단열재를 고를 때 단순히 단열 성능 만으로 판단해서는 안됩니다.

건축에 사용되는 단열재에는 많은 종류가 있으면 각 단열재의 카달로그 등을 보면 열전도율도 실려 있습니다. 일반적은 단열재의 판단기준이 되는 열전도율과 가격이 되기 쉽습니다만..

사실 단순하게 선택할 수 있는 게 아닙니다.

시공 후 “내가 생각한 것과는 다른데?”
“단열 성이 높은 것으로 알고 시공 했는데, 겨울에 너무 춥다.”라는 케이스가 생각보다 적지 않습니다.
여러분이 주택을 건축 한 후 단열 문제로 후회하지 않도록 단열재의 종류, 특징에 대해 올바른 정보를 알려드립니다.

특수한 경우를 제외하고 일반적으로 집의 단열성능을 높이는 가장 중요한 열쇠는 단열재의 선택에 달려 있다고 해도 과언이 아닙니다.

예를 들어, 섬유 계 단열재로 유리 섬유, 암면, 셀룰로오스 섬유, 인슐레이션 보드가 있습니다. 또한 플라스틱 유래의 단열재로 비즈 법 폴리스티렌, 압출 법 발포 폴리스티렌 폼, 우레탄 폼, 폴리에틸렌 폼, 페놀 폼이 있습니다.

앞서 소개해드린 것만 해도 9종류나 되는 단열재가 있습니다.

여러분은 많은 종류의 단열재 중에서 어떤 걸 선택해야 될지 아시겠습니까?

아마 안다고 대답하시는 분은 거의 없을 거라고 봅니다. 일반적으로 단열재 하면 열 전도율을 성능의 기준으로 보는 경우가 많습니다만 사실 열전도율 하나만으로 시공 후의 성능을 확실히 단언하기에는 고려해야 될 것 점들이 너무 많습니다.

모든 단열재들은 각각 장단점이 있고 이러한 장단점 들 속에서 어떠한 단열재를 선택할지는 소비자의 재량이라고 할 수 있습니다.

예를 들면 예전 까지 단열재로서 많이 사용 되던 그라스 울 (유리섬유)의 경우 가격이 저렴하고 단열성능도 좋습니다만..

습기에 굉장히 약하다는 단점이 있습니다. 습기에 젖어버리면 단열성능이 대폭 악화 되어 버린다는 단점이 있습니다.

또한 지금 까지 가장 결점이 적은 단열재라고 불리는 셀룰로오스단열재의 경우 단열 성능도 좋고 습기에도 강한 단열재 이지만..

가격이 압도적으로 비싸다보니 예산에 크게 여유가 있는 분들이 아니면 사용하기 힘든 단열재이기도 합니다.

 

 

단열재란 무엇인가?

일단 단열재가 무엇인지 좀더 구체적으로 설명을 해드리고자 합니다.

 

단열재는 집의 외피 (지붕 · 벽 · 바닥 · 창을 통틀어 외피라고 합니다.)를 둘러쌓아서  집의 밖과 안의 열 교환을 막아주는 재료입니다. 옷에 비유한다면, 겨울에 입는 다운 자켓이라고 할 수 있습니다.

 

 

 

 

어찌보면 당연한 이야기 입니다만. 단열 성능에서 가장 중요한 것은 얼마나 열전도율이 낮은가 입니다.  열전도율은 두께 1 미터 면적 1㎡의 단열재를 사이에 두고 양쪽에 1 ℃의 온도차가 있다고했을 때, 1 초에 얼마나 많은 열량이 이동 하는 지를 나타내는 수치입니다. 열전도율의 단위는 [W / m · K]입니다.

 

단열재의 종류(대분류) 단열재의 종류 열전도율(W/m・K)
섬유계 단열재 그라스 울(10K) 0.050
섬유계 단열재 그라스 울(32K) 0.036
섬유계 단열재 암면 (Rock Wool). 0.038
섬유계 단열재 셀룰로오스(Cellulose) 0.040
섬유계 단열재 인슐레이션 보드 0.052
발포 플라스틱계 단열재 비즈 법 폴리스티렌 폼 (4 호) 0.041
발포 플라스틱계 단열재 압출 법 발포 폴리스티렌 폼 (1 종) 0.040
발포 플라스틱계 단열재 경질 우레탄 폼 (1 종) 0.029
발포 플라스틱계 단열재 폴리에틸렌 폼 0.042
발포 플라스틱계 단열재 페놀 폼 0.020
기타 목재 0.130
기타 철근 콘크리트 2.300
기타 알루미늄 200.000

 

열전도율이 작은 재료만큼 단열재로 우수합니다.
그라스 울은 섬유의 밀도가 높을수록 열전도율이 작아집니다. 숫자 뒤에 붙어있는 “K”이란 kg / ㎥입니다. 즉, 밀도가 작은 10K보다 밀도가 큰 32K쪽이 단열 성능이 높습니다.

 

위에 표를 보면 단열재 중에서도 페놀 폼의 단열성이 압도적으로 높습니다. 그러나 단열 성능을 보는데 있어서 열전도율 이외의 지표도 제대로 봐야합니다. 

 

 열전도율이란 어떻게 정해지는 아시나요?
사실 열전도율은 소재 자체의 열을 차단하는 성능 만으로 결정되는 것은 아닙니다. 소재에 포함되는 공기의 이동 (대류), 소재 자체에서 나오는 원적외선 등의 전자파 (복사)도 영향을 줍니다.

 

정리하자면
단열재의 단열 성능을 결정하는 것은 다음의 세 요소가됩니다.

 

전도 : 소재 자체의 분자 운동에 의해 열이 전해지는 것
대류 : 소재 안의 공기의 이동에 의해 열이 전해지는 것
복사 : 소재의 온도에 따라 발생하는 전자파 등에 의해 열이 전해지는 것

 

이 세가지 요소가 전체적으로 영향을 주어서 단열재의 열전도율을 결정합니다.
대류 의미에서 단열재 내부에 공기를 잘 채워 넣을수록 단열 성능을 높이는 데 도움이 됩니다. 발포 플라스틱 계열 단열재는 플라스틱에 작은 공기 덩어리를 무수히 만들어 넣을 수 있기 때문에 단열 성능이 높습니다. 

 

 단판 유리 창문보다 2중 유리 창문, 삼중 유리 창문 쪽이 단열성이 높은 이유를 아십니까?

그 요인으로는 유리 자체의 열전도율이 낮기 때문이 아닙니다. 유리와 유리 사이의 공기가 단열재 역할을 담당하고 있기 때문입니다.
소재에 공기를 가두는 것이 얼마나 단열성이 영향을 주는지 알 수 있는 좋은 예라고 할 수 있습니다.

위에 그림처럼 공기층은 단열재의 단열성능에 큰 영향을 미치는 주요한 역할을 합니다.

 

단열재의 종류는 소재에 따라서 크게 섬유계 단열재와 발포 플라스틱계 단열재로 2가지로 나눌 수 있습니다. 섬유계 단열재 발포 플라스틱 계 단열재를 소재마다 세분화 해서 나누면 현재 시장에서 유통되는 단열재의 종류는 9 종류입니다. 우선, 섬유계 단열재 와 발포계 단열재가 어떤 단열재 인지 간단히 설명 해드리겠습니다.

 

단열재의 종류 ① 섬유 계 단열재

 섬유계 단열재는 미세한 섬유 사이에 공기를 가두는  방식으로 성능을 발휘하는 단열재입니다. 미세한 섬유가 복잡하게 얽혀있는 것이 섬유계 단열재의 특징입니다. 섬유 자체의 두께와 섬유의 밀도에 의해 열전도율이 다르며, 가는 섬유를 조밀하게 채워진 단열재 일수록 단열성능이 높아집니다. 

 

 단열재의 종류 ② 발포 플라스틱 계 단열재

 발포 플라스틱 계 단열재는 플라스틱 소재에 미세한 거품이 무수히 갇혀있는 구조의 단열재입니다. 발포 플라스틱 계 단열재의 단열성은 플라스틱 자체의 단열 성능 뿐만 아니라 갇혀있는 거품의 크기와 수에 따라 달라집니다 .

인슐레이션 보드섬유 계 단열재 4 가지의 특징을 비교 

일단 처음 설명한 섬유계 단열재의 종류를 개별적으로 설명해 드리겠습니다.

우선, 일반적으로 사용 되는 섬유계 단열재에는 4종류가  존재합니다.

1.그라스 울

2. 암면 (Rock Wool).

3.셀룰로오스(Cellulose)

4. 인슐레이션 보드

섬유 계 단열재 ① : 그라스 울

 

그라스 울은 유리 (주로 재활용 유리)을 고온에서 녹여 면의 형태로 만든 얇은 섬유 덩어리 입니다. 가는 섬유끼리 얽혀  공기를 가두어서 가볍고 단열성이 높은 소재로서 활용할 수 있습니다.

 

주택에서는 주로 지붕 · 천장 · 바닥 · 벽의 단열재로 사용되고 있습니다.
일반적으로 보드 형태의 단열재를 사용 장소에 맞춰서 커팅하여 끼워 넣는 경우가 많습니다.

 

그라스 울의 가장 큰 장점은 섬유계  단열재 중에서도 가격이 저렴한 점입니다. 그로인해 많은 시공 현장에서 사용되고 있습니다.
저렴하고 단열성이 높은 소재라면 여러분으로도 그라스 울을 사용하는 것이 가장 좋다고 생각 하죠?
카탈로그 스펙상의 열도율은 암면이나 셀룰로오스 섬유에 비해서도 큰 차이는 없습니다.

 

그러나 카탈로그의 스펙이 동일하다 하더라도 그것 만으로 높은 단열 성능을 발휘할 수 있는 것은 없습니다. 유리 섬유의 가장 걸림돌은 습기에 약하다는 것입니다. 따라서 유리 섬유가 대량으로 수분을 흡수 해 버리면 물의 무게에 유리 섬유가 무너져 버립니다. 그렇게 되면 벽의 상단 부분이 단열재가 없는 빈 공간 투성이가 되어 버려, 벽이 본래의 단열 성능을 발휘할 수 없게 됩니다.

이러한 단점을 해결 하기 위해서 일반적으로 유리 섬유의 시공 후 기밀 시트를 붙이는 방식으로 시공사들은 대처를 하고 있습니다.

 

 

 

 

 

유리 섬유를 방습 비닐로 포장하여 이용하는 방법으로 결로의 위협으로부터 보호 할 수 있습니다. 다만  글라스 울을 방습 비닐 외부로 노출되서는 절대 안됩니다.

하지만 위에 사진 처럼 방습 비닐을 이용한 경우라도 완전히 문제를 예방 하기는 힘듭니다.

이와 같이 좁은 공간에 그라스 울을 충전하는 경우에는 비닐로 포장된 그라스 울을 적당히 잘라서 넣는 수 밖에 없습니다.
문제는 비닐로 파장된 그라스 울을 절단하게 되면 밀봉 상태에 팀이 생길 수 밖에 없고 결로 영향에 노출됩니다. 노출 된 부분에 비닐을 감는 등의 방습 대책을 새우기는 하지만 밀봉된 상태가 아니기 때문에 완전하다고 하기는 힘든 부분이 있습니다.

그라스 울은 저렴하다는 장점이 있습니다. 그러나 습기에 약하다는 단점을 해소하는 대책 (글라스 울을 방습 시트를 이용하여 밀봉)을해야 단열재로서의 성능을 제대로 발휘 할 수 있습니다.이 부분은 현장에서 단열작업을 할때 직접 시공하는 부분이기 때문에 시공 역량의 영향을 크게 받습니다.

또한 유리 섬유 본래의 단열 성능을 발휘하는데, 시공 정밀도가 굉장히 중요합니다. 그라스 울은 보드의 상태로 출고 됩니다. 보드 모양의 그라스 울을 기둥과 기둥 사이의 치수에 맞게 절단합니다.또한 배선이나 배관 문제등으로 사각형으로 잘라내기 힘든 경우도 존재하는데..이런 경우도 정밀하게 커팅해서 대응해야 됩니다.

그라스 울 보드를 커팅하는  크기가 사용되는 공간 보다 크거나 작을 경우 그라스 울 본래의 단열 성능을 발휘 할 수 없습니다. 그라스 울이 본래의 높은 단열 성능을 발휘하기 위해서는 장인 수준의 정밀 시공이 요구되는 것입니다.

문제는 이정도 시공이 가능하신 분들은 그 수준에 맞는 공임이 필요하다 보니 그라스 울의 장점인 저렴한 비용이라는 가치가 사라 진다는 거죠.

 

위 표에서 나오는 것 처럼 그라스 울은 시공자의 시공능력에 따라 성능이 크게 차이가 나는 경우가 많습니다.만약 그라스 울을 단열재로 이용하신다면 정확한 시공이 가능한 장인에게 부탁하시거나 건축주 자신이 시공현장을 방문해서 마감 상태를 꼼꼼하게 체크를 해야 됩니다.

 

그라스 울에 대해서 좀 부정적인 내용이 많았습니다만. 그라스 울 자체는 가격도 저렴하고 단열성능도 괜찬은 제품이라는 점은 부정할 수 없는 사실입니다.다만 시공 난이도가 매우 높다보니, 시공자의 역량에 크게 좌우 받는 경향이 크다는게 단점이라 할만합니다.

섬유 계 단열재 ② : 암면 (Rock Wool)

암면은 이름 그대로 바위를 원료로 하여 만들어진 광물 섬유입니다.
하와이 섬 마우나 로아 화산라는 곳에서 발견 된 양모 모양의 섬유가 계기가 되어 구미를 중심으로 암석 등의 섬유화 기술이 시작되었습니다.

암면은 규산과 산화 칼슘을 주성분으로 하는 광물을 용광로에서 1500~1600 ℃로 가열하고, 원심력 등으로 분리하여 섬유질화 하고 있습니다. 원료로는 현무암과 같은 천연 광물을 이용하는 경우도 있지만, 철강 슬래그를 원료로 사용되는 경우도 있습니다. 즉, 일본에서는 JFE 잠금 섬유 등의 제조업체가 암면의 제조를 실시하고 있습니다. 그러나 일본의 대부분의 기업이 만들고 있는 것은 철강 슬래그로 슬래그 울입니다.

기본적으로 섬유계 단열재인 만큼 그라스 울과 비슷한 특징을 가지고 있습니다.암석이 주요 재료인 만큼 불에 강하여 잘 타지 않으며 단열성능도 높은 편이지만..

그라스 울보다 가격 적으로 더 비싸고, 시공자의 역량에 따라 단열성능에 큰 차이를 보인다는 점에서 그라스 울과 비슷한 제품이라고 볼 수 있습니다.