[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑥] 웜 루프Warm Roof vs. 콜드 루프Cold Roof

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[단열, 기밀, 결로 방지 프로젝트 ⑥] 웜 루프Warm Roof vs. 콜드 루프Cold Roof - 영국 BBA, 웜 루프 지붕 열 손실 25% 감소

2012년 12월 27일 (목) 11:22:41 | 지면 발행 ( 2012년 12월호 - 전체 보기 )

전원주택에서 에너지 손실은 외벽 30%, 지붕 25%, 바닥 10%, 창호 10%, 열교 10%, 환기 10% 등에 의해 발생한다. 요즘 '웜루프Warm Roof'방식 목구조 지붕에 관심이 쏠리고 있다. 영국의 BBA(British Board of Agreement)가 듀폰사의 타이벡TyvekⓇ Supro Plus(지붕용)를 사용해 웜 루프와 콜드 루프Cold Roof를 비교한 결과, 웜 루프가 콜드 루프보다 지붕의 열 손실이 25% 적은 것으로 나타났다. 웜 루프와 콜드 루프의 차이를 결정하는 요인은 벤트(공기 통로)와 단열재 위치 그리고 2차 마감재의 종류다. 첫째, 벤트가 콜드 루프는 단열재와 O.S.B(Oriented Stranded Board) 사이에 있지만, 웜 루프는 투습 · 방수지 위에 위치한다. 둘째, 단열재 상부 위치가 콜드 루프는 서까래보다 낮지만, 웜 루프는 서까래와 같다. 셋째, 지붕의 1차 마감재는 아스팔트슁글과 기와 등이고 2차 마감재는 아스팔트 시트와 펠트지 및 투습 · 방수지인데 2차 마감재로 콜드 루프는 불투습성 방수 시트를 사용하지만, 웜 루프는 투습 · 방수지를 사용한다(아스팔트 시트는 옵션).

글 윤홍로 기자 도운말 이정현 듀폰코리아(주) 건축 산업소재 사업부 부장

경량 목구조 지붕의 시공 방식은 북미, 유럽 등 지역 또는 국가마다 약간씩 다르다. 우리나라는 주로 북미식 경량 목구조를 채용했다. 북미식 지붕 구조는 외부의 찬 공기가 처마 환기구로 들어와 박공 또는 용마루 환기구로 빠져나가는 전형적인 콜드 루프 형태다. 웜 루프는 유럽의 목구조 방식으로 단열재가 서까래 끝 선까지 올라오고, 그 위에 투습 · 방수지로 마감하는 형태다. 이정현 듀폰코리아㈜ 건축산업소재사업부 부장의 설명으로 웜루프가 콜드루프보다 우수한 점이 무엇인지 살펴보자.

웜 루프 방식 도입 배경은| 북미식 경량 목구조를 도입할 당시 사용한 2차 지붕 마감재는 대부분 아스팔트계 시트, 펠트지 등 불투습성 방수 재료다. 2차 마감재가 방수 기능만 하고 투습성이 없으면 실내, 단열재, 서까래 등의 습기가 외부로 빠져나가지 못해 차가운 외기와 만나 결로가 생길 수밖에 없다. 이 문제를 해결하고자 단열재 상부에서 외부의 공기를 순환시키는 콜드 루프 방식을 사용해 온 것이다. 하지만 현재 투습 · 방수용 하우스 랩House Wrap의 비약적인 발전과 함께 유럽을 중심으로 열 손실이 적고 하자에 안전한 웜 루프 방식을 사용하는 추세다.

콜드 루프의 문제점을 구체적으로 | 찬 공기의 통로(벤트)가 콜드 루프는 단열재 위에서 이뤄지고, 웜 루프는 투습 · 방수용 하우스 랩에서 이뤄진다. 단열재는 정지 상태인 공기층을 품을 때 단열성이 가장 높다. 그러나 단열재 위로 외부의 찬 공기가 끊임없이 흐르면 단열성이 떨어지고, 내부의 따듯한 공기와 외부의 차가운 공기가 만나면 결로가 생기고, 결로는 단열재 위로 떨어져 단열재를 적실 수밖에 없는 구조다. 단열재가 젖으면 따듯한 실내 공기의 누기漏氣, 차가운 외부 공기의 침기浸氣로 열 손실이 발생한다. 반면, 웜 루프는 결로가 단열재 위에 투습 · 방수용 하우스랩에서 발생하고, 이 결로는 하우스랩을 타고 밑으로 빠져 나가므로 단열재를 적시지 않는다.

콜드 루프가 문제 안 된 이유는 | 단열재가 젖었다 말랐다를 반복하기 때문이다. 결로가 주로 발생하는 겨울철에 눅눅하다가 다른 계절에 다시 뽀송뽀송하더라도 단열재가 제 기능을 하는 것은 아니다. 겨울철에 젖었을 때 이미 단열성은 70% 정도 떨어졌기 때문이다. 또한, 콜드 루프는 단열재 위치가 서까래보다 낮기에 그만큼 단열재 두께가 얇을 수밖에 없다. 콜드 루프는 단열재 위로 찬 공기가 계속 흘러 침기와 누기가 발생할 확률이 높지만, 웜 루프 방식은 단열재 위에서 하우스 랩이 침기와 누기를 막아준다. 콜드 루프는 단열성이 떨어지다 보니 준공 초기와 달리 갈수록 난방비가 상승한다. 간간이 경량 목구조는 몇 년짜리란 말까지 나오기도 한다.
콜드 루프의 문제점을 개선하지 않으면 목조주택 문화는 채 뿌리를 내리기도 전에 존재 가치를 상실할지도 모른다.

국내 보급 중인 웜 루프 방식은 | 유럽의 웜 루프 방식은 서까래 사이에 단열재를 채우고, 단열재 위에 투습 · 방수용 하우스 랩을 깔고, 세로상과 가로상을 걸고, 기와를 올리는 심플한 방식이다. 그러나 우리나라에선 지붕을 시공할 때 합판을 밟는 것이 보편화돼 심리적 불안감으로 웜 루프를 시공할 때 서까래 사이에 단열재를 채우고, 투습 · 방수지를 깔고, 세로상을 걸고, O.S.B를 시공하고, 아스팔트 시트를 시공하고, 세로상과 가로상을 걸고, 기와를 올리곤 한다.

웜 루프 성능 평가 리포트가 있는지 | 영국 BBA(British Board of Agreement)에서 듀폰사의 타이벡TyvekⓇ Supro plus(지붕용)를 사용해 웜 루프와 콜드 루프를 비교한 결과, 웜 루프가 콜드 루프보다 총 에너지 소비는 7.1%, 지붕 열 손실은 25%, CO2 배출은 179㎏/년 적었다는 리포트를 발표했다. BBA는 이를 토대로"웜 루프 방식은 결로위험을 줄여 줄 뿐만아니라 벤트에 의한 열손실을 획기적으로 줄인다"면서,"웜루프의 최적효과를 얻기 위해선 기밀방습지를 사용하라"고 추천했다.

지붕용 하우스 랩 선택 요령은 | 여름철 지붕 속 온도는 태양 복사열로 인해 외기 온도보다 훨씬 높다. 30℃일때 지붕 속 온도는 약 80℃를 웃돈다. 지붕용 하우스 랩이 80℃ 온도에 대한 저항성을 갖춰야만 주택의 생애 주기 동안 2차 마감재, 즉 방수 자재로 제 기능을 수행한다. 따라서 지붕용 하우스 랩을 선정할 때 일반 물성인 방수성과 투습성 그리고 내후성을 고려해야 한다. 방수성이 1등급(Class W1) 이상이어야 하며 결로 방지를 위해 투습성이 뛰어나야 한다. 오랜 시간이 흘러도 방수 성능을 잃지 않는 내후성 또한 뛰어나야 한다. 내후성이란 하우스 랩을 설치한 후 지붕 마감 완료까지 자외선(UV: Ultraviolet Rays) 저항성과 건축물 생애 주기 동안의 열 저항성이다. 지붕용 하우스 랩은 벽체와 달리 2차 방수 재료 역할도 해야 한다. 만약, 기와가 깨진다든지 1차 방수기능이 무너졌을 때 하우스 랩이 2차 방수 기능을 해야만 지붕에서 물이 새지 않기 때문이다. 통기성 필름(기능층)이 찢어지지 않도록 부직포 등으로 합지한 삼중 구조 제품은 기능층의 UV 저항성과 열 저항성이 현저히 떨어져 장기적으로 방수성을 보장하지 못한다.

듀폰사의 지붕용 투습 · 방수지의 성능은 | TyvekⓇ Supro Plus는 웜 루프용으로 모든 층이 투습 · 방수 역할을 하는 기능층이고 두께가 175∼220㎛(마이크로미터)이다. 유럽에선 표준 규정인 EN 13859에 근거해 하우스 랩의 UV 및 열에 대한 내후성을 평가한다. 방법은 인위적으로 336시간 UV에 노출시키고 70℃ 열로 90일간 처리한 후 방수성을 시험한다. 이때 오픈 레인 스크린Open Rain Screen용은 5000시간 UV에 노출시킨다. TyvekⓇ Supro Plus는 EN 13859 테스트를 클래스 1로 통과했다. 공기층 1.5㎝에 투습 저항성을 갖는 0.015m(Sd)로 일반 TyvekⓇ(0.001m)보다 높다. 특히, 스웨덴에서 유럽의 하우스 랩 전 제품을 대상으로 한 내후성 테스트 결과(SPReport) 최고로 나타났다. 한편, 듀폰사는 지붕용 하우스랩은 매우 중요함에도 EN 13859 규정은 너무 약하기에 계속해서 이의를 제기하고 있다. 내후성은 시간이 지나면서 문제점을 드러내는데, 통기성 필름에 부직포를 감싼 투습 · 방수지가 여기에 해당한다. 이 밖에 웜 루프 투습 · 방수지인 TyvekⓇ Enercor는 방수성 클래스 1, 투습 저항성 0.025m에다 글라스 울 24㎜와 동등한 단열성을 갖춘 제품이다(열전도율 0.045W/mK 기준, 공기층 25㎜유지 시). ※ TyvekⓇ Supro Plus 제원 : 롤 규격 - 1.5m×50m, 145g/㎡. 투습 저항(Sd) 값 - 0.015m, 방수 성능 - Class W1, 시공 중 UV 노출 4개월.