건강한 집의 시작, 라돈 차단

When you breathe in radon gas, radioactive particles can get trapped in your lungs. Over time, these radioactive particles increase the risk of lung cancer. It may take years before health problems appear. Radon causes 21,000 lung cance deaths each year (EPA).

라돈 가스를 흡입하면 방사능 입자가 당신의 폐에 갇히고 시간이 지남에 따라 라돈 가스의 방사능 입자는 폐암의 위험을 증가시킨다. 질병이 실제 발생되기까지 수년의 시간이 걸리지만 우리는 알지 못한다. 라돈은 매년 2만1000명의 폐암 사망자를 초래하고 있다. <출처: 미국 환경 보호국 EPA US Environmental Protection Agency>

진행 노철중 기자 | 글 민예령(봄하우징 디자이너) | 자료 및 사진 봄하우징

2020년 초, 주택을 지으려는데 라돈 저감 시설을 함께 시공하고 싶다는 건축주의 연락을 받았습니다. 저희가 라돈 관련 많은 연구와 특허들을 진행하고 있었을 때입니다. 어떤 집을 짓고 싶은지 이야기를 하던 중 건축주 부부가 바라시던 집이 저희 봄하우징이 바라는 집과 같다는 사실을 알게 됐습니다. 바로 ‘건강한 집’입니다.

건강한 집이란 주거 환경이 거주자의 신체적, 그리고 정신적 건강에 긍정적인 영향을 미치는 집입니다. 인공지능 챗GPT에 ‘건강한 집이란?’이라는 질문을 했는데 여섯 가지의 항목이 나열됐습니다. ①안전과 보안 ②소음 관리 ③충분한 자연 채광 ④건강한 내부 자재 ⑤좋은 실내 공기의 질, 그리고 마지막으로 ⑥라돈 방지가 포함된 결과입니다.

라돈은 1급 유해 물질이며 라돈과 같은 유해 물질의 노출은 ‘건강한 집’이 탄생할 수 없는 근본 원인입니다. 라돈은 지반과 지하수를 통해 올라오거나 건축 자재나 실내 마감재를 통해 생성되는 방사성 가스입니다. 최근 라돈에 대한 사회적 관심이 증가했고 위험성도 많이 알려져 있으며 그에 따른 여러 제품과 시스템들이 국내에서도 개발·소개·보급되고 있는 추세입니다. 라돈 기체가 미세입자에 달라붙어 호흡기로 들어간 후 방사성 붕괴를 지속하며 이 과정에서 방출되는 알파선이 폐포와 기관지를 손상시켜 폐암을 야기합니다.

라돈에 내성을 갖는 새로운 주택을 건설함으로써 건축가와 시공자는 실내 라돈 노출의 위험을 줄이는 건강 서비스를 제공하지요. 라돈 저감 시공은 거주자의 라돈 노출을 매우 크게 감소시킬 수 있으며 시공 전부터 건축주와 건축가, 그리고 시공자가 함께 시작해야 합니다.

‘라돈’과 ‘천연’이라는 키워드, 양평 주택

2020년 공사를 진행했던 양평 주택은 부부와 두 자녀가 지낼 집이었습니다. 간소한 외관의 디자인이지만 1, 2층 합해 총 60평대로 규모가 제법 큰 단독주택이며 건축주가 평소 라돈에 대한 지식과 관심이 많았고, 건강한 집의 기본이 ‘라돈 차단’이라는 것을 이미 알고 계셨습니다. ‘라돈’과 ‘천연’이 키워드였던 프로젝트, 저희에겐 크나큰 행운이었습니다.

신축 주택에 적용할 수 있는 라돈 저감 시공은 크게 세 가지로 나뉩니다. 기초 공사 시 적용한 ‘라돈 가스 토양 배기 시공’, ‘라돈가스 차단 시공’ 그리고 전체적 공조 시스템을 컨트롤 하는 ‘환기 시스템 설계 시공’입니다.

그중 양평 주택에 시공된 토양 배기 시공을 소개하겠습니다. 라돈은 건축 자재에서도 발생하지만, 일차적으로 토양에서 발생합니다. 첫 번째, 실내로 라돈 가스가 유입되는 것을 막는 시공이 기초 공사 때 필요합니다. 기존 건물의 토양으로부터 발생된 라돈 저감을 위해서는 토양가스 배출법(ASD, Active Soil Depressurization)을 따르며, 바닥 기초공사와 배출팬(fan)을 이용해 라돈 가스의 실내 유입을 방지하는 것입니다. AARST*를 기본으로 하는 라돈 차단의 기초 공사는 다음과 같습니다.

* AARST(American Association of Radon Scientists and Technologists): 미국의 건설 관련 비영리 전문 기관으로 라돈을 비롯한 건물에 침투하는 기타 화학적 오염물질에 대한 위험의 식별과 저감 및 제거에 대한 연구와 시공에 관한 산업적 표준 개발, 기술 능력의 인증, 공공 정책의 강화에 대한 과제를 수행하고 있는 기관이다.

1. 사전조사

공사 착수 전 건축물이 세워질 지하 구조물의 형태와 지반 상태를 조사하고 시공 자체가 가능한 현장인지를 파악해야 합니다. 또한 가능한 현장이라고 분석이 끝난 후에도 해당 토지에 대한 적절한 시공 방법을 연구하고 설계해야 합니다. 양평 주택 필지의 경우 시공이 용이하고 환경도 기초 공사에서 라돈 저감 시공을 하기에 매우 좋은 환경이었습니다.

2. 자갈층 사용

슬라브 아래에 깨끗하고 거친 자갈로 이루어진 4인치 정도의 층을 구현합니다. 이 자갈층은 토양에 자연적으로 존재하는 라돈을 포함한 토양 가스가 집 아래에서 자유롭게 이동할 수 있게 하며 ‘공기흐름층(air flow layer)’ 혹은 ‘가스 투과 층(gas permeable layer)’이라고 불립니다. 가스가 순환하며 화학적 활동을 일으켜 방사능의 생성과 배출이 자연적으로 이루어지도록 하기 때문입니다.

양평 주택에서도 터파기 이후 자갈층 시공을 했습니다. 대부분의 시공 업체가 재생골재를 포설하는데, 재생골제는 폐콘크리트로 만든 건강하지 않은 물질입니다.

3. 배기 파이프 설치

가장 중요한 공정입니다. 배관 파이프를 자갈층 아래에서 수평과 수직으로 집의 가동 공간과 지붕을 통과시켜 라돈 및 기타 토양 가스를 안전하게 배출하도록 시공합니다. 배관에 관한 모든 자재는 ‘KC’ 표시 제품이나 그 이상의 품질 제품을 사용해야 하며 전문가의 체계적인 배관 선정과 설계가 필요합니다. 현재 우리나라에서는 바닥매립 배관은 PVC GV1 내경 100Ø과 입상배관의 경우 PVC GV1 내경 100Ø, 그리고 슬라브의 경우 PVC 내경 125Ø를 기준으로 두고 있습니다.

한국에서 라돈 저감을 위해 가장 많이 사용되고 있는 공법이 이 토양 배기 공법입니다. 상부 배출법은 토양에서 흡입한 라돈 가스를 건물 외부로 배출하는 공법입니다. 고농도의 토양 라돈 가스를 건물 위 대기로 배출함으로써 실내로의 재유입을 방지하는 원리입니다. 국제적으로도 표준 공법이며 해외에서는 가장 보편적이기도 합니다.

하부 배출법은 배관 파이프를 건물 하부에 설치해 고농도 토양 라돈 가스를 건물 아래 대기로 배출하는 공법입니다. 건물 위로 배관 파이프 노출이 이루어지지 않아 심미적 기능이 있지만 조건이 매우 제한적이고 까다로운 시공법이기도 합니다. 양평 주택에서는 미관을 해치는 것을 방지하기 위해 하부 배출 시공법을 적용했습니다.

4. 플라스틱 시트 또는 증기 차단재 시공

자갈 위에 고강도 플라스틱 시트 또는 증기 차단재를 놓아 토양 가스가 집으로 들어오지 못하게 합니다. 시트는 콘크리트 시공 시 자갈층이 무너지지 않도록 돕는 기능을 하기도 합니다. 이후 라돈 배출관으로 모인 공기가 밖으로 배출될 수 있도록 최종 배출구를 설치하기도 합니다. 이를 ‘그라운드 멤브레인(Ground Membranes) 시공’이라고 부릅니다.

5. 가스 투과층 유지

각 토양 가스 수집 공간에는 사양을 충족하는 가스 투과충이 있어야 합니다. 주변 표면과 함께 구성돼 가스 투과층과 토양 가스 수집 공간의 둘레 표면 외부 사이의 공기 흐름을 지속적으로 제한할 수 있도록 구성돼야 합니다.

6. 배수구와 응축수(condensate) 배관 공기밀 유지

바닥 배수구와 응축수 배관은 토양가스가 집으로 유입되지 않도록 해야 합니다. 배수 유지를 위해 바닥에 설치된 접근구도 마찬가지입니다.

라돈 차단의 기초공사 그 후

라돈 차단을 위한 추가 기초 공사가 끝났습니다. 그 후 여느 일반 프로젝트처럼 단열재와 철근을 시공하고 콘크리트를 타설합니다.

모든 콘크리트 타설 후 최종 콘크리트 면 위에 차단 시공을 했습니다. 라돈을 비롯한 콘크리트 자체가 품고 있는 각종 유해물질을 ‘차단’하기 위한 좋은 시공법입니다. ‘방사선 차폐막(radiation sleeving)’이라고 불리는 이 시공법은 유해물질, 특히 방사능을 많이 품고 있는 자재의 사용에 필수입니다. 방사능 폐기물을 처리할 경우에도 해당 재질의 봉투들을 사용합니다. 방사능이 많이 배출되고 있는 지역에 들어갈 때 사람들이 착용하는 방사능 보호복 역시 해당 소재와 같은 원단으로 제작된 것입니다. 양평 주택의 콘크리트 위에 전체적으로 시공했고 코너 역시 보강했습니다.

라돈은 매우 위험한 기체입니다. 배출과 차단에 대한 필요성을 우리는 중요하고 신중하게 인지해야 합니다. 신축 주택의 경우 기초 공사 때부터 철저히 함께 시공돼야 하는 ASD는 양평주택의 사례를 보더라도 본질적이고 반드시 필요한 시공입니다. 시공이 그다지 복잡하지 않으며 유지 관리가 필요 없는 점도 건축주들에게 큰 부담이 가지 않는 공사입니다. 

다만 해당 필지의 토지의 질, 지하구조물의 형태 등 여러 상황에 따라 잘 설계해 적용해야 하고 관련 지식과 경험이 풍부한 전문 업체에서 진행해야 합니다. 저희가 시공했던 ASD 공법 외 PSD(Passive Sub-slab Depressurization, 건물 실내와 토양층의 온도차이로 인한 압력을 이용해 바닥 아래 자갈층의 라돈 가스를 배출관을 통해 배출하는 방법) 공법이나 플라스틱 시트를 시공하는 멤브레인 공법들이 있지만 보편적이지는 않습니다.

오염물질을 제어하는 원칙 중 가장 중요하고 우선순위가 돼야 하는 것은 발생 원인의 차단입니다. 그리고 그것은 시공의 첫 단계부터 진행돼야 합니다. 라돈 전문 건축 시공사는 신축 주택에 라돈에 저항할 수 있는 디자인을 설계할 수 있으며, 하자 없는 시공을 진행할 수 있습니다. 라돈 저감 시공은 기초시공과 차폐시공, 그리고 환기 시스템 시공까지 보다 안전하고 건강한 집을 만드는 본질을 구현하는데 필요한 가장 중요한 일입니다.