장점 살리고 단점 극복한 ALC 주택 짓기 Ⅰ

지난 2016년 포항·경주 지진 이후 조적조인 ALC 주택이 지진에 취약하다는 부정적인 인식이 널리 퍼졌다. 최근에는 ‘순살 아파트’ 논란, 시멘트와 철근 가격 상승에 따른 공사비 증가 등으로 다시 한 번 건축자재로서 ALC가 언급됐다. 국내 건축업계 전체로 보자면 ALC가 주요 건축자재로 부상하기는 현실적으로 어렵다는 판단이 우세한 것으로 보인다. 하지만 단독·전원주택 시장에서는 친환경성, 내화성, 내진성 등 물성과 공사비와 공기를 절감할 수 있다는 장점을 들어 비교적 괜찮은 주택 건축자재로 추천되는 경향을 보인다.

이번 호에서는 PART 01에서 ALC를 주요 건축자재로 잘 사용하지 않은 국내 건축 시장의 현황을 살펴보며 ALC란 무엇이고 어떤 특성을 갖는지 다시 한 번 짚어본다. PART 02에선 ALC 주택의 내화성, 내진성이 어떻게 실현될 수 있는지에 초점을 맞추고 더불어 패시브시스템을 통한 ALC 성능 검증 사례를 살펴본다. PART 03에서는 ALC 주택에 대해 잘못 알려진 오해들을 점검하기 위해 전문가의 자문을 구해 구성했다. PART 04에서는 최근에 단점은 극복하고 장점을 살려 지은 ALC 주택을 소개한다. 실제 살아 본 건축주로부터 경험을 묻는 인터뷰도 진행했다.

PART 01  ALC란 무엇인가

PART 02  ALC 장점 살리는 집짓기

PART 03 ALC ‘오해와 진실’

PART 04  ALC 주택 사례

PART 01 / ALC란 무엇인가

여러 건축구조 가운데 벽돌을 구조재로 사용하는 것을 조적조라고 한다. ALC 주택은 일반적인 벽돌 대신 ALC라는 특수한 벽돌을 사용해 골조와 벽체를 세운 집을 가리킨다. ALC란 ‘Autoclaved Lightweight Concrete’의 약어로 직역하면 ‘경량 기포콘크리트’다. 규산질 원료, 시멘트, 생석회, 석고 등을 섞어 만들며 발포제로 알루미늄, 알루미늄페이스트 및 혼화재가 사용된다. 이후 밀도가 350~1100kg/㎥인 고온·고압 증기로 양생해 제품을 완성한다. PART 01에서는 국내에서 ALC가 건설 자재로 얼마나 자주 사용되는지 현황을 살펴보고 일반적으로 통용되는 특장점에 대해 알아본다. 더불어 ALC 제품에는 어떤 것들이 있는지 살펴봄으로써 예비 건축주들의 이해를 돕고자 한다.

정리 노철중 기자 │ 사진 및 자료 전원주택라이프DB

건축 구조재 및 자재로서 ALC는 여러 장점을 가지고 있음에도 불구하고 국내에서는 널리 사용되지 않는다. 반면 해외에서는 목재나 콘크리트처럼 보편적인 건축 구조재로서 자주 사용하되는 것으로 알려져 있다.

해외에선 일반적인 ALC

ALC는 1889년 독일의 E. 호프만Hofman, 스웨덴의 I.A. 에릭슨Erickson 등에 의해 연구 개발됐으며 건축자재 제품으로는 1929년 스웨덴의 이통Ytong 사에 의해 처음 생산·판매됐다. 일본은 동경 대지진 후 1962년 스웨덴의 스포렉스Sporex 사로부터 기술을 도입하고 개발 해온 결과, 1995년 고베 대지진과 한신·이와지 대지진 때 ALC 건축물의 탁월한 내진 성능을 확인했다. 지진 영향으로 인해 블록Block 대신 패널Panel만 생산하고 있으며 연간 200만㎥ 이상을 생산·시공하고 있다. 이에 반해 국내의 경우는 블록과 패널을 포함 연간 약 60만㎥를 생산·시공에 그치고 있다.

ALC 태생 지역인 유럽에서는 전체 1억㎥ 이상의 ALC 제품이 시공되고 있고 서유럽의 대표적인 ALC 생산국인 독일은 30여 개 이상의 ALC 업체가 존재하며 그만큼 ALC 블록을 보편적으로 사용한다. 독일은 저렴한 양질의 주택이 대량 보급돼 있어 신축하는 건축물의 수가 줄어들고 있지만 ALC 수요는 계속 증가하는 추세다. 특히 패널의 경우 상업용 건물이나 공장, 창고 등에 주로 적용되고 있으며 외벽과 내벽에는 블록을 조합해 사용하고 단독주택은 내력벽 조적에 블록을 적용해 ALC 블록 사용량이 점차 늘고 있는 것이다.

국내에서 ALC를 직접 생산하는 업체는 성은ALC, 쌍용ALC, 킹콩ALC 등 세 곳 뿐이다. 신생 회사인 킹콩을 빼면 성은과 쌍용이 시장을 양분하고 있는 상황이다. 이렇듯 해외와 차이가 크게 나는 이유는 ‘ALC에 대한 인식의 차이’ 때문이라는 지적이 있다. 대중적으로 생소한 이름이기도 하며 ‘습기에 약하다’, ‘지진에 약하다’ 등 잘못 알려진 오해들이 널리 퍼져있다는 것이다. 더불어 국내에서는 주로 구조재를 구성하는 방식이 기둥보 구조보다는 무량판 구조나 벽식 구조이기 때문이라는 의견도 있다.

한 전문가는 “90㎡ 기준으로 보면 기둥보 구조는 벽식·무량판 구조에 비해 약 2개 층 가량 층수가 낮다. 1개 동 1층의 가구 수가 6가구라고 봤을 때 10개 동이면 120가구의 차이가 생기는 만큼 분양 수익도 줄어둘 수밖에 없다”면서 “이 때문에 공사 단가가 낮아졌어도 분양수익에서 불리하다는 점 때문에 아직 무량판 구조와 ALC를 도입하는 건설사가 적다.”고 분석했다.

ALC의 특장점

ALC의 대표적인 장점으로는 공기 단축 이루는 시공 편리성(시공성·경량성), 친환경성, 단열성, 내화성, 내진성 등이 있다.

친환경성 규석, 생석회 등의 천연재료로 구성돼 있어 인체에 해로운 물질을 배출하지 않으며 자체적으로 원적외선을 방출해 건강에 도움을 준다. ALC 블록은 친환경 건축자재 인증서(HB 마크_친환경 자재 최우수 등급)와 웰빙 성능시험성적서(원적외선 방출 시험, 포름알데히드 탈취 시험, 항균 시험)를 보유하고 있다. 특히 특유의 기포 구조로 인한 습도 조절 능력을 갖고 있어 ALC로 지은 실내는 늘 일정한 온도와 습도를 유지하고 아토피 예방효과, 항균효과, 탈취효과 등이 사람 건강에 좋은 영향을 미친다. 실제로 ALC 주택에서 살아 본 건축주들은 가장 큰 장점으로 ‘새집증후군’을 겪지 않아도 된다는 점을 꼽는 경우가 많다.

시공성 및 경량성 일반 목재용 공구로도 쉽게 절단되는 시공성을 자랑하므로 공기단축 및 공사비용을 대폭 절감할 수 있다. ALC의 가벼운 무게와 밀도는 자재를 목재처럼 필요한 크기로 자르기 좋다. 구멍을 뚫고 못을 박는 등 정밀 시공이 가능하고 무게가 가볍기에 자재를 옮기는 물류비를 절감할 수 있다. 그뿐만 아니라 별도의 트러스 없이 경제적으로 삼각형의 모임지붕을 구현할 수 있다. 트러스가 없기 때문에 이물 접합 부위를 없앰으로써 접합 부위에서 발생할 수 있는 하자 요인을 제거할 수 있다.

표준비중이 0.5로 기존의 일반 콘크리트보다 4~5배 정도 가벼워 비용 절감과 건물 전체의 경량화, 인건비 절감, 시공효율 등의 효과를 볼 수 있다. 특히 가벼운 만큼 ALC 블록의 크기를 크게 생산할 수 있어 시공의 속도를 빠르게 할 수 있다. 석고벽돌의 경우 쌓고 양생 후 미장을 해야 하지만 ALC 블록은 쌓고 나서 바로 미장 마감이 가능하다. ALC 블록은 쌓고 나면 높이와 폭의 오차가 1㎜ 내외로 별도 미장 마감이 필요 없고 바로 도배가 가능하다. 이렇게 미장 마감을 간소화할 수 있어 경제적 이익이 보장된다.

단열성 ALC 내부에 70%의 미세 독립기포가 열전도를 강력하게 차단하므로 열전도율을 확인해 보면 ALC가 일반 콘크리트에 비해 10배 이상의 단열효과를 창출한다. 또한 별도의 단열재가 필요 없어 열 손실 방지에도 탁월하고 고온·고압의 오토클레이브로 구워내기에 고려청자처럼 구워지는 과정에서 광물질이 형성되어 100~200년 지나도 그 성질이나 형태가 변하지 않는다. 이는 건축물의 기능과 형태를 장시간 유지하기에 시간이 지날수록 더 많은 에너지 비용을 절감할 수 있음을 뜻한다.

내화성 완전 불연재인 무기질 소재로 돼 있어 화재 시에 타지 않고 유독가스가 발생되지 않아서 우수한 내화 성능의 자재로 평가받고 있으며 화재 예방 및 인명 피해를 감소시킬 수 있다. 건축법에는 화재 발생 위험이 높은 용도의 특수 건축물은 주요 구조부를 내화구조로 건축하도록 의무화하고 있는데 ALC는 이런 기준을 만족한다. ALC는 건축법, 소방법 등에서 내화의 불연재로 지정돼 있다. 열전도율도 낮기 때문에 한 공간에서 화재 발생 시에도 반대 공간에선 미묘한 영향만 받는다. 별도 시험성적서를 제출하지 않아도 허가를 받을 수 있다.

내진성 ALC 주택은 조적조이고 가볍기 때문에 지진에 약할 것 같다는 오해가 많다. 하지만 잘 따져보면 다른 구조의 주택보다 내진성능이 뛰어나다. 가령 가볍기 때문에 오히려 지진에 강하다는 점을 인지해야 한다.(자세한 설명은 PARR 03 ALC ‘오해와 진실’ 참고) 전문가들은 적합한 내진공법에 의해 지어진다면 다른 건축구조 못지않게 내진에 강하다고 주장하고 있다.

2017년 12월부터 모든 신축 주택의 내진설계가 의무화됐다. 정부는 이와 관련해 2018년 7월에는 경량 목구조, 2019년 11월에는 조적식 구조인 ALC 구조의 소규모 구조 기준을 고시한 바 있다. 이같은 소규모건축구조기준에 따라 설계 시 별도의 서류(구조계산서) 없이 내진 안전성 및 내구성을 확보한 것으로 인정하고 있다.

ALC 제품의 종류와 그 용도

ALC 제품은 크게 ALC 블록, ALC 패널 제품으로 구분된다. ALC 블록은 내외부 모든 벽체용(내력, 비내력)으로 사용할 수 있으며 벽체별 요구 성능에 따라 제품 두께를 달리해 적용하고 있다.

주로 주거 시설인 공동주택(APT), 오피스텔, 호텔, 단독주택부터 지식산업센터, 병원, 대형마트, 공장, 상가 등에 이르기까지 쓰이지 않는 건축물을 찾기 어려울 정도다. ALC 패널은 패널재로서 블록으로 시공이 어려운 장스팬 용으로 주로 내화 성능이 요구되는 발전소, 물류센터, 대형마트, 공장에 사용돼 왔으나 최근에는 블록처럼 모든 건축물 내외부에 다양하게 적용되고 있다. ALC 블록은 비내력벽으로 사용 시에는 층수 제한이 없으며 구조체로 사용 시에는 주택에 한해 2층까지 내력벽으로 사용할 수 있다.

ALC 블록의 종류

ALC 블록은 저비중 고단열 블록(ALC-i), 일반 블록, 발수 블록, 고강도 블록 4가지로 구분된다. 제품의 규격은 표준으로 기준을 정해놓지만 용도에 따라 크기를 제작하거나 가공해 사용할 수 있다.

저비중고단열 블록(ALC-i) 압축강도 30kg/cm2 이상, 열전도율 0.087(W/mk)로 단열 성능을 높이고 제품 무게는 다운시킨 제품.

일반 블록 별도의 가공 없이 표준화된 KS 기준 0.5품으로 만들어진 블록.

발수 블록 화장실 또는 주방과 같이 방수성을 요하는 공간에 사용되는 것으로 발수제를 첨가해 물에 대한 흡수율을 낮춘 블록.

고강도 블록 일반 블록보다 밀도를 높여 강도나 차음성을 요하는 벽체를 위한 KS 기준 0.6품 이상인 블록.

ALC 패널 종류

ALC 패널은 건축물의 허용하중과 적재하중, 마감하중, 풍압력에 따라 다르게 제작된다. ALC 패널의 종류에는 용도에 따라 내·외벽 패널과 슬래브 패널로 나눈다. 내·외벽용 패널은 표면이 평평하게 구성된 일반 패널과 표면에 일정한 길이로 무늬를 가공한 디자인 패널(패션 패널), 모서리 마감에 사용하는 코너 패널 등이 있고, 슬래브 패널은 바닥슬래브 패널, 지붕슬래브 패널이 있다. 규격은 최대 길이 6m, 최대 폭은 60cm로 생산되고 있다.

일반 패널 내벽, 외벽, 칸막이벽 등에 사용하며 패널 길이는 구조 계산에 의해 결정된다. 일반적으로 패널의 최대 길이는 패널 두께의 40배까지 가능하다.

디자인 패널 표면을 다양한 문양으로 가공한 패널로 패션 패널이라고도 부른다.

커튼월 패널 커튼월공법 전용 패널로 긴결철물을 패널에 매립시켜 생산한다.

코너 패널 건축물의 외벽 모서리 부분에 사용되며 최대 길이는 6m다.