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배우는 도시이야기

Co2 배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계 (2) 외피 : 단열재

by urbandesign 2011. 11. 25.

단열재는 그린빌딩 설계의 가장 전통적인 방식입니다.
샛기둥 사이에 설치하는 방식으로 다음 그림이 목구조 벽의 단면에 경질 단열외피가 적용되는 방식입니다.


무엇보다도 에너지 효율을 위한 단열효과를 위해 사용된 것입니다만,
제작단가나 운반 편의성, 단열효과에 의해 대개 많이 사용해왔던 스티로폴(플라스틱 폼보드)의 경우 생산단계에서 프레온가스를 사용하는 문제에서 부터, 폐기의 어려움 등에 의해 그린빌딩설계에서는 적정하지 않습니다.

스티로폴 단열재 외에도 수많은 유형의 단열재가 있습니다.

분사식 폼 단열재(동공충진 분사식)는 콩기름 25%, 석유화학 성분이 75%입니다.
단열효율은 3~4배 효율적으로 나타납니다.

마그네슘 규산염 또는 시멘트성 폼은 내화성을 가지며, 실내 공기의 질에 영향을 주지 않습니다
최대 약점은 잘 부서진다는 것이지만 아이러니하게도 플라시특을 추가함으로써 강도를 가진 제품으로 재탄생합니다.
아래 사진은 마그네슘 산화물(해수나 세라믹 talc로부터 추출된)로부터 만들어진 비활성, 비유기성, 시멘트 제품을 설치하는 모습니다.



셀룰로오스 단열재는 75~85% 재활용된 신문지로 만들어지는데, 인쇄용 잉크로 인한 VOC 방출 위험이 있을수 있지만, 상당한 친환경성을 가지는 단열재입니다.

섬유 솜 및 보드 단열재는 단열재의 주축을 이루는 재료입니다. 하지만, 이중 많은 주성분이 포름알데히드를 포함하고 있습니다. 유리섬유 제품을 붙이기위한 접착제가 주 요인입니다.
다음사진은 유리섬유 단열재 시공중인 모습입니다. 밀폐성이 매우 좋은 방식입니다.



완충용 섬유
는 포름알데히드가 없고 완충용 유리섬유나 블로잉 울로 단열효과도 우수한 응용제품입니다.

미네랄 울은 현무암과 같은 암석에서 추출하는 것으로, 화재로부터 보호하기 위해 좋은 단열재입니다.

면단열재는 재활용된 데님 부스러기로 만들어지는 솜단열재입니다.
설치에 특수한 보호피복이 요구되지 않는 단열재입니다.


방사장막(후면거품 표면포일 폴리우레탄 폼, 표면포일 마분지 덮개, 표면 포일 OSB)는 다양한 외형에 적합하며, 얇은 반사포일막으로 복사열 이동에 의해 열 흐름을 감소시키는 작용을 합니다.
다음 사진은 물을 이용한 개포현 발포 폴리우레탄 적용한 사례입니다.


펄라이트는 유리같은 섬유를 생산하는 규질 암석으로, 콘크리트 조적단위로 구멍에 부어넣는 방식입니다. 불에 안타며 경량이며, 제조할때 오염물질이 매우 적습니다.
유리섬유 단열재를 불어 넣는 작업으로 단열재 접근이 곤란한 구역에도 간편하게 적용할 수 있는 방식입니다.

구조적 단열패널(SIPS)는 흔히 말하는 샌드위치 패널입니다. 구조적으로 조립하여 만들수 있는 단열재로, 밀폐성이 좋습니다. 다시말해 단열효과가 뛰어납니다만, 친환경성(생산, 공기질에 미치는 영향, 폐기)에 대해서는 다시 생각해 보아야 하겠습니다.

다양한 단열재의 단열값은 다음과 같습니다.



현실적으로 잘 설치된 단열재는 일반적인 외피보다 더 두껍게 됩니다.
잘 단열된 외피로 건물의 초기뿐만 아니라 생애비용절감 효과를 줄수 있습니다.
단열 수준을 높이게 되면 시간이 지남에 따라 점점 비용절감효과가 있는 것입니다. 

외피 단열재의 설계절차는 다음과 같습니다.

1. 적용 가능한 건축 규정에서 승인된 허용 최소 단열 R값 또는 결합 U값을 결정할 것.
2. 단열 요구사항이 고객과 설계팀의 의도에 부합되는지 결정할 것. 설계지침, 건물 생애 비용분석 토대로 적절한 단열값 수립
3. 실행 가능성 있는 단열방법을 선정하고 공법, 재료조립 방법 등을 결정하여 설계에 반영할 것.
4. 최저 수준 이상의 단열이 시스템 크기와 설비공간 요구사항에 미칠 영향 고려하여 설계 진행.

환경적으로 허용 가능한 단열재에 대한 판단은 국가마다 다릅니다.
재료선택에 영향을 미치기 위한 의도로 마련된 지역 규제와 유인책도 필요하겠습니다.