2010년 6월 7일 : 최초 작성
2011년 8월 8일 성능저하 정도를 숫자로 표현하여 추가함
2012년 7월 9일 압출법단열판의 KS 기준을 추가함
2013년 7월 6일 압출법단열재의 온도에 의한 2차발포 현상을 추가
2021년 2월 28일 최근 논문의 내용을 추가함
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압출법단열판은 "KS M3808 : 2011 발포 폴리스티렌(PS) 단열재"에 의해 정의되는데 규정 중 성능에 관한 사항은 다음과 같다. 특징은 압출법단열판의 장기 열전도율 변화에 대한 규정을 넣었다는 것이다. 즉, 장기적으로 볼 때 규정이상의 변화가 있으면 안된다는 것인데, 참고해 볼만 하다.
- 압출법보온판
통상 약어로 XPS로 불리우며 아이소핑크 역시 특정 회사의 상표이므로 도면표기시 주의하여야 한다.
여타의 특징은 비드법 단열재와 같으나 통상적으로 흡수율이 거의 없다. 그러므로 직접 물에 닿는 부위에 적용하여도 단열성능을 보장받을 수 있으므로 지하층 외벽에 적용이 가능하다. 단. 지하층의 외단열로 사용될 경우 바닥판은 1호, 측벽은 2호규격이상을 사용토록 한다. (압축강도를 고려)
통상의 경우 동일한 밀도의 비드법보온판보다 단열성능이 높다. 그래서 벽체두께를 줄이거나 동일한 두께로 단열을 더 신경쓰는 건축주의 경우 비용이 더 들어라도 압출법보온판으로 외벽의 단열을 원하거나 설계에 반영하는 경우가 있다.
그러나 압출법보온판에서 한가지 매우 중요한 사실이 있다. 이 압출법보온판은 시간이 경과하면 단열성능이 떨어진다는 것이다.
<출처 : 이승언,강재식,정영선,최현중, 환경 및 시간경과에 따른 건축용 단열재의 열전도율 변화에 관한 실험적연구,
대한건축학회논문집 19권 12호, 2003년 12월>
이 그림에서 보시다 시피 압출법1호 두께 50mm 로 335일 동안 실험체에서 시험을 한 결과 약 60일이 경과를 한 시점에서 법이 정한 단열성능이하로 떨어지는 것으로 실험되었다. 335일 이후의 변화는 알 수 없지만 분명한 것은 단열성능이 다시 올라가지는 않을 것이라는 것은 쉽게 예측이 가능하다.
이를 숫자로 표현하면 다음과 같다. 통상적으로 비드법보온판의 단열성능(열전도율)은 약 0.034W/mk 내외 이다.
상기 실험에 사용된 압출법보온판은 실험 초기의 열전도율이 약 0.0238W/mk 정도이다. (0.05/2.1=0.0238) 이는 통상적인 압출법보온판1호의 열전도율인 0.027W/mk보다 많이 높은 값이다. (원래 초기성능을 높게 생산하는 것이지 실험체만 특별히 높은 것인지는 확인할 방법이 없다.)
이 단열재가 약120일 경과한 후의 열전도율은 0.05/1.4=0.0357W/mk 로 기록된다. 즉, 동일한 두께 비드법보온판과 성능이 같아진 것이다. 문제는 앞으로 이 그래프는 더 지속적으로 내려갈 것으로 보이는 것이다. 즉, 성능저하가 상기 지점에서 멈춘 것이 아니라는 것이다.
그래프의 하락선이 안정화될 때까지 실험을 지속했으면 하는 바램이지만 더이상의 추가 논문은 없는 것으로 알고있다.
압출법보온판은 셀속의 기체가 아주 서서히 빠져나가면서 단열성이 떨어지는 것이다. 60일이면 건물수명에 비해 아주 짧은 시간이다. 겨우 60일이 지났는데 법적 성능이하로 떨어지는 것은 분명 문제가 될 수 있기 때문이다.
제도적으로 보완될 필요가 있다.
<출처 : 같은 논문>
압출법보온판 특호의 경우는 하강속도가 조금 덜한 것으로 실험되었지만 결국 성능이 법적 성능 이하로 떨어지는 것은 동일하다. (아마 밀도가 높아 기체가 빠져나오는데 시간이 더걸렸을 것이다.) 특호의 경우 약100일이 경과하면 법적성능이하로 떨어진 것으로 실험되었다.
압출법보온판 특호는 열전도율이 시험시작점에서는 0.0208 W/mk 이고, 100일이 경과한 시점에서는 0.0278 W/mk, 130일이 경과한 시점에서는 0.0294 W/mk 이고, 물론 법적 성능이하이다. 또한 하락그래프가 진행형인 것도 동일하다.
협회에서의 바램은 시간경과에 따른 단열성능의 저하가 안정화될 때까지 지속된 실험과 역시 시간경과에 따른 흡수율의 변화도 연구자가 다루어주었으면 하는 바램이다. 압출법보온판의 경우 흡수율이 낮기 때문에 지면에 별다른 방수대책없이 사용한다고 이야기를 했는데 시간이 경과하면서 흡수율이 높아진다면 공허한 이야기가 될 것이기 때문이다.
동일한 논문에서 비드법보온판과 글라스울을 동일한 조건, 동일한 기간동안 실험을 했는데 두 제품은 시간경과에 따른 단열성능에 변화가 없는 것으로 실험되었다.
파주 동패리 패시브주택의 지하층에는 비드법보온판외부에 아스팔트쉬트방수를 하여 시공이 되었다.
그러나, 압출법을 사용한다면, 굳이 단열재 외부로 방수를 하지 않아도 무방하다. 지하층 골조외부에 방수를 처리하고 그 위에 압출법단열재를 두겹으로 덮어주면 단열에 문제가 없다.
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압출법단열재를 외단열미장마감공법에 사용하지 못했었다.
이유는 압출법의 표면 특성상 마감미장의 접착력이 나오지 않기 때문이다. 즉, 몰탈미장이 붙지 않기 때문에 탈락이 되었었다.
그러나, 2013년 초 기준으로 최근에 압출법단열재에도 미장이 되는 몰탈이 개발되어 일부 자재 회사에서 압출법단열재를 외단열미장공법에 적용이 가능하다고 광고를 하는 것을 보았다.
이는 매우 위험한 발상임을 밝힌다.
압출법단열재를 외단열미장마감공법에 적용하면, 마감표면이 파열될 수 있기 때문이다.
압출법단열재는 사용허용온도가 70℃ 이다. 이 온도를 넘기면 압출법단열재는 이른바 내부 발포재에 의해 2차 발포를 시작한다. 즉, 부풀어 오르는 현상이 생긴다는 뜻이다.
아래 사진은 전기온돌판넬아래에 사용된 압출법단열재가 2차발포를 해서 부풀어 오른 모습이다.
(전기온돌판넬도 70℃ 를 넘지 않도록 세팅되어져 있지만, 오류가 있던 제품을 사용한 것으로 예상되는 현장이다.)
사진에서 보다시피 부분적 고온으로 인해 발포가 된 모습이다.
이 발포의 힘은 대단히 커서 마루바닥이 들떠 모두 벌어진 하자로 이어졌다.
만약 이 압출법단열재를 외단열미장마감공법으로 사용하게 될 경우 외벽의 온도가 70℃를 넘게 되면 이와 동일한 현상이 발생하기 때문에 외벽에는 큰 하자로 이어질 수 밖에 없다.
외단열미장마감공법의 기준에도 언급을 하겠지만, 외단열미장마감공법의 외벽 온도가 70℃를 넘기지 않기 위해서는 반드시 흰색 또는 아주 밝은 미색 정도만 가능하다. 만약 어두운 색으로 외벽이 칠해질 경우 여름낮의 표면온도는 70℃를 넘길 수 있다.
이 하자는 비드법단열재도 유사한데 비드법단열재도 역시 허용 사용온도는 70℃이다. 다만, 비드법단열재는 발포가 아닌 단순 휨현상이 나타나는 것이라 접착력이 제대로 확보되어져 있다면 이와 같은 하자가 발생하지는 않는다.
독일에서는 외벽의 온도를 낮추기 위해 일정 밝기 이하의 어두운 색에는 적외선반사재를 섞은 도료를 사용한다.
그러므로, 압출법단열재에 아무리 잘 붙는 몰탈을 개발한다고 하더라도 경시현상이나, 2차발포 등을 고려해 볼 때, 외단열미장마감공법에 쉽게 사용될 수 있는 소재는 아니다.
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더 최근에 수행된 논문의 결과도 같다. (4천일 경과 실험)
"건축용단열재의 장기 경시변화에 따른 열성능 특성 - 최보혜, 강재식 - 2013년" 에 의하면, 생산된지 4,000일이 경과한 압출법단열재의 열성능 측정값은 아래와 같다.
타입1, 2의 구분은 임의의 구분이며, 결과적으로 동일 밀도 비드법단열재 보다 약 10% 내외까지 더 성능이 낮아진다는 것이다.
아래 그림은 50mm 두께의 압출법단열재 특호와 1호를 비교한 것인데..
특호의 경우, 생산된지 약 120일 후에 KS 기준 보다 하락을 했으면, 1,000일이 경과한 시점부터 안정화단계에 돌입을 하였고, 4,000일이 지난 시점의 열전도율은 약 0.036W/m2K 내외로 기록되었다.
그 결과를 표로 나타난 것인데, 결국 동일 밀도의 비드법단열재에 비해 같거나, 조금 더 낮은 성능으로 귀결되었다.
또한 표면을 커팅한 실험을 하였는데, 하나는 열선으로 커팅을 한 것과, 실톱으로 표면을 커팅을 한 것의 결과이다.
실험의 결과는 열선으로 커팅을 한 것이 더 안정적인 결과를 보여 주었다.
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이러한 실험 결과에 실망을 하신 분들이 많이 계시고.. 그렇기 때문에 굳이 비싼 압출법단열재를 사용하느냐.. 당연히 비드법단열재를 사용해야 한다고 하신 분들도 계신다.
하지만 위의 글에서도 밝혔듯이..이런한 열적 특성과 별개로, 흡수율이 매우 낮은 단열재는 압출법단열재 밖에는 대안이 없기에.. 지금도 지중 또는 평지붕 등 물이 직접 닿을 가능성이 있는 부위의 단열재는 압출법단열재를 사용해야 한다.
또한 아파트 처럼 내단열로 사용되는 단열재 역시 "무기질+방습층"의 조합을 사용하지 못하고, 유기질단열재를 사용한다면 습기의 이동을 고려하여 압출법단열재가 조금이라도 더 나은 선택이 될 수 있다.
4-04. 단열재의 종류 및 특징 - 나. 압출법단열재
4-04. 단열재의 종류 및 특징 - 나. 압출법단열재
최근에 패시브하우스에 대한 자료를 보고 앞으로 갈 방향이라고 판단 열심히 자료를 수집 공부
하고 있습니다. 기밀과 단열 그리고 자연과 조화를 이루며 에너지 제로로 환경을 생각하는 친환경적인 건축물이 아닌가 생각합니다.
패시브하우스에 대한 자료를 보면서 타 단열재보다 단열성능이 우수한 우레탄 폼은 충진재로서의 역할 밖에 못하는것을 보고 무척 의하하다는 생각이 들더군요
단열재중에 상기와 같이 경질 폴리우레탄 폼 단열재(KS M3809)에 대한 실험한 내용은 없는지
궁금합니다.
다시 한번 중요하고 찾고자하는 자료를 많이 접할 수 있음에 관리자님의 수고에 감사드립니다.
감사합니다.
말씀하신 경질우레탄폼은 충진 가스에 대한 논의가 아직 진행 중이라 결과를 올리지 못하였습니다.
논의가 어느 정도 정리되면 올리도록 하겠습니다.
의견 감사드립니다.
자료실에 경질우레탄폼의 충진가스를 포함한 기초 자료를 정리하여 올렸습니다.
도움이 되셨으면 좋겠습니다.
보완된 자재가 있어 올립니다.
국내 단열재 생산업체에서 상기와 같은 제품도 출시되었으면 하는 바램입니다.
또한 국내 단열재 업체중 일부 흑연이 첨가된 검은색 EPS을 생산하는것으로 알고 있는데..
검은색 EPS 단열재 부착후 EIFS 마감시 하자 발생이 예견된 시공법임을 밝힙니다.
좋은 자료 감사드립니다.
다만, 국내 보일러의 온수 공급온도가 최대 60℃로 맞추어져 있기 때문에, 특별한 경우가 아니라면 압출법이 문제가 되지는 않을 것 같습니다.
전 옥상바닥 단열을 생각했는데.. 시간이 지나면서 단열성능이 저하되고 온도가 높을 경우 자체 발포한다니...
EPS 글을 보면 단점은 가볍게 여겨지고 장점은 부각되며, XPS는 장점은 가볍게 여겨지고 단점은 글의 표현에 의해 크게 느껴지네요.
위 글에서 XPS 단열 수명 짧고, 고온 발포현상으로 하자발생 여기에 EPS 수명영구, 고온휨현상은 큰 하자 아님
이 글들 보면 과연 가격도 비싼 XPS 선택을 할 수 있을지요.
글을 살짝 바꾸어
XPS 단열 수명이 줄긴 하나 어느 정도 시간경과에는 일정하며, 70도 이상 고온에서 발포현상 발생하나 국내 온도에 검정색 외벽 외에는 무방함, EPS 는 단열 성능이 일정하며, 70도 이상에서는 휨 현상발생으로 단열재 사이가 벌어지는 하자가 발생할 수 있음
EPS 는 북미지역에서는 화재의 위험성으로 외단열재로 사용을 하지 않고, 물에 젖는 현상이 발생함으로 장마철 물에 직접 젖지 않아도 습도 상승의 주범이다. 이에 반해 XPS 는 화재걱정이 없으며, 장마철 물을 먹지 않으므로 습도에 강하다. 장마철 EPS 보다 쾌적함을 느낄 수 있을 것이다. 이것이 XPS 가 EPS 보다 가격이 비싼 이유이면서 강점일 것이다.
전 EPS, XPS 둘 다 외벽으로 사용 해 보았는데 가격을 떠나서는 XPS 가 우수함을 느낍니다.
가격대 성능 비로 어떤 게 우수하다고는 개인의 선택일 것입니다.
다만, "XPS가 화재 걱정이 없다"는 것은 잘못된 표현이십니다.
이는 한번 불을 붙혀 보시고, 그 연기를 한번 들이마시면 증명이 되리라 생각됩니다. (아주 극히 짧게 들이마시길 당부드립니다. 두번 시도하시면 생명을 위협할 수도 있습니다.)
단열이 가장중요하다고 생각했는데
장기적으로 보면 단열뿐만아니라 습기도 중요한 부분이 되는군요.
좋은글 항상 고맙습니다.
첫째로는 드라이비트와 접합이 안될것이라는 것
둘째로는 외부 고정못(칼브룩)의 경우 햇빛을 받을경우 70℃이상 올라간다고 볼때 변형이 올수 있지 않을까 우려됩니다.
이것이 제가 잘못 생각하고 있는 것일까요?
칼블럭 변형 eps와 xps 마찬 가지 일 듯 합니다.
eps xps 사용해 본 결과 둘다 아직 변형 없습니다.
일반적인 대부분의 사람들이 xps 재료 부족으로 외단열 어려움이 있을거라 생각 합니다.
드라이비트도 공법이 있는걸로 아는데 저는 아직 안해 봤습니다.
시공된 집 중 칼블럭으로 했으며, 습도면에서 우수 합니다.
최근 모기업 에서 나온 ooo 단열재가 있던데 이것도 열전도률이 낮은 걸로 알고 있습니다.
가격은 더 비싸지만 성능은 eps, xps 보다 더 좋아 보일 듯 합니다.
아직 사용은 안 해 봤습니다.(xxx 는 광고성인 것 같아 표시 했습니다.)
XPS 는 외단열미장마감공법의 적용은 불가능합니다.
감사합니다.
협회에서는 그 근거로써 '환경 및 시간경과에 따른 건축용 단열재의 열전도율 변화에 관한 실험적연구' 의 논문을 활용했으며, 당시 논문에 참여했던 강재식연구원님이 '건축용 단열재의 장기 경시변화에 따른 열성능특성' 이라는 논문을 작년에 쓰셨습니다. 이번 논문은 2003년도 논문과 달리 실험시료로 압출법단열재만 사용했습니다. 실험 결과는 2003년도와 동일하게 압출법단열재가 경시변화에 따라 KS법적기준의 단열성능을 내지 못한다는 것입니다. 이번 논문은 4000일이상의 장기 경시변화의 내용을 추가로 담고 있지만 제가 이 글에서 말하고자 하는 것은 10년 전이나 지금이나 압출법단열재의 단열성능저하에 문제가 제기되고 있음에도 KS기준이 달라지고 있지 않다는 것입니다. 협회 차원에서 문제점을 인식하고 있다면 이런 사항들을 적극적으로 재고될 수 있도록 개정의사를 내비쳐야 하는 거 아닌가 싶습니다.
개정에 관한 의견제시는 여러 방법으로 접근을 하고 있습니다.
다만 이 문제는 KS만의 문제는 아닙니다. 이미 잘 아시고 계시겠습니다만, KS 에 "생산 후 ~~ 이상 경과한 시료로 시험을 한다." 와 유사한 내용 또는 그 시험방법이 들어간다고 해서 해결될 문제는 아닙니다.
KS 규격으로는 의뢰자가 맡기는 시료의 생산일로 부터의 경과시간을 강제할 방법이 없다는 것입니다.
다른 방법은 의뢰 받은 후 시험기관에서 일정기간 보관 후에 시험하는 방법이 있겠지만, 이 것 역시 현실적으로 쉽지 않은 방법입니다. 시험기관의 법적 성적서 처리기간도 수정을 해야 하고, 제출한 시료를 어떻게 보관하고 있을 것인가 부터 시작해서 수많은 문제가 존재합니다.
아니면 압출법은 시험성적서의 숫자에 강제적으로 얼마를 곱해서 발급하는 방법도 있겠지만, 이 역시 합리적 방법도 아니며, 형평성의 문제에도 직면할 수 있습니다.
저희도 이 경시변화에 대한 내용이 최대한 합리적으로 제도 개선이 되길 희망하고 있습니다.
저희가 부탁드리는 것은 이 불합리함이 빠른 시일 내에 개선되기 위해서는 개정방향에 대한 의견을 함께 주셨으면 하는 바램입니다.
감사합니다.
지하층을 만들고 있는 건축주입니다. 작성하신 내용에 XPS의 단열성능 저하에 대한 부분이 있는데 지하층 외부 방수의 경우 이에 대한 대안이 있는지요?
아니여요.. 그냥 XPS 사용하셔도 되요.. 특히 외부출입문이므로..
단열성능이 하락되기도 하나, 단열재가 아닐 정도의 하락은 아니여요..
아스팔트시트 등을 이용해 방수조치를 병행하는 비드법단열재를 사용해야 한다..가 되나요?
압출법단열재의 열전도율하락은 동일밀도 비드법단열재 보다 더 하락하지는 않습니다.
그러므로 물에 직접 닿는 부위는 그래도 역시 압출법단열재만 유효합니다.
그런데 요새 보니까 온돌난방으로 40~80도 까지 설정 가능하게도 되서 쓰고 있는데 이런 위험이 있을수 있으니 EPS를 쓰는게 맞겠군요?
밀도를 체크하는 것으로 대신해야 할 것 같습니다.
70도에서 변화는 오나 위 사진처럼 부푼것은 충분한 (7일정도) 숙성이 되지 않아서 그런것 같네요
충분히 숙성이 된후에는 별로 상관 없습니다.
7일정도면 생산시 가스는 어느정도 빠져나가고 물성의 안전성에 문제가 없다고 생각되네요.
오히려 온도가 많이 80도 정도라면 표면이 살짝 줄어들수는 있어도 위처럼 부풀지는 않을겁니다.
생산회사시라면.. 혹시 협회에서 공장 견학을 할 수 있을까요..
회사는 많은데 오픈해 주시는 분을 찾기가 참 어렵네요.. ㅠㅠ
압출법에 따른 단열재들에 대한 밀도는 알 수 없나요?
건축에 관해 전문적 지식은 없습니다..
2016년 00시에 빌라150가구를 발주하고 건축하였습니다만..
발주 전 이지역의 비슷한 구조의 건물들을 많이 조사하고 설계도 나름 인지도가 있으신 분께
맏겨서 하였고 시공은 이지역 이런 구조의 시공이 가장 많이 한 시공사를 선택하여 공사를 마무리
했습니다..
지금와서 입주완료 후 가장 많은 하자 발생이 결로 현상으로 인한 누수같은 현상입니다..
이로 인한 피해가 상당히 많이 생겨 참으로 안타갑더라구요.
결국 이로 인한 스트레스가 저를 이런 사업에 손을 들게 하였고 이제 유유자적 하고 지냅니다만..
한번 들여 놓았던 건축업에 자꾸만 미련이 생기기도 합니다.
아쉽기도 하고 미련도 아직은 남아 있어서 그런지 자꾸만 뒤를 돌아 보곤 합니다.
참고로 같은 지역 비슷한 구조의 건물 공사비용에 비해 약 10~15% 이상은 공사비를 더 들여서 했습니다..
위 내용을 말하고자 한 것은 아닙니다 다만 제가 이공사를 시작 하기 전에 가장 신경 쓰였던 부분이 단열이고 설계 시공사에 가장 강조 했던 부분도 단열과 결로 방지 였는데 이지역 다른 건축물과
비교하여 머가 틀린지 지금와서 보면 조금 더 좋아 보이는 외관 이거 말고 더 확실히 좋은 별로 자신이 없네요..
이게 제가 이사업을 더이상 진행을 못하게 하는 가장큰 데미지 입니다..
"설계도 나름 인지도가 있으신 분" 과정에서 선택의 문제였을 겁니다. 우리나라에서의 인지도는 그저 디자인이니까요.. 기본을 모르는 디자인...
자료실에 좋은 자료로 다시 지식을 채우고 있습니다.
체계적이고 경험을 통한 노하우를 공유해 주셔서 감사합니다.
처음부터 글을 보고있는데, 오타를 찾은 것 같습니다.
글 맨아래 부문에서 '자외선반사재'에서 '적외선'이 맞을 것 같아서요.
화강석 자체의 투습저항과 별개로... 이를 기밀하게 시공할 수 있나요? 그렇다면 투습저항이 의미가 있겠죠.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=2462
여기서 설명하신 내단열에서 XPS를 접착하실 때, 접착 몰탈을 사용하시는 이유을 알 수 있을까요?
외벽면에는 이런 접착전용제를 사용하더라도, 역시 풍압 때문에 불가능하게 됩니다.
https://pdfs.semanticscholar.org/1f50/8922a99363c4dcb85386a406dd2f7a09ec80.pdf
가속 시험이긴 하나,
type1은 1000일정도까지 40%정도 성능하락을하고, 그 이후에는 큰 변화가 없다고 하네요.
type2는 4000일까지 지속적으로 성능하락을 하고 있는데.. 4000일에 25%정도만 하락했다고 하네요
논문을 띄엄띄엄 읽어서 그런가 type1과 type2의 차이는 못찾겠네요. 그냥 제조사 차이인지...
추가로 열선으로 자르는게 톱으로 자르는 것 보다 단열성능 하락속도가 늦다는 깨알 정보도...
타입은 그냥 구분기호였다고 하더라구요. ^^
깨어 있어서 그랬습니다.^^
단기내 단열성능이 하락하나, 장기적으론 안정화 커브를 보이며 비드법 수준에 수렴하므로 여전히 단열재이며, 사용의 주목적은 수분침투가 높은 장소의 단열이고 이 부분은 대안이 없는 거군요.
주목적 외의 사용(외단열미장마감, 바닥단열재 등)은 사용을 자제하는게 좋지만, 바닥난방급수 최대 60도이며 기초콘크리트 습기를 생각하면, 방통하부 사용은 가능하다 말할 수 있고 이 경우 방습층시공을 철저히 하면 EPS도 적절하다 할 수 있구요.
경시변화는 대기 노출에서 시험 되었고, 지중과 같은 노출 제한 환경하 시험에서 유의미한 단열정능 변화가 없었다는 시험결과가 있으나, 이것이 뭔지 궁금하네요. 아시면 본문 수정으로 올려주셔도 좋을 거 같습니다.
투습성을 보니 비드법 1호는 압출법 수준이던데, 이는 투습성 뿐이고 수분침투 방지는 다른 차원으로 이해하면 될까요?
감사합니다.
협회에서는 기초측면단열재로 반드시 XPS를 사용하도록 하고 있는데, 이는 XPS가 매우 낮은 흡수율을 보이기 때문인 것으로 알고 있습니다. 다만, 본문에서도 밝힌 바와 같이(아래), 장기적으로 흡수율에 변화가 없는지에 대해서는 검증이 부족한 상황인 것으로 이해됩니다.
"협회에서의 바램은 시간경과에 따른 단열성능의 저하가 안정화될 때까지 지속된 실험과 역시 시간경과에 따른 흡수율의 변화도 연구자가 다루어주었으면 하는 바램이다. 압출법보온판의 경우 흡수율이 낮기 때문에 지면에 별다른 방수대책없이 사용한다고 이야기를 했는데 시간이 경과하면서 흡수율이 높아진다면 공허한 이야기가 될 것이기 때문이다."
관련하여 외국의 자료를 찾아보다보니, 전혀 상반되는 결과를 주장하는 자료들이 있습니다. 이에 대해 제 수준에서는 무엇이 타당한지 판단하기 어려워 관리자님과 고수분들의 의견을 여쭙습니다.
1) XPS를 지지하는 자료
http://www.owenscorning.com/NetworkShare/EIS/10018681-FOAMULAR-XPS-Performs-Better-EPS-Tech-Bulletin.pdf
- 저희가 교육을 통해 익히 알고 있는 내용으로, XPS는 closed-cell 구조로서 흡수율이 매우 낮으며 따라서 흡수에 따른 R값 저하가 발생하지 않는다
- EPS는 물을 흡수한 상태에서 얼어버리면 물의 팽창으로 인해 손상되는데, XPS는 이런 현상이 발생하지 않는다
- FPSF에서 측면단열재의 장기적 성능저하를 살펴보아도 XPS(90%)가 EPS(80%) 보다 우수한 성능보존을 보여준다.
2) EPS를 지지하는 자료
https://www.amvicsystem.com/wp-content/uploads/2019/08/Amvic-EPS-vs.-XPS-Water-Absorption.pdf
https://www.quadlock.com/technical_library/third_party/EPS-vs-XPS-Insulation-Retention-Below-Grade.pdf
https://mitheim.com/81/?q=YToyOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjtzOjQ6InBhZ2UiO2k6MTt9&bmode=view&idx=9262119&t=board (국내 한 업체의 주장)
- 15년 실증실험 결과, EPS보다 XPS가 현저히 많은 물을 흡수하였다. R값의 저하 또는 XPS에서 현저히 크게 발생하였다.
- XPS는 낮은 투습계수로 인해 단기적으로 적은 흡수율을 보이지만, 흡수된 물이 마르는 데 오랜 시간이 걸린다. 특히 지면 아래에서는 충분히 마를 수 없어 수분이 점차 누적된다. 반면 EPS는 수분을 쉽게 증발시켜 지면 아래에서도 장기적으로 R값 저하가 크지 않다.
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위에 올린 링크들 외에도 유사한 자료는 여러가지 찾을 수 있는데... 어느 쪽 얘기에 더 관심을 두고 봐야할지 판단이 서지 않습니다. 실무적인 입장에서는, 기초 측면 단열재 (그리고 역전지붕 단열재)로 무엇이 더 적정한지 한번 더 검증받고 싶은 마음입니다.
- 어차피 쇄석으로 두르기 때문에 단열재가 물에 잠길 일은 없고, 따라서 무엇이든 상관없다
- XPS는 흡수율이 낮기 때문에 배수여건이 양호하다면 장기적으로 XPS가 더 안전하다
- 흡수율이 높더라도 잘 마르는 EPS가 단열성능 보존에 유리하다
현재 협회의 방침은 XPS를 사용하라는 것인데, 다시 고민할 필요가 있는 이슈인지요?
우선 문서에서 현장실험결과, 의견서, 그리고 리포트와 논문을 구분해야 하는데요.
수많은 현장실험이 가치가 있고, 유사한 결과가 반복된다면 새로운 논문에 영감을 주긴 합니다만, 우리는 논문의 결과를 준용할 수 밖에 없습니다.
이는 과학이 가지는 아래의 세가지 조건 때문입니다.
1. 재연성 : 항상 같은 조건에서 같은 결과의 재연이 가능해야 합니다.
2. 방향성 : 옳은 조건을 바탕으로 결과가 부합함을 증명해야 합니다.
3. 합의성 : 결과에 대해 연구자 간의 합의가 있어야 합니다.
이 세 가지로 정의된 명제가 오랜 세월을 거치면서 완전히 뒤집어지는 경우는 종종 있어 왔습니다. 그 것이 과학 발달의 동력이기도 했구요..
하지만 그 뒤집어진 진실이 새로운 진실이 되기 위해서는 마찬가지로 위의 세 가지를 만족 시켜야 했습니다.
이 결과를 보실 때, 내용에서 분리를 해야 할 것은..
가. 지상과 지하 중 어떤 조건인가?
나. 인위적인 흡수 후의 열전도시험인가, 자연상태에서의 결과인가?
다. 인위적인 흡수라면 그 조건이 무엇인가?
라. 결과의 절대값은 비교했는가? (%는 왜곡된 해석을 쉽게 양산하기 때문입니다.)
가장 최근의 해외 논문은 아래와 같습니다.
http://www.dctech.com.au/uploads/54468/ufiles/Long_Term_Water_Absorption_Tests/Long_term_water_absorption_tests.pdf
이런 논의도 있었습니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z4_04&wr_id=172
아래 논의를 보시기 전에 지금까지 증명된 두 가지 사실을 기반해야 합니다.
가. 압출법단열재가 비드법단열재 보다 흡수율이 낮다.
나. 비드법단열재의 습기투과성이 높다.
즉, 압출법단열재가 젖기 더 어렵지만, 한번 흡수된 물이 증발되는 속도도 느린 반면, 비드법단열재는 그 반대의 조건이라는 의미입니다.
이 조건 때문에... 해당 단열재가 건조할 수 있는 조건에 있었는가 아닌가가 중요한 판단 기준이 될 수 있습니다.
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올려 주신 (EPS를 지지하는 자료) 문서를 해석하자면..
1. 이 문서는 아래 결과를 바탕에 두고 있습니다. 그 아래에 올려 주신 두번째 문서를 근거에 두고 있습니다. 즉 같은 내용입니다.
https://plastifab.us/eps-insulation-r-value-retention-outperforms-xps-insulation-after-15-year-below-grade-service/
이 역시 현장 시험이므로 참고가 될 수 있겠지만, 이 결과를 준용할 수는 없습니다. 15년 동안 ㄱ 속의 물이 어떤 조건인지 알 수 없기 때문입니다. (최악의 경우 한 쪽 단열재에만 물이 닿아 있을 수도 있으니까요.)
해당 문서를 키워드로 검색을 해보시면, 유독 한 회사, 한 사람만 계속 이 것을 근거로 EPS가 우수하다고 하는 것을 인지하실 수 있으실 거여요.
하지만 이 것을 떠나서, 이 문서의 맨 끝에 있는 내용이 핵심 같습니다. 위에서 말씀드린 "습기투과성"에 대한 언급 입니다. 즉, 건조 될 수 있는 조건이라면 EPS가 더 빨리 마를 수 있다는 점입니다.
2. 상기 내용과 같습니다. 즉 1,2번이 동일한 내용입니다.
3. 세번째도 결국 같은 맥락인데요. 여기서 한가지 참고할 것은.. 단열재의 밀도를 언급했다는 점입니다. 맞습니다. 비드법단열재도 밀도가 올라가면 지중 단열재로 유의미한 결과를 도출할 수 있습니다. 다만 그 밀도가 최소 30kg/m3은 넘어야 하며, 유럽에서도 지중단열재로 승인된 비드법단열재가 별도로 존재를 합니다.
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통상적으로 건전한 디테일이 수반된다면.. (기초저면의 잡석 두께, 기초 측면의 쇄석, 혹은 역전지붕의 열린 구조) 라면 압출법단열재와 비드법단열재는 거의 유사한 결과가 있을 거라고 추정하고 있습니다. 늦게 흡수하고 느리게 증발, 빠르게 흡수하고 빠르게 증발....
그러나, 모든 건물이 협회의 열린 구조를 지향하는 것은 아니기에 지중의 단열재는 압출법단열재가 유효하다고 말씀드릴 수 있습니다. 특히 흡수율을 떠나서 압축강도 때문이라도 그렇습니다.
관리자님 말씀대로, 한두가지의 사례로 섣부르게 판단을 내리는 것은 올바르지 않고
축적된 데이터와 분석을 기반으로 하는 논문의 결과를 준용해야 한다는 데 동의합니다.
ㅇ 올려주신 이 링크가 작동하지 않는 것 같습니다. 혹시 대체 링크가 있을까요?
http://www.dctech.com.au/uploads/54468/ufiles/Long_Term_Water_Absorption_Tests/Long_term_water_absorption_tests.pdf
ㅇ EPS에 관한 1번 자료에 언급되는 미국 National Oak Ridge 연구소의 실험결과 자료는 아래 링크에 있습니다. 참고로 올립니다.
https://info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub36100.pdf
ㅇ 건전한 디테일이라는 전제 하에, EPS나 XPS나 기초 측면단열재로는 유효하나, 기초 하부단열재로 사용되기 위해서는 승인된 고밀도의 제품이 사용되어야 하고 아직 국내에서는 사용여건이 준비되지 않았다... 정도로 말씀을 이해해도 무방한지요?
ㅇ 아래 자료는 역전지붕에서 XPS의 흡수에 대한 실험결과입니다. 물론 green roof에 대한 실험이어서 쇄석으로만 마감하는 경우와는 차이가 있겠지만, 시간에 따라 XPS에 수분이 축적된다는 결과를 보여주고 있습니다. 우리나라는 유럽에 비해 여름철 집중호우량이 크고 또 여름에 습해 증발되는 수분도 적을테니, 더 열악한 결과가 발생하지 않을까 생각이 듭니다. 혹시 국내 환경에 대한 유사한 자료가 있을까요? 역전지붕은 단열재가 일부 젖을 수 있다는 가정을 두고 있는데, 무거운 하중이 올라가지 않을 경우 EPS가 더 나은 선택이 될 수 있을까요?
https://wufi.de/literatur/Zirkelbach,%20Schafaczek%202011%20-%20Thermal%20Performance%20Degradation%20of%20Foam.pdf
두서없이 질문을 이어가 봅니다. 관리자님과 고수님들의 고견을 기다립니다.
저작권 자료를 통채로 올려 드릴 수는 없고, 핵심 결론만 올려 드립니다.
기초 측면이든, 역전지붕의 단열재 이든, 건전한 디테일이 있다고 하더라도 시스템으로 이를 허용하는 무언가 근거가 마련되어야 합니다. 그래서 독일의 예를 들어 드렸던 것인데요..
EPS 중에서 "물이 닿는 곳에 사용되는 별도의 제품을 특별히 승인"하고 있는 것을 의미했습니다. 우리나라는 아직 그런 시스템이 없으므로, XPS를 사용하셔야 합니다.
링크를 해주신 Daniel Zirkelbach 의 논문도 같은 맥락입니다. XPS 밖에 사용되지 못하는 부위이기에 XPS의 축척량을 논한 것이기 때문입니다. EPS였다면 훨씬 심한 결과를 보였을 것입니다.
이 논문의 저자가 아래 영상의 19분56초 부터 나오는 분인데요..
https://youtu.be/Q-fxcY6lhBs
이 논문은 아니지만 이 분류의 이슈에 대해 서로 직접적인 논의를 한 적이 있습니다. 결론은 이미 말씀드린 바와 같고요.
이는 이제 실물실험이 아니더라도 WUFI 라는 소프트웨어로 장기 성능을 충분히 예측할 수 있습니다. 이 논문도 WUFI 시뮬레이션 값의 보정을 위해서 실행한 실험이기도 했고요.
그러므로 XPS를 사용하시길 권해 드립니다.
EPS의 흡수율을 간접 확인할 수 있는 내용입니다. 2분05초 부터 나옵니다.
https://youtu.be/2KiR_q4ZpJc