열전도율 낮은 단열재 사용해야
재료와 두께 조절로 열관류율 낮춰야

인천시 강화군에 거주하는 구본일 독자님이 편집실에 엽서로 질문한 내용을 박지혜 기자가 답했습니다. 전원주택과 관련한 궁금증이 있다면 주저 말고 편집실로 문의 바랍니다.

Q. 국내 공급되는 패시브하우스 단열재에 대해 궁금합니다.

A. 에너지 절약이 건축 분야 최대 관심사가 됐고 패시브하우스에 대한 일반인의 호기심도 높아지는 것 같습니다. 패시브하우스는 쉽게 표현하자면, 최대한 에너지를 적게 사용하는 집입니다. 에너지를 적게 사용하려면 에너지를 적게 사용할 수 있는 환경을 갖춘 집이어야 합니다. 집을 지을 때 외벽과 바닥, 천장 등에 단열 조치를 철저히 하고 고단열 창호를 설치하고 공기가 드나드는 틈을 막으며, 이렇게 밀폐된 실내 공기가 늘 쾌적하도록 환기 장치를 설치합니다. 겨울에는 자연 채광을 활용하도록 집을 남향으로 좌향을 잡고 여름에는 뜨거운 햇살의 유입을 막기 위해 차양을 이용합니다. 여기서 패시브하우스의 가장 중요한 요소 중 하나가 바로 단열재입니다. 그런데 패시브하우스용 단열재가 정해져 있는 것은 아닙니다. 그럼, 지금부터 더 자세히 알아보겠습니다.
건축에 쓰이는 단열재는 공급회사에 따라 소재에 따라 형태에 따라 여러 종류가 있는데 이 가운데 어떤 브랜드를 쓰는 것이 중요한 것이 아니라 그 제품의 성능을 확인하는 것이 중요하다. 단열성능을 좌우하는 것은 열전도율이며 단열재에 따라 열전도율이 다르기에 열전도율에 대한 시험성적서를 확인해야 한다. 다시 말해 단열재 제품이 어떤 것이 됐든 열전도율 수치가 낮을수록 단열성능이 더 나으므로 열전도율이 낮은 제품을 선택해야 한다.
건축법 '건축물의 에너지절약 설계기준'에서는 단열재를 열전도율에 따라 가 나 다 라로 등급을 구분했다. 단열성능이 제일 우수한 가 등급은 열전도율 0.034W/mK 이하, 나 등급은 0.035 ~ 0.040W/mK, 다 등급은 0.041 ~ 0.046W/mK, 라 등급은 0.047 ~ 0.051W/mK로 정해져 있다. 가 등급에 속하는 것은 압출법 보온판(특호, 1호, 2호, 3호), 비드법 보온판 2종(1호, 2호, 3호, 4호), 경질우레탄폼 보온판 1, 2종(1호, 2호, 3호) 등이 있고 나 등급은 비드법 보온판 1종(1호, 2호, 3호), 암면 보온판(1호, 2호, 3호), 유리면 보온판 2호 등이다.
비드법 보온판 1종은 EPS 단열재 혹은 스티로폴로 많이 불리는데 스티로폴은 특정 회사의 상호명이다. 밀도에 따라 등급이 나뉘며 얼마 전 이천 공장 화재 사건에서 알 수 있듯 화재 시 유독가스를 발생시키므로 내단열재로 부적합하다. 또한 수분 흡수 시 단열성이 급격히 떨어지므로 물과 직접 닿지 않도록 설치한다. 비드법 보온판 2종은 비드법 단열재에 탄소를 함유한 합성물질인 그라파이트Graphite를 첨가 제조해 단열성을 높인 제품으로 압출법 보온판(XPS) 대체재로 나왔다. 색깔이 검은 톤을 띄기에 블랙 EPS라고도 불린다. 바스프의 네오폴, 금호석유화학 에너폴 등이 있다.
압출법 보온판은 XPS로 불리며 아이소핑크가 있다. 아이소핑크 역시 특정 상표다. 동일 밀도의 비드법 보온판보다 단열성능이 높아 벽체 두께를 줄이면서 단열을 높이고자 할 때 주로 쓰인다. 비드법 보온판과 달리 수분을 흡수하지 않으므로 지하층 외벽 등 물이 닿는 부위에 설치해도 무방하다. 그리고 특수 단열재로 복사열을 막는 열반사 단열재가 있다. 열반사 단열재는 제품 시방서대로 단열재와 외부 마감재 사이 이격거리를 두어 열이 반사되도록 시공해야 효과를 얻는다.
'건축물의 에너지절약 설계기준'에는 지역별, 적용 부위별 그리고 단열재 등급별 허용 두께가 정해져 있다. 단열을 높이고자 한다면 가격 부담이 있더라도 열전도 면에서 우수한 단열재를 선택하고 단열재 두께를 조절해 패시브하우스에 요구되는 열관류율 수치를 얻는 구조체를 만들면 될 것이다. 지난해 법 개정으로 단열 기준이 보다 강화됐다고는 하지만 전문가들은 패시브하우스에는 여전히 못 미치는 수준의 기준이라 지적한다.
독일 패시브하우스 기준 열관류율은 외벽과 바닥, 지붕의 경우 0.15W/㎡K이거나 보다 낮아야 한다. 열관류율이란 온도차가 1℃ 일 때 단위면적(㎡)당 1시간당 흐르는 열량을 의미하는 것으로 건축 부위의 단열성능을 표시하는 값(U값)이다. 열관류율은 재료의 두께가 두꺼워지면 낮아지고 열관류율이 낮을수록 단열성능은 높아진다. 열관류율은 구조체를 구성하는 각 재료의 열전도율(W/(m·K)), 두께(m), 열저항(㎡·K/W) 값과 상관관계를 갖는다.