 95% 반사하는 성능을 가질 뿐, 전도열과 대류열을 막지 못한다. 그리하여, 단열성능 시험시 전도열과 대류열의 단열성능을 높이기 위해 공기를 단열재로 활용한다.

 

즉, 열반사 단열재는 일반적인 단열재가 그 자체로 단열성능을 인정받는 것과 달리.. 단열성능 시험 당시와 같은 시공을 해야 단열성능을 인정받는 것이다.

 

그림으로 부연하자면..

 

위와 같은 시공을 하여야만 단열재로서 인정받는다는 점이다.

 

감리하시는 분들이 열반사 단열재의 단열성능에 회의적인 이유는 바로 이부분이다.

많은 시공업자들이 저렴한 가격 및 운반용이, 시공용이 등을 이유로 열반사 단열재를 선호하고 있지만, 실제 시공이 용이한 단열재가 아니다.

 

열반사 단열재 관련하여 몇몇 시공사례를 살펴보면..

 

1. 중공층 없이 벽면 내지 온돌바닥 시공

 

 

2. 열반사 단열재 위 패스너 등 철물 시공

 

3. 열반사 단열재의 시공 및 유지관리 시 오염 등이 대표적이다.

 

 

 

1번째 시공실패 사례의 경우,

시공업자는 물론 설계자 역시 열반사 단열재에 대한 시공방법을 전혀 모르고 있다는 점이다. 중공(특히 밀폐된 빈공간)이 없는 열반사 단열재 시공은 그저 10여mm 스티로폼을 시공한 것에 불과한 단열성능을 나타낸다.

반면, 중부/서울의 경우 외벽단열두께는 가등급 85mm, 나등급 100mm로 시공하여야 단열성능을 만족한다. 단열재 시공을 안했다고 보는 것이 타당해보인다.

 

2번째 시공실퍠 사례의 경우,

열반사 단열재의 재료적 특성을 무시한 사례이다. 열반사 단열재에 붙어있는 얇은 금속박피는 산과 알칼리에 취약하며, 특히 타 금속과의 접촉시 급속한 부식을 가져온다. 특히 얇은 금속박피이기 때문에 부식이 빠르며, 1롤(보통 50m)로 길게 시공되기 때문에 1롤 전체에 부식이 빠르게 전개되어 열반사 효과가 금새 사라져버린다.

또한, 외장재 부착철물의 열교를 막을 수도 없어 부착철물에 발생하는 결로에 따른 추가부식 및 오염이 예상된다.

 

3번째 시공실패 사례의 경우,

열반사 단열재의 금속박피가 오염되어 열반사 효과를 내지 못하는 사례이다. 오염된 부분의 경우 오히려 복사열을 집중적으로 흡수하여 단열성능이 사라져버린다. 더욱이 시멘트의 알칼리 성질로 인해 주변 금속박피의 부식을 야기할 수 있다.

 

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단열원리를 따져보면 열반사 단열재는 상당한 매력이 있는 단열재이다. 허나, 이는 시공을 완벽히 하였을 경우에 한하여 적용되는 사례이므로 시공 전후 관리가 각별히 필요한 건축자재라 하겠다.

 

'열반사 단열재'를 판매하는 업자나 쇼핑몰 등에서 광고하는 것처럼..

- "운반용이, 보관용이, 시공용이" 하지 않다.

- "얇은 단열재로 주거공간 확보" 또한 아니다. 중공층(최소 5~7cm이상) 확보해야 하기 때문이다.

- "값싼 단열재" 이나 위에서 언급한 것처럼 산 또는 알칼리, 우수에 따른 부식 및 각종 금속재와 접촉 시 부식될 우려가 있는 내구성 약한 단열재이다.

 

결론을 내리자면, 열반사 단열재는

1. 금속박피의 부식을 보완하여 내구성을 높여야 한다.

2. 외벽단열시공에 사용될 경우, 외장재 부착 철물 시공 시 부식방지를 고려해야 한다.

3. 열반사 단열재와 열반사 단열재(혹은 외장재) 사이에 밀폐된 빈공간을 확보하는 방안이 더 강구되어야 한다.

4. 외장재의 방수처리가 미비할 경우, 외장재 내부로 침습한 우수로 인한 오염 및 부식을 방지하는 대책이 필요하다.

 

 

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참고사이트

1. 한국패시브건축협회 (http://www.phiko.kr)

2. 하우빌드 (http://j.mp/KdIIu5)

3. 건설경제신문 ("소규모 주택, 열반사 단열재 주의보" http://j.mp/KdJMOL)

※ 본문 내 사진 중 일부 시공사진은 한국패시브건축협회서 발췌하여 사용하였습니다.

[04. 기술요소-단열] (http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=148)