이제는 밀도 전쟁, 그라스울 (Glass Wool)

건축주가 꼭 알아야 할 단열재의 진실 2탄

흔히 목조주택이 단열성이 좋다고 말하는 이유는 가격 대비 효과가 높은 그라스울 단열재를 주로 쓰기 때문이다. 최근에는 규정 강화로 더 강화된 성능의 그라스울이 선택되고 있는데, 그 기준과 바른 설계ㆍ시공법에 대해 알아보자.

현재 국내에 시공되는 목조주택과 스틸하우스는 대부분 유리섬유, 즉 그라스울 단열재를 택하고 있다. 단열 지수와 건축비용의 상관관계, 자재의 수급 용이도, 건축 기술 등을 종합해 볼 때, 그라스울이 가장 경제적이고 합리적인 선택이라는 데는 이견이 없어 보인다. 최근 단열 규정이 강화되면서 그라스울 제품의 밀도, 열전도율, 성능 저하를 예방하는 시공 디테일에 대한 관심이 높다. 그라스울의 기본적인 특성과 선택 기준에 대해 알아보자.

그라스울의 원료는 무엇인가? _ 그라스울은 유리를 고온에서 녹인 후, 고속회전력을 이용해 섬유처럼 만든 다음, 바인더를 이용해 일정한 크기로 성형한 무기질의 광물섬유 단열재다. 유연하고 세밀해 적은 밀도에도 단열재 역할을 할 수 있고, 소음을 흡수하는 성능이 뛰어나다. 또한 무기질이기 때문에 불에 잘 타지 않고, 내구성이 좋은 자재로 인정받고 있다.

단, 그라스울의 인체 유해성 여부는 늘 논란이 있어 왔다. 유리가루가 호흡기를 통해 폐로 들어가면 알러지나 암을 유발할 수 있다는 의견인데, 사실 유리섬유의 인체 유해성은 그 상관관계가 밝혀진 바 없다. 같은 광물섬유의 일종인 석면은 섬유상이 가늘게 찢어져 폐에 침투되기 쉽지만, 그라스울은 섬유상이 굵고 절단되어도 변하지 않아 폐까지 이르지 못하고 몸 밖으로 배출된다. 국내에서는 이미 환경마크, GR마크, HB마크 등을 받았다.

물론 시공할 때의 불편함은 있다. 피부에 닿으면 가려움증을 유발할 수 있기 때문에 작업 시 반드시 보호장비를 착용하고 시공 후에는 깨끗하게 주변을 청소해야 한다.

어떤 기준으로 제품을 선택해야 하나? _ 최근 그라스울은 국내 생산 제품 뿐 아니라, 수입 제품들까지 다양하게 시장에 유통되면서 선택의 폭이 넓어졌다. 단열재를 고를 때는 반드시 다음의 네 가지 기준, 비열ㆍ투습저항계수ㆍ밀도ㆍ열전도율을 확인해야 한다.

비열은 건물의 축열성능(전통 흙건축과 같은)을 결정짓는 기준이다. 어떤 물체 1kg을 1도 높이는 데 필요한 열량으로, 단위는 j/kg.k로 표기된다. 투습저항계수는 단열재 내 수증기의 이동을 나타내는 지표로 벽체 내 결로와 곰팡이와 연관된 값이다. 기본적으로 그라스울은 투습저항계수가 1이며 비열은 1,030 J/kg.K의 성능을 가지고 있다. 그렇다면 제품 종류별로 다른 것은 밀도와 열전도율이다.

밀도는 축열과 열전도율에 영향을 미치고 열전도율은 건물의 열성능을 결정하는 중요한 요소다. 제품에 따라 밀도와 열전도율이 다르기 때문에 이 두 가지 성능에 대해서는 설계도면에 명시해야 하고, 시공자와 견적을 낼 때도 반드시 이 기준을 가지고 가격을 이야기해야 한다.

국내 KS L 9102기준에서 그라스울 단열재는 인조 광물섬유 단열재로 밀도가 24K부터 120K까지 다양하게 구분되어 있다. 즉, 24K 미만의 자재는 KS기준에 적합하지 않는 자재이며, 밀도가 낮은 자재는 건물의 열성능과 축열성능에 영향을 미치게 되어 결국 난방비와 냉방비를 높이는 원인이 된다.

01 그라스울 단열재 선택 _ 밀도를 잡아라!

어느 정도의 밀도[밀도(㎏/㎥) : 24K = 24㎏/㎥를 의미하며 24K, 32K, 40K, 48K, 64K, 80K, 96K, 120K로 구분됨]와 열전도율을 가진 단열재를 선택할지는 설계단계에서 고민하고 결정해야 한다. 그라스울은 대부분 목조와 경량철골조에서 스터드 사이에 사용되는 자재이기 때문에 밀도가 높을수록 건물의 축열과 온습도가 안정적으로 유지가 된다. 하지만 밀도가 높을수록 비용도 커지기 때문에 이에 대한 고민도 필요하다. 다음 그림은 2×6 구조체에 사용되는 그라스울의 차이다.

앞장의 그림처럼 9K 그라스울은 실내 표면 온도차가 4.4K다. 즉, 쾌적하지 못한 환경이라는 뜻이다. 48K 혹은 그 이상의 제품을 시공해야 실내 환경이 건강해진다. 물론 목재의 사이즈가 2×8인 경우에는 24K도 유사한 성능을 가지게 된다.

02 그라스울 단열재 설계 _ 수증기를 잡아라!

단열재의 성능은 온도와 습도, 시간에 따라 성능이 변화된다. 특히 그라스울은 습기에 민감하기 때문에 이를 컨트롤하는 것이 중요하다. 단열재 내 함수량이 높아지면 단열 성능은 당연히 떨어진다.

* 상대습도 70% 이상부터 곰팡이가 발생할 가능성이 있다. 80% 이상부터는 곰팡이 성장이 최적화되며, 100%에서는 결로가 발생하고 곰팡이와 박테리아가 서식한다.

03 그라스울 단열재 시공 _ 내부는 기밀하게! 밖으로 숨을 쉬게!

단열재가 수증기를 머금으면 결로 및 곰팡이로 인해 하자가 발생한다. 설계와 시공 시 반드시 기밀층을 만들어야 한다. 또한 그라스울 밖으로 목재 패널을 마감할 때도 통기층을 필수적으로 반영해야 한다. 그렇지 않으면 단열재 내 수증기 함유량이 높아지게 되며, 결로 발생은 없더라도 단열 성능은 저하된다. 통기층을 만들 때는 단열재 외부에 투습방수 성능을 갖춘 자재를 결합한다면 좀 더 확실한 단열성능과 내구성을 확보할 수 있다.

글ㆍ패시브제로에너지건축연구소 박성중 부소장02-552-1012 http://koreanphi.org

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