정보 | 2011 그린건축을 위한 자재 열전

 

2011 그린건축을 위한 자재 열전

주목해야 할 에너지 절감 건축 자재

건축에 있어 에너지 비용은 화두가 된 지 오래다. 저에너지를 향한 건축계의 고민과 시도는 지속적이며, 지난달에는 국내 최초로 독일의 패시브하우스 인증을 받은 건축물이 등장한 쾌거도 이루었다.

그러나 그 실상을 파헤쳐 보면 안타까운 부분들이 많다. 에너지 성능 확보를 위한 기능성 자재들은 보급에 어려움을 겪고, 이 역시 대부분 수입에 의존한 상태다. 정부의 지원 정책도 태양광, 풍력 등 발전 설비 시설에만 한정되어, 정작 단열과 기밀에 필수불가결한 자재들은 건축주가 비용을 고스란히 감수해야 하는 실정이다.

이러한 척박한 환경에서도 국내ㆍ외 에너지 관련 그린 자재들은 꾸준히 등장해 힘든 레이스에 동참하고 있다. 종래에 화려하게 꽃 필 그린건축 시대를 위해 서서히 기지개를 켜고 있는 고효율ㆍ고기밀 에너지 자재들을 한 자리에 모았다.

ENERGY SAVING MATERIALS 01

구조용 패널

고성능 단열 패널 HIP

High Insulated Panels

건축물의 에너지 절감을 위한 효과적인 방법 중 외부단열이 가장 먼저 손꼽힌다. 하지만 건축물은 면과 선의 조합인 만큼 열교 현상이 일어날 공간과 요소가 적잖다. 이를 일체형으로 시스템화하여 근본적인 열손실을 차단하는 특허제품인 고성능 단열패널 HIP의 특성을 점검해본다.

(주)한보엔지니어링은 고성능 단열패널의 개발을 통해 에너지 손실을 최소화하는 패시브 에너지 기술을 실현하였다. 아울러 신재생 에너지를 활용한 액티브 에너지 신기술을 적극 도입하여 국토해양부에서 추진하고 있는 보급형 제로에너지주택의 표준 모델을 제시한 바 있다. 053-764-5445 www.hanboeng.com

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우리나라는 97%의 에너지를 수입에 의존하고 있는데, 총 에너지 소비량 중 건축물 부분의 사용량이 25%(선진국 40%)에 달한다. 또한 건축물 전체 에너지 손실률 중 건축물에서의 난방에너지 손실률이 약 60%나 되기 때문에 단열에 대한 대책이 에너지 절약의 키워드인 셈이다.

건축물은 내부 발열이 적은 외부 부하 지배형 건물로 난방부하의 비중이 크며 에너지 절약을 위해서는 외부 단열이 가장 중요하다. 구조의 외벽체에 단열 효과가 뛰어난 고기밀, 고성능 단열패널인 HIP(HIP : High Insulated Panels)를 적용하게 되면 전체 외피는 물론 벽과 창호, 기초와 벽체, 벽체와 지붕, 벽과 슬래브 접합부 등에서 발생하는 열교를 근원적으로 차단하여 약 60~80%의 에너지를 절감할 수 있다고 한다.

열교 현상을 차단하는 단열 패널

지난 9월, 대구시 동구 내곡동에 ‘에너지 제로 시범주택’이 선을 보였다. 한국건설기술원 제로카본 그린홈 개발 연구단의 개발사업 일환으로 (주)한보엔지니어링(대표 김기태)이 시공하였다. 이 주택은 패시브(Passive)적인 에너지 기술을 골격으로 태양광 발전과 지열 냉난방과 같은 액티브(Active) 측면의 에너지 절감 기술을 조합해 실질적인 보급화의 방안을 제시하였다. 특히 시범주택에는 한보엔지니어링의 특허 신기술인 고성능 단열패널이 바닥을 비롯해 벽체, 지붕까지 일체형으로 적용되었다는 점이 주목을 끌었다.

                         

고성능 단열패널 HIP는 한보엔지니어링이 자체개발한 건설신기술 제508호로 세라믹 코팅된 복합단열패널을 이용한 건식 외단열공법에서 한 단계 진일보한 신공법이다.

HIP 신공법에 의한 건축물의 기본 구조는 철골이나 목조, 스틸하우스로 골조를 형성하고 HIP를 이용하여 내외벽체를 동시에 구성하는 시스템이다. 쾌적한 실내 환경을 유지시킬 수 있는 고성능 단열과 고기밀성으로 냉난방의 별도 장치가 없어도 쾌적한 실내 환경을 유지시킬 수 있는 패시브 시스템이다.

HIP의 구성은 양면에 무기질 경량보드(CRC 및 마감재)로 되어 있어 화기(불연성)에 강하고다양한 외부 마감이 가능하며 내부에는 구조적 심재(OSB)와 고성능 단열재를 합지시켜 안정성을 갖췄다. 이러한 고성능 단열 패널 HIP는 에너지 절약형인 패시브하우스는 물론 아파트, 빌딩, 상업시설, 전원주택, 타운하우스, 방갈로 등 다양한 모든 건축물에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다.  

   

HIP 시스템의 시공도

                                       지붕용 HIP 시공

                                                벽체용 HIP 시공

                           구조각관(철구조, 목구조, 스틸하우스)

                                                   기초판

 

ENERGY SAVING MATERIALS 02

인슐레이션

세이프 하우스 배트 - 프리미엄 6

Safe House Batt - Premium 6

목조주택과 스틸하우스의 단열성을 좌우하는 그라스울 인슐레이션. 미국과 캐나다, 유럽 등 선진국에서는 뛰어난 단열, 흡음, 불연 성능으로 인해 그라스울이 광범위하게 사용되고 있다. 최근 기밀성과 시공성이 더욱 강화된 목조 및 스틸하우스 전용 하니소 글라스울 제품을 알아본다.

한국하니소(주)는 모회사인 한국유리가 생고방 그룹에 인수되어 계열사가 되면서 ‘하니소(HANISO)'라는 브랜드로 다양한 그라스울 제품을 선보이고 있다. 1665년에 설립된 생고방(Saint-Gobain)은 단열재 분야에서 약 67조원의 매출을 달성한 세계적인 기업이다. 국내시장에는 한국써튼티드(주)가 총판을 맡고 있다. 한국하니소(주) 당진공장 041-351-4110 www.haniso.co.kr / 국내총판 한국써튼티드(주) 031-783-2110

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골조 그 자체는 단열성이 없으므로 일반적으로 외장공사 및 지붕공사와 병행하여 열손실 방지를 위한 단열재를 넣는 단열공사를 한다. 이러한 건축물의 단열에 대해서는 우선 정확한 이해가 필요할 듯싶다. 열의 이동을 방지해 단지 품는 것만이 단열을 의미하는 것이 아니라 열을 필요한 장소에 보존하고 불필요한 열을 방출시키는 범위까지 포함한다. 특히 우리나라와 같이 낮과 밤의 일교차와 여름과 겨울의 연교차가 큰 경우에 그 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.

단열에 관한한 전 세계적으로 가장 많이 쓰이는 소재는 그라스울(Glass Wool)이다. 건축물의 내외벽은 물론 배관, 닥트, 자동차, 선박, 가전 등에 단열, 불연, 흡음 등 다양한 용도로 광범위하게 사용되고 있다. 그라스울은 1930년대에 이르러 대량 생산이 시작되었으며, 2008년 기준으로 미국의 단열재 시장에서 84%, 유럽에서는 42%의 시장점유율을 차지하고 있다. 

PE Film의 6면을 랩핑, 시공성과 기밀성 향상

현재 국내에서 가장 많이 쓰이고 있는 인슐레이션은 한국하니소(주)가 생산하는 하니소 그라스울이다. 한국하니소는 작년에 목조주택 및 스틸하우스 전용 인슐레이션 제품인 이소바 세이프 하우스배트 프리미엄(Safe House Batt-Premium)을 선보인 바 있다. 그런데 최근 기존 제품에 현장에서의 시공과 기능을 대폭 강화한 프리미엄6를 출시하였다. 

Safe House Batt-Premium6는 종전에 4면이었던 그라스울 제품의 PE Film을 6면으로 랩핑(Wrapping)하여 시공성 및 방습, 기밀 성능을 혁신적으로 개선하였다. 6면을 PE Film으로 랩핑함으로써 시공 시 시공자가 그라스울의 접촉 및 분진 노출을 최소화하여 작업성을 개선한 것이다. 이러한 개선 이전에 그라스울 자체는 발암물류로 규정된 석면과는 원재료의 성분과 물성이 완전히 다른 물질이다. 국제보건기구(WHO)에 의하면 두 물질은 학술적으로 완전히 구분되는데, 석면은 Group1의 인체에 대한 발암물질로 규정된 반면에 그라스울은 Group3에 차(Tea) 등과 함께 안전한 물질로 규정되어 있다. 우리나라의 경우 산업안전보건법 제37조에 의해 2008년 1월1일부터 석면의 중량이 제품 중량의 0.1%를 초과하는 모든 석면 제품의 제조와 사용이 금지하고 있다. 

실내를 향하는 면의 투습차단(PE : 0.22 perms)이 기존제품(Kraft paper) 대비 방습 성능이 5배 향상되어 실내 발생 습기가 구조체 내부로 확산되는 것을 효과적으로 차단하여 건축물의 내구성을 높였다. 또한 실외를 향하게 되는 천공면 습기배출(PE : 321 perms)이 통상적인 IRC ClassⅢ(10perms) 대비 30배 이상의 투습 성능으로 습기 배출을 극대화한 점도 두드러진다. 뿐만 아니라 올바른 시공을 위해 실내외면의 분별이 용이하도록 제품 앞면에 시공 방향 및 스테이플러 작업 위치를 표시한 점도 주목할 만하다.

  

※ R-Value    "R"값은 단열의 측정치로서 “R"값이 높을수록 에너지 절감효과가 크다.

프리미엄 6의 시공과정

ㆍSafe House Batt-Premium6는 고압축 포장된 제품으로 시공 전 압축 포장된 제품을 완전히 풀어 놓고 충분히 털어준 다음 시공해야 한다. 이 때 주의할 것은 인쇄된 면이 실내 측을 향해야 한다는 점이다.

ㆍ샛기둥 앞면에 최소 200㎜ 간격으로 스테이플러 작업을 하거나 테이핑, PE필름 등 별도의 방법으로 방습, 기밀 시공해야 한다. 윗깔도리와 아랫깔도리 앞면을 투습차단재로 덮은 후 스테이플러 작업하여 방습/기밀 시공한다.

ㆍ단열재 시공 중 투습차단재가 찢어진 곳은 테이프로 보수해야 한다. 단열재를 작게 잘라서 넣은 곳, 혹은 2개의 단열재가 연이어 붙은 조인트는 테이핑 하여 기밀한 시공이 될 수 있도록 한다. 

ENERGY SAVING MATERIALS 03

조적식 구조재

단열 블록

ICF _ Insulated Concrete Forms

단열 블록을 축조해 에너지절감주택을 짓는 사례들이 속속 등장하고 있다. 지난 해 급속도로 인지도를 높인 이 자재는 속이 빈 거푸집 형태의 단열 구조체로, 유럽에서 등장한 ICF공법 중 하나다. 앞으로 국내시장에 어떻게 안착해 나갈 것인지 벌써부터 많은 이들의 관심이 뜨겁다.

제품문의

제이앰디 031-713-6320 www.isorast-korea.com

자린고비 031-425-4694

자료참고

http://www.insulatingconcreteform.com

http://www.euromac2.co.uk

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ICF 공법은 속이 빈 거푸집(단열재 : 스치로폼 또는 네오폴) 형태를 만들어 그 속에 철근이나 콘크리트를 부어 넣어 건물의 벽을 만드는 방식이다. 건물의 구조적 벽을 만드는 데 있어 철근 콘크리트나 목재 프레임을 대신하는 공법으로 유럽이나 북아메리카 등에서 주로 시공된다. 

현재 국내에는 단열 블록이란 이름으로 더 잘 알려져 있다. 거푸집 역할을 하는 프레임이 자체적인 단열 효과를 가지고, 이를 쌓는 방식으로 짓기 때문에 블록이라 칭한다.

4~5년 전 국내에 첫 도입된 이후, 현재 이러한 블록 방식의 집은 20여 채 정도 지어진 상태. 초기에는 유럽에서 이 공법을 경험했던 건축주들이 직접 원자재를 수입하고 기술자를 초빙해 짓기도 했지만, 지금은 국내에서 이를 본 따 같은 소재로 블록을 생산하는 회사들이 생겼다. 또한 정식으로 패시브하우스 자재로 인증받은 제품을 유럽에서 직접 수입ㆍ유통하는 회사도 생겨나, 앞으로 단열블록은 더욱 보급화 될 것으로 예상된다.

네이폴을 원료로 한 높은 단열성의 구조체

업체들이 말하는 단열블록의 장점은 원자재인 네오폴이 가진 장점과 상통한다. 탄소와 흑연을 첨가해 은회색을 띠며, 유해가스 발생이 거의 없어 내화재로 인정 받는다. 무엇보다  스티로폼보다 2배 이상 높은 단열 성능을 갖고 있다. 실제 국내에 수입되고 있는 독일의 ISO-RAST 제품의 경우, 37㎝ 두께의 외벽 블록은 열관류율값이 0.14W/㎡k에 달해 패시브하우스 자재로 인증 받은 바 있다.

거푸집 형태의 블록은 상, 하단부에 미세한 홈이 있어 톱니바퀴처럼 물리며 조립되고, 이 부분이 소음을 흡수하는 역할을 한다. 철근과 콘크리트가 들어가는 인입부는 주름면으로 가공되어, 콘크리트와의 흡착력을 높여준다. 또한 블록 자체가 워낙 가볍고, 톱 또는 열선을 사용해 다양한 크기로 재단이 가능해 초보자들도 손쉽게 운용이 가능하다.

전문가들은 단열블록을 시공할 때, 일교차가 20도 이상인 중부 이북 지역은 외벽에 37㎝ 두께, 중부 이남인 경우 31㎝ 두께를 권장하고 있다. 또한 블록 자체가 거푸집이므로 비계 이외 다른 부자재들이 많이 필요하지 않지만, 국내 건축법상으로는 반드시 철근을 넣어줘야 한다.

콘크리트 타설을 할 때는 특히 주의를 요한다. 일반 콘크리트보다 낮은 압력으로 타설하고, 콘크리트 골재는 직경 12㎜ 이하의 잔골재로 해야 타설시 막힘이 없고 구조체의 균열을 예방할 수 있다. 벽면에 선반이나 보드, 액자 등을 걸기 위해서는 칼블럭이나 앵커를 사용해 고정해야 가능하다.

단열블록의 한계로는 고층화의 문제가 지적되고 있다. 현재 국내에서도 단층 주택에 주로 적용되고 있으며, 2층 이상의 주택에는 별도의 구조와 하중 계산이 따라야 안전하다. 또한 국내 생산 제품의 경우, 곡선 블록이나 상인방ㆍ하인방 등의 다양한 규격과 형태는 갖춰져 있지 않은 상태다.

유로맥

프랑스에서 개발된 ‘유로맥’이란 단열블록. 고밀도 스티로폼 사이에 철근이 들어가 있는 일체형 구조로 골조를 쌓고 내부에 모르타르만 부으면 완성이다. 현재는 프랑스 뿐 아니라 독일, 오스트리아 등 유럽전반으로 퍼져 인기를 끌고 있다.

 

ENERGY SAVING MATERIALS 04

기밀층 건축자재

프로클리마 시스템

Pro clima System

현재 독일에서 높은 점유율로 사용되고 있는 프로클리마社의 투습방수지는 기존 제품들의 문제점을 대폭 개선하여 습기와 결로 문제를 완벽에 가깝게 보완하고 있다. 이러한 기밀층 건축자재의 불모지라 할 수 있는 우리나라에 프로클리마 제품이 본격적으로 도입되면서 국내 패시브하우스 발전에 가속도가 붙고 있다.   

취재협조 한국 프로클리마 031-783-2110 www.proclima.co.kr