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건설경제신문 열교관련 기사 게재(2020.05.25~26)
211.☆.235. 33
작성자 : 스타빌
작성일자 : 2020-05-26 10:32:27

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 세금먹는 하마 "열교"

 

단열재. 창호 바꾸면 뭐하나 열교현상 못 잡아 난방열 줄줄

 

  
창호 주변 단열재가 연속되지 않아 (우)열교현상이 발생해 곰팡이가 생긴 내부 모습(좌)

 

올해부터 공공건축물의 제로 에너지 건축이 의무화되면서 단열성능 기준이 강화되고 있지만 열교에 관한 명확한 기준이 없어 효과가 반감되고 있다.

열교(Thermal Bridge)는 건물에서 단열재가 끊긴 상태로 시공되거나 단면이 손상된 경우, 또는 철과 콘크리트 등 이질재료가 단열재를 통과하는데서 발생한다. 제로에너지건축 기조에 맞춰 단열재의 성능과 두께를 늘리고 창호의 에너지효율 기준도 높였고 이에 따라 자재구입비도 늘었지만 기대효과에 비해 단열성능이 안 나오는 것이 열교 때문이다.

 

  
고효율 창호, 단열재를 적용해 설계해도 창호 주변에서 열교가 발생하는 모습. 

 

△아이들 건강 위협하고 세금 먹는 하마, 열교

 

단열재를 콘크리트 구조체 외부에 설치하는 외단열 공법의 경우 내단열 공법보다 열교에 유리하다. 외벽 코너에서 벽과 벽이 만나는 부위 또는 벽과 슬래브가 만나는 부위에서 단열재가 끊어지지 않기 때문이다.

그러나 단열재와 창호가 만나는 부위는 얘기가 완전히 다르다. 외단열 공법의 경우 창호를 설치할 때 외벽 골조에 맞춰 시공하기 때문에 외부 단열재가 창호까지 이어지지 못한다. 창호 주변을 따라 결로 및 곰팡이 발생에 따른 하자가 발생하는게 이 때문이다.

이러한 현상은 특히 벽돌이나 대리석, 금속외장재 등으로 마감하는 단독주택 및 연립주택, 학교, 소규모 건축물, 관공서 등 외단열 공법을 주로 사용하는 건물에서 발생한다. 세금으로 조성하는 공공건축물이 제로에너지건축물 의무화에 따라 더 많은 단열재, 창호 비용을 지불한 것도 모자라 예상보다 많은 냉난방비를 지출하게 되는 구조다. 학교의 경우 결로에 따른 곰팡이로 학생들의 건강도 위협하게 된다. 창틀 누수 보강공사에 드는 비용 부담도 만만찮다.

서울대학교 패시브제로에너지건축연구소가 선형열관류율 시뮬레이션을 한 결과 우레탄폼과 1등급 창호를 시공했을 때 창 주변의 열관류율이 하부 기준 0.899W/mㆍK로 측정됐다. 단열재가 창까지 끊기지 않고 시공되면 열관류율은 0이 나와야 한다. 열교차단재를 시공하면 이를 0.043W/mㆍK으로 95.4% 개선할 수 있다.

업계 한 관계자는 “소규모 건축물, 학교 등을 설계하고 시공하는 업체들은 서류상으로는 창호주위 단열재가 기밀하게 시공되어 기준에 부합하는 것으로 제출되지만 실제 시공시에는 창호주위 단열이 결손될 수 밖에 없다는 사실을 누구나 안다”면서 “이러한 문제로 건축주는 바뀐 법령에 따라 기존보다 40%정도 단열에 비용을 더 쓰지만, 효율도 과연 그만큼 더 있을지 장담할 수 없다”고 말했다.

△제로에너지건축 의무화 됐지만 열교는 권고사항 그쳐

 

열교를 해결하지 못하는 이유는 관련 기준이 강제력이 없어서다. 올 3월부터는 녹색건축물조성지원법령에 따라 연면적 1000㎡ 이상 신축, 재축 또는 별동으로 증축하는 공공건축물은 제로에너지건축물 인증을 의무적으로 취득해야 한다 이를 위해 에너지절약설계기준 중 에너지성능지표(EPI)에 따라 총 74점 이상을 획득해야 한다. 이 중 에너지성능지표에는 외벽(1), 지붕(2), 최하층 바닥(3)의 평균 열관류율과 함께 외피 열교부위(4)의 선형열관류율에 대한 평가항목이 있다.

하지만 열교는 구조적으로 발생하기 때문에 측정할 수도 없고 계산하기도 복잡하다. 열전도율을 측정해 열관류율을 쉽게 계산하는 단열재나 직접 열관류율을 측정한 값을 이용하는 창호와는 다르다. 이 때문에 고가의 고성능 단열재와 에너지효율등급이 높은 창호를 선택해 배점을 채우고 열교 점수는 신경쓰지 않는 분위기가 생겨 버렸다. 점수획득을 위해 필요이상으로 단열재 두께를 늘리는 비효율적인 건축행위가 계속되는 것이다. 배점 역시 외벽 평균 열관류율은 비주거 대형(3000㎡) 기준 21점인데 비해, 열교는 4점으로 비중이 낮다. 5000㎡ 규모(36학급) 학교를 신축할 때 1번∼3번 항목으로도 인증에 필요한 하한선을 충족할 수 있다.

박성중 패시브제로에너지건축연구소 부소장은 “열교차단을 위한 공법을 설계시 강제하면 그동안의 표준 디테일을 적용하지 못하고 공사비가 추가된다는 이유로 건축물 에너지 절약 설계기준에서도 선택사항으로 있다”면서 “국내 건축 실정에 맞는 국산 열교차단재가 개발돼 성능을 검증받은 만큼 발주자와 건축주가 적극적으로 검토하고 설계사무소는 브랜드 차별화 차원에서 적용할 필요가 있다”고 말했다.

 

<strong><span style="font-size: 12pt;"><르포> 창호 열교차단재 시공한 아인하우스 가보니</span></strong>

                          

  
창호 열교차단재를 시공해 공사 기간을 1/3 단축 중인 아인하우스 B동 재건축 현장. 골조, 치장벽돌, 창틀 공사를 한 번에 진행한다. 

 

지난 8일 찾은 충청남도 아산시 방축동에 있는 아동복지시설 아인하우스는 공사가 한창이었다. 1957년 설립된 아인하우스는 노후 시설을 개선하기 위해 순차적으로 재건축 중이다. A동은 3년전 신축했고, 현재 B동이 공사 중이다. B동은 안전진단 후 신축결정이 내려졌다.

아인하우스는 A동에 이어 B동 역시 창호 열교차단재를 적용한 에너지 절감형 건축물로 짓는다. 이날 공사 현장에 도착해 가장 먼저 눈에 띈 것도 ‘열교차단재를 적용한 제로 에너지 건축물 구현중’이라고 쓰인 현수막이었다. 앞서 구건물(현재 B동)은 4∼5년전 리모델링을 한 차례 진행했지만 열교현상을 잡지 못해 곰팡이가 생기고 냉난방비 부담이 컸다. 아동복지시설이기 때문에 아동보육 등에 필요한 비용 외에는 절감하는 것이 중요한데 특히 겨울에는 난방을 해도 실내가 따뜻해지는데 오랜 시간이 걸렸다. 열교차에 의해 생긴 곰팡이 탓에 아이들의 호흡기 질환, 피부질환 우려도 컸다.

원인은 창틀 주위에 단열재가 끊어지도록 시공하는 관행 때문이었다. 아인하우스처럼 외장재로 마감하는 건축물은 창틀 주위 단열재를 마감 공간만큼 잘라내 틈이 생긴다. 단열재 없이 콘크리트 벽과 벽돌만 있기 때문에 실내외 온도차에 의한 열교현상이 생기게 된다. 이를 해결하려고 별도로 단열보강공사를 하는 방법도 나왔지만, 단열재를 정교하게 자르고 끼우는 과정에서 시간과 비용, 자재 낭비가 많이 발생하는 한계가 있었다.

이에 아인하우스는 스타빌 엔지니어링의 ‘STAR 열교차단재’를 선택했다. STAR 열교 차단재는 콘크리트 타설 전 거푸집에 설치하는 본체와 창호 설치와 외부 마감 공사의 편의를 돕기 위해 제거하는 메움재로 구성됐다. 벽에 거푸집을 설치할 때 열교차단재를 설치한다. 콘크리트 타설 후 양생이 되면 거푸집 탈형과 동시에 열교차단재의 메움재만 제거하면 된다. 이후 외단열재와 창호를 설치하고 마감한다. 일반적으로 18일 정도 소요되던 공사 기간은 1/3가량으로 줄어든다. 이날 공사 중인 B동 역시 골조와 치장벽돌 공사를 마치고 창틀까지 설치된 상태였다.

앞서 공사를 마친 A동은 한국건물에너지기술원이 기밀성, 에너지성능을 평가한 결과 공기 교환율은 열교차단재를 적용하지 않은 건물 대비 5배 가량 향상됐다. 또한, 1차 에너지 소요량도 이전(595.7KWh) 대비 3배 뛰어난 193.3kWh로 측정됐다. 이는 에너지효율등급 기준 6등급에서 1+등급으로 뛰어오른 셈이다.

초기 공사비는 소폭 늘었지만, 냉난방비와 유지관리비가 덜 들면서 추가 지출만큼 회수했다는 게 아인하우스 법인측의 설명이다.

아인하우스 관계자는 “이전 건물보다 면적이 3배 가량 커졌는데도 냉난방비는 절반으로 줄어들 정도로 효과가 탁월하기 때문에 B동 신축에도 필수로 적용했다”면서 “실내를 따뜻하게 만드는데 보일러 가동시간이 짧아졌고 곰팡이, 웃풍도 없어서 아이들이 지내는데는 최적의 환경이 조성됐다”고 말했다.

아인하우스에 적용한 STAR 열교차단재는 학교, 관공서와 같이 외장재로 마감하는 공공건축물 어디에나 적용할 수 있다. 이러한 건물은 창 위 아래로 구조지지와 작업공간 확보를 위한 하부인방을 만드는데, 창이 외부로 나오게끔 시공돼 누수, 결로가 생긴다. 또한 창 안으로는 대리석 디딤대인 창대석이 시공돼 아이들의 사고 원인이자 누수 요인이 된다. 특히, 올해부터 공공건축물은 의무적으로 제로 에너지 건축물로 짓도록 바뀌면서 단열재, 창호 구입 비용이 늘어났지만 이같은 구조 탓에 열교가 생기면 제대로 된 효과를 못 본다는 지적이다.

스타빌엔지니어링 김웅회 대표는 “창호주위 열교차단재가 보편화되지 않은 초기시장에서 대전광역시교육청과 경기도교육청 등 특히 학교 현장에서 많은 관심을 갖고 선도적으로 적용했으며 지금은 열교에 대한 인식이 높아져 국방시설, 관공서, 민간건물로 적용이 확대되고 있다”고 말했다.

 

문수아기자 moon@

 

기사링크 http://www.cnews.co.kr/uhtml/read.jsp?idxno=202005221046046030927

             http://www.cnews.co.kr/uhtml/read.jsp?idxno=202005250929409260021

 

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