'그라스울' 이란 무엇인가?

 

 

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불연성과 내구성, 친환경성을 확보한 보온단열재 ! 부드러운 섬유를 섬세하게 집면해 단열 및 흡음성이 뛰어나며, 무기질 성분이라 불에 타지 않고 시간 경과에 따른 변형이 없어 반영구적으로 사용 가능합니다. 사용 온도는 350℃로 주로 건축용으로 사용되고 있습니다. 

 

그라스울은 폐유리를 고온에 녹인 후 섬유처럼 뽑아내어 만든 '단열재'입니다. 이 때문에 맨 손으로 만지면 많은 따가움을 느끼게 되는데, 이로 인해 한동안 인체 유해성에 대한 논란이 끊임없이 이루어졌습니다. 

 

그림 1. 그라스울 보온판 사진

 

 

 결론적으로는 그라스울의 섬유크기가 호흡기로 들어가기에는 큰 구조이기 때문에 인체에 접촉하여 통증을 유발할 수는 있으나, 유입되더라도 체내에서 용해되어 배출되며, 체내에 유입되지는 않기 때문에 아직까지는 인체에 유해하다는 관련 의학연구를 찾지 못하였다고 합니다.  

 

그림 2. 그라스울 현미경 사진 (a) Cerafiber, (b) Superwool, (c) Rock wool, (d) Glass wool.
<출처: The thermal transformation of Man Made Vitreous Fibers (MMVF) and safe recycling as secondary raw materials (SRM), A.F. Gualtieri>

 

 

 

 그러나 그라스울은 매우 단단한 유리조직이므로 맨손으로 만지거나 피부에 직접 닿을 경우 오랜 시간을 고생할 수 있으므로 피하는 것이 좋습니다. 특히 현장에서는 그라스울을 이용한 작업을 할 경우 반드시 보호장비(장갑, 의류, 마스크)를 착용하고 작업하는 것이 좋습니다. 인체 유해여부는 아직 의학적 견해가 없지만, 오랜 시간 노출이 되는 작업자의 경우는 특히 유의해야하기 때문입니다. 특히 우리나라 현장에서 가장 아쉬운 것이 작업자가 사용하는 마스크인데, 주변에서 어느 누구도 마스크를 사용해야 한다고 권고하지 않는 것이 문제라고 볼 수 있습니다.

 

 그라스울은 소형주택 중에서 주로 목구조나 경량스틸 등 건식구조에 많이 사용되는 단열재입니다. 이는 스터드와 스터드 사이에 단열재를 끼워 넣어야 하는 구조의 특성상 탄성이 있는 단열재를 사용해야하기 때문입니다. 비록 유기단열재도 탄성이 있기는 하나 웬만큼 정밀하게 재단하지 않는 이상 스터드 사이에 끼워 넣기란 불가능에 가깝기도 합니다. 더 큰 문제는 지금까지 우리나라의 건식구조에 사용되던 그라스울은 그 밀도가 너무 낮은 것이 사용되고 있다는 점입니다. 목조주택에 사용되는 그라스울의 밀도는 대부분 9kg/㎥을 사용하고 있는데, 이 낮은 밀도는 여러 가지 문제점을 야기합니다. 그것은 습기가 침투해 들어갈 경우 단열재가 젖고, 젖은 단열재는 무거워져 주저앉는 현상이 생길 수 있다는데 있습니다. 추후 습기가 다 증발한다 하더라도 주저앉은 그라스울은 다시 원상복구 되지 않습니다. 즉, 단열에 결손이 생길 수 있다는 의미입니다.

 

이 때문에 단열재 회사에서는 이를 방지하는 노력을 하고 있었는데, 그 결과가 아래의 그림과 같이 비닐 포장된 저밀도 그라스울입니다. 즉, 저밀도 그라스울에 습기가 침투하는 것을 막기 위해 단열재를 비닐로 포장을 한 제품인데, 문제는 단열재는 보호했지만 더 중요한 것을 간과하고 있다는 것입니다.

 

그림 4. <비닐로 포장된 그라스울>

 

 목구조 혹은 경량철골조의 스터드나 OSB 등이 비닐과 직접 맞닿아 있습니다. 바로 이것에서 문제점이 생깁니다. 이 경우 습기가 단열재에 들어가지는 않으나, 실내의 습기가 사라지는 것은 아니기 때문에 다른 부재로 습기가 스며들게 됩니다. 결국 투습이 되지 않는 비닐과 닿아 있는 부재가 장기적으로는 부식되는 문제가 생길 수 있다는 것입니다. 다시 말해, 집을 위한 단열재이어야 하는데, 단열재를 위한 집이 되어 버리는 것입니다.

 이를 그림으로 그려 보면 아래 그림과 같습니다. 그림을 살펴보면 비닐포장 된 그라스울을 스터드에 고정을 하는 방식임을 알 수 있습니다. 실내 측에서 방습층 역할도 할 수 있고, 단열재가 처지는 것도 막을 수 있으니 일석이조의 제품이라고 할 만합니다. 그러나 문제는 수증기가 작은 틈새로도 쉽게 침투할 수 있다는 점입니다. 즉, 아래 그림처럼 타카로 고정된 단열재 사이로 습기가 침투해 들어가면, 결국 다시 빠져나오지 못하고 스터드와 단열재의 포장비닐 사이에서 장시간 경과를 하게 되는 것입니다. 물론 이 습기가 측면을 넘어 반대편으로 갈 경우 낮은 온도로 인해 동절기 결로의 위험도 함께 내포하게 됩니다.

그림 5 비닐포장 된 그라스울 단열재의 설치(左), 비닐포장 된 그라스울로의 습기 침투 (右)

 

 

 

 하지만 이러한 문제를 떠나서 현재 우리나라에 지어지는 많은 목조주택이 제대로 된 고정조차 하지 않고 있다는 게 더 큰 문제입니다. 저밀도 그라스울은 운송비를 절약하기 위해 압축이 된 상태에서 현장에 들어오게 되는데, 이 단열재를 현장에서 다시 부풀어 오르게 한 다음 시공이 되어야 합니다. 그러나 이 모든 공정이 비용 발생되는 상황이기 때문에 압축된 상태에서 고정도 하지 않고 그냥 손으로 스터드 사이에 밀어 넣게 됩니다. 이런 모든 부분이 하자로 이어질 수 있는 것입니다. 아래의 그림을 살펴보면 즉, 오른쪽의 그림처럼 시공이 되는 것입니다. 이것은 당연히 단열 결손으로 이어지는 결과를 초래하게 됩니다.  

 

그림 6. 건축주가 기대하는 단열재 삽입그림(左), 실제의 단열재 시공(右)

 

 이런 단열상태에서 주택이 따뜻하길 바라는 것은 다소 무리가 되지 않을까 합니다. 우리나라에서 그라스울의 단열성능은 R11, R19 등으로 불렸습니다. 이 단위는 미국식 표현입니다. 즉, 단위가 1ft⌒2*Ｆ*h/BTU인 것입니다. 이 단위를 우리가 현재 사용하는 미국식열저항 나누기 5.678(SI단위)로 변환하면 미터법으로 환산이 됩니다. 다시 말해, R19 = 19 ft2*Ｆ*h/BTU = 19÷5.678 ㎡k/W = 3.346 ㎡k/W 과 같습니다. 이를 열관류율로 변경하면 0.30 W/㎡k로 나타내어집니다. 얼핏 보면 좋은 수치로 느껴지지만, 이 숫자에는 허수가 있습니다. 아래 표는 R11~R30까지의 단열재를 SI의 열관류율로 변경한 표입니다.

구분	구조목두께(mm)	열저항(㎡K/W)	열관류율(W/㎡K)	동일성능의 비드법2종3호 단열재 두께 비교(K=0.034W/mK)
R11	89	1.94	0.52	65mm
R19	140	3.35	0.30	113mm
R30	235	5.28	0.19	179mm

 

 위 표를 살펴보면 그래도 꽤 성능이 좋아 보입니다만, 위의 사진처럼 스터드 사이를 모두 채우지 않으면 위의 표에 해당하는 성능은 결코 나오지 않습니다. 사실 저밀도 그라스울의 제품을 이용해서 단열재를 빈틈없이 채운다는 것은 불가능에 가깝다고 볼 수 있습니다. 우리나라 경량구조 주택은 시작부터 단열성능을 일정 부분 포기하고 들어가는 것과 다름없다는 것입니다.

<출처: 한국패시브건축협회>