단열재의 성능은 추울 때가 아니라 따뜻할 때 최고성능을 발휘한다고...

빌딩사이언스 계를 선도하는 조 스트브룩이 

한번은 단열재의 성능을 지금과 같이 R-12, R32 하는 식으로 표시를 하지 말고 아래와 같은 그래프로 표시를 하자는 제안을 한 적이 있었다. 단열재의 성능이 단순하게 R-12와 같은 수치로 나타내기에는 좀 더 고려해야만 할 복합한 부분들이 있다는 얘기이다. 어떤 부분들이 있는지 아래 그래프를 보면서 좀 알아본다.

 

일단 아래 그림에서 R-15 라는 수치는 수평의 점선 부분이다. 우리가 통상 R값으로 나타내는 단열재 성능은 사용되는 환경적인 조건에 관계없이 단열재 성능이 똑같을 것이라는 생각을 하게 한다. 하지만 그렇지 않다는 것이다. 실제로 단열재의 성능은 여러가지 조건들에 의해서 영향을 받게 되어 아래 그림에서 곡선으로 그려진 모양과 같은 성능을 나타낸다.

 

제품에 표시된 성능보다는 실제 사용될 경우 벽체의 단열성은 낮게 나타나고, 거기에다가 사용되는 곳의 온도가 낮아지거나 높아져도 단열재의 성능이 떨어지는 것이다. 원인은 단열재 자체의 온도에 대한 재료적인 특성과 함께 뼈대를 이루는 구조재의 차이에 따른 열교현상 등이 반영되기 때문이다

 

섭씨 21도에서 최고의 단열성능을 발휘하는 이유는

위 그래프에서 단열재의 성능이 화씨 70F, 우리가 쓰는 섭씨로 21도 정도에서 최고의 성능을 발휘하는 이유는 단열재 성능을 시험하는 검사기준이 그 정도의 온도이기 때문에 거기에 최적화된 제품들을 단열재 회사들이 만들어 내기 때문이다. 제조사들은 시험성적이 중요하지 실제 단열성능이 중요한 것이 아니다. 아마도 실험온도가 달랐다면 위의 그래프도 온도에 따라서좌우로 중심점이 이동을 했을 것이다.

 

위 그래프에서 아랫쪽에 있는 점선으로 표시된 곡선들은 단열재가 꽉꽉 빈틈없이 채워지지 못하고 빈틈들이 있어서 공기 유출이 일어날 경우의 단열성능 저하를 보여준다. 단열재 선택에 있어선 성능 뿐만 아니라 어떻게 시공을 하는가에 따라서도 차이가 크다는 것을 나타낸다. 그런 측면에선 조셉 스티브룩의 주장도 나름 설득력이 있다고 볼 수 있다.

 

하지만, 위와 같은 식의 단열재 성능 그래프를 만들려고 한다면 지금까지 해오던 단순한 방식의 단열성 측정, 즉 작은 실험체를 만들어서 정해진 조건에서만 측정을 하는 방식의 시험으로는 위와 같은 방식의 단열성 측정수치 자체가 나오지를 못한다.

 

위와 같은 단열재의 성능 그래프는 어떻게 해서 만들어 질 수 있었을까?

그런 조셉의 BSC사가 아래와 같은 대규모의 벽체 자체 단열성을 측정할 수 있는 측정실을 가지고 있기 때문이라고 한다. 벽체를 실제 크기대로 만들어서 저 안쪽에 있는 커다란 측정장치 속으로 이동을 시켜서 양쪽에 온도차, 압력차 등을 조절해 가면서 측정을 하는 것이다.

 

국내엔 이런 장비 자체가 없다. 단순히 정해진 조건에서만 모형을 만들어서 측정을 할 수 있는 측정장치만 있을 뿐이다. 아마도 저런 장치를 가지고 있다보니 조셉 스티브룩도 그렇게 자신있게 단열성능 표시를 바꾸자는 제안을 할 수가 있었을 것이다.

 

성능표시야 어쨌든 간에 조셉의 제안을 통해서 우리가 알 수 있는 것은 단열재의 성능은 사용되는 환경조건에 따라서 다르다는 것이고, 시공을 꼼꼼하게 제대로 하는 것이 중요하다는 것이다. 그런 점만 알고 있어도 좋은 집을 지을 수 있는 기본기는 갖춘 것이다.