단열재 중 단열성이 뛰어난 스티로폼, 우레탄 등의 유기질 단열재는 화재 안정성이 취약하고, 화재 안전성이 뛰어난 무기질 단열재는 단열성이 상대적으로 약해 두껍게 시공해야하는 한계가 있다. 이러한 상황에서 고단열성의 준불연 단열재로 알려진 페놀폼이 그 대안으로 건축물의 단열재로 많이 적용되어 왔었지만 최근 페놀폼 단열재에서 1급 발암물질인 포름알데하이드가 기준치 이상으로 방출된다는 보도에 이어, 대한건축사협회에서도 회원들에게 페놀폼 사용을 자제해달라는 공문을 보낸 것으로 알려졌다.

앞서 말한 것과 같이 일반적으로 단열성능을 높이기 위해서는 단열 두께가 증가하여야 한다. 하지만 단열 두께의 증가로 인해 실내면적의 감소 및 재료비와 시공비의 증가가 발생함을 리모델링 계획 시 고려해야 한다. 고성능의 단열조건에서는 동일한 단열성능에서도 단열재의 종류와 단열 두께의 차이에 대한 단열공사비의 편차가 커짐을 보여준다.

이러한 상황에서 단열재의 종류 선택이 중요한 것으로 보여진다. 이 중 진공단열재는 에너지 효율을 극대화하기 위하여 현재까지 개발된 단열재 대비 8배 이상의 우수한 단열성능을 보유하고 있으며 기존 발포 형태의 단열재를 대체할 단열 재료이다. VIPs라고 불리는 진공단열재는 특수한 재질의 외피재와 외피재 내부의 심재, 그리고 단열재 내부의 공기와 수분을 흡착하는 흡착제로 구성되어 있고, 단열성능을 극대화하기 위해 내부를 진공 처리한 제품이다.

진공단열재의 외피재는 알루미늄 박막 필름이 주로 사용되며, 진공단열재의 수명 및 신뢰성을 결정하는 중요한 소재이다. 진공단열재 내부의 심재는 화이버 글라스, 흄드실리카 등이 주로 사용되고 있으며, 외피재의 형태 유지 및 내부 가스 분자의 이동을 차단하여 열전달을 최소화한다. 그뿐만 아니라, 진공단열재의 내부는 진공에 가까운 극저압을 유지하기 때문에 심재는 진공단열재가 압착 되지 않을 정도의 강성을 지니거나 저압 상태에서 압축하여 심재의 복원력을 이용하여 진공단열재의 형상을 유지한다. 화이버글라스 심재를 사용한 진공단열재의 열전도율은 0.0018W/mK, 흄드실리카 심재를 사용한 진공단열재는 열전도율 0.0045W/mK을 갖고 있다. 진공단열재는 심재와 외피재 모두 불연성능을 지니고 있어 화재에 강한 불연자재로 유통되고 있다.

이러한 진공단열재를 사용할 경우 얇은 두께로도 충분히 단열 기능을 낼 수 있어 건축물 벽 두께가 감소하며 에너지 효율이 증가하고 난방비가 절감된다. 또한 열교 현상 감소로 결로 발생도 감소하는 것을 기대할 수 있다. 하지만 초기 단열성은 매우 좋지만 고진공을 장기간 유지하는 것이 어렵기 때문에 5년이 지난 이후에는 단열성능이 저하될 수 있기 때문에 성능을 유지하기 위해서는 관리가 필요하다. 또한 현장에서는 재단이 불가능하여 현장 시공성이 떨어진다는 단점을 지니고 있지만 최근에는 현장의 단열 시공 부위를 정밀실측하여 현장여건에 맞는 단열패널을 맞춤 제작하고 시공을 간편하게 할 수 있는 진공단열재 전용 부자재를 적용하여 시공 정밀도를 높인 기술이 개발되기도 하였다.

출처 : 권영철 and 김석. (2019). 고성능 진공단열재의 건축적인 적용에 관한 연구. LHI Journal, 10(3), 23-32.

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한국패시브건축협회

-충북권 김정은 기자