셀프 인테리어 - 시공을 위한 결로와 단열에 대한 정리 (시공과정 아님, 이론편)

※ 본 내용은 셀프 인테리어를 위해 찾았었던 정보와 알고 있던 지식을 정리한 글입니다.

※ 관련 업계에 종사하는 사람이 아니니 만큼 제가 아는 것 외에는 답변해드릴 수 없습니다.

※ 시공과정을 담은글은 아닙니다.

셀프인테리어를 하면서 여러가지 정보를 찾아봤는데 그 중에서도 빼 놓을 수 없는 것은 바로 결로와 단열이다. 특히 노후화된 주택, 건물은 단열의 균형이 깨지거나 망가진 경우도 많고 고려자체가 세밀하게 되지 않거나 단열이 잘 되지 않은 자재로 만들어진 경우가 많기 때문에 더욱 문제가 많이 발생한다.

결로란 무엇인가?

우선 결로가 무엇이냐? 사전에는 이렇게 정의하고 있다.

"천장, 벽, 바닥 등의 표면 또는 그들 내부의 온도가 그 위치의 습공기의 노점 이하로 되었을 때 공기 중의 수증기는 액체가 된다. 이것을 결로라 한다."

그런데 이걸 쉽게 풀자면 그냥 물이 맺히거나 생기는것이 결로다. 대부분은 따듯한 공기와 차가운 공기가 만나는 면에서 생긴다. 원리적으로는 기본적으로 대기중에는 수분이 포함되어 있다. 흔히 말하는 습도는 공기중에 어느정도의 수분이 포함되어 있는가를 말하는 것인데, 여기에서 우리가 알고 있듯이 공기는 온도가 높아지면 팽창하고 차가워질때는 수축을 한다는 것이다. 

이 말은 무엇이냐면 뜨거운 공기가 차가운 면에 맞다아 충돌하는 순간 그 부분의 공기는 수축이 발생하게되고 이때 공기중에 있던 수분도 압축이되다보니 퍼져있던 수분이 응집하여 물방울 형태처럼 맺혀버리는 것이다. 가장 이해하기 쉽게 예를 들면 한여름에 차가운 냉장고 속에 있던 음료수병을 실내에 꺼내놓았을 때, 그때 음료수 병에 맺히는 표면의 물방울이 맺히는 것이 바로 결로현상과 같은 것이다.

문제는 이 결로라는 것이 방치되고 우리가 눈치채지 못하는 동안 맺혔다 사라졌다를 반복하다보면 결로가 자주 발생하는 지점이나 그 부위에 곰팡이가 발생을 하게 되고, 이 곰팡이는 우리의 건강을 해치게 된다는데 있다. 그리고 무엇보다 결로가 발생한다는 것은 난방효율이 좋지 않다는 것이니 만큼 실내온도를 유지하기 위해 보다 높은 에너지를 소비하게 되고 이는 세금으로 지출이 되며 동시에 따듯하지 않고 시원하지 않아 불편함을 겪게 된다. 그래서 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해 단열시공을하게 된다. (사라지는 내 돈과~! 몸으로 느껴지는 불편함!!)

단열

그러나, 단열시공을 하려고 하면 처음에는 막막하다 무엇을 해야하는지 뭘 해야 하는지. 그런데 그것은 조사를 시작하기 시작하면서 크게 2가지 유형을 확인할 수 있게 되는데, 간단하게 말해서 실외에 하느냐 실내에 하느냐를 선택하는 일이다.

우선 결과부터 놓고 말하면 단열효과가 좋은 것은 외벽단열(실외)이다. 무엇보다 사용할 수 있는 실내공간을 침범하지 않고도 단열 효과를 볼 수 있다는 장점이 있다. 반면 내벽단열(실내)은 외벽보다 단열효과가 떨어지면서 사용가능한 내부 공간이 줄어든다는 문제가 있다.

외벽단열 - 단열효과가 내벽단열(실내)보다 좋음, 전용면적(생활할 수 있는 공간)이 줄어들지 않음

내부단열 - 단열효과가 외벽단열(실외)보다 낮음, 전용면적(생활할 수 있는 공간)이 줄어듬

따라서 외벽단열을 할 수 있다면 제일 좋겟으나, 아쉽게도 현대사회는 단독주택보다는 아파트, 빌라 등이 많은 하나의 건물에 다수의 세대가 살아가는 시대에 살고 있다보니 외벽단열을 하는것이 어렵다는 문제가 있다. 자신이 살고 있는 동만한다해도 미관상 좋지 않은데다가 단열효율이 저하되는 문제가 있고, 효율이 좋게 전체를 다 하자니 전세대에의 동의를 얻어 돈을 모두 모아서 합쳐서 시공을 해야한다는 문제가 있다. 따라서 단독주택이 아닌이상은 쉽게 외벽단열(실외)을 할 수 없다는 문제가 있다.

그 결과 일반적으로 단독주택에 거주하지 않는이상은 내벽단열(실내)를 하게된다.

단열의 대상

그러면 어떤 단열의 대상은 무엇이 있고 어떠한 원인에 의해 단열이 잘 되지 않는가?

첫번째로 챙겨야 할 대상원인은 기밀성이다.

쉽게 말하자면 틈이라고 할 수 있다. 창문이 있든 벽이 있든 내외부의 공기가 쉽게 드나들 수 있는 틈이 있다는 것은 기밀성이 떨어진다는 것인데, 이 경우 단열이 잘 되고 있지 않으므로 제일 우선순위로 보완해야 할 문제라고 할 수 있다. 흔히 쉽게 "외풍이 든다" 라는 식으로 표현하고 체감하고 있다면 기밀성이 깨진 것으로 어딘가 틈이 있지 않은가 찾아봐야 한다.

두번째로 챙겨야 할 대상원인은 창(Window)이다.

보통 이 문제를 해결하기 위해서 샤시 공사를 한다. 뒤에서 다룰 내용이긴한데 창이 문제가 되는 이유는 열전도율 및 열교 때문이다. 쉽게 말해 얼마나 열을 잘 전달하느냐 라는 것인데, 열 전도율이 높다는 것은 쉽게 온도가 올라가고 낮아진다는 것이다. 이는 벽에도 해당이 되는 문제로 여러가지 고려해야 할 점이 많다. 왜 고려해야하는지 무엇을 고려해야 하는지는 뒤에 좀 더 세부적으로 설명하겠지만 기본적으로 샤시를 바꾸는 것은 열전도율 및 열교를 낮추기 위함에 있다. 그리고 대부분의 창문이 단열이 잘 된다고 설명할 때에는 열전도율이나 열교에 대한 내용이 빠지지 않는다.

세번째로 챙겨야 할 대상원인은 벽면이다.

근대에 들어서는 에너지효율과 단열의 중요성이 부각되면서 외벽과 내벽을 떨어트려 열교를 낮추는 시공이 많이 되고 있다. 물론 그럼에도 꼼꼼히 시공되지 않아 하자가 발생해 벽면의 온도 변화가 큰 건물들도 많은데, 이보다 더 오래전에 지어진 노후화된 주택, 건물은 외벽과 내벽의 구분도 명확하지 않고 그 사이에 효율이 좋은 단열재시공이 되어 있지 않은 경우가 많다. 여기서도 나오는 문제는 열전도율과 열교현상이다. 창문에 비하면 전도율과 열교율이 높지 않기때문에 창에 비해 천천히 변화하지만 열전도율 및 열교가 잘이루어지는 환경이라면 벽면에서도 결로가 발생하고 곰팡이가 생겨난다. 따라서 이러한 문제가 있는 경우 벽체의 보수에 신경을 써야 할 필요가 있다.

단열시공시 고려해야 하는 것

단열시공시 그러면 무엇을 고려해야하는가? 사실 중요한 포인트는 앞서 다 언급했다. 바로 열전도율 과 열교현상 그리고 기밀성이다. 만약 단열시공을 시공사 또는 시공자에게 맡기고자 한다면, 단열분야를 전문적으로 하는 업체 또는 시공자가 아닌이상 기밀성, 열전도율 및 열교현상에 대해 전문적으로 이해하고 꼼꼼하게 시공하지 않는 경우가 많아서 사전적으로 알고 있어야 할 필요가 있다.

1. 기밀시공

어떠한 소재를 사용하든 가장 좋은 단열 성능을 끌어내기 위해서는 기밀성을 확보하는게 중요하다. 어떤면으로는 뒤에 말할 열교를 차단하는 내용과 유사한 면이 있는데 어쨋든 가장 중요한 것은 기밀시공이다. 기밀성이 갖춰지지 못하면 부분부분적으로 온도가 낮아지는 점이 발생하게 되고 해당 지점은 주변과의 온도차로 인해 결로가 발생하게 된다. 대부분의 하자는 여기서 발생된다. 특히 시공을 한지 그리 오래되지 않았고 물리적으로 손상이나 충격을 가하지 않았음에도 단열효과가 떨어진다면 하자가 발생했을 가능성이 높다.

기밀성을 재대로 갖춰졌는지 확인하기 위해서는 열화상카메라나 일부 도구를 이용하면 조금 더 명확히 확인이 가능하다.

단열이 재대로 시공되지 않아 하자가 발생한 예 (출처 : http://blog.naver.com/drcoat777/220829289250)

위의 열화상카메라를 통한 비교화면을 보면 검,보라색 면이 발견된다. 이 부분은 단열 시공이 재대로 이루어지지 않아 외벽의 온도가 실내로 전달되고 내부온도는 외벽으로 전달되는 열교현상으로 인한 하자라고 볼 수 있다. 그리고 이런 하자는 보통 모서리나 구석에서 많이 발생한다. 손이 많이 들어가고 신경을 많이 써줘야하는 부분인데 보통 어렵거나 시간에 쫒겨 재대로 마무리하지 않는 경우가 많은것도 하나의 이유라고 할 수 있겠다.

시공업체나 전문시공가를 불러도 한번에 바로 해결되기는 어려울 수 있다. 영세한 업체에서는 하나에 수백만원하는 전문가용 열화상카메라를 구비해놓지도 않은 경우가 태반이고 자신이 사용하는 자재외의 다른 자재의 성능이나 비교정보도 부족한 경우가 많으며, 여러 건의 일을 뛰어야 수익이 발생하는 만큼 빠르게 시공하고 넘어가려고 서두르다보니 놓치게 되는 경우가 많다. 반면 해외에서는 애당초 비용을 높게 받는 이유도 있고 자신이 하는 일을 책임을 지고하기 때문인지 꼼꼼함이 남달라 국내와는 다른 퀄리티를 보여주기도 한다.

위 영상을 봐보면 틈새가 생기지 않을정도로 꼼꼼하게 작업하는 모습을 확인해 볼 수 있다. 4분 53초쯤부터를 봐보면 굴곡이 있고 튀어나온 부분이 있어 난이도가 있는 부분을 각 수치를 재서 딱 맞게 깔끔하게 시공하는 모습을 볼 수 있는데, 이는 국내의 시공현장과 비교해 볼 때 많은 차이를 느끼게 하는 부분이기도 하다. 이러한 시공 퀄리티에서는 어떠한 소재를 사용하던 단열 성능에 있어서는 왠만해서는 하자가 나기 어렵다.

국내 이보드 단열시공 하자의 예 (출처 : http://blog.naver.com/k2mxx/220644615611)

위는 국내에서 이보드 시공 하자의 예를 보여주는 화면인데 점 본드를 드문드문 도포하고 이보드를 붙인 모습이 확인된 모습이다. 이런경우 기밀성이 갖춰지지 못하기 때문에 틈새의 공기가 외부 공기와 섞이면서 결로 현상을 만들고 단열효과를 떨어트리며 곰팡이가 생기게 되는 원인을 발생시킨다.

출처 : http://blog.naver.com/k2mxx

기밀성 확보를 하기 위해 이보드를 붙일때의 올바른 접착제 도포방법은 위와 같다 할 수 있다. 테두리는 충분하게 꼼꼼하게 접착제를 발라주고 가운데 내부도 적당히 접착제를 발라 전체적으로 고르게 붙어있을 수 있도록 시공을 해야 한다. 만약 폼본드와 같은 제품을 사용할때도 크게 다르지 않은데 다음의 사진에서 동그라미 친 부분을 참고하면 되겠다. 나머지는 단열시공에서는 권장하지 않는 하자가 발생할 확률이 높은 도포방법이라 할 수 있다.

출처:http://blog.naver.com/k2mxx

그 외에 각각의 틈은 벌어지는 부분이 없도록 부착하여 시공하도록 하고 틈새가 발생하는 부분은 틈새에 맞게 재단하여 단열재를 충전해주거나 또는 우레탄등을 충전하여 열교현상이 발생하지 않도록 기밀성을 확보하는데 매우 많이 신경을 써야 한다.

2. 내벽과 외벽의 열교차단

단열을 위해서는 전체적으로는 내벽(실내벽)과 내창(2중창 이상시 실내창)의 온도는 모두 온도차가 크지 않고 고르게 유지하는 것이 좋고, 내벽(실내벽)과 외벽(실외벽)은 그리고 내창(실내창)과 외창(2중창 이상시 실외창)의 온도는 독립적으로 분리되어 있는것이 좋다. 

2-1. 벽면

출처 : 한국에너지공단

여기서 잘 보면 중간단열이라고 되어 있는 시공법이 있다. 외벽과 내벽 사이에 독립된 공간을 형성하고 그 공간을 열전도율이 낮은재질을 채워 외벽과 내벽간의 열이 교환되지 않도록 차단하여 온도변화를 막는 것이다.

목조주택에서 각목으로 틀을 잡고 우레탄폼을 채워 단열제를 충전하는 모습 (출처 : http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0bxTj&articleno=49&categoryId=30®dt=20140309171453)

이는 목조주택의 예이기는 하나 위와 유사한데 나무틀을 설치하고 우레탄폼을 채우거나, 아이소핑크 같은 분홍색의 스티로폼 등을 채워 하나의 독립된 층을 만들어주는 것을 통해 열전도율 및 열교현상을 낮추어 실외벽이 차갑더라도 내부에서는 공기중의 온도와 실내 벽면의 온도의 차이가 크지 않도록 하여 난방효율을 높이고 결로현상을 줄이거나 방지하는 것이다.

위 경우 비교적 근대에 건축된 건물들은 이와같이 단열재를 채우고 그 위에 내벽을 설치해(국내는 주로 석고보드)로 마감을 하여 내부 단열제를 아이소핑크 같은걸료 교체하기가 비교적 용이하나 과거에 지어져 벽조(벽돌로 지어진 집)건물이나 시멘트로 지어진 집은 이렇게 시공하기가 쉽지 않다. 이런 경우 보통 외부단열 또는 내부단열로 가는데 두 가지 역시 열전도율 및 열교현상 발생하는 경우를 고려해야 한다. 이 때 앞서 말했듯이 외벽단열은 오래된 빌라 같은 경우에는 개별세대만 외벽단열을 하기가 쉽지 않아 보통 내벽단열처리를 하게된다.

내벽처리는 국내에서는 대표적으로 아이소핑크나 이보드 등이 사용되고 있는 실정이다.

2-2. 창문(샤시)

벽면의 고려사항이 충족되면 또 고려해야 할 것이 있으니 창문(샤시)다. 최근에는 PVC를 이용한 샤시가 많이 사용되고 있으나 과거에 지어진 집은 알루미늄과 같이 열전도율이 높은 소재 및 자재로 된 문을 쓰는 경우도 있다. 이 경우 문쪽의 결로가 매우 심하게 발생될 수 있다.

미관을 살리기 위해서나 디자인 또는 심미성, 심리적 효과등을 위해서 창을 설치하고 풍경을 보지만 이러한 창이 단열에는 매우 취약한 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 시도가 있었고 개선이 되었는데, 사실 이 과정에서도 본질적인 조치방법 중 하나는 하나의 독립된 층을 만들어 열전도(열교)가 잘 이루어지지 않도록 조치하는 것이다.

출처 : 한국에너지공단 (http://www.kemco.or.kr/building/v2/house/house_1_1.asp)

위는 로이창문의 구조를 보여주는 모습인데 2중창의 구조를 통해 건조 공기층을 만들고 그 주변으로 습기를 흡수하는 흡습제, 접착제 등을 도포하여 만들어진 구조를 보여준다. 유리가 2중으로 들어가게 되고 세부적인 처리가 발생되다보니 비용은 높아지는 반면 단열효과가 높아지는 이점이 있다. 최근에는 대부분 단열을 위해 2중창 3중창 구조를 이용하며 열전도율이 낮은 PVC틀로 마무리하여 설치하는 샤시 시공을 많이 사용하고 있다.

3. 화재에 강한 소재인지 확인 및 검토

난방 및 에너지 효율을 높이는 것은 좋으나 화재에 취약한 자재를 사용하면 그것 역시 문제다. 만일에 화재가 발생하는 상황에 대비할 수 없다면 화재가 발생하는 순간 그안에 주거하는 사람은 사망할 확률이 높다. 불 자체에 대한 문제도 있을 것이고, 연소되는 자재가 뿜어내는 유독가스에 질식사 하는 경우도 발생할 수 있다.

국내에는 한사람이 많은 일을 해야하고 빠르게 해야하는 반면 해외는 한명 한명이 특정한 하나의 분야의 스페셜리스트로 육성되는 경우가 많아서인지 해외에서는 이러한 단열재에 관해서도 많은 연구가 되고 있는 것처럼 보인다. 다음은 단열재 소재에 대한 불에 대한 내성 테스트를 하는 영상이다.

화재에 대비한 단계는 불연, 난연 과 같은 등급으로 나뉘는데 불연은 불에 타지 않는 소재이고 난연은 잘 타지 않는 소재이다. 난연안에서도 등급에 따라 타기까지 필요한 가열시간이나 온도 등의 기준이 정해져 있어 어떠한 재료를 사용해서 단열을 할 것인지도 잘 고려해 봐야 한다.

그 외에도 세부적으로는 신경써야 하는 것들이 더 많은데 이정도 선에서 정리를 마치도록 한다. 이정도만 알아도 어느정도는 대비하고 부족한 것은 검색을 통해 보충할 수 있을것으로 판단해본다. 정리 끝~