11-01. 콘크리트 외벽의 내단열

 이 글은 기존 주택을 따뜻한 주택으로 리모델링 하는데 있어서, 불가피하게 내단열을 선택할 수 밖에 없는 경우와 신축일지라도 내단열로 설계/시공될 수 밖에 없는 경우를 위해, 어떤 것이 적절한 내단열 방법인가를 다룬 글이다.

(적절한 내단열이라니!!! 이 얼마나 모순되는 말인가...)

 다만 이 글은 최소의 비용을 목적으로 하고 있는 동시에, 최소의 성능도 같이 담고 있다. 즉 무엇이든 최소의 성능을 위한 가격의 하한선이 존재해야 하기 때문이다. 이를 무시하면 결국 머지않아 리모델링을 다시 하게 된다.

우리나라 리모델링 시장

 리모델링에 대한 수요는 꾸준히 늘어 왔다. 그러나 우리나라에서의 리모델링은 대부분 “창문교체+인테리어”라는 공식이 존재하고 있다. 이것은 인테리어 공사에 창문을 덤으로 한 것이지 리모델링은 아니다.

특히 하자없는 따뜻한 집을 목적으로한 리모델링은 더더욱 아니다.

 이 글에서 주택 리모델링의 모든 것을 담지는 못한다. 협회로 들어오는 많은 개보수 관련 질문 중에서 자주 중복되는 질문이 건축주에게 꼭 필요한 사항일 것이라는 생각으로 그 내용을 간략히 정리하였으며, 이는 주로 내단열의 방법에 집중되었다. 

 분명한 것은 리모델링도 신축과 마찬가지로 제대로 된 설계와 이에 따른 전문가의 시공이 뒤따라야 하는데, 우리나라 시장이 그 것을 따라가기에는 너무나 다른 길을 멀리 떠나 있는 상태라서 안타까울 뿐이다.

 그저 “고치고, 고치고 또 고치는” 현상이 반복되지 않기만을 바랄 뿐이다.

리모델링 비용

 냉정하게 이야기하자면 단독주택에서 구조체 만을 남기는 전면 리모델링의 시공비는 신축비용의 80% 이상 이라고 보아야 한다. 경우에 따라서는 신축 비용과 같을 수도 있다. 

 이러한 전면 리모델링은 성능을 구현하는데 가장 나은 방법이긴 하나, 그 비용이 높기 때문에, 주로 신축을 할 경우 건축법의 강화로 인해 면적 손실이 매우 클 경우 선택을 하게 된다. 

 그러므로 아마 대부분은 이러한 전면 리모델링보다는 부분 보수에 가까운 형태를 택하게 될 것이고, 주로 내부를 뜯어 고치는 식이 될 것이다. 그래서 막상 무언가 계획을 세우고 시공사를 찾으면 인테리어 회사를 만나게 되고, 이 인테리어 회사 중에서 이른바 “단열과 기밀”에 대한 개념을 가지고 접근하는 곳은 매우 찾기 어려운 것이 첫 번째 만나게 되는 문제점이 된다.

 그래서 (전문가가 설계부터 개입될 리가 만무한) 이 시장이야말로, 건축주가 계약 당시부터 공사의 방향성을 명확히 가지고 있어야 한다.

 아파트의 경우 명백히 실내만의 공사이며, 외벽의 면적이 단독주택에 비해서는 턱없이 작기 때문에 전면적인 리모델링을 하더라도 비용은 단독주택에 비해 훨씬 작게 들어 간다.

 통상 아파트의 인테리어 비용은 150만원/평 정도부터 시작을 하는데, 이 비용에는 단열을 제대로 하기 위한 비용과 환기장치는 전혀 고려되어 있지 않다.

 그러므로 실내 마감재의 선정에 더더욱 주의를 해야 한다. 그 비용이라도 아껴야 단열과 기밀공사 그리고 환기장치에 투자를 할 수 있기 때문이다. 특히 바닥마감재를 비닐계장판을 선택하면 그 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

 생각해 보면, 원목마루도 아닌 인공적으로 만들어진 "강마루, 강화마루" 등에 큰 비용을 쓸 이유는 없어 보인다. 또한 비닐계장판이 최근 워낙 잘 나온다는 것도 고려해야 한다.

주요 요소와 접근 전략

 건강한 리모델링에서 고려해야 할 주요 사항들은 신축 건물의 고려 요소와 다를 바는 없다. 그러나, 인접대지 경계선과의 거리 규정이 없었던 시절에 지어진 건물이 대부분이고, 이런 건물은 사실상 외단열 시공을 할 만한 공간이 충분치 않은 경우가 대부분이다. 

 거기에 더해서 “외관이 사회 공통의 재산”이라는 인식이 희박하였기에, 외벽에 불법 확장한 샤시, 가스배관, 에어컨배관을 비롯하여 수많은 잡다한 요소들이 붙어 있기 때문에 이를 모두 제거 또는 이설한 후에 외단열을 하는 것도 현실적으로는 불가능하다. 아파트는 물론 외관의 변화를 고려할 필요 조차 없다.

 그러기에 대부분의 건축주는 내단열을 고려하게 되고, 이 글은 이 부분에 집중한다. 

 내단열은 최악이다.

 특히 콘크리트구조의 내단열은 다음과 같은 커다란 단점이 존재한다.

가. 외부 콘크리트 구체의 거대한 축열량이 도시를 뜨겁게 만든다.

나. 실내는 축열체가 없어 여름철 쉽게 더워지고, 겨울철 쉽게 추워진다.

다. 콘크리트 구조체와 단열재 사이에 상시 결로와 곰팡이의 위험이 있다.

라. 유기질단열재를 사용할 경우 화재시 예측할 수 없는 피해를 입을 수 있다.

마. 그렇다고 무기질단열재를 사용할 경우 이를 시공해 본 사람도 아예 없다.

하지만 우리는 줄기차게 주거시설의 내단열을 고수해 왔고, 지금도 그 방향성의 전환은 보이지 않는다.

주거시설에서 "제대로 된 내단열"이 너무나 아이러니한 표현이기는 하나, 실존을 외면한 들 망상만 남을 뿐이니, 내단열 공사를 염두에 두고 계시는 분들을 위해 이 자료를 남긴다.

피할 수 없다면, 그래도 잘 하는 방법이 정리되는 것이 맞다고 생각 들었기 때문이다.

그러나, 이 글을 적는 지금 현재도 우리 협회는 "주거시설은 외단열로 해야 한다."라는게 공식 입장이다.

기존 마감의 철거

 내단열을 하기 위해 어디까지 철거를 해야 하는지 묻는 질문이 많은데, 원칙적으로는 구조체의 바탕면까지 모두 드러내야 한다. 만약 특정 소재가 붙어 있는 채로 단열재를 붙일 경우 그 속에서 심각한 수준의 곰팡이가 필 수 있기 때문이다.

구조체나 내벽에 벽지만 붙어 있을 경우

 기존에 석고보드 등이 시공되어져 있을 경우 벽지까지 다 한꺼번에 철거를 하면 되지만, 오래된 집의 대부분은 벽체 위에 벽지만 시공된 경우가 많다. 이 경우 벽지를 그냥 두고 단열재를 시공하는데, 이 역시 좋지 않은 방법이다. 기존 벽지의 제거는 매우 까다롭지만, 스팀다리미 또는 스팀청소기를 이용하면 매우 빠른 시간 내에 손쉽게 없앨 수 있다. 가급적 스팀이 계속 나오는 제품을 이용하는 것이 몸과 마음이 편하다.

단열재의 선택

우리나라는 유기질이 대부분의 시장을 차지하고 있기 때문에 우선 유기질단열재를 사용한 내단열에 초점을 둔다.

내단열에 사용될 수 있는 유기질단열재는 사실상 압출법단열재(XPS)외에는 별다른 대안이 없다.

XPS는 그 독특한 스킨으로 인한 투습성능이 매우 낮기 때문에, 단열재 내부를 통과하는 수증기에 의한 2차적 피햬를 최소화할 수 있다.

이론적으로 약 100mm 이상의 XPS는 불투습으로 보아도 무방하다. 즉 100mm 이상의 XPS를 사용할 경우 실내측에 방습층을 별도로 만들 필요가 없는 것이 장점이다. 이 방습층의 필요성은 다른 글에서 충분히 설명을 하였기에 넘어간다.

 비록 현실과는 동떨어진 이야기가 될 수 있으나, 내단열의 최선은 무기질단열재+방습층의 시공임을 한번 더 짚고 넘어간다. 

폴리우레탄계열의 단열재

: PIR과 PUR로 나누는데, 주거시설에서 난연성능이 전혀 없는 PUR 사용은 고려될 수 없으며, PIR이라고 하더라도 발포가스의 높은 온난화지수와 화재시 발생하는 HCN 가스로 인해 고려되기는 어렵다. 

다행(?)스럽게도 그 가격 때문에 시장에서 사용되는 예가 극히 적기 때문에, 추가적 설명은 필요없을 듯 하다.

EPS 단열재

: 통상 XPS보다 투습저항계수가 작다고 보기 때문에, 상대적으로 불리하다. 

기타 유기질단열재는 고려대상에서 제외하였다.

XPS 단열재

 : 사용은 하되, 결국 유기계단열재 임을 잊지 않아야 한다. 

"XPS가 EPS 보다 불에 강하다" 또는 "자기소화성이 있어 화재시 안전하다"라는 말은 "2mm의 수심이 1mm 의 수심보다 한없이 깊다"라는 표현과 다르지 않다.

그러므로 유기질단열재를 내단열로 사용할 경우, 단열재의 실내측에 석고보드 두 겹이 시공되어야 한다.

"유기질단열재+석고보드"는 태어날 때 부터 한 몸이다.

이보드 또는 그와 유사한 제품 

 압출법단열재 위에 플라스틱 느낌의 PP소재를 덧붙인 제품이 많이 사용되고 있다. 이런 종류의 자재는 "단열재+마감재를 위한 바탕재"를 한 몸에 가지고 있다는 장점이 있다. 특히 이런 제품이 시장에서 외연을 키울 수 있었던 배경은 아래 그럼처럼 20~25mm 두께의 결로방지단열재를 시공할 때, 구조체와 일체타설을 할 경우 철근배근부터 시작해서 많은 것을 고려해야하고, 

 이 것이 싫어서 후부착을 할 경우 마감시 다른 곳과 단차가 생길 수 밖에 없었는데, 이와 유사한 제품을 사용할 경우 석고보드 마감과 그 두께를 같이 할 수 있어 작업이 편하다는 이유에서 였다. 

 즉, 공동주택의 결로방지단열재로 개발된 것이 내단열재로 퍼지게 된 것이다. 

 그러나, 이 구성 역시 결국은 "압출법단열재+폴리프로필렌", 즉 석유화학제품의 조합이다.

 이를 붙이고, 벽지로 마감을 끝내는 것은 지금까지 우리나라가 노력해 왔던 거의 모든 "내화성능"에 관한 역사를 부정하는 것과 같다. (그러나, 이 역시 법적으로는 적용받지 않을 수 있는 경우가 너무나 많다.)

그러므로, 압출법단열재만을 사용하든, PP일체형 압출법단열재를 사용하든 결국 실내 측에 석고보드 2겹이 시공되어야 한다. 

 또한 석유화학제품임이므로 실내공기질에 영향을 미치는 휘발성유기화합물의 함유 정도를 시험성적서로 제시하고 있는지를 확인해야 하며, 이러한 시험성적서가 있다고 하더라도 “ZERO”는 아니기에 공사 시 또는 공사 후 충분한 환기를 통해 이를 배출시켜야 한다. 

 이런 류의 제품군이 장점도 있는데, 표면의 PP 소재로 인해 방습성능이 높아진다는 점이다. 즉 상대적으로 얇은 단열재를 사용해도 방습층 시공을 생략할 수 있는데, 그냥 없앨 수 있는 것은 아니고, 단열재를 어떻게 접착했느냐에 따라 다르다.

단열재의 접착

단열재는 구조체에 밀착되어 붙어야 한다. 

리모델링 후 문제의 시작은 바로 단열재와 구조체 사이의 틈새라고 봐도 무방하다.

이 곳이 왜 문제가 되는지는... 아래 그림처럼 

가. 구조체와 단열재 사이의 온도가 겨울철 매우 낮게 떨어지기 때문에, 단열재와 단열재 또는 단열재와 구조체 사이로 습기가 들어가 이 곳에 모일 경우 다량의 곰팡이 생성으로 이어 지고,  

나. 단열재의 중앙만 접착할 경우 단열재가 장기적으로 휠 수 있으며, 

다. 단열재가 얇을 경우 외력에 의해 벽에 눌림이 갈 수도 있다. 

그러나 단열재를 구조체에 접착할  때, 이 틈새를 완전히 없애는 것은 불가능하다. 일단 구조체가 울퉁불퉁하기 때문이다. 

 완전히 평평하다면, 이론적으로 단열재 전체면에 접착몰탈을 모두 펴서 바르는 것이 가장 좋다. 그러나, 그런 벽면은 없기에, 단열재에 전면적으로 접착몰탈을 바르기 보다는 중앙과 테두리를 모두 바르는 형식이 유효하다.  

이 방식은 벽면이 미세하게 경사가 생긴 경우에도 접착몰탈로 그 두께를 맞출 수 있다는 장점도 생긴다. 이 방식은 습기로 인한 피해를 최소화할 수 있고, 구조적으로도 견고해지기는 유일한 방식이다.

 아래 사진은 외단열을 위한 단열재를 붙이기 위해 몰탈접착제를 바르는 모습이기는 하나, 내단열의 접착도 같은 모양이 되어야 한다. "테두리와 중앙"을 잊지 말자.

 단열재를 두 겹으로 붙이면, 단열재와 단열재 사이의 열교는 확실히 줄어든다. 그러나, 중앙과 테두리는 모두 발라가면서 두 겹으로 작업을 하는 것은, 반대 급부로 "부실 공사"로 갈 확률도 올라갈 수 있다는 점에 유의해야 한다. 힘든 일은 모두가 힘들어 하기 때문이다. 

그러므로 한 겹이든 두 겹이든, 제대로 하는 것이 더 나은 결과를 보장한다.

방습층의 형성

 당연하겠지만, 단열재와 단열재 사이도 습기가 들어가지 않도록 조치를 취해야 한다. 폴리우레탄폼으로 틈새를 메우는 것은 기본이지만, 폴리우레탄폼도 습기투과성이 있으므로, 전용 방습테잎으로 조치를 취하는 것이 최선의 결과를 보장 받을 수 있다. 

특히 우리가 단열재를 붙일 때, 가급적 틈새 없이 밀착해서 붙이게 되는데, 단열재와 단열재 사이, 그리고 단열재와 구조체 사이를 아무리 잘 밀착해서 붙인다고 하더라도 습기의 유입은 막을 수 없다.

또한 그 사이에 단열폼으로 메꾸더라도 얇은 틈은 그 속까지 발포폼이 들어가지 않기도 하거니와, 이 폼은 방습의 역할을 하지 못한다.  그러므로 전용 방습테잎이 필요하다.

 이와 유사한 방습테잎으로 단열재와 단열재 사이, 그리고 단열재와 구조체 사이의 틈새 부분을 모두 붙여 주어야 한다.

이 때 단열재를 잘 고정하기 위해 단열재 위에 각목을 대고 못으로 고정을 하는 것은 잘못된 방식이다.  못이 가진 빠른 열전달 능력 때문에 못머리에 결로가 맺히며, 못이 녹쓸기도 한다. 물론 접착제가 모두 굳은 후에 이 못을 제거하는 훌륭한 회사가 가끔 있지만, 그렇지 못한 회사가 대부분이다.

 그래서 가급적 건조가 빠른 접착제의 사용이 좋다.

접착제의 종류 

 거의 일반 명사처럼 G2 본드라는 것을 사용하는데, 냄새가 매우 많이 난다. 

그러므로 이런 유사 종류의 제품을 사용시 환경마크를 받은 제품인지를 확인해야 한다. 최근 폴리우레탄폼을 사용하는 현장도 많은데, 단열폼과 접착폼이 구분되기 때문에 구입시 이를 확인해야 하며, B2 (유럽의 난연등급)이상의 제품을 사용해야 한다.

 폴리우레탄폼은 경화시간이 짧아서 능숙한 숙련자가 작업을 할 경우 면의 평활도를 맞추기도 편하다. 이 접착폼을 사용한 작업의 요령은... 단열재에 폼을 도포한 후 약 4분이 경과한 후에 단열재를 들어서 부착하면 되고, 처음부터 너무 누르면 다시 빼낼 수는 없기 때문에 서서히 누르면서 면의 평활도를 맞추어 가는 것이 요령이다.

외벽의 콘센트

 단열을 할 경우 가장 주의해야 할 부분이 외벽에 콘센트박스가 붙어 있는 경우다. (내단열 건물에서 단열재가 붙는 부분에 콘센트박스를 만드는 것은 내부 결로로 인한 전기합선 등의 매우 큰 위험을 동반하게 된다. 그러므로 설계를 하시는 분은 내단열 건물의 경우 "제발" 외기 직접면에 콘센트박스를 만들지 않기를 바란다. 

리모델링의 단열공사를 할 때도 마찬가지이다. 이 위에 그냥 단열시공을 할 경우 박스 내부에 결로가 생기게 되며 치명적인 화재로 이어질 수 있기 때문이다.

그러므로, 이 박스를 살리면 안되는데 그렇다고 해서 콘센트를 모두 없앨 수는 없으므로, 전선만을 빼내고 습기가 들어가지 않도록 조치를 해야 한다. 전기를 끊고 박스를 제거하는 것이 최선이지만, 불가피하게 필요할 경우 아래 사진처럼 전선만 끌어내고 주변을 방습테잎으로 처리해야 한다. 

 석고보드의 시공

 내단열시 석고보드는 필수이며, (화재시 석고보드와 석고보드의 틈새로 불길이 번지는 것을 막기 위해서) 그 것도 두 겹이어야 한다. 

 이는 우리나라 내화규정이기도 하지만, 법을 떠나서 스스로의 생명을 지킬 수 있는 가장 기초적인 방법이기 때문이다.  만약 본드시공이 제대로 된다면 별다른 조치없이 단열재 위에 석고본드를 이용해 석고보드를 직접 부착이 가능하다.

 그러나 내화규정에 의하면 이 방법은 불가능하며, 석고보드 내부에 이를 받아 줄 수 있는 각목 등으로 된 바탕면이 있어야 하며, 이 위에 나사못을 사용하여 이를 고정해야 한다. 하지만, 이 역시 엉뚱하게 처리되거나 생략되는 것 보다 실행되는 것이 옳기에, 직접 부착도 불가피하게 “할 수 있다”라고 적을 수 밖에 없다. (그러나 결코 옳은 방법은 아니기에 마음은 편치 못하다.) 

석고보드 자체는 완전 투습체이기에 본드 시공이 반드시 테두리까지 발라져야 할 필요는 없다. 두 번째 석고보드는 타카를 이용해서 고정이 가능하다. 석고보드는 가급적 방화석고보드를 사용하는 것이 권장된다.

무기질단열재+방습층의 시공

 내단열은 이 방법이 최선이며 이론의 여지가 없다.

비록 시장에서 외면받고 있으나, 이는 불가능해서가 아니라, 워낙 경험이 없는 것이 이유이기에 이 방식의 설명없이 내단열을 이야기할 수 없다. 

 무기질단열재 중에서 비교적 저렴하고, 구하기 쉬운 것이 글라스울인데, 권장되는 24kg/㎥ 의 밀도 제품도 자체 강도가 거의 없다. 그래서 압출법단열재처럼 독립적으로 시공되지 못하고, 하지 틀을 만들어서 그 속에 끼워 넣는 방식이 되어야 한다. 

 이 목재틀은 나중에 석고보드 고정을 위한 바탕면으로도 사용된다. 이 경우 창문의 시공도 더 합리적으로 될 수 있고, 목재틀을 몇 겹으로 시공하느냐에 따라서 단열재 두께도 자유롭게 늘릴 수 있기 때문에 화재의 안전성을 떠나서 여러모로 유리한 점이 있다. 다만 모든 글라스울 단열재는 석고보드와 같이 완전 투습체이기 때문에 방습층이 반드시 들어가야 한다. (아래 그림에서의 푸른 점선)

 이 방습층은 각종 이음매에서 방습테잎으로 붙인다. 

 이 틀을 이용해서 창턱의 마감도 가능하기에 창문의 시공도 별도의 커다란 철재 브라켓 없이 시공이 가능하다. (물론 이 경우에도 평평한 형태의 철물이 들어가긴 한다.) 시공의 순서는  [바탕면정리 - 목재틀1 - 사이에 글라스울 - 목재틀 2 - 사이에 글라스울 - 방습층 - 석고보드 나사고정 - 석고보드 타카시공]의 순서로 하면 된다.

 이 그림은 이해를 돕기 위한 간략한 그림이며, 창문의 위치는 단열 두께 또는 외장재의 종류나 상태에 따라서 가변적이다.  

 다만, 이중창은 외부창의 안쪽 창에서 부터 단열이 시작된다고 볼 수 있기 때문에, 이 선과 구조체의 안쪽선을 맞추는 것이 가장 좋다. 그러나, 현장의 상황에 따라 조금씩 앞 뒤로 움직이는 것은 성능과 크게 상관없다. 

천장의 단열 - 경사지붕

 경사지붕일 때, 평천장에 단열재를 추가하는 것은 옳은 방법이 아니다. 이는 평천장과 경사면 사이에 빈 공간이 있는 것인데, 이는 벽면에 단열재를 붙일 때, 바탕면과 단열재 사이에 빈 공간이 없도록 노력을 하는 것을 이해한다면, 이 방식은 그 공간 속에 곰팡이를 기르고 있는 것과 같다. 

 평천장의 단열재 때문에 빈공간의 온도가 매우 심하게 하락하고, 그 공간으로 실내의 습기가 침투하는 것이 곰팡이 생성의 원인이다. 그러므로 천장을 드러내고 경사면에 단열을 추가하는 것이 맞다. 이 때의 주의사항은 외벽의 단열재를 시공하는 것과 같으며, 특히 전등을 위한 전선의 처리에 유의해야 한다.

물론 외벽에 글라스울단열재 시공과 마찬가지로 실내측에 방습층이 있을 경우 빈공간을 두어도 되기는 하나, 기존 주택의 일반적 상황을 고려할 때, 평천장에 방습층을 완전히 만드는 것은 불가능하다.

천장의 단열 : 평지붕

 평지붕은 내부에서 단열을 할 필요는 없다. 오히려 외부에 하는 것이 더 저렴하고 간편하다.  기존 지붕에 방수 문제가 없다면, 평지붕 위에 어떠한 처리도 필요로 하지 않고 아래의 순서대로 하면 단열을 처리할 수 있다.

[압출법단열재 100mm 이상 - 지붕용투습방수지 - 구멍있는 배수판 - 부직포 - 쇄석 50mm 이상] 의 순서로 하면 된다.

 즉, 평지붕위에 그냥 단열재를 올리고, 이 단열재를 보호하기 위한 조치를 상부에 하는 것이다. 그리고 최종적으로 풍압에 견디고, 보행이 가능하도록 쇄석을 깔면 된다. 이른바 “역전지붕”이라는 방법이며, 단열재 사이 또는 하부로 빗물이 들어가도 단열성능과는 거의 무관하다는 장점이 있다. 다만 이 단열재가 기존 배구구를 막지 않도록만 조심하면 된다.

<단열재위에 지붕용투습방수지를 깐 후, 기존 배수구를 보호하기 위한 뚜껑 시공> 

 이 역전지붕의 시공은 아래 링크를 참조하면 된다.

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z10_02&wr_id=115 

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z10_02&wr_id=119 

경사지붕의 외단열은 아래 링크에 시공순서가 잘 나와 있다.

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z10_02&wr_id=113 

아래 글의 질문과 댓글도 도움이 될 것이다.

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z4_01&wr_id=21399 

https://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z4_01&wr_id=58382